生物的新陈代谢
生物体内时时刻刻都在进行着新陈代谢。只有在新陈代谢的基础上，生物体才能表现出生长、发育、遗传和变异等基本特征。新陈代谢一旦停止，生命也就结束了。因此，新陈代谢是生物最基本的特征，是生物与非生物最本质的区别。
新陈代谢与酶
新陈代谢是活细胞中全部化学反应的总称，其中的每一个反应都是在酶的催化作用下进行的。
酶的发现 二百多年以前，人们认为鸟类的胃只能将食物磨碎，不能将食物中的有机物分解，也就是说鸟类的胃只有物理性消化，没有化学性消化。
1783年，意大利科学家斯巴兰让尼设计了一个巧妙的实验：将肉块放入小巧的金属笼内，并且让鹰把小笼子吞下去(如图)。这样，肉块就可以不受胃的物理性消化的影响，而胃液则可以流入笼内。过一段时间后，他把小笼子取出来，发现笼内的肉块消失了。于是，他推断胃液中一定有消化肉块的物质，从而说明胃具有化学性消化的作用。那么，胃液中究竟是什么物质将肉块消化了呢？当时并不清楚。直到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(后来知道，这就是胃蛋白酶)，这才解开胃的消化之谜。 
1926年，美国科学家从刀豆种子中提取出脲酶的结晶，并且通过化学实验证实脲酶是一种蛋白质。到了20世纪30年代，科学家们相继提取出多种酶的蛋白质结晶(如图)，并且指出酶是一类具有生物催化作用的蛋白质。20世纪80年代以来，科学家们发现少数RNA也具有生物催化作用。可见，酶是活细胞产生的一类具有生物催化作用的有机物，其中，胃蛋白酶、唾液淀粉酶等绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。
酶的特性 科学研究表明，所有的酶在适宜的条件下，都能使生物体内复杂的化学反应迅速地进行，而酶本身并不发生变化。我们知道，生物体外有许多化学反应需要无机催化剂才能进行。那么，酶与无机催化剂相比，具有什么不同的特点呢？让我们通过下面的实验来探讨。
酶的高效性
酶的专一性
酶的专一性 上述实验说明，唾液淀粉酶只能催化淀粉水解，对蔗糖则不起催化作用。应该说明的是，生物体内有些酶能够催化某些分子结构相近的物质。例如，二肽酶可以水解由任何两种氨基酸组成的二肽。所以，确切地说，每一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。这就是说，酶的催化作用具有专一性的特点。 
酶需要适宜的条件 酶催化效率的高低，又称做酶的活性。酶的活性与温度和pH有着密切的关系。分别在不同的温度和pH条件下测同一种酶的活性，根据所得数据绘制成曲线图，可以明显地看出温度和 pH对酶活性的影响(如图)。分析左图可以看出，在最适宜的温度和最适宜的pH下，酶的活性最高。温度和pH偏高或偏低，酶的活性都会明显降低。实际上，过酸、过碱和高温，都能使酶的分子结构遭到破坏而失去活性①。 
影响酶活性的实验(选做)
上述实验说明，酶的催化作用需要适宜的温度和pH。总之，酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比具有明显不同的特点：酶具有高效性和专一性的特点，并且需要适宜的条件。
一、选择题能够促使唾液淀粉酶水解的酶是[ ]A．淀粉酶；B．蛋白酶；C．脂肪酶；D．麦芽糖酶。
二、分析说明题左图是人体内某个化学反应的示意图。1．图中的哪个英文字母代表酶？2．如果B代表一种双糖，C和D各代表什么？三、简答题1．加酶洗衣粉中含有蛋白酶。这种洗衣粉为什么能够很好地除去衣物上的奶渍和血渍？使用这种洗衣粉时为什么需要用温水？2．多酶片中含有蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶。这种药片的功能是什么？参考答案
造福人类的酶工程 酶工程是指在一定的生物反应器中，利用酶的生物催化作用，生产出人类所需要产品的一门科学技术。作为生物技术重要支柱之一的酶工程，真可以说是造福人类，成果喜人。蔗糖几乎全部是通过加工甘蔗或甜菜得到的。但是，甘蔗和甜菜的种植范围都比较有限，因此，蔗糖的产量也就受到了影响。能不能利用淀粉来生产类似蔗糖的物质呢？科学家通过α-淀粉酶、糖化酶和固定化葡萄糖异构酶，将淀粉转化成和蔗糖具有同样甜度的甜味剂——高果糖浆。现在，一些发达国家高果糖浆的年产量已经达到几百万吨，高果糖浆在许多饮料的制造中已经逐渐替代了蔗糖。胰岛素是胰脏中胰岛细胞分泌的一种激素，是由两条肽链组成的一种蛋白质：一条由21个氨基酸组成，称为A链；另一条由30个氨基酸组成，称为B链。胰岛素是治疗糖尿病的一种常用药物。由于糖尿病患者很多，胰岛素的需要量很大，所以许多糖尿病患者使用的曾是猪的胰岛素。但是，猪胰岛素与人胰岛素在化学结构上有一处差别：猪胰岛素B链上最后一个氨基酸是丙氨酸，人胰岛素B链上最后一个氨基酸是苏氨酸。因此，用猪胰岛素治疗人的糖尿病，容易使一些患者产生免疫反应。近些年来，科学家们采用酶工程的方法，利用一种专一性极高的酶，切下并移去猪胰岛素B链上的那个丙氨酸，然后接上一个苏氨酸。这样，猪的胰岛素就魔术般地变成人的胰岛素了。现在，科学家们正在研究如何修饰酶的化学结构，以便改善酶的性能；用DNA重组技术大量地生产酶，甚至设计酶的基因，以便人工合成出自然界中没有的酶来。