酶：

酶（enzyme）催化特定化学反应的蛋白质、RNA或其复合体。是生物催化剂，能通过降低反应的活化能加快反应速度，但不改变反应的平衡点。绝大多数酶的化学本质是蛋白质。具有催化效率高、专一性强、作用条件温和等特点。

常见酶：

（1）淀粉酶：作用是催化淀粉水解为麦芽糖。按其产生部位分为唾液淀粉酶、胰淀粉酶、肠淀粉酶和植物淀粉酶。（淀粉遇碘变蓝）
（2）麦芽糖酶：作用是催化麦芽糖水解成葡萄糖，主要分布在发芽的大麦中。
（3）蔗糖酶：作用是催化蔗糖水解成葡萄糖和果糖，主要分布在甘蔗等生物体内。
（4）脂肪酶：作用是催化脂肪水解为脂肪酸和甘油。在动物体内分为胰脂肪酶和肠脂肪酶等。在动物的胰液、血浆和植物的种子中均有分布。
（5）蛋白酶：作用是催化蛋白质水解为短肽。在动物体内分为胰蛋白酶和胃蛋白酶等。在动物的胰液、胃液，植物组织和微生物中都有分布。
（6）纤维素酶：作用是催化纤维素水解成葡萄糖。在真菌、细菌和高等植物中含有。
（7）溶菌酶：广泛存在于动植物、微生物及其分泌物中，能溶解细菌细胞壁中的多糖，可使细菌失活。还可激活白细胞的吞噬功能，增强机体抵抗力。
（8）固氮酶：能使大气中的氮还原为氨，由两种含金属的蛋白质组成，一种为铁蛋白，另一种为钼铁蛋白。根瘤菌、蓝藻和土壤中各种固氮菌中都含有此酶。
（9）限制酶―磷酸二酯键、解旋酶―碱基间氢键、ATP水解酶―高能磷酸键、蛋白酶―肽键。

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。

有氧呼吸:

1．线粒体的结构和功能
(1)形状：粒状、棒状。
(2)功能：有氧呼吸的主要场所。
(3)结构：

具有内、外两层膜，内膜向内折叠形成嵴，大大增加了内膜表面积，嵴周围充满液态的基质，内膜上和基质中含有多种与有氧呼吸有关的酶。

2．有氧呼吸的概念有氧呼吸是指细胞在O2的参与下，通过多种酶的催化作用，把葡萄糖等有机物彻底氧化分解成C02和 H2O，并释放能量，生成大量ATP的过程。

3.有氧呼吸分为三个阶段：
①葡萄糖的初步分解：
场所：细胞质基质
C₆H₁₂O₆2CH₃COCOOH（丙酮酸：C₃H₄O₃）+4[H]+2ATP
②丙酮酸彻底分解：
场所：线粒体基质
2CH₃COCOOH（丙酮酸）6CO₂+20[H]+2ATP
③[H]的氧化：
场所：线粒体内膜
24[H]+6O₂12H₂O+34ATP
能量去向：以活跃的化学能形式储存在ATP中，以热能形式散失。

有氧呼吸过程三个阶段的比较:

阶段	第一阶段	第二阶段	第三阶段
场所	细胞质基质	线粒体基质	线粒体内膜
物质变化	C6H12O62CH3COCOOH（丙酮酸：C3H4O3）+4[H]+2ATP	2CH3COCOOH（丙酮酸）6CO2+20[H]+2ATP	24[H]+6O212H2O+34ATP
能量释放	少量能量	少量能量	大量能量
O2参与情况	不参与	不参与	参与

知识点拨：

1、反应中各原子的去向和来源

2、有氯呼吸中的能量利用率 1mol葡萄糖在体内彻底氧化分解和体外燃烧都能释放出2870kJ能量，但是体内氧化分解的能量是逐步释放的，其中有1161kJ左右的能量储存在ATP中（约38molATP），其余的能量以热能的形式散式，以维持体温的恒定。葡萄糖有氧分解时，能量利用率为 40.45%左右，还有59.55%左右的能量以热能形式散失。
3、细胞内有机物在氧气参与下，进行氧化分解，产生的能量合成ATP，这个过程即为有氧呼吸。 4、细胞内O2浓度为零时，细胞内的ATP含量不为零，因为无氧呼吸分解有机物，产生少量ATP。
思维拓展：

1、同种生物的不同细胞往往含有线粒体的数量不同，生命活动旺盛，消耗能量多的细胞中线粒体数量越多。
2、各反应参与的阶段：葡萄糖在第一阶段参与， H2O在第二阶段参与，O2在第三阶段参与。 3、各生成物产生的阶段：[H]存第一、二阶段都产生，CO2在第二阶段产生，H2O在第三阶段产生。
4、1mol葡萄糖彻底氧化释放的总能量为 2870kJ，可记为“二爸70岁”；其中有1161kJ合成 ATP，1161可记为“爷爷61岁”。

无氧呼吸：

1．概念：无氧呼吸是指生物在无氧条件下，把有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放出少量能量的过程。
2．场所：细胞质基质。
3．过程
(1)第一阶段：C₆H₁₂O₆丙酮酸+[H]。
(2)第二阶段：
①生成酒精：对于高等植物和酵母菌等生物，进行无氧呼吸一般产生酒精。
丙酮酸+[H] 2C₂H₅OH（酒精）+2CO₂+少量能量
②生成乳酸：对于高等动物、高等植物的某些器官（马铃薯块茎、甜菜块根、玉米胚等）细胞、乳酸菌进行无氧呼吸一般产生乳酸。
丙酮酸+[H] 2C₃H₆O₃（乳酸）+少量能量
③总反应式：
C₆H₁₂O₆2C₃H₆O₃（乳酸）+少量能量；
C₆H₁₂O₆2C₂H₅OH（酒精）+2CO₂+少量能量。
4．能量的产生：每摩尔葡萄糖生成酒精释放的能量为225.94kJ，生成乳酸释放的能量为196.65kJ，其中都有61.08kJ的能量转移到ATP中(生成2mol ATP)，其余部分以热能的形式散失。 5．发酵：对于微生物（如酵母菌、乳酸菌）的无氧呼吸，习惯上称为发酵。
易错点拨：

1、无氧呼吸的第一阶段与有氧呼吸的第一阶段完全相同。
2、无氧呼吸只在第一阶段释放出少量的能量，生成少量ATP。
3、由于酶的不同决定了丙酮酸被还原的产物也不同：大多数植物、酵母菌、水果果实进行无氧呼吸的产物为酒精和CO2；有些高等植物的某些器官在进行无氧呼吸时产生乳酸，如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等；而高等动物、人及乳酸菌的无氧呼吸只产生乳酸。