核心概念
化学
酸
碱
温度
生理学
分子生物学
引言
你的肝脏对于清除你摄入的任何潜在危险物质非常重要。但是它是如何做到的呢？——通过一些复杂的化学反应。在你的肝脏内，就像在身体的每个组织中一样，会发生许多化学反应。通常，这些反应需要“帮助”才能以更快的速度发生，而这可以由酶来提供——微小的蛋白质类型。
肝脏使用特殊的酶来帮助它分解有毒物质，使其更安全地被身体处理。但是，酶就像它修饰的化学反应一样，需要特定的条件才能发挥作用。因此，某些环境可以使肝酶有效，而另一些环境则会阻止其工作。
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背景
当化合物聚集在一起，其分子相互作用形成新的化合物时，就会发生化学反应。有时，这些反应会自行发生，通常非常快且自发，并释放能量。其他化学反应需要能量，没有能量，它们会进行得很慢或根本不会发生。酶可以帮助加速这些类型的化学反应。
酶是大型蛋白质，通过充当催化剂来加速化学反应的速率。催化剂为反应的发生提供了必要的环境，从而加快了反应速度。某些催化剂适用于某些类型的反应；换句话说，每种酶都有其可以激活的特定类型的反应。酶可能非常挑剔，有时需要处于某些环境或条件下才能良好地工作——或者根本不起作用。一些酶甚至会被损坏，例如当暴露于过多的热量时。受损的酶可能不再起催化化学反应的作用。
过氧化氢酶是肝脏中的一种酶，可将有害的过氧化氢分解为氧气和水。当这种反应发生时，氧气泡逸出并产生泡沫。
材料
• 生肝（新鲜或冷冻，解冻；四分之一磅）
• 刀
• 砧板
• 搅拌机
• 水
• 冰箱
• 滴管
• 大盘子
• 过氧化氢（新的或最近购买的瓶子效果最佳）
• 量匙
• 两个碗
• 醋
• 小苏打
• 微波炉专用碗（带盖子）
• 微波炉
准备工作
• 彻底消毒在此活动期间生肝接触的任何表面。
• 在砧板上，小心地将肝脏切成小立方体，大约一到两厘米长。小心使用锋利的刀。（可能需要成人帮忙。）
• 将肝脏立方体放入搅拌机中，并加入等量的水。高速搅拌，必要时脉冲，直到肝脏光滑且没有块状物。小心搅拌机中的锋利刀片。
• 将搅拌好的肝脏放入冰箱中冷藏。
步骤
• 在大盘子上放一滴搅拌好的肝脏。在搅拌好的肝脏滴上滴一滴过氧化氢。你应该看到很多气泡！你认为气泡是由什么组成的？这表明肝酶过氧化氢酶正在工作，开始化学反应，将对身体有害的过氧化氢分解为危害较小的化合物。
• 要测试酸对肝酶的影响，将一茶匙搅拌好的肝脏放入碗中，并与一茶匙醋充分混合。这种混合物的颜色和稠度如何？在大盘子干净的部分放一滴混合物，并在其上滴一滴过氧化氢。与未处理的搅拌好的肝脏相比，形成的气泡更多、更少还是差不多？它们形成的速度更快、更慢还是差不多？
• 要测试碱的影响，将一茶匙搅拌好的肝脏放入碗中，并与一茶匙小苏打混合。这种混合物的颜色和稠度如何？在大盘子干净的部分放一滴混合物，并在其上滴一滴过氧化氢。形成的气泡更多、更少还是差不多？它们形成的速度更快、更慢还是差不多？
• 要测试热的影响，将一茶匙搅拌好的肝脏放入微波炉专用碗中。盖上碗，用高火微波20秒钟。加热后，搅拌好的肝脏看起来如何？取出滴管大小的加热肝脏，并将其放在大盘子干净的部分。在上面滴一滴过氧化氢。形成的气泡更多、更少还是差不多？它们形成的速度更快、更慢还是差不多？
• 根据您的观察，在哪个（哪些）条件下，酶看起来效果最好？哪个（哪些）条件使其效果最差？你为什么会这么认为？
• 额外提示：尝试实验其他条件。例如，尝试冷冻一些搅拌好的肝脏或将其与盐混合，然后测试酶的活性。或者，您可以尝试添加超过一茶匙的醋或小苏打，然后测试酶。在哪些条件下酶工作良好，在哪些条件下酶工作不良？
• 额外提示：您可以再次尝试此活动，使用另一种称为菠萝蛋白酶的酶，该酶可消化蛋白质，并且可以从菠萝中提取。一种可以使用菠萝蛋白酶消化的有趣蛋白质是明胶，它存在于许多布丁和胶状甜点中。不同的条件如何影响菠萝蛋白酶消化蛋白质的能力？观察和结果
当暴露于过氧化氢时，与未处理的搅拌好的肝脏相比，当与醋或小苏打混合时，搅拌好的肝脏的气泡是否减少？在微波炉加热后，它的气泡是否更少？
酶需要一定的条件才能发挥作用，理想的环境可以提示酶在体内通常起作用的地方。而且，由于不同的身体组织具有不同的环境——酸性或温暖——每种酶都经过调整，在特定条件下才能发挥最佳作用。
人体中的不同组织具有不同的pH值（pH值是衡量溶液酸性或碱性的指标）。肝脏维持中性pH值（约为pH 7），这对于其酶（如过氧化氢酶）最容易发挥作用。因此，当暴露于过氧化氢时，未处理的肝脏应比暴露于醋或小苏打时产生更多的气泡（氧气），并且速度更快。（与醋相比，用小苏打处理后，它可能产生了更多的气泡，因为它可能能够更好地将pH值恢复到7左右。）
同样，肝脏中的酶也习惯在体温（37摄氏度）下发挥作用，因此将搅拌好的肝脏微波加热到高于该温度的温度应该会损坏过氧化氢酶，并且当暴露于过氧化氢时，气泡量明显减少。
清理
安全地处理在此活动中使用的任何生肝肉，完成后将其放入垃圾桶。彻底消毒在此活动期间生肝肉接触的任何表面，并务必用肥皂和温水彻底洗手。
更多探索
来自 Rader 的 Chem4Kids.com 的“酶让世界运转”
来自 KidsHealth 的“你的肝脏”
来自 David Goodsell 和 RCSB 蛋白质数据库 的“过氧化氢酶”
来自科学伙伴的“肝脏真臭！”
来自科学伙伴的“哪些水果会毁掉你的甜点？”
此活动由 科学伙伴 合作提供