《比较过氧化氢在不同条件下的分解》教学设计

1、【实验 6】比较过氧化氢在不同条件下的分解活动目标1 进行比较过氧化氢在不同条件下分解的实验。2 说出过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义。 背景资料1相关知识化学反应活化能在一个化学反应体系中，任何一个分子要发生化学反应，都 必须先被活化，即增加能量。分子从常态跃迁到容易发生化学反应的活跃状态所 需要的能量，称为化学反应的活化能。酶在化学反应中的作用本质酶是一种有机催化剂，与无机催化剂相比较，其 主要作用是高效性，即在常温常压下能显著地降低化学反应所需要的活化能，从 而促进化学反应高效地进行。2实验原理新鲜的肝脏中含有较多的过氧化氢酶，过氧化氢酶可以催化过氧化氢分解为

2、水和氧气。过氧化氢酶在不同的温度下催化效率不同。fecl3 溶液中的 fe3+也对 过氧化氢具有催化作用，但催化效率要低很多。3实验设计和意义基于以上事实，本实验共设置了 4 组小实验（见下表）。编号处理情况图示组别现象1 号 常温对照组过氧化氢的分解速率十分缓慢（难以观察到气泡的产 生）12 号 高温（90 ）水浴实验组过氧化氢分解速率加快，有大量小气泡产生3 号 常温，加入 fecl 溶液3实验组与 2 号试管相比，有更多的气泡产生4 号常温，加入过氧化氢酶溶 液实验组3 号试管相比，气泡大并且产生的速率快说明：2 号和 1 号的对照实验说明，温度升高有助于过氧化氢的分解，但细 胞内不可能

3、存在高温条件；3 号、4 号未经加热也有大量气泡产生，说明催化剂 能降低化学反应的活化能，能加快化学反应的速率；4 号和 3 号的实验现象相对 比说明，在相同的常温条件下，酶的催化效率远远高于无机催化剂的催化效率由以上分析可知，酶在常温下催化效率很高。酶催化所需的条件和所产生的 效果正是人体细胞所能提供的条件和所需要的效果，同时也说明了酶的高效性， 这是本实验要达到的目标。本实验设置的 4 组小实验有助于培养学生设置对照实验和控制实验变量的能 力。2操作指南1 材料 新鲜的质量分数为 20%的肝脏（如猪肝、鸡肝）研磨液。2 用具 量筒，试管，滴管，试管架，卫生香，火柴，酒精灯，试管夹，大 烧杯

4、，三脚架，石棉网，温度计。3 试剂 新配制的体积分数为 3%的过氧化氢溶液，质量分数为 35%的 fecl3 溶液。4 操作要点（1） 取 4 支洁净的试管，分别编上序号 1、2、3、4，向各试管内分别加入 2 ml 过氧化氢溶液，按序号依次放置在试管架上。（2） 将 2 号试管放在 90 左右的水浴中加热，观察气泡冒出的情况，并与 1 号试管作比较。（3） 向 3 号试管内滴入 2 滴 fecl3 溶液，向 4 号试管内滴入 2 滴肝脏研磨 液，仔细观察哪支试管产生的气泡多。（4） 23 min 后，将点燃的卫生香分别放入这两支试管内液面的上方，观 察哪支试管中的卫生香燃烧猛烈。5需要注意的

5、几个问题（1） 一定要保证肝脏的新鲜程度。新鲜肝脏中含有较多的过氧化氢酶，如 果肝脏不新鲜，在微生物的作用下，过氧化氢酶可能被分解。另外，肝脏一定要 充分研磨，以保证肝细胞破裂，否则可能影响实验效果。（2） 试管壁一定要清洗干净，否则在温度不高的情况下，会在试管壁上形 成小气泡，从而干扰实验结果的观察。（3） 生物学教师所教的班级一般较多，做实验时往往是连续使用实验室， 一个班的学生做完实验，另一个班的学生紧接着做同一个实验。如果试管没有清 洗干净，可能出现的情况有：如果使用的是上一个班同学做的 3 号试管或 4 号试管，则不需要加热，在常温下就会有大量的气泡产生，从而难以观察到真实 的结果；

6、如果使用的是 1 号试管或 2 号试管，在水浴加热的过程中会在试管壁 上产生大量的附着在试管壁上的小气泡。因此，每个班的学生做完之后，教师一 定要求学生将试管清洗干净。（4） 在测定水浴的温度时，温度计的水银球不要接触正在加热升温的烧杯 的底部，否则测出的水温会高出所需要的正确温度。3（5）在做“操作要点”的第 3 步和第 4 步时，注意不要用拇指堵住试管口 并用力振荡，否则 4 号试管内会产生大量的气泡，而且气泡的体积很大，会在试 管中堆积起来，一直堆到试管口，这时，如果将点燃的卫生香放入 4 号试管中， 会将卫生香浸灭。第 3 步的操作可以这样进行：滴入催化剂后，将两支试管放在试管架上，仔

