酶的作用和本质：

1．酶的作用：降低活化能。
(1)活化能：分子从常态转变为容易发生化学反应的活跃状态所需要的能量。
(2)作用机理：酶能降低化学反应所需的活化能，使一个原本在较温和条件下不能进行的反应可以高效快速地进行。
2．酶的本质及实验验证
(1)酶本质的探索

时间	发现者	实验过程及现象	实验结论
1773年	意大利科学家斯帕兰札尼	将装有肉块的小金属笼子让鹰吞下，一段时间后取出，发现笼内的肉块不见了	说明胃具有化学性消化的作用
1836年	德国科学家施旺	从胃液中提取出了消化蛋白质的物质	这就是胃蛋白酶
1926年	美国科学家萨姆纳	从刀豆种子中提取出脲酶的结晶，并进行了证明脲酶是蛋白质的化学实验	证明脲酶是一种蛋白质
20世纪30年代	许多科学家	提取多种酶的蛋白质结晶	酶是一类具有生物催化作用的蛋白质
20世纪 80年代	美国科学家切赫和奥特曼	少数RNA也具有生物催化功能	少数的酶是RNA

(2)酶的本质

化学本质	绝大多数是蛋白质	少数是RNA
合成原料	氨基酸	核糖核苷酸
合成场所	核糖体	细胞核（真核生物）（主要）
来源	一般来说，活细胞都能产生酶

(3)酶化学本质的实验验证
①证明某种酶是蛋白质
实验组：待测酶液+双缩脲试剂一—是否出现紫色反应。
对照组：标准蛋白质溶液+双缩脲试剂——出现紫色反应。
②证明某种酶是RNA
实验组：待测酶液+吡罗红染液——是否呈现红色。
对照组：标准RNA溶液+吡罗红染液——出现红色。
酶的特性及应用：

1、酶的特性
(1)高效性：酶的催化效率是无机催化剂的107~ 103倍，这说明酶具有高效性的特点。
(2)专一性：每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应，这说明酶的催化作用具有专一性的特点，酶的专一性的解释常用“锁和钥匙学说”。
(3)温和性：绝高温都能使蛋白质其他化学键的断裂永久失活。但低温酶活性可以恢复。
2、酶的特性在生产生活中的应用
（1）人在发烧时，不想吃东西，其原因是温度过高导致消化酶的活性降低。
（2）唾液淀粉酶随食物进入胃内，不能继续将淀粉分解为麦芽糖。原因是唾液淀粉酶的最适pH在7左
（3）胰岛素制剂是治疗糖尿病的有效药物，只能注射，不能口服，其原因是胰岛素是一种蛋白质，若口服会被蛋白酶水解。

1、酶的作用和特性的实验探究：

1．酶的催化作用实验探究对照组：反应物+清水检测反应物不被分解；实验组：反应物+等量的相应酶溶液检测反应物被分解。
2．酶的专一性实验搽究此实验中的自变量可以是不同反应物，也可以是不同酶溶液，因变量是反应物是否被分解。
(1)设计思路一：换反应物不换酶
实验组：反应物+相应酶溶液检测反应物被分解；
对照组：另一反应物+等量相同酶溶液检测反应物不被分解。
(2)设计思路二：换酶不换反应物
实验组：反应物+相应酶溶液检测反应物被分解；
对照组：相同反应物+等量另一种酶溶液检测反应物不被分解。
3．酶的高效性实验探究
对照组：反应物+无机催化剂检测底物分解速率；
实验组：反应物+等量酶溶液检测底物分解速率。
实验中自变量是无机催化剂和酶，因变量是底物分解速率。
4．酶作用的适宜条件的探究
(1)最适温度的探究实验原理
①淀粉+淀粉酶——麦芽糖；麦芽糖+斐林试剂—一产生砖红色沉淀；淀粉+碘——蓝色。
②温度影响淀粉酶活性，从而影响淀粉的分解，滴加碘液后，根据蓝色深浅来判断淀粉分解状况，进而推断出酶活性变化。
(2)最适pH的探究实验原理
①2H₂0₂+过氧化氢酶——2H₂O+O₂
②pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成速度，可用点燃但无火焰的卫生香燃烧的情况来检验氧气生成速度的快慢。
(3)实验探究思路
①最适温度的探究思路

②最适pH的探究思路

2、易错点拨：

（1）在酶的最适pH探究实验中，操作时必须先将酶置于不同环境条件下（加清水、加氢氧化钠、加盐酸），然后再加入反应物。不能把酶加入反应物在酶的作用下先发生水解。
（2）在酶的最适温度探究实验中，酶溶液和反应物混合之前，需要把两者先分别放在各自所需温度下保温一段时间。若选择淀粉和淀粉酶来探究酶的最适温度，检测的试剂宜先用碘液，不应该选用斐林试剂。因选用斐林试剂需热水浴加热，而该实验中需严格控制温度。

