人教版选修1 4.1 果胶酶在果汁生产中的作用 课件（41张）.pptx

专题4酶的研究与应用 课题1果胶酶在果汁生产中的作用 二 一 三 一 果胶与果胶酶 二 一 三 二 一 三 二 酶的活性与影响酶活性的因素 二 一 三 三 实验设计 二 一 三 探究点一 探究点二 问题导引在探究温度和ph对果胶酶活性的影响时 如何设置温度梯度 ph梯度 你能设计出具体的操作方法吗 工业生产果汁时 常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高水果的出汁率 为探究温度对果胶酶活性的影响 某同学设计了如下实验 探究点一 探究点二 1 请据上图 完善他的实验操作 制备苹果泥和果胶酶溶液 将果胶酶与苹果泥分装于不同试管 在30 水浴中恒温处理10min 如图a 将步骤 处理后的果胶酶和苹果泥混合均匀 再次在30 水浴中恒温处理10min 如图b 将步骤 处理后的混合物过滤 收集滤液 测量果汁体积 如图c 在不同温度条件下重复以上实验步骤 并记录果汁体积 探究点一 探究点二 2 结合他的实验操作 请你帮他选取温度梯度 并设计表格记录实验结果 答案 3 若利用上述装置来 探究果胶酶催化果胶水解的最适ph 需固定一恒定适宜温度 在如图a装置中准备一组试管 将每支试管中的反应物调至不同的ph 选取的ph梯度可为5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 再把相同ph的果胶酶溶液和苹果泥相混合后放入如图b装置 探究点一 探究点二 归纳提升探究温度和ph对果胶酶活性的影响1 实验原理 1 当酶处于最适温度或最适ph时 酶的活性最高 2 若温度过低 酶活性降低 若温度过高 过酸或过碱 会导致酶变性失活 3 在一定范围内 水果的出汁率和果汁的澄清度与果胶酶的活性呈正相关 探究点一 探究点二 2 操作流程 探究点一 探究点二 3 结果分析 1 根据实验数据绘制出温度和ph对果胶酶活性 用酶促反应速度表示 的影响曲线图 如下图 得到果胶酶的最适温度 ph 探究点一 探究点二 2 由于初次实验的梯度变量选择目的性不强 选择的范围有可能出现过高或过低的情况 这可以从画出的曲线反映出来 如下图所示 在实验中可以根据出现的曲线进一步选择合适的梯度变量 特别提醒在 探究温度和ph对果胶酶活性的影响 实验中 在不同温度或ph下 果胶酶与苹果泥的反应时间应相同 反应液过滤的时间也应相同 其他无关变量也应相同 探究点一 探究点二 问题导引在设计实验时 如何控制实验变量 果胶酶最适用量的判断依据是什么 某同学探究果胶酶的最适用量的实验步骤如下 请据此分析回答问题 探究点一 探究点二 探究点一 探究点二 1 该实验的无关变量有哪些 答案 温度 ph 反应时间 果泥的用量等 2 结合他的实验操作 请你帮他设计表格记录实验结果 答案 探究点一 探究点二 3 该同学根据自己的实验结果 绘制了如图所示的曲线 据曲线分析 ab段的含义为在一定范围内 随果胶酶用量的增加 出汁率增加 b点对应的果胶酶用量为酶的最适用量 判断的依据是b点之后 再增加酶的用量 出汁率不再增加 探究点一 探究点二 归纳提升果胶酶浓度对果汁产量的影响 1 当底物充足 其他条件相同且适宜时 果汁的产量与果胶酶浓度成正比 如下图1所示 2 当底物的量恒定有限时 果汁的产量不会无限增大 而是达到某一最大值后保持不变 如下图2所示 类型一 类型二 类型三 类型一果胶酶及其作用 例1 下列关于果胶酶的说法 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rna解析 酶具有专一性 果胶酶只能分解果胶而不能分解纤维素 a项错误 半乳糖醛酸是果胶的组成单位 而不是果胶酶的组成单位 b项错误 果胶酶是能够分解果胶的一类酶的总称 其化学本质是蛋白质 基本组成单位是氨基酸 c项正确 d项错误 答案 c 类型一 类型二 类型三 特别提醒 1 能够产生果胶酶的生物包括植物 霉菌 酵母菌和细菌等 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 