7、 细观察哪支试管产生的气泡多。这样做的优点是，第 3 步的现象十分明显，可以 看出 4 号试管明显比 3 号试管放出的气泡多。同时，4 号试管不会堆积大量的气 泡，这时，再进行第 4 步的操作，效果会十分明显。（6）不要混用滴管。混用滴管的直接后果是实验的现象不一定真实可靠。 教学设计一、在学生阅读实验指导的基础上，教师可以采取提出问题的方式，引导学 生认真地分析和讨论。1在学生进行实验操作前，教师需要加强对实验设计中的变量和控制变量 的方法的点拨，以帮助学生理解。为此，可以组织学生讨论以下的问题。（1）什么是自变量？本实验中哪些变量是自变量？如何控制自变量？（答：自变量是人为改变的变量。本实

8、验中 fecl3 溶液和肝脏研磨液都属于 自变量。在本实验中要控制好自变量，最重要的是准确配制质量分数为 35%的 fecl3 溶液和质量分数为 20%的肝脏研磨液。）（2）什么是因变量？如何准确理解本实验中的因变量？（答：因变量是指随着自变量的变化而变化的变量。本实验中过氧化氢分解 速率就是因变量。刚开始的一段时间，过氧化氢的分解速率越来越快，达到最高 值并稳定一段时间后，随着过氧化氢的浓度逐渐减少，过氧化氢的分解速率会越 来越慢。）（3）什么是无关变量？本实验中哪些变量是无关变量？如何控制无关变量 对本实验结果的影响？（答：无关变量是指除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素， 对实

9、验结果造成影响，这些变量称为无关变量。本实验中试管的洁净程度、是否 准确滴加 fecl3 溶液和过氧化氢酶溶液等都是无关变量。无关变量也可能对实验 结果产生影响，要尽可能地排除无关变量对实验的影响。例如，每次实验前一定 要将试管清洗干净，在滴加 fecl3 溶液和过氧化氢酶溶液时，不要滴到试管壁上， 等等。）2加强对设置对照组的理解。为此，可以设置下列的问题情境。4（1）比较 1 号和 2 号实验，谁是实验组？谁是对照组？从二者的比较中得 出什么结论？如果没有对照组能得出这个结论吗？（答：1 号是对照组，2 号是实验组。从二者的比较中可以得出的结论是， 过氧化氢的分解需要一定的温度条件，升高温

10、度能加快过氧化氢的分解速率。教 师可以对此做进一步解读：人体的体温约为 365 ，这不利于过氧化氢的分 解，但人体可以依靠酶来促进分解作用。从而为后面讲解酶在人体体温下催化过 氧化氢分解这一内容作好铺垫。如果没有 1 号作为对照，是不能得出上述结论 的。）（2）比较 3 号和 4 号实验，谁是实验组？谁是对照组？比较这两组实验可 以说明什么问题？（答：3 号是对照组，4 号是实验组；也可以认为 3 号和 4 号实验是对比实 验；如果将上述 4 个实验都作比较，则可以认为 1 号是对照组，2 号、3 号和 4 号是实验组。比较 3 号和 4 号实验可以看出，过氧化氢酶这种有机催化剂在常温 下比无

11、机催化剂 fecl3 溶液催化过氧化氢分解的效率高得多。）（3）上述四组实验中，哪一组实验更接近人体细胞内的实际情况？这四组 实验说明了什么问题？（答：4 号实验更接近人体细胞内的真实情况。由上述四组实验说明，人体 细胞中每时每刻都在进行成千上万种化学反应，这些化学反应只能在常温、常压 下进行，而且必须高效有序地进行，要完成这些化学反应，离不开酶的作用，所 以说酶对于细胞内化学反应的顺利进行是至关重要的。）二、引导学生理顺实验步骤，在实验过程中认真观察实验现象，得出实验结 果和结论，并填写下表。1 号试管2 号试管3 号试管4 号试管2 ml 过氧化氢溶液2 ml 过氧化氢溶液 2 ml 过氧化氢溶液 2 ml 过氧化氢溶液操作室温90 水浴两滴 fecl 溶液 3室温室温实验现象实验结果实验结论（一）实验结果1 90 时过氧化氢分解释放氧气的速率大于常温下过氧化氢分解释放氧 气的速率。52过氧化氢酶催化过氧化氢分解释放氧气的速率大于 fecl3 催化过氧化氢 分解释放氧气的速率。（二）实验结论加热能够促进过氧化氢的分解；酶的催化效率高于无机催化剂，酶的催化作 用具有高效性。评价建议本实