探索实验典例探析

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1、探索实验典例探析详解探索实验和验证实验探索实验典例探析——比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率（教材P-46实验四）一.实验目的：探索过氧化氢酶和Fe3+催化效率的高低理解实验目的：（1）这是由具体酶与具体无机催化剂催化效率的比较而确定的实验目的（或课题），要考查和比较：过氧化氢酶和Fe3+究竟谁的催化效率高，从而得出具体实验的结果和结论。（2）由众多的对比实验的结果和结论，通过综合分析推理而得出的一般性结论，才能得出“酶具有高效性”的科学结论。二.实验原理：①新鲜的肝脏中含有过氧化氢酶，②Fe3+是一种无机催化剂，③它们都可以催化过氧化氢分解成水和氧1.理解实验原理：

2、⑴动植物在代谢的过程中产生过氧化氢（H2O2）,过氧化氢对机体是有毒的，机体可通过过氧化氢酶催化过氧化氢迅速分解成水和氧气而解毒。⑵H2O2在体外可被无机催化剂Fe3+催化分解成H2O和O2即：2H2O2催化H2O+O2↑⑶上述一个个结论都是前人通过做科学实验而得出的，所以实验原理是科学的结论，是前人分析、归纳、总结出的科学定论、科学定理或学说。⑷实验原理是我们做科学实验的理论依据，不同的实验具有不同的理论依据，即不同的实验原理。⑸从实验原理中可悟出做科学实验的设计思路及其处理方法。也是用来检验和修正实验过程中失误的依据2．构建实验设计思路与处理方法⑴设计思路：①根据

3、实验原理可知，过氧化氢酶和Fe3+能分别催化同一种化学反应加快进行，具有共同的底物和生成物，具有可比性。因此，过氧化氢酶和Fe3+催化活性的强弱，可以用单位时间内底物的减少量或产物（H2O和O2）的生成量作为观测指标来进行比较。如单位时间内放出氧气泡的数量等。②根据本实验的目的和原理以及提供的资料（每滴FeCl3溶液中的Fe3+数大约是肝脏研磨液中H2O2酶分子数的25万倍）将等量（如1滴或2滴）H2O2酶和Fe3+在同等条件下分别催化等量的H2O2水解。即需设置2个实验处理。③通过观察、测量、检验和比较两个水解反应在单位时间内产生的氧气量的快、慢、多、少来比较出两种

4、催化剂效率的高低。过氧化氢溶液过氧化氢溶液肝脏研磨液氯化铁溶液B处理2A处理1⑵处理方法：如下示意图：处理1将一滴肝脏研磨液滴入2ml过氧化氢溶液，观测氧气量在单位时间内产生的快、慢、多、少。处理2将一滴氯化铁溶液滴入2ml过氧化氢溶液，观测氧气量在单位时间内产生的快、慢、多、少⑶变量解析：实验变量指人为操纵的实验条件或因素。本实验人为操纵的是“催化剂”因素。因此，“催化剂”是实验变量，而H2O2酶和Fe3＋是“催化剂”因素的两个不同水平（因子），也就是催化剂的两个不同类型。本实验的实验变量可分两种情况讨论：情况1.若对催化剂的两个水平因子的催化效率都是全然未知的，则

5、实验的目的是考察和比较这两个不同类型的催化剂，其催化效率是否相同。哪种催化剂的催化效率高。这时，H2O2酶和Fe3＋都是被实验考察的水平因子，都是实验变量，该实验为探究性的实验。情况2.如果Fe3＋的催化效率是已知的，实验目的是考察H2O2酶的催化效率是否远高于Fe3＋的催化效率。则H2O2酶是实验变量，Fe3＋不是实验变量。该实验为验证性的实验。反应变量因实验变量的作用而产生的实验结果或现象，如：产生氧气量的快、慢、多、少。无关变量：实验变量以外的所有能影响实验结果的因子和条件。如：H2O2溶液的量，H2O2酶的量，FeCl3溶液的量，肝脏研磨液新鲜的程度及数量，试

6、管洁净的程度等。额外变量：因无关变量的作用而产生的实验结果或现象，它是干扰反应变量的变量。实验组：指接受实验变量处理的对象组。本实验组可分两种情况讨论：若情况1时，处理1（或A管），处理2（或B管）都是实验组。这时实验组与实验组之间形成相互比较。即互为对照。若情况2时，只有处理1（或A管）是接受实验变量处理的对象组，处理1是实验组。对照组：一般是指不接受实验变量处理的对象组，如情况2时，处理2（或B管）是不接受实验变量处理的对象组。所以处理2（或B管）是对照组⑷设计观测记录表实验组别实验结果处理1（滴入H2O2酶）处理2（滴入FeCl3溶液）气泡产生速度先而快后而慢产

7、生数量多而大少而小无焰火种燃烧状况大而旺（燃烧猛烈）小而弱（燃烧不烈）观测指标用来度量反应变量及其单位的一种标准。如高度、重量、大小、先后、多少、快慢、百分率、速率、状态等。三.实验方法及步骤1.实验方法步骤：⑴取编号为A、B洁净的试管两只，分别注入2mlH2O2溶液。⑵处理1向A试管内滴入1滴肝脏研磨液处理2向B试管内滴入1滴氯化铁溶液⑶分别堵住管口，轻振试管，混匀溶液。⑷及时观察、比较A、B试管单位时间内产生气泡的快慢、大小和多少，并同时在观测表中作好记录。及时用无焰火种分别置于A、B管内液面上方检验比较火种燃烧的状况，并同时作好记录。2.理解方