4-1 果胶酶在果汁生产中的作用

1、预习导学预习导学预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用高中生物高中生物选修选修1人教版人教版专题专题4酶的研究与应用酶的研究与应用课题课题1果胶酶在果汁生产中的作用果胶酶在果汁生产中的作用预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用【目标导航目标导航】1.了了解果胶酶的组成及其作用。解果胶酶的组成及其作用。2.理解酶的理解酶的影响因素并学会相关探究的实验设计。影响因素并学会相关探究的实验设计。预习导学预习导学预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用一、果胶酶的作用、酶活性及其影响因素一、果胶酶的作用、酶活性

2、及其影响因素1果胶酶的作用果胶酶的作用(1)果果胶的成分及作用：果胶是植物胶的成分及作用：果胶是植物 以及以及 的的主要组成成分之一，它是由主要组成成分之一，它是由 聚合而成的一种聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。高分子化合物，不溶于水。细胞壁细胞壁胞间层胞间层半乳糖醛酸半乳糖醛酸预习导学预习导学预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用(2)果胶酶的作用：果胶酶能够分解果胶酶的作用：果胶酶能够分解 ，瓦解植物，瓦解植物的的 ，使榨取果汁变得，使榨取果汁变得 ，也使得浑浊，也使得浑浊的果汁变得的果汁变得 。果胶酶能够分解果胶的实质是将果胶分。果胶酶能够分解果胶的

3、实质是将果胶分解成可溶性的解成可溶性的 。(3)果胶酶的组成：果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶果胶酶的组成：果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括的一类酶的总称，包括 、 和和 等。等。果胶果胶细胞壁及胞间层细胞壁及胞间层更容易更容易澄清澄清半乳糖醛酸半乳糖醛酸多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶果胶分解酶果胶酯酶果胶酯酶预习导学预习导学预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用2酶的活性酶的活性是是指酶指酶 的能力。酶活性的高低可以用在的能力。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一定条件下，酶所催化的某一化学反应的

4、来表示。来表示。3酶的反应速度酶的反应速度用用单位时间内、单位体积中反应物的单位时间内、单位体积中反应物的 或产物或产物的的 来表示。来表示。影响酶活性的因素主要有影响酶活性的因素主要有 、 和和 等。等。催化一定化学反应催化一定化学反应反应速度反应速度减少量减少量增加量增加量温度温度pH酶的抑制剂酶的抑制剂预习导学预习导学预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用4酶的用量酶的用量酶酶用量过多，会导致酶的用量过多，会导致酶的 ；酶用量过少，会；酶用量过少，会 酶酶促反应的速度。因此要得到适宜的酶用量，需通过设计实促反应的速度。因此要得到适宜的酶用量，需通过设计实验

5、进行探究。验进行探究。浪费浪费限制限制预习导学预习导学预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用二、果胶酶活性影响因素的实验探究二、果胶酶活性影响因素的实验探究1探探究温度和究温度和pH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响(1)实验流程包括制备苹果泥、设置一系列具有梯度的实验流程包括制备苹果泥、设置一系列具有梯度的 和和 、加入果胶酶反应一段时间、加入果胶酶反应一段时间、 。(2)该实验的自变量是该实验的自变量是 ，因变量，因变量是是 ，检测因变量是通过测定，检测因变量是通过测定或或 来实现的。来实现的。温度温度pH过滤果汁过滤果汁温度或温度或pH果胶酶活性果胶酶活

6、性苹果汁的体积苹果汁的体积苹果汁的澄清度苹果汁的澄清度预习导学预习导学预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用2探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量(1)该该实验的自变量是实验的自变量是 ，除此之外，影响果，除此之外，影响果汁产量的因素还有汁产量的因素还有 、 、酶催化反应的时间、酶催化反应的时间、苹果泥的用量等无关变量。苹果泥的用量等无关变量。(2)判断的思路是：如果随着酶的用量增加，过滤到的果判断的思路是：如果随着酶的用量增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明汁的体积也增加，说明 ；如果当酶的用量；如果当酶的用量增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体增加到

7、某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明积不再改变，说明 。果胶酶的量果胶酶的量温度温度pH酶的用量不足酶的用量不足酶的用量已经足够酶的用量已经足够预习导学预习导学预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用判断正误：判断正误：(1)果胶酶是一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分果胶酶是一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。解酶和果胶酯酶等。()(2)将果胶酶用于果胶生产，既能提高出汁率又能提高果汁的将果胶酶用于果胶生产，既能提高出汁率又能提高果汁的澄清度。澄清度。()预习导学预习导学预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题

