北师大版选修一 第2章 第5课时 果胶酶的制作方法及作用 学案.docx

第5课时果胶酶的制作方法及作用学习导航1.阅读教材p2829内容，认识果胶、果胶酶，掌握果胶酶的制作。2.结合教材p3031内容，观察果胶酶对苹果匀浆的作用。重难点击1.概述果胶酶和果胶的概念。2.尝试果胶酶的制作。3.观察果胶酶对苹果匀浆的作用。一、果胶、果胶酶及其应用在生产中，制作果汁时往往出汁率低、耗时长，而且果汁浑浊、易沉淀，人们常使用果胶酶来解决这些问题。1.果胶果胶广泛存在于高等植物特别是水果和蔬菜的组织中，是植物细胞胞间层和初生壁的重要成分，在植物的细胞组织中起着黏合的作用，它的分解会引起细胞的离散。2.果胶酶(1)概念：是能够分解果胶的多种酶的总称，除了含有果胶分解酶外，还含有少量的纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶等。工业上生产的果胶酶全部是复合酶。国产的果胶酶多是利用黑曲霉菌种，经深层液体培养发酵后制得，含有酯酶、水解酶和裂解酶3个组分。(2)分布：广泛存在于植物果实和微生物中。(3)应用：在果蔬汁生产中，使用果胶酶的主要目的是提高果汁产量，降低果汁的黏度，有利于果汁的浓缩，同时还可改进果汁的透明度、可过滤性和稳定性。3.酶技术(1)酶技术中的重要内容包括酶的分离提纯及大批量生产。酶的提取及分离纯化的基本任务是把酶从生物体中提取出来，并使之达到与使用目的相适应的纯度。(2)由于使用的目的、环境不同，对酶的纯度要求差异很大。工业上用的酶制剂，用量大，要求纯度不高，如纺织业上的织物退浆、皮革业中的动物皮脱毛等使用粗酶制剂即可。食品工业对酶制剂纯度有一定的特殊要求。在一些特定情况下，如鉴定酶、研究用酶和静脉注射用酶等，需要用纯化的酶。1.果胶、果胶酶(1)从果胶是植物细胞胞间层和初生壁的重要成分方面思考，果胶对果汁生产有哪些不利影响？答案果胶会影响出汁率；果胶还会使果汁浑浊。(2)果胶酶是否特指分解果胶的一种酶？该酶的化学本质是什么？答案否，果胶酶是分解果胶的多种酶的总称；果胶酶的化学本质是蛋白质。(3)分析下图，回答果胶酶的作用原理。答案果胶酶能分解果胶，瓦解植物细胞胞间层和初生壁，使得浑浊的果汁变得澄清，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。2.产生果胶酶的生物(1)能够产生果胶酶的生物有哪些？答案能够产生果胶酶的生物包括植物、霉菌、酵母菌和细菌等。(2)食品工业生产中需要的果胶酶主要来自什么生物？答案食品工业生产中需要的果胶酶主要来自霉菌发酵。可生成果胶酶的霉菌有黑曲霉、米曲霉和文氏曲霉等。归纳总结(1)纤维素与果胶的比较相同点不同点纤维素都是高分子化合物都不溶于水都参与细胞壁的组成组成的基本单位：葡萄糖分解所需的酶：纤维素酶，将纤维素分解为葡萄糖果胶组成的基本单位：半乳糖醛酸分解所需的酶：果胶酶，将果胶分解为可溶性半乳糖醛酸(2)果胶与果胶酶的比较项目基本单位组成果胶半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物果胶酶氨基酸果胶分解酶、纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶等1.果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，它不包括()a.纤维素酶 b.果胶分解酶c.乳糖分解酶 d.淀粉酶答案c解析果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括纤维素酶、半纤维素酶、果胶分解酶、淀粉酶，不含有乳糖分解酶。2.蒸熟的苹果具有很好的止泻作用，这是因为苹果中果胶的“立场”不太坚定，未经加热的生果胶可软化大便，与膳食纤维共同起着通便的作用，而煮过的果胶则摇身一变，不仅具有吸收细菌和毒素的作用，而且还有收敛、止泻的功效。下列有关果胶的叙述，不正确的是()a.果胶是植物细胞壁的主要成分之一b.酵母菌可产生果胶酶，是因为酵母菌的细胞壁中也含有果胶c.果胶酶能够分解果胶d.果胶影响出汁率答案b解析果胶是植物细胞壁的组成成分。细菌、真菌等虽然有细胞壁，但其细胞壁中不含果胶成分。一题多变(1)两位同学用足量的果肉制作果汁，甲同学使用了果胶酶而乙同学没有使用，过了相同的时间后，二位同学制作的果汁有何区别？答案在果汁量和果汁澄清度两个方面均有区别，甲同学由于使用了果胶酶，所以果汁量较多且澄清度也较高。(2)果胶酶可以催化果胶的水解，而纤维素酶不能催化果胶的水解，这体现了酶的何种特性？答案酶的专一性。二、果胶酶的制作及对苹果匀浆的作用果胶酶有着重要的工业用途，我们可以通过下面的实验来提取果胶酶并验证它在果汁生产中的作用。1.实验原理(1)在低温下用水或低盐缓冲液从破碎组织匀浆中抽提酶，即让酶溶解在低盐缓冲液中，这样得到的酶液叫做酶的粗提液。果胶酶可被nacl溶液抽提并激活。由于酶是有活性的蛋白质，其活性受许多因素的影响，所以酶的提取要在低温、合适的ph下进行。为了提高酶的活性有时还要加入酶的激活剂。(2)果胶溶于水形成黏稠状液体，新鲜苹果汁由于含果胶而混浊，在果胶酶的作用下，苹果汁中的果胶会被分解而使果汁变得澄清。2.