题目:《酶的本质》
在19世纪,酿酒业在欧洲经济中占有重要地位。但是,酿出的葡萄酒经常莫名其妙地变酸。受这一问题困扰,科学界非常重视对发酵过程的研究。
酒怎么变酸了?
当时人们已经知道,酿酒就是让糖类通过发酵变成酒精和二氧化碳。糖类是怎么变成酒精的呢?许多化学家都相信这是一个纯化学过程,与生命活动无关。
1857年,法国微生物学家巴斯德(LPasteur, 1822 一1895)通过显微镜观察,提出酿酒中的发酵是由于酵母细胞的存在,没有活细胞的参与,糖类是不可能变成酒精的。德国化学家李比希(JV. Liebig: 1803- 1873)却坚持认为引起发酵的是酵母细胞中的某些物质,但这些物质只有在酵母细胞死亡并裂解后才能发挥作用。两种观点争执不下。
巴斯德在显微镜下观索到酵母细胞
结束这一争论的是德国化学家毕希纳(E. Buchner; 1860-1917) 。他把酵母细胞放在石英砂中用力研磨,加水搅拌,再进行加压过滤,得到不含酵母细胞的提取液。在这些汁液中加入葡萄糖,一段时间后就冒出气泡,糖液居然变成了酒。这一结果跟糖液中含有活酵母细胞是一样的。他将酵母细胞中引起发酵的物质称为酿酶。
毕希纳虽然从细胞中获得了含有酶的提取液,但是提取液中还含有许多其他物质,无法直接对酶进行鉴定。有些科学家推测酶是蛋白质,并试图将酶从提取液中分离出来,得到纯酶,但由于技术上的困难都未成功。因此,酶究竟是什么物质,仍然是不解之谜。
美国科学家萨姆纳(J.B Sumner; 1887- 1955)也认为酶是蛋白质。1917年,他从资料中得知刀豆种子中脲酶含里相当高(这种酶能使尿素分解成氨和二氧化碳),便决定从刀豆种子中提取纯酶。他尝试了各种方法,历经次又一次的失败,终于在1926年的天清晨惊喜地发现,在用丙酮作溶剂的提取液中出现了结晶,这说明提取物达到了一定的纯度。这种结晶溶于水后能够催化尿素分解成氨和二氧化碳。然后他又用多种方法证明脲酶是蛋白质。
后来,科学家又相继获得胃蛋白酶、胰蛋白酶等许多酶的结晶,并证明这些酶都是蛋白质20世纪80年代,美国科学家切赫(TRcech; 1947- )和奥特曼(S.Altman; 1939一)发现少数RNA也具有生物催化功能。
3.基本要求:
(1)创设一定的情境;
(2)结合科学史讲解;
(3)请在10分钟内完成上述任务。