核心概念
化學
酸
鹼
溫度
生理學
分子生物學
引言
你的肝臟對於清除你攝入的任何潛在危險物質非常重要。但是它是如何做到的呢？——透過一些複雜的化學反應。在你的肝臟內，就像在身體的每個組織中一樣，會發生許多化學反應。通常，這些反應需要“幫助”才能以更快的速度發生，而這可以由酶來提供——微小的蛋白質型別。
肝臟使用特殊的酶來幫助它分解有毒物質，使其更安全地被身體處理。但是，酶就像它修飾的化學反應一樣，需要特定的條件才能發揮作用。因此，某些環境可以使肝酶有效，而另一些環境則會阻止其工作。
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背景
當化合物聚集在一起，其分子相互作用形成新的化合物時，就會發生化學反應。有時，這些反應會自行發生，通常非常快且自發，並釋放能量。其他化學反應需要能量，沒有能量，它們會進行得很慢或根本不會發生。酶可以幫助加速這些型別的化學反應。
酶是大型蛋白質，透過充當催化劑來加速化學反應的速率。催化劑為反應的發生提供了必要的環境，從而加快了反應速度。某些催化劑適用於某些型別的反應；換句話說，每種酶都有其可以啟用的特定型別的反應。酶可能非常挑剔，有時需要處於某些環境或條件下才能良好地工作——或者根本不起作用。一些酶甚至會被損壞，例如當暴露於過多的熱量時。受損的酶可能不再起催化化學反應的作用。
過氧化氫酶是肝臟中的一種酶，可將有害的過氧化氫分解為氧氣和水。當這種反應發生時，氧氣泡逸出併產生泡沫。
材料
• 生肝（新鮮或冷凍，解凍；四分之一磅）
• 刀
• 砧板
• 攪拌機
• 水
• 冰箱
• 滴管
• 大盤子
• 過氧化氫（新的或最近購買的瓶子效果最佳）
• 量匙
• 兩個碗
• 醋
• 小蘇打
• 微波爐專用碗（帶蓋子）
• 微波爐
準備工作
• 徹底消毒在此活動期間生肝接觸的任何表面。
• 在砧板上，小心地將肝臟切成小立方體，大約一到兩釐米長。小心使用鋒利的刀。（可能需要成人幫忙。）
• 將肝臟立方體放入攪拌機中，並加入等量的水。高速攪拌，必要時脈衝，直到肝臟光滑且沒有塊狀物。小心攪拌機中的鋒利刀片。
• 將攪拌好的肝臟放入冰箱中冷藏。
步驟
• 在大盤子上放一滴攪拌好的肝臟。在攪拌好的肝臟滴上滴一滴過氧化氫。你應該看到很多氣泡！你認為氣泡是由什麼組成的？這表明肝酶過氧化氫酶正在工作，開始化學反應，將對身體有害的過氧化氫分解為危害較小的化合物。
• 要測試酸對肝酶的影響，將一茶匙攪拌好的肝臟放入碗中，並與一茶匙醋充分混合。這種混合物的顏色和稠度如何？在大盤子乾淨的部分放一滴混合物，並在其上滴一滴過氧化氫。與未處理的攪拌好的肝臟相比，形成的氣泡更多、更少還是差不多？它們形成的速度更快、更慢還是差不多？
• 要測試鹼的影響，將一茶匙攪拌好的肝臟放入碗中，並與一茶匙小蘇打混合。這種混合物的顏色和稠度如何？在大盤子乾淨的部分放一滴混合物，並在其上滴一滴過氧化氫。形成的氣泡更多、更少還是差不多？它們形成的速度更快、更慢還是差不多？
• 要測試熱的影響，將一茶匙攪拌好的肝臟放入微波爐專用碗中。蓋上碗，用高火微波20秒鐘。加熱後，攪拌好的肝臟看起來如何？取出滴管大小的加熱肝臟，並將其放在大盤子乾淨的部分。在上面滴一滴過氧化氫。形成的氣泡更多、更少還是差不多？它們形成的速度更快、更慢還是差不多？
• 根據您的觀察，在哪個（哪些）條件下，酶看起來效果最好？哪個（哪些）條件使其效果最差？你為什麼會這麼認為？
• 額外提示：嘗試實驗其他條件。例如，嘗試冷凍一些攪拌好的肝臟或將其與鹽混合，然後測試酶的活性。或者，您可以嘗試新增超過一茶匙的醋或小蘇打，然後測試酶。在哪些條件下酶工作良好，在哪些條件下酶工作不良？
• 額外提示：您可以再次嘗試此活動，使用另一種稱為菠蘿蛋白酶的酶，該酶可消化蛋白質，並且可以從菠蘿中提取。一種可以使用菠蘿蛋白酶消化的有趣蛋白質是明膠，它存在於許多布丁和膠狀甜點中。不同的條件如何影響菠蘿蛋白酶消化蛋白質的能力？觀察和結果
當暴露於過氧化氫時，與未處理的攪拌好的肝臟相比，當與醋或小蘇打混合時，攪拌好的肝臟的氣泡是否減少？在微波爐加熱後，它的氣泡是否更少？
酶需要一定的條件才能發揮作用，理想的環境可以提示酶在體內通常起作用的地方。而且，由於不同的身體組織具有不同的環境——酸性或溫暖——每種酶都經過調整，在特定條件下才能發揮最佳作用。
人體中的不同組織具有不同的pH值（pH值是衡量溶液酸性或鹼性的指標）。肝臟維持中性pH值（約為pH 7），這對於其酶（如過氧化氫酶）最容易發揮作用。因此，當暴露於過氧化氫時，未處理的肝臟應比暴露於醋或小蘇打時產生更多的氣泡（氧氣），並且速度更快。（與醋相比，用小蘇打處理後，它可能產生了更多的氣泡，因為它可能能夠更好地將pH值恢復到7左右。）
同樣，肝臟中的酶也習慣在體溫（37攝氏度）下發揮作用，因此將攪拌好的肝臟微波加熱到高於該溫度的溫度應該會損壞過氧化氫酶，並且當暴露於過氧化氫時，氣泡量明顯減少。
清理
安全地處理在此活動中使用的任何生肝肉，完成後將其放入垃圾桶。徹底消毒在此活動期間生肝肉接觸的任何表面，並務必用肥皂和溫水徹底洗手。
更多探索
來自 Rader 的 Chem4Kids.com 的“酶讓世界運轉”
來自 KidsHealth 的“你的肝臟”
來自 David Goodsell 和 RCSB 蛋白質資料庫 的“過氧化氫酶”
來自科學夥伴的“肝臟真臭！”
來自科學夥伴的“哪些水果會毀掉你的甜點？”
此活動由 科學夥伴 合作提供