果胶酶制作的基本步骤步骤操作操作提示制匀浆取材洗净剪碎研磨，边研磨边加入质量分数为10%的nacl溶液不要一次加够，如果一次全部加入，材料易漂浮，不易研磨碎，抽提效果不好过滤用滤纸或5层纱布过滤，取滤液此操作的目的是为了除去不溶物离心将滤液倒入离心管中，4 000 rpm下离心15 min离心前要将盛有样品的离心管等重对称放置。此操作的目的也是为了除去不溶物保存取上清液，用0.1 mol/l的冰乙酸调节ph为34，04保存备用果胶酶的最适ph在34的范围之间，调ph为34的目的是保证酶的最大活性。低温可以抑制酶的活性，便于酶的保存3.观察果胶酶对苹果匀浆的作用(1)制作苹果滤液：制匀浆90 保温冷却过滤滤液。制作的苹果匀浆要在90 水浴条件下保温4 min，目的是把苹果匀浆本身的果胶酶灭活。(2)分组编号：取两支试管，编号为试管1和试管2，各加入40 ml滤液。(3)自变量处理：试管1加入适量的酶液，试管2加入煮沸的等量酶液，振荡摇匀。(4)观察结果：一段时间后，观察并记录苹果匀浆的澄清度。1.观察果胶酶对苹果匀浆的作用实验中，如果提取的酶浓度较低，而对样品的澄清效果用肉眼观察不明显或澄清时间过长，应如何处理？答案可用721分光光度计测波长为660 nm时的透光率，透光率越大，表明澄清度越高。2.观察果胶酶对苹果匀浆作用时，为什么要设置对照管？对照管与样品管有何区别？答案在观察果胶酶对苹果匀浆的作用时，反应体系中除了酶以外，还有许多其他的成分，为了检测苹果匀浆澄清的原因只是由于酶的存在而不是由于其他成分的作用引起的，必须设置对照实验，样品管和对照管除了酶的成分(对照管中的酶是灭活的)以外，其他成分是一样的。归纳总结果胶酶的制作的实验操作要点(1)选材：选用不含色素或含色素少的新鲜水果蔬菜为材料，因为色素含量多会影响肉眼对经果胶酶处理后的样品透明度的观察。(2)抽提：取适量的新鲜水果、蔬菜，量的多少关系着酶浓度大小，用剪刀剪碎后，边研磨，边逐次加入抽提液，使酶液溶到抽提液中。(3)过滤和离心：这两个过程的操作都是为了除去不溶物。(4)制作的苹果匀浆要在90 水浴条件下保温的目的是把苹果匀浆本身的果胶酶灭活，防止对实验结果的干扰。3.果胶酶的作用底物是果胶，下列有关叙述正确的是()a.果胶是植物细胞胞间层和初生壁的主要组成成分之一b.果胶酶可催化果胶分解成可溶性的半乳糖，使得混浊的果汁变澄清c.果胶是由半乳糖聚合而成的一种高分子化合物d.果胶酶就是果胶分解酶的简称答案a解析果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物；果胶被果胶酶分解后的产物是半乳糖醛酸；果胶酶是一类酶的总称，是一种复合酶制剂，包括果胶分解酶、纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶等。4.观察果胶酶对苹果匀浆的作用时，关于对照组的设计不正确的是()a.必须设置对照实验b.对照组和实验组除了酶的成分以外，其他成分是一样的c.对照管中的灭活的酶也可以用蒸馏水代替d.对照管中的灭活的酶不能用蒸馏水代替答案d解析为了检测苹果匀浆澄清的原因只是由于酶的存在而不是由于其他成分的作用引起的，必须设置对照实验，样品管和对照管除了酶的成分(对照管中的酶是灭活的)以外，其他成分都是一样的，对照管中的灭活的酶也可以用蒸馏水代替。技巧提炼对照实验中的变量(1)变量：实验过程中可以变化的因素称为变量。(2)自变量：人为改变的变量称做自变量。(3)因变量：随着自变量的变化而变化的变量称做因变量。(4)无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。果胶酶的制作方法及作用1.在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质适于除去细胞壁()a.蛋白酶 b.盐酸c.果胶酶 d.淀粉酶答案c解析细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，用果胶酶和纤维素酶可达到目的。2.酶的水解产物是()a.氨基酸b.葡萄糖c.核糖核苷酸d.氨基酸或核糖核苷酸答案d解析从酶的化学本质来分析，绝大多数酶是蛋白质，蛋白质的基本组成单位是氨基酸。少数酶的化学本质是rna，rna的基本组成单位是核糖核苷酸。3.科学家发现一种rnasep酶，由20%的蛋白质和80%的rna组成。如果将这种酶中的蛋白质除去，他们发现留下来的rna仍然具有与这种酶相同的催化活性，这一结果表明()a.酶是由rna和蛋白质组成的b.某些rna具有催化作用c.酶的化学本质是蛋白质d.绝大多数酶是蛋白质，少数是rna答案b解析由题干可知，某些rna具有催化作用。4.在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率和澄清度。请你设计实验验证果胶酶在果汁生产中的作用。实验材料和用具：苹果、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水，其他用具自选。实验方法及步骤：(1)将苹果洗净去皮，用磨浆机制成苹果泥，加入适量蒸馏水备用。(2)取两个100 ml洁净的烧杯。编为1、2号，按相应程序进行操作，请把表中未填写的内容填上。操作顺序项目烧杯12在烧杯中加入苹果泥20 ml20 ml2 ml注入蒸馏水在恒温水浴中保温，并用玻璃棒不断搅拌10 min10 min(3)取两个烧杯，同时进行过滤。观察或比较_，并记录结果。如果是_，则说明果胶酶可以提高