2019_2020学年高中生物专题4酶的研究与应用课题1果胶酶在果汁生产中的应用课件新人教版选修1.pptx

专题4酶的研究与应用 课题1果胶酶在果汁生产中的应用 一 果胶和果胶酶 基础梳理 胞间层 半乳糖醛酸 细胞壁 多聚半乳糖醛酸酶 果胶分解酶 果胶酯酶 细胞壁及胞间层 半乳糖醛酸 1 酶的活性 是指酶 的能力 酶活性的高低可以用在一定条件下 酶所催化的某一化学反应的 来表示 2 酶的反应速度 用单位时间内 单位体积中 或 来表示 二 酶的活性与影响酶活性的因素 催化一定化学反应 反应速度 反应物的减少量 产物的增加量 3 影响酶活性的因素 主要有 和酶的 等 4 酶的用量 酶用量过多 会导致酶的 酶用量过少 会 酶促反应的速度 因此要得到适宜的酶用量 需通过设计实验进行探究 温度 pH 抑制剂 浪费 限制 1 探究温度和pH对果胶酶活性的影响 1 实验原理 果胶酶的活性受温度 或pH 影响 处于 时 酶的活性最高 果肉的出汁率 果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成 三 探究温度和pH对果胶酶活性的影响和探究果胶酶的用量 最适温度 或pH 正比 2 实验流程 处理原料 搅拌器搅拌制 分组处理 将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在 的恒温水浴中保温 或调节至不同的pH 反应阶段 加入果胶酶反应一段时间 测量记录 过滤果汁 用量筒测量 并记录 苹果泥 不同温度 果汁体积 2 探究果胶酶的用量 1 自变量 2 无关变量 温度 pH 酶催化反应的时间 等 果胶酶的用量 苹果泥的用量 1 果胶酶是由半乳糖醛酸组成的高分子化合物 解析果胶的基本组成单位是半乳糖醛酸 果胶酶的基本单位是氨基酸 答案 即时反馈 2 纤维素和果胶都是细胞壁的主要成分 在制取果汁时可同时加入纤维素酶和果胶酶 解析纤维素和果胶都是组成细胞壁的主要成分 同时加入纤维素酶和果胶酶可同时水解细胞壁的两种成分 答案 3 过滤得到的果汁体积越大 说明果胶酶的活性越低 解析过滤得到的果汁体积越大 说明果胶酶的活性越高 答案 4 可通过观察果汁澄清度判断果胶酶的最适pH 解析果汁的澄清度与果胶酶的活性呈正相关 答案 5 探究果胶酶的用量时 温度和pH不影响实验结果 解析探究果胶酶的用量时 温度和pH也会影响实验结果 答案 6 高温和低温均能破坏酶的结构 使其失去活性 解析低温时酶只是活性降低 结构未被破坏 高温使酶变性失活 答案 1 果胶和果胶酶 1 从果胶是植物细胞壁和胞间层的成分分析果胶对果汁生产的不利影响 知识点一果胶和果胶酶以及影响酶活性的因素 互动探究 果胶会降低出汁率 果胶使果汁浑浊 2 分析下图 说出果胶酶的作用原理 提示 果胶酶能分解果胶 瓦解植物的细胞壁及胞间层 使得浑浊的果汁变得澄清 将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸 2 影响酶活性的因素 1 影响酶促反应速度的外界因素有 其中能影响酶活性的有温度 pH和酶抑制剂 温度 pH 酶抑制剂 酶的用量 底物浓度等 2 甲 乙两图是温度 pH对酶活性影响的数学模型 甲 乙两图中B对应的横坐标代表的含义分别是 甲 乙两图中A点对应的值酶活性相同吗 提示 不相同 甲图中A点对应的酶活性较低 而乙图中A点对应的酶已失活 甲 乙两图中C点对应的值酶活性相同吗 提示 相同 甲 乙两图中的C点对应的酶均已失去活性 酶的最适温度和最适pH 1 果胶与果胶酶的比较 核心归纳 1 下列关于果胶酶的叙述中 全部正确的一组是 果胶酶是一类催化剂 可以改变反应速度 果胶酶能瓦解植物的细胞壁和胞间层 使榨取果汁变得容易 果胶酶可使果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸 使浑浊的果汁变澄清 对点训练 果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶 果胶分解酶和果胶酯酶等 植物 霉菌 酵母菌和细菌均能生产果胶酶 动物也能产生果胶酶 果胶酶是果胶分解酶的简称A B C D 解析果胶酶特指分解果胶的一类酶的总称 包括多聚半乳糖醛酸酶 果胶分解酶和果胶酯酶等 因此果胶酶是一类催化剂 可以改变反应速度 正确 果胶酶能瓦解植物的细胞壁和胞间层 使榨取果汁变得容易 正确 果胶被果胶酶分解成半乳糖醛酸可使果汁变得更加澄清 正确 植物 霉菌 酵母菌和细菌在生活过程中 都会发生分解果胶的过程 动物不能产生果胶酶 错误 答案A 2 如下图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系 此曲线不能说明的是 A 在B点之前 果胶酶的活性和温度呈正相关 之后 呈负相关B 当温度达到B点时 果胶酶的活性最高 酶的催化作用最强C A点时 果胶酶的活性很低 但随着温度升高 果胶酶的活性可以上升D C点时 果胶酶的活性也很低 当温度降低时果胶酶的活性也可以恢复上升 解析从图中可以看出 在B点之前 随着温度的上升 果胶酶的活性逐渐升高 达到B点时 果胶酶的活性最高 酶的催化作用最强 A B项正确 