众所周知，这个世界因为生命的存在而变得丰富多彩。而生命又来源于自然，但是与自然却不尽相同。化学反应便是一个很好的体现。说到化学反应，大家可能会想到燃烧、侵蚀、分解、化合等一众过程，但是人体内其实也发生的化学反应。你可能不知道，1秒钟内人体内会发生10万次以上的化学反应，用来供给我们的生存生活。那么人体内的化学反应究竟是怎样进行的？是由谁来主导？有何特点？

首先有机体内的化学反应，一定与外界不同。为了保证身体的有序性和稳定性，体内代谢较为温和。并且为了满足有机体对生命活动的需求，反应过程都高效有序。所有的反应也一定都是基于有机体的恒定温度进行的，否则无法构成一个系统。

其次，我们就小猜想体内的反应究竟何以有序、高效的发生。第一点就是需要一个帮手来实施化学反应。我想大家在初中生物课程中已经接触了～生物酶。例如，口腔中的唾液淀粉酶和胃中的蛋白酶，以及ATP水解酶，都属于帮手。第二点，需要一个中心指令来调控化学反应的发生发展。第三点就是必须在细胞内进行来保持其稳定的反应过程。还有一点就是反应过程中酶会体现出高效性、专一性以及温和性。而我们会针对高效性和专一性进行探究。

PS：大家可能对酶的定义不太清楚。酶，其实就是生物体内主要负责生命活动的物质～蛋白质，的一种体现方式。是一种由细胞分泌产生的有机物。当然构成生物酶的并非所有的都是蛋白质，一部分酶也存在RNA。酶也可以在有机体外发挥作用，比如说酿酒发酵和洗衣粉，都有它们的身影。

那么如何设计实验来体现酶的催化作用具有高效性？催化作用其实就是改变化学的反应速率，自然，生物酶也会与其他无机催化剂一样在反应物（一般称为底物）体现效果。那么我们就可以对比同一种底物在不同催化剂下的效果。而效果就是利用化学反应的速率来体现。这里我们选用了过氧化氢作为底物，氯化铁溶液和鱼类肝脏中的过氧化氢酶作为实验对象。当然，我们也需要考虑到过氧化氢在常温下也可以分解，如此一来升温肯定有助于分解。于是，我们还需要来一组过氧化氢在高温度水作用下分解的情况组。以及我们还需要一组没有做任何处理的过氧化氢。每一个组都是3%量毫升的过氧化氢溶液。在实验过后，我们会发现加入过氧化氢酶的溶液产生了气泡，并且远多于加氯化铁的过氧化氢溶液。拿着带火星的木条测试，可以发现木条在生物酶组试管中的作用下会更快的燃烧起来。种种迹象表明，不同因素对底物的分解效率都是不同的，而很显然，生物酶的催化效率越高，与无机催化剂，大概是17次方到10的13次方倍。

大家一定会想，为什么生物酶的催化效率高于无机催化物？到底是什么在影响要想理解，这一点，我们就需要先清楚酶的催化原理。

我们要知道化学反应的本质是原子克服斥力之后的重新组合，但是在一般情况下，只有极少的物质粒子能够达到进行化学反应的程度（条件不够）。如果粒子只生活在“冷冷清清，凄凄惨惨凄凄”的状态下而无活跃的特性，化学反应很难发生。最直接的解决办法就是给粒子一点活化能，也就是能量供给。具体形式包含加热，加压提高分子的活跃性，让其在互相碰撞之中产生反应。但是很显然，一般的催化剂以及生物酶都没有办法直接给予底物热量。所以，他们选择了另一条捷径。你底物需要通过增加活化能的方式改变势能而反应，那我可以直接降低你的活化能，越过加热的过程，直接产生分子之间的碰撞。这么一来不仅降低了，反映门槛，还更容易发生化学反应。没错，这就是催化剂的原理，与底物结合提升两个粒子的接触率。而生物酶的催化效率之所以高于一般催化剂，就是因为它可以更大程度的降低反应物的活化能。