知识拓展：

1、利用酶的专一性也可探究某种酶的化学本质是蛋白质还是RNA：将某种酶用蛋白酶或核糖核酸酶处理，根据处理后的酶液是否还有催化作用予以判断。
2、一般情况下，加热也能加快化学反应速率，其作用机理是直接供能，使底物分子从常态转变为易发生反应的活跃状态，其过程并不改变活化能的大小。
3、人体消化道各段消化酶的最适pH：
口腔：唾液淀粉酶，最适pH为6.8（中性）；
胃：胃蛋白酶，最适pH为1.5-2.2（酸性）；
小肠：肠液、胰液中的各种酶，最适pH为8.0～9.0（弱碱性）。
胃液的pH在2左右，唾液淀粉酶在胃中会使失活并以蛋白质的形式被胃蛋白酶水解
4、植物体内的酶最适pH大多在4.5-6.5之间。

例   下列有关酶的反应与作用叙述，正确的是 (  )
A．酶具有催化作用是因为酶可以提高反应的活化能
B．酶的合成原料是氨基酸或脱氧核苷酸
C．所有的酶都在核糖体上合成
D．所有的酶都是有机物
答案D

5、具有专一性的物质归纳

（1）酶：每一种酶只能催化一种或一类化学反应。如限制性核酸内切酶能识别特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。
（2）载体：某些物质通过细胞膜时需要载体协助，不同物质所需载体不同，载体的专一性是细胞膜选择透过性的基础。
（3）激素：激素特异性地作用于靶细胞、靶器官，其原因在于它的靶细胞膜或胞内存在与该激素特异性结合的受体。
（4）tRNA：tRNA有61种，每种tRNA只能识别并转运一种氨基酸。
（5）抗体：一种抗体只能与相应的抗原发生特异性结合。

遗传信息的翻译：

1、概念：在细胞质中，以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程。
2、密码子：mRNA上3个相邻的碱基决定1个氨基酸，这样的3个碱基成为1个密码子。
3、反密码子：tRNA上与mRNA上密码子互补配对的3个碱基。
4、tRNA：翻译过程中，将游离氨基酸运到核糖体上的RNA。
5、翻译
(1)场所：细胞质中的核糖体（主要）
(2)模板：mRNA
(3)原料：20种氨基酸
(4)碱基与氨基酸之间的关系：3个碱基（1个密码子）决定一个氨基酸
(5)搬运工：tRNA（有反密码子）
(6)过程
第一步：mRNA进入细胞质与核糖俸结合，携带甲硫氨酸的tRNA通过与密码子AUC配对进入位点1。
第二步：携带另一种氨基酸的tRNA以同样的方式进入位点2。
第三步：甲硫氨酸与另一种氨基酸形成肽键而转移到位点2上的tRNA上。
第四步：核糖体移动到下一个密码子，原来占据位点1的tRNA离开核糖体，占据位点2的tRNA进入到位点1，一个新的携带氨基酸的tRNA进入位点2，继续肽链的合成。重复步骤二、三、四，直到核糖体读取 mRNA的终止密码后，合成才停止。肽链合成后，被运送到各自的“岗位”，盘曲折叠成具有特定空间结构和功能的蛋白质，承担各项职责。
(7)产物：多肽（蛋白质）
遗传信息、密码子与反密码子：

	遗传信息	密码子	反密码子
存在位置	在DNA上，是基因中脱氧核苷酸的排列顺序	在tRNA上，是与mRNA上决定1个氨基酸的3个相邻碱基	在RNA上，是与密码子互补配对的3个碱基
作用	决定氨基酸的排列顺序，是间接作用	直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序	识别密码子
对应关系
联系	①遗传信息是基因中脱氧核苷酸的排列顺序，通过转录，便遗传信息传递到mRNA的核糖核苷酸的排列顺序上 ②mRNA的密码子直接决定蛋白质分子中氨基酸的排列顺序，反密码子则起到识别密码子的作用

注：1、对于以RNA为遗传物质的病毒来说，遗传信息贮存在RNA中。
2、密码子共有64种，但有3种为终止密码子；对应氨基酸的密码子有61种，所有生物共用一套遗传密码。
3、tRNA上反密码子所含的碱基有3个，但整个tRNA不止3个碱基。


知识拓展：

1、DNA在细胞核内，合成蛋白质的核糖体在细胞质中，遗传信息传递如何克服空间上的隔离？
[提示]DNA在细胞核内转录出mRNA，mRNA 携带遗传信息由细胞核经核孔进入细胞质，在核糖体上翻译出肽链，盘曲折叠形成蛋白质。
2、如何在短时间内由一条mRNA合成多个相同的蛋白质？
[提示]-条mRNA与多个核糖体结合，形成多聚核糖体，这样一条mRNA就可在短时间内翻译出多条肽链。

