甘肃省武威市高中生物 第4章 酶的研究与应用 4.1 果胶酶在果汁生产中的应用课件1 新人教版选修1 .ppt

（一）酶的基础知识,1、酶的概念,酶是活细胞所产生的具有生物催化作用的一类特殊的有机物,绝大多数是蛋白质，少数是RNA,2、酶的本质,3、酶的功能,催化各种化学反应,一、基础知识,高效性：酶的催化效率是无要催化剂的1071013倍,专一性：一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应,需要适宜的条件：适宜的温度、适宜的PH值,4、酶的特性,（二）果胶酶的作用,1、果胶：是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水,2、果胶对果汁制作的影响：,3、果胶酶：是分解果胶的一类酶的总称，包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等,4、果胶酶的来源：P43,影响果汁的出汁率，还会使果汁浑浊,（三）酶的活性与影响酶活性的因素：,1、酶的活性,2、酶催化能力的标准：,指酶催化一定化学反应的能力,在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度,酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示,3、影响酶活性的因素：,温度,果胶酶的最适温度为45500C,在较低温度时，随着温度的升高，酶的活性也逐渐提高，达到最适温度时，酶的催化能力最高，但高于最适温度后，酶的催化能力迅速下降，最后完全失去催化能力,A、温度对酶的影响,B、果胶酶的最适温度,C、讨论：高温使酶的活性丧失后，酶的活性可否恢复？为什么？,不能恢复，因高温破坏了酶的分子结构，高温对酶造成不可逆的破坏。但低温使酶的活性丧失后，缓慢恢复其温度活性仍可恢复。,分别用00C和1000C的温度处理某种酶后，酶都没有活性，但（）,A,A、经过00C处理的酶活性能够恢复B、经过1000C处理的酶活性能够恢复C、经过00C处理的酶的空间结构遭破坏D、经过1000C处理的酶被水解成了氨基酸,pH：,果胶酶的最适pH范围为3.06.0,酶的催化能力的发挥有一个最适pH，在低于最适pH时，随着pH的升高，酶的催化能力也相应升高，高于最适pH时，随着pH的升高，酶的活性逐渐下降，pH过高或过低会使蛋白质变性，当蛋白质变性后，酶也就完全丧失了活性,A、pH对酶的影响,B、果胶酶的最适pH,将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合装入一个容器内，调整pH至2.0，保存于370C的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是（）,A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水B、唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水C、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水,A,唾液淀粉酶最适pH6.8，其化学本质是蛋白质,酶的抑制剂：Fe3、Ca2、Zn2等金属离子对果胶酶有抑制作用,（四）果胶酶的用量,果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括、和等。,酶的活性指酶一定化学反应的能力。酶反应速度用单位时间内单位体积中或来表示.酶的活性受、和的影响,在生产果汁时，为了使果胶酶得到充分利用，节约成本，需要控制好酶的用量，用量多少常通过的手段进行探究。,温度,多聚半乳糖醛酸酶,果胶分解酶,果胶脂酶,反应物的减少量,生成物的增加量,催化,PH,酶抑制剂,实验,复习！,课题1果胶酶在果汁生产中的应用,二实验设计,实验设计的三个基本原则：,1、对照原则,2、单因子变量原则,3、等量原则,果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时，活性最高。高于或低于此值时活性均下降。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比,（一）探究温度对果胶酶活性的影响,1、实验原理,提示：必修1中已研究过温度对唾液淀粉酶活性的影响，掌握了在一恒定的PH下通过设置温度梯度来确定酶催化反应的最适温度的方法。,如何通过实验获知最适温度？,你将如何设置温度梯度呢？你能设计出具体的实验操作步骤吗？,2、实验操作流程（步骤）,搅拌器搅拌制成苹果泥,均分装入,9支试管,果胶酶水溶液,等量,9支试管,将分别装有苹果泥和果胶酶的试管9组分别放入300C、350C、400C、450C、500C、550C、600C、650C和700C的恒温水箱中保温,试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内恒温保持10分钟,过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格,设计记录数据的表格结果分析与评价：A、根据表中数据画曲线图；P45B、据曲线说明温度是如何影响酶的活性的？如果你绘制的曲线图中无法判断出最适温度，你将如何改进实验方法？,例1工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出果汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响某学生设计了如下实验：(10分),将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10水浴中恒温处理10分钟（如图A）,将步骤处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量（如图C）。在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表：,将步骤处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10水浴中恒温处理10分钟（如图B）。