Question

数学苦手

生物基礎の生物の特徴の単元です。
問1の答えが「二酸化マンガンや肝臓片の代わりに、石英を入れて温度やpH を変えた実験」と書かれているのですが意味がわかりません。
また、二酸化マンガンと肝臓片は同じ性質を持つものなのでしょうか？肝臓片にはカタラーゼが含まれているそうですが二酸化マンガンには含まれていますか？

考 発展実験・観察｣
15. カタラーゼの働き太郎くんは、 カタラーゼが37℃, pH7で活性があることを学習
した。その後、酵素と無機触媒に対する温度やpHの影響を比較するため, 8本の試験管
に 5mLの3%過酸化水素水を入れ、下表のように条件を変えて気体発生のようすを確認
した。なお,表の温度は, 試料が入った試験管を, 湯煎もしくは水冷して保った温度を示
している。各物質について、 表中の+,-は添加の有無を意味し, 添加した量は等しいも
のとする。 以下の各問いに答えよ。 SUSTAJIS
試験管 A
B
C
温度 37°C 37°C 37°C
pH
7
7
2
MnO2
+
+
肝臓片
-
+
-
D
37°C
2
+
E
4°C
7
||+
-
F
G
H
4°C 95°C 95℃
7
7
7
+
+
||+
11000
X 問1. 表に示された実験だけでは,正しい結論を導くことができない。 どのような実験を
加える必要があるか

Answer 1

ゲストあ

二酸化マンガンとカタラーゼはともに過酸化マンガンをする分解触媒であるということはご存知でしょうか。

この実験は、同じ働きをするこの2つの違いとは何かということを確かめるためのものです。

結論を予想してみてほしいのですが、カタラーゼは有機触媒なので適切なpHや温度でないと壊れてしまい全然反応しなくなる一方で
MnO2は無機触媒なので問答無用で反応が起きる、みたいなことになると思います。
ここまでは分かってくれると思います。

この予想を証明したいと思ったときに、
単純に有機触媒と無機触媒を比較するだけでは不十分です。
なぜなら、以上の結果から「カタラーゼは高温時に触媒の機能を失う」ではなく、「カタラーゼは高温時に反応を抑制する物質として働く」というような結論を導くことも可能だからです。(難しいですが、発展問題なのでしょうがないですね)

どういう状況でこんな誤った結論が導かれるかというと、「別に何もしなくても過酸化水素水の分解は起こる」という状況を仮定した場合です。

これを否定しようと思ったら、何も触媒を加えずに同じ条件で実験をする必要があります。
したがって、反応性が低いことで有名な石英を入れて実験することが答えになります。

数学苦手

この実験の目的を初めて知りました！分かりやすくありがとうございます🙇‍♂️
追加の質問なのですが、なぜ何も入れないという条件を作るのではなく、石英を入れるのでしょうか？