那么何为最大程度？这就需要了解一下生物酶的结构。酶的本质是一种蛋白质，而蛋白质的空间结构非常多样，并且在每一种蛋白质上有着不同的结合位点，位点又拥有不同的化学属性。这些因素决定了一种蛋白酶主要的工作对象和职能。金属离子的作用便是提升粒子互相碰撞的概率以达到催化作用，而生物酶会通过分子势能主动在结合位点上将底物处理，进行结合或者分解。位点也有一个响亮的名字叫做活性中心。如此，酶不仅具备了金属离子的作用，还有主动性，这便是蛋白酶的临近效应与定向排列。同时，酶因为蛋白质的性质特点，具备橡皮泥一般的可塑性，它可以在于底物结合之后改变自己的空间构象，来完成对底物的处理。在这样的条件下，有些酶还会使用ATP作为额外的能量辅助，而无机催化剂，例如金属离子肯定不会有此作用。由此我们可以得出“酶的催化作用具有高效性”。

接下来就是探究“专一性”。之前我们在学习细胞膜的时候就了解过磷脂双方子层中镶嵌的转运蛋白就具备专一性。不同的蛋白具有不同的结构特性，给不同物质提供了相应的结合位点。那么，酶作为一种蛋白质是否同样具有类似的设计？设计实验非常简单，有两种思路，在都是两个实验组单因素变量的情况下，让同一种类的酶处理不同物质以及不同种类的酶处理，同一物质都可以得出相同的结论。这里我们使用第一种。让1毫升的淀粉酶溶液分别去处理淀粉和蔗糖，最后使用菲林试剂检测酶是否将多糖转化为还原性糖。淀粉组的溶液呈现出了砖红色，而蔗糖没有变化。所以淀粉酶只能处理淀粉，而不能处理蔗糖。这样的结果不仅让我思考为什么酶要具有专一性。可以想象如果一个工厂里没有各司其职的工人，那么工作效率以及顺序就会出现紊乱，无法高效有序的运转。在人体内也是一样的，这样一来，可以保证细胞代谢有条不紊的进行，让反应有序，并且可控。

那么酶发生作用的条件以及影响酶活性的条件还有哪些因素？生活中我们会购买洗衣粉，而有一些添加生物酶的洗衣粉中，会给出“高温不宜使用”的提示，这说明，环境条件也会对酶的活性产生影响。而没得活性，当然就是酶催化特定物质的化学反应的能力。那么，有哪些因素呢？除去温度之外，还有pH值压强，底物浓度，和酶浓度。

探究温度对酶活性的影响可以探究唾液淀粉酶在不同温度下分解淀粉的效果。如果分解并产生了单糖，那么最后的检测（滴加碘液）就不会让试管溶液呈现蓝黑色。而结果显示，在37度和60度时，溶液没有颜色。但是在18度和78度的溶液中，溶液出现了颜色。这说明，前两组的实验中唾液淀粉酶发挥了作用，让淀粉消失。而后两组中，温度因为过低和过高对酶的活性产生了影响，淀粉没有被分解。

探究pH值对酶活性的影响可以探究过氧化氢酶在不同pH值的环境下分解过氧化氢的效果。5试管中分别滴加了2毫升过氧化氢溶液，并分别地下3滴盐酸，一滴盐酸，两滴水，一滴氢氧化钠，三滴氢氧化钠。在分别加入过氧化氢酶之后，可以发现酸性条件下的试管中并没有产生气泡，而中性和碱性试管中产生气泡明显。我们不仅可以得出pH值会影响酶的活性，还可以得出过氧化氢酶在弱碱性条件下，同样可以进行工作，产生让木条燃烧的氧气（是一种检测方法）。当然，在过碱条件下，酶也会失活，因为弱碱环境下产生的气泡会略少于中性条件下产生的气泡。

由上述实验我们可以得出，对于生物酶来说，都存在各自最适应的温度和pH值。当然，对于不同种类的酶，这些因素也会发生变化。比如胃蛋白酶在酸性条件下才可以正常工作，有一些菌类的酶在高温条件下也不会失活。这仍然证明了酶的多样性以及不同有机体对它的调控。看似不起眼的东西，能在生命的把玩下展现如此多样的色彩，着实可贵。