,根据上述实验，请分析回答下列问题：（1）果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中_的水解。（2）实验结果表明，当温度为_时果汁量最多，此时果胶酶的活性_。当温度再升高时，果汁量降低，说明，_。（3）实验步骤的目的是：_。,果胶,40,最高,温度升高，降低了酶的活性,使得酶与果泥处于同一温度条件下,（二）探究pH对果胶酶活性的影响,果胶酶的活性受pH影响，处于最适pH，酶的活性最高，高于或低于此值活性均下降。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比,1、实验原理,2、实验操作步骤,试一试,将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在同一恒温水箱中恒温加热,过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格，确定最适pH并画曲线图,将5组试管的苹果泥和果胶酶的PH分别调到5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合，保持恒温一段时间,搅拌器搅拌制成苹果泥,均分装入,5支试管,果胶酶水溶液,等量,5支试管,？,结果分析与评价,(三)探究果胶酶的用量,实验原理,在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体积增加；当酶浓度达到某一数值后，在增加酶的用量，果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量,探究果胶酶的用量是建立在探究最适温度和pH对果胶酶活性影响的基础之上的。此时，研究的变量是，其他因素都应。,果胶酶的用量,保持不变,实验提示：可以配制不同浓度的果胶酶溶液，也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液，然后使用不同的体积即可。需要注意的是，反应液的pH必须相同，否则将影响实验结果的准确性。,作业：实验设计-探究果胶酶的用量,2、实验操作,（1）配制不同浓度的果胶酶溶液和制备水果泥,配制不同浓度的果胶酶溶液准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg，配制成相等体积的水溶液，取等量放入9支试管中，并编号19。,制备水果泥搅拌器搅拌制成苹果泥并称45g，等量装入9支试管中，并编号19。,（2）将上述试管放入恒温水浴加热一段时间。,（3）将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合，然后再放入恒温水箱中。,（4）恒温水浴约20分钟,（5）过滤后测量果汁的体积并填写表格,一般为50mg/l左右，因为用此浓度处理果汁24小时后果汁率增加10后不再增加。,在最适温度和pH条件下制作1升苹果汁，使用多少果胶酶最合适？,（6）结果分析与评价,在实际的操作过程中，还需要注意下列事项：,1与其他工业用酶基本相同，果胶酶的适宜温度范围也比较宽泛，因此，可以选用10作为温度梯度，设置的具体温度为10、20、30、40、50和60等，也可以尝试以5作为温度梯度。2苹果、橙子和葡萄等水果都可以作为反应物，水果不用去皮。如用苹果为原材料，一般可按每个中等大小的苹果加水100200mL的比例进行搅拌，获得稀的苹果泥。,3果泥的用量可以采用5mL左右，果胶酶的用量可采用质量浓度为2%的果胶酶溶液2mL。4水浴时间可以为2030min。5过滤果汁时，漏斗中应放置滤纸。6探究pH对果胶酶活性的影响，只须将温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以通过体积分数为0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。,练习:,1.有两次瞬间高温灭菌；2.酶处理的时间相对较长；3.有离心分离步骤和浓缩步骤。,1、关于酶的说法正确的是：A、果胶酶可以分解细胞壁的主要成分纤维素B、果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物C、果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的一类酶的总称D、果胶酶的化学本质是蛋白质或RNA,C,2、下列不是果胶酶成分的是：A、纤维素酶B、果胶分解酶C、多聚半乳糖醛酸酶D、果胶酯酶,A,3、下列叙述中对果胶酶的作用叙述错误的是：A、果胶酶是一种催化剂，可改变反应速度B、果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层C、在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清D、果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸,D,4、下列与酶的活性有关的说法不准确的是：A、酶的活性是由蛋白质结构决定的，不受外界条件的影响B、酶的活性是指酶催化一定的化学反应的能力C、酶的活性受温度、PH等因素的影响D、酶活性高低与反应物浓度无关,A,5、下图纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速度关系的是,B,6、下图中，横轴表示酶的反应条件，纵轴表示酶的反应速度，能正确反映温度、pH、时间和底物浓度与酶反应速度关系的是：A甲、乙、丙、丁B甲、甲、丙、丁C甲、丁、乙、丙D甲、甲、乙、丁,D,讨论：为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？,将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题,在探究温度的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设置？为什么？,需要设置对照实验，不同的温度梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。,该实验中，哪个因素作为自变量？控制哪些因素不变？为什么要作这样的处理？,温度作为变量。控制不变的量有：苹果泥的用量、果胶酶的用量和浓度、