A点和C点相比 虽然酶的活性都很低 但A点是低温条件 对酶的分子结构无影响 所以 随着温度的升高 果胶酶活性会升高 而C点是高温条件 当温度过高时 会破坏酶的分子结构 使酶变性失活 所以在C点条件下降低温度 酶的活性不会恢复上升 故C项正确 D项错误 答案D 1 实验方案 1 填表比较三个实验中的有关变量 知识点二探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量 互动探究 温度 酶活性 pH 酶活性 果胶酶的用量 果汁体积 pH 苹果泥用量 果胶酶用量 反应时间 过滤时间等 温度 苹果泥用量 果胶酶用量 反应时间 过滤时间等 温度 pH 反应时间 底物浓度等 2 在探究温度或pH对酶活性的影响时 是否需要设置对照 若需要该如何设置 提示 不需要另外设置对照实验 不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照 这种对照称为相互对照 2 实验操作 1 在苹果泥和果胶酶混合之前 为什么要将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中用同一恒温处理 提示 使酶与反应物混合前就分别达到预设的温度 因酶具有高效性 避免混合后达到预设温度前发生反应 进而导致实验误差 2 分析判断果胶酶活性高低的方法 通过测定单位时间内滤出的果汁体积大小来判断 获得的果汁越多 说明 通过比较果汁的澄清度来判断 说明果胶酶的活性越高 果胶酶活性越高 果汁越澄清 3 在探究果胶酶用量的实验中 如何判断果胶酶已达到最适用量 如果随着酶用量的增加 过滤到的果汁体积也增加 说明 如果当酶的用量增加到某个值后 再增加酶的用量 过滤到的果汁体积不再改变 说明 酶的用量不足 酶的用量已经足够 这个值就是酶的最适用量 酶相关实验的变量控制 1 探究温度对酶活性的影响 可以选用10 作为梯度差 设置的具体温度为10 20 30 40 50 和60 等 也可以尝试以5 作为梯度差 核心归纳 2 探究pH对酶活性的影响 只需将温度梯度改成pH梯度 并选定一个适宜的温度进行水浴加热 反应液的pH可以用体积分数为0 1 的氢氧化钠溶液或盐酸溶液进行调节 3 探究酶的用量 该实验是建立在探究最适温度和pH对酶活性影响的基础之上的 此时 研究的变量是酶的用量 其他因素都应保持不变且适宜 3 果汁生产中果胶酶能提高果汁出汁率和澄清度 为了节约成本 某工程人员在适宜的温度和pH下 利用苹果汁和一定浓度的果胶酶溶液探究果胶酶的最适用量 实验结果如图 对实验失误可能的原因分析及改进方法都合理的是 对点训练 A 酶促反应时间不合理 延长反应时间B 苹果汁的用量不合理 减少用量C 果胶酶用量不合理 减少用量D 果胶酶体积梯度不合理 增大体积梯度 解析分析图中的实验结果可知 该实验中苹果汁的用量太少或者果胶酶用量太多 导致实验组的实验结果没有差异 因此加大苹果汁的用量或者减少果胶酶的用量即可 答案C 4 生产果汁时 用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁率 回答下列相关问题 1 某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验 各组实验除酶的来源不同外 其他条件都相同 测定各组的出汁量 据此计算各组果胶酶的活性的平均值并进行比较 这一实验的目的是 2 现有一种新分离出来的果胶酶 为探究其最适温度 某同学设计了如下实验 取试管16支 分别加入等量的果泥 果胶酶 缓冲液 混匀 平均分为4组 分别置于0 5 10 40 下保温相同时间 然后 测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值 该实验温度设置的不足之处有 和 3 某同学取5组试管 A E 分别加入等量的同种果泥 在A B C D4个实验组的试管中分别加入等量的缓冲液和不同量的同种果胶酶 然后 补充蒸馏水使4组试管内液体体积相同 E组加入蒸馏水使试管中液体体积与实验组相同 将5组试管置于适宜温度下保温一定时间后 测定各组的出汁量 通过A D组实验可比较不同实验组出汁量的差异 本实验中 若要检测加入酶的量等于O而其他条件均与实验组相同时的出汁量 E组设计 填 能 或 不能 达到目的 其原因是 解析 1 根据题意可知 用三种不同的果胶酶进行三组实验 各组实验除酶的来源不同外 其他条件都相同 据此计算各组果胶酶的活性的平均值并进行比较 说明该实验的自变量是果胶酶的来源 因变量是果胶酶的活性 所以该实验的目的是探究不同来源果胶酶的活性 2 根据实验设计可知 该实验是探究果胶酶的最适温度 所以自变量是温度 因变量是果胶酶的活性 用出汁量进行衡量 出汁量越多则果胶酶活性越高 该实验方案中 温度应该在常温范围内设置系列温度梯度且梯度差值相等 所以4组的温度应分别设置为15 20 25 30 另外探究温度对酶活性的影响时 应保证酶促反应只能在设定的温度下进行 同一实验组的反应温度只能是一个 所以实验操作应该是将各组盛有果胶酶的试管与盛有果泥的试管分别在设定温度下处理一定时间后再将两只试管混合 才能保证实验在设定的温度