2 果胶酶具有酶的特性 果胶酶能分解细胞壁及胞间层的组成成分 果胶 具有专一性 不能分解细胞壁中的纤维素 类型一 类型二 类型三 变式训练1下列不属于果胶酶的是 a 多聚半乳糖醛酸酶b 果胶分解酶c 果胶酯酶d 葡萄糖苷酶答案 d 类型一 类型二 类型三 类型二探究温度和ph对果胶酶活性的影响 例2 在果汁生产中一般会用到果胶酶 某课题研究小组为了探究果胶酶的某些特性 进行了如下实验 类型一 类型二 类型三 1 实验方法 按上图中所示的a b c顺序进行操作 2 实验结果如下图 曲线a 所示 上图中曲线表示温度变化对苹果汁体积的影响 除此之外 该曲线还能表示下列哪种因素变化对苹果汁体积的影响 a 酶的浓度b 苹果泥的量c 水的加入量d ph 图中的纵坐标还可用来表示 类型一 类型二 类型三 实验小组改变了实验条件酶的浓度或底物量后重复做实验 得到曲线b 苹果汁的体积最高点对应的横坐标是同一位置的原因是 步骤a中在果胶酶和苹果泥混合前 将两者分装在不同试管中恒温的目的是 解析 果汁的体积显示的是果胶酶的活性 果胶酶的活性受温度 ph等条件的影响 而与底物的量 酶的浓度和水的加入量没有关系 所以每一种酶的最适ph和最适温度是一定的 题中曲线图的纵坐标表示因变量 该实验的因变量可用果汁的体积或果汁的澄清度表示 为使实验达到相应的设计温度 必须使酶与底物分别保温达到相应温度后才能混合 类型一 类型二 类型三 答案 2 d 苹果汁的澄清度 同一种酶的最适温度是一定的 不会因酶的浓度 底物量不同而改变 保证底物和酶在混合时的温度是相同的反思总结 1 温度 ph 酶的抑制剂通过影响酶的活性而影响反应速率 2 底物浓度及用量 酶的浓度及用量虽然会影响酶促反应速率 但不会影响酶的活性 类型一 类型二 类型三 变式训练2下图所示的实验装置用于探究温度对凝乳酶催化乳汁凝固的影响 先将酶和乳汁分别放在2支试管中 然后将这2支试管放入同一温度的水中水浴15min 再将酶和乳汁倒入同一试管中混合 保温并记录凝乳所需要的时间 通过多次实验并记录在不同温度下凝乳需要的时间 结果如下表所示 据此实验 请判断下列叙述中正确的是 类型一 类型二 类型三 a 凝乳时间越长 凝乳酶的活性越高b 如果将a组的水温逐渐提高 乳汁可以凝固c 低温破坏了酶的分子结构 所以10 温度下乳汁不会凝固d 可以肯定凝乳酶的最适温度为40 解析 温度影响酶的活性 在低于最适温度时 随温度的升高 酶的活性增强 高于最适温度时 随温度的升高 酶的活性减弱甚至失活 低温使酶的活性降低 但酶并没有变性失活 当温度逐渐升高时 酶的活性会逐渐增强 要确定凝乳酶的最适温度 还要在30 50 范围内设更小的温度梯度差进一步实验 答案 b 类型一 类型二 类型三 类型三探究果胶酶的用量 例3 下列关于探究果胶酶最适用量的实验的叙述 错误的是 a 配制不同浓度的果胶酶溶液 并在各实验组中加入等量的该溶液b 调节ph 使各组中的ph相同且处于适宜状态c 用玻璃棒搅拌加酶的果泥 搅拌时间可以不同d 在相同且适宜的温度条件下进行实验解析 探究果胶酶最适用量的实验设计必须遵循单一变量原则和等量原则 该实验的自变量是果胶酶的用量 其余无关变量如ph 温度 搅拌时间 反应时间等都应相同且适宜 答案 c 类型一 类型二 类型三 变式训练3在原材料有限的情况下 能正确表示相同时间内果胶酶的用量对果汁产量影响的曲线是 类型一 类型二 类型三 解析 在一定的条件下 温度 ph 反应时间等条件均相同且适宜 随着酶浓度的增加 果汁的体积增加 由于原材料有限 当酶浓度达到一定数值后 即使再增加酶的用量 果汁的体积也不再改变 答案 c 1 2 3 4 5 1 下列关于果胶酶的叙述 正确的是 具有分泌功能的细胞产生的 凡是活细胞都能产生果胶酶 果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸 植物 霉菌 酵母菌和细菌均可能产生果胶酶 果胶酶特指分解果胶的一种酶 纤维素酶和果胶酶可用于去除植物细胞壁 果胶酶的基本组成单位是氨基酸或核苷酸a b c d 1 2 3 4 5 解析 所有活细胞都能产生酶 