边做边学制备果胶酶并观察其作用.ppt

课题背景,我国每年上市的新鲜水果品种多、数量大。但由于收获的季节性强，易造成积压滞销，腐烂变质。水果的加工技术（制作果汁、果干、果粉和果酒等）可以缓解产销矛盾。,本课题将探究：果胶酶在果汁生产中的作用,徐州市中学生物袁茂坤名师工作室,制作果汁要解两个主要问题:,1.果肉的出汁率低，耗时长,2.榨取的果汁浑浊，黏度高，容易出现沉淀,生产上，人们通常用来解决上述问题。,纤维素酶和果胶酶,酶的基础知识,回忆-回答：（1）酶的概念（2）酶的化学本质，基本组成单位（3）酶的功能及原因（4）酶的特性,1.酶的概念:,基础知识,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，极少数是RNA；基本单位：氨基酸或核糖核苷酸,酶能降低化学反应的活化能，从而使反应能够迅速的进行。在各种化学反应中起催化作用,2.酶的本质:,3.酶的功能:,4.酶的特性:,（1）高效性,（2）专一性,（3）需要适宜的条件,基础知识,你还能画出温度和PH值对酶影响的曲线吗？关于酶的三个特性你能举例说明吗？你认为影响酶促反应的因素有哪些？,阅读课本P42的内容，回答以下问题：（1）细胞壁的组成成分？（2）果胶的单体是什么？（3）果胶酶有什么作用？,思考,果胶酶,（一）果胶酶的作用,1.果胶：它是由聚合而成的一种高分子化合物。不溶于水。它在植物细胞壁和胞间层中与纤维素结合在一起，是重要的黏合和支撑物质。新鲜水果、根、叶和绿茎中特别丰富。在食品上作凝固剂，用于果冻、冰激凌、果酱等生产。,果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。,半乳糖醛酸,基础知识,2.果胶酶：分解果胶，瓦解植物细胞的细胞壁及胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率(果汁量）和澄清度。,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。,多聚半乳糖醛酸酶,果胶分解酶,果胶脂酶,常由霉菌发酵生产果胶酶。,（二）酶的活性与影响酶活性的因素：,1.酶的活性,2.酶活性高低的标准：,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,有温度、pH、酶的抑制剂等。,生产果汁时,为了使果胶酶得到充分的利用,节约成本,需要控制好酶的用量。,（三）果胶酶的用量,实验设计,实验目的：,探究温度对酶活性的影响,果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时，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正比。,实验原理：,实验原则：,单一变量原则、对照性原则、等量性原则等,单一变量是什么？如何设置？,单一变量为：温度的不同,设置温度梯度，如：30、35、40、45、50、55、60、65和70。,1.当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是变量，哪些因素应该保持不变？,拓展,温度是自变量（单一变量）。果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间、混合物的pH等其他无关变量应保持不变（即等量性原则）。,2.为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小（因变量）来判断果胶酶活性的高低？,果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。,操作流程：,搅拌器搅拌制成苹果泥,果胶酶溶液,9支试管,9支试管,各取一支分9组分别放入30，35，40，45，50，55，60，65，70摄氏度的恒温水箱中恒温加热,均分装入,等量,？,3.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。,拓展,操作流程：,搅拌器搅拌制成苹果泥,果胶酶溶液,9支试管,9支试管,各取一支分9组分别放入30，35，40，45，50，55，60，65，70摄氏度的恒温水箱中恒温加热,待试管内温度稳定后，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，做好记录,均分装入,等量,注意事项：,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，也可以选用10作为温度梯度。,2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。,请你设计一个记录实验结果的表格：,3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。,拓展,4.在探究温度或pH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。,拓展,5.阅读课本P44资料一，A同学将哪个因素作为变量，控制哪些因素不变？为什么要作这样的处理？B同学呢？,A同学将温度或pH作为变量，控制不变的量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应的时间和过滤的时间等。只有在实验中保证一个自变量，实验结果才能说明问题。B同学对于变量的处理应该与A同学相同，只是观察因变量的角度不同。,拓展,下面是某研究性学习小组同学在“探究果胶酶催化果胶水解的适宜pH”的课题过程中遇到的问题。（1）本课题实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥（假定pH的改变对苹果泥成分无影响），试管中分别注入果胶酶溶液、编号、编组”之后，有下面两种操作：方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的pH分别调至4、5、610。方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的pH分别调到4、5、610，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。,资料分析,请问哪一种方法更为科学，并说明理由？,请问哪一种方法更为科学，并说明理由？,方法二更科学，方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始达到实验预设的pH（或“方法一的操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化反应”）。,（2）实验过程中，果胶酶溶液与苹果泥相混合后用玻璃棒搅拌，其目的是使什么？,酶和反应物（果胶）充分地接触以减少实验误差。,（3）如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，当横坐标表示pH，纵坐标表示，该实验操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线图：。若实验所获得的最适宜pH=m，请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。,果胶分解速率,甲,（“m”点的位置如右图所示，m点标在曲线上的不给分）,实验设计,实验目的：,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，再增加酶的用量，果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量。,阅读P44资料二，说一说这个实验的原理？,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,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。,方案：,1下列可表示酶反应速度的是:A单位时间内反应物的减少量B单位体积内产物的增加量C单位时间内产物的增加量D单位时间、单位体积内反应物的减少量,2果子酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事，这说明A酶具有专一性B酶的成分是蛋白质C酶的活性受环境影响D该沉淀的是氨基酸,3下列不能影响酶活性的是A温度BpHC酶的抑制剂D酶的数量,D,A,D,4同一个体内的各类活细胞所含的酶A种类有差异，数量相同B种类有差异，数量不同C种类无差异，数