激素调节的概念与特点：

1、激素调节：由内分泌器官（或细胞）分泌的化学物质对生命活动的调节。
（1）促胰液素是人们发现的第一种激素。
（2）激素调节的三个特点：
①微量和高效：激素在血液中含量很低，但能产生显著的生理效应，这是由于激素的作用被逐级放大的结果。
②通过体液运输内：分泌腺产生的激素扩散到体液中，由血液来运输，临床上常通过抽取血样来检测内分泌系统的疾病。
③作用于靶器官、靶细胞：
①靶器官、靶细胞含义：能被特定激素作用的器官、细胞就是该激素的靶器官、靶细胞。
②作用机理：靶器官、靶细胞上含有能和相应激素特异性结合的受体，当激素与受体结合后，引起细胞代谢速率的改变，从而起到调节作用。激素产生后随血液运往全身，但只作用于靶器官和靶细胞。
③不同的激素都有自己特定的靶器官、靶细胞，但范围有大有小，如甲状腺激素几乎对所有的细胞都起作用，而促甲状腺激素只作用于甲状腺。
（3）各种激素的名称和作用：

内分泌腺		激素名称	化学本质	主要生理功能
垂 体	腺 垂 体	促甲状腺激素	糖蛋白	促进甲状腺的增生与分泌
		促肾上腺激素	39肽	促进肾上腺皮质增生与糖皮质类固醇的分泌
		促性腺激素	糖蛋白	促进性腺生长、生殖细胞生成和分泌性激素
		生长激素	蛋白质	促进蛋白质的合成和骨的生长
		催乳素	蛋白质	促进成熟的乳腺分泌乳汁
	神经 垂体	抗利尿激素	9肽	促进肾小管、集合管对水分的重吸收
		催产素	9肽	促进妊娠末期子宫收缩
甲 状 腺	甲状腺激素	氨基酸衍生物	氨基酸衍生物	促进新陈代谢（糖的吸收、肝糖原的分解、升高 血糖、加强组织对糖的利用）；促进生长发育， 提高神经系统的兴奋性；促进神经系统的发育。
胰 岛	A细胞	胰高血糖素	29肽	升高血糖
	B细胞	胰岛素	蛋白质	降低血糖 （人体内唯一降低血糖的激素）
肾 上 腺	肾上腺 皮质	糖皮质激素	类固醇	升高血糖、抗过敏、抗炎症、抗毒性
		盐皮质激素	类固醇	促进肾小管吸收钠和钾
	肾上腺 髓质	肾上腺激素	儿茶酚胺	增加心输出量，使血糖升高， 舒张呼吸道和消化道的平滑肌
性 腺	睾丸	雄激素	类固醇	促进精子和生殖器官生长发育， 激发并维持男性的第二性征
	卵巢	雌激素	类固醇	促进卵巢、子宫、乳腺等女性生殖器官的生长发育， 激发并维持女性第二性征
		孕激素	类固醇	促进子宫内膜增生和乳腺泡发育

2、常见的激素分泌不足或过多引起的病症：

激素名称	相关内分泌腺	分泌不足引起的疾病	分泌过多引起的疾病
生长激素	垂体前叶	侏儒症	巨人症、肢端肥大症
甲状腺素	甲状腺	呆小症、生理性便秘、水肿	甲亢
胰岛素	胰岛	糖尿病	低血糖

易错点拨：

1、激素既不组成细胞结构，又不提供能量，也不起催化作用，只是作为信号分子使靶细胞原有的生理活动发生变化。
2、激素经靶细胞接受并起作用后会被灭活，体内需源源不断地产生激素以维持激素含量的动态平衡。
知识拓展：

1、脊椎动物激素在生产中的应用
(1)动物激素在生产中的应用
①给人工养殖的雌、雄亲鱼注射促性腺激素类似物，促进亲鱼的卵子和精子的成熟，从而进行人工授精
②让蝌蚪快速发育为一只小青蛙的原理：甲状腺激素有促进生长发育的作用。
③阉割催肥的原理：割除牲畜生殖腺，使其不具有性行为和生殖能力，利育肥。
④给牲畜注射生长激素以促进生长，缩短生长周期。
(2)动物激素的不正当应用
①使用瘦肉精（激素类物质）提高猪的瘦肉率，人食用该物质后，会引起“心悸、肌肉震颤、头晕、乏力、心动过速、室性早搏”等症状。
②运动员服用睾丸酮衍生物（一种兴奋剂），可增强肌肉的力量，提高比赛成绩，但会引起内分泌系统紊乱。
2、不同的激素化学本质不同
①同醇类激素：性激素。
②氨基酸衍生物类激素：甲状腺激素、肾上腺素。
③多肽和蛋白质类激素：下丘脑和垂体分泌的激素，胰岛素和胰高血糖素。
3、激素间的相互作用
①协同作用：不同激素对同一生理效应都发挥相同作用，如生长激素和甲状腺激素在促进生长发育方面具有协同作用。
②拮抗作用：不同激素对同一生理效应发挥相反作用，如胰岛素和胰高血糖素在调节血糖方面具有拮抗作用。