但活细胞不一定都能产生果胶酶 产生果胶酶的生物有植物 霉菌 酵母菌和细菌等 能产生果胶酶的细胞有的不具有分泌功能 所以 不正确 正确 果胶酶的作用是将果胶分解成半乳糖醛酸 植物细胞壁由纤维素和果胶组成 可用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁 所以 正确 果胶酶的化学本质是蛋白质 其基本组成单位是氨基酸 所以 不正确 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 所以 不正确 答案 c 1 2 3 4 5 2 下列关于探究果胶酶的用量实验的说法 不正确的是 a 实验时可配制不同浓度的果胶酶溶液b 底物浓度一定时 酶用量越大 滤出的果汁越多c 本实验应控制在适宜温度和ph条件下d 不同实验组反应液体积和ph必须相同解析 本实验的自变量是酶的用量 温度和ph属于无关变量 因此实验应控制在相同且适宜的温度和ph条件下 其他无关变量也应相同且适宜 实验时可配制不同浓度的果胶酶溶液 使用体积相同 也可以配制一种浓度的果胶酶溶液 使用体积不同 在其他条件固定不变的情况下 在一定范围内 随着酶用量的增多 酶促反应速率加快 滤出的果汁也增多 当酶用量达到一定值 底物成为限制因素时 再增加酶的用量 反应速率不再增大 滤出的果汁也不再增多 答案 b 1 2 3 4 5 3 探究温度对果胶酶活性的影响 ph对果胶酶活性的影响 果胶酶用量三个实验中 实验变量依次为 a 温度 酶活性 酶用量b 苹果泥用量 ph 果汁量c 反应时间 酶活性 酶用量d 温度 ph 果胶酶用量解析 实验变量也称自变量 是指实验者所操纵的因素或条件 反应变量也称因变量 是指实验中由于实验变量而引起的变化和结果 通常实验变量是原因 反应变量是结果 二者具有因果关系 探究温度对果胶酶活性的影响的实验变量为温度 另外两个实验的实验变量依次为ph和果胶酶用量 答案 d 1 2 3 4 5 4 下图表示某研究小组探究果胶酶的用量的实验结果 有关说法不正确的是 a 在ab段限制反应速率的主要因素是酶的用量b 在bc段限制反应速率的因素是温度 ph 反应物浓度等c 在ac段增加反应物浓度 可以明显加快反应速率d 在该实验给定条件下 果胶酶的最佳用量是b点对应的酶的用量解析 由曲线图可以看出 在ab段 随着酶的用量的增大 酶促反应速率加快 说明此阶段限制反应速率的主要因素是酶的用量 此时增加反应物浓度 反应速率不会明显加快 在bc段 随着酶的用量的增大 酶促反应速率不再加快 此时反应物浓度成为限制反应速率的因素之一 增加反应物浓度 反应速率会加快 答案 c 1 2 3 4 5 5 生产果汁时 用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁量 回答下列相关问题 1 某同学用三种类型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 缓冲液 混匀 平均分为4组 分别置于0 5 10 40 下保温一段时间后 向各组试管中分别加入等量的与各组相同温度处理的果胶酶 原温度下保温相同时间 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 1 2 3 4 5 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0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 1 2 3 4 5 解析 1 由实验处理确定实验变量为果胶酶的来源或类型 因此实验的目的是比较不同来源的果胶酶的活性 2 本实验的自变量为温度 为减少误差 在温度设置上应缩小梯度做到组别足够多 果胶酶的最适温度范围应在30 70 设置0 5 等温度无意义 3 e组为对照组 与实验组相比 除自变量不同外 其他条件应相同 应加入与实验组等量的缓冲液 否则达不到对照的目的 答案 1 比较不同来源的果胶酶的活性 2 温度范围设置不合理温度梯度设置不合理 3 不能未加入缓冲液