8、4酶的研究与酶的研究与应用应用(3)酶的活性受温度、酶的活性受温度、pH和酶用量等因素的影响。和酶用量等因素的影响。()(4)在探究温度和在探究温度和pH对酶活性影响的实验中，如果温差或对酶活性影响的实验中，如果温差或pH差值越小，则实验的误差就越大。差值越小，则实验的误差就越大。()预习导学预习导学预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用(5)在探究果胶酶用量的实验中，自变量是果胶酶的用量，无在探究果胶酶用量的实验中，自变量是果胶酶的用量，无关变量是果汁的出汁率或澄清度。关变量是果汁的出汁率或澄清度。()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)课堂讲义课堂讲义预习

9、导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用一、果胶酶的组成及在果汁生产上的应用一、果胶酶的组成及在果汁生产上的应用1影影响果汁产量的物质及处理方法响果汁产量的物质及处理方法(1)影响果汁产量的物质影响果汁产量的物质种类：纤维素、果胶。种类：纤维素、果胶。造成的问题：果肉的出汁率低，耗时长；果汁浑浊、造成的问题：果肉的出汁率低，耗时长；果汁浑浊、黏度高，易发生沉淀。黏度高，易发生沉淀。课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用(2)处理方法处理方法酶解法酶解法常用的酶及其作用特点常用的酶及其作用特点(如下表如下表)课堂讲义课堂讲

10、义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用2.果胶酶的来源、化学本质、特性及功能果胶酶的来源、化学本质、特性及功能(见下表见下表)项目项目内容内容解释解释来源来源植物、微生物植物、微生物产自核糖体产自核糖体(由氨基酸缩由氨基酸缩合产生合产生)功能功能生物催化剂生物催化剂可分解果胶、瓦解植物细可分解果胶、瓦解植物细胞壁及胞间层胞壁及胞间层课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用作用作用特性特性高效性；高效性；专一性；专一性；作用条件较温和作用条件较温和易受易受温度温度pH及抑制剂影响及抑制剂影响催化效率非常高，可特异催化

11、效率非常高，可特异性地将果胶水解为可溶性性地将果胶水解为可溶性半乳糖醛酸，但对反应条半乳糖醛酸，但对反应条件要求苛刻件要求苛刻应用应用食品加工业使用量最大的食品加工业使用量最大的酶制剂之一酶制剂之一在果汁加工中，应用果胶在果汁加工中，应用果胶酶制剂可使榨取果汁更容酶制剂可使榨取果汁更容易，且使浑浊的果汁变得易，且使浑浊的果汁变得澄清澄清课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用1果胶酶为什么可以提高果汁的产生量和澄清度？果胶酶为什么可以提高果汁的产生量和澄清度？答案答案果果胶是植物细胞壁和胞间层的主要成分之一，果胶是植物细胞壁和胞间层的主要成分之一，

12、果胶酶可以水解果胶，从而瓦解细胞壁和胞间层，所以能胶酶可以水解果胶，从而瓦解细胞壁和胞间层，所以能提高果汁的出汁率。果胶会影响果汁的澄清度，所以果提高果汁的出汁率。果胶会影响果汁的澄清度，所以果胶被水解后可以提高澄清度。胶被水解后可以提高澄清度。课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用2酶的活性和酶反应速率有何区别和联系？酶的活性和酶反应速率有何区别和联系？答案答案区区别：酶的活性指的是酶催化一定化学反应的能别：酶的活性指的是酶催化一定化学反应的能力，而酶反应速度指的是酶促反应的速度，用单位时间力，而酶反应速度指的是酶促反应的速度，用单位时间内、单

13、位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。联系：酶的活性影响酶反应速度，但酶反应速度还受其联系：酶的活性影响酶反应速度，但酶反应速度还受其他一些因素的影响，如酶用量；酶的活性可以用酶促反他一些因素的影响，如酶用量；酶的活性可以用酶促反应速度来表示。应速度来表示。课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用3用酶解法破坏植物细胞壁，常用的酶有哪两种？为什么用酶解法破坏植物细胞壁，常用的酶有哪两种？为什么这两种酶可以破坏细胞壁？这两种酶可以破坏细胞壁？答案答案纤纤维素酶和果胶酶，因为植物细胞壁的主要成分维

14、素酶和果胶酶，因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。是纤维素和果胶。课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用1下列关于果胶酶的说法，正确的是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果胶酶可以分解细胞壁的主要成分纤维素纤维素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果胶酶的化学本质是RNA课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的

15、研究与应用应用【问题导析】【问题导析】(1)植植物细胞壁中的纤维素可以被物细胞壁中的纤维素可以被 酶水解，果胶成分酶水解，果胶成分可以被可以被 酶水解。酶水解。(2)果胶酶是一类酶，其化学本质是蛋白质，所以基本单位是果胶酶是一类酶，其化学本质是蛋白质，所以基本单位是 。(3)大部分酶是大部分酶是 ，少数酶是，少数酶是 。纤维素纤维素果胶果胶氨基酸氨基酸蛋白质蛋白质RNA课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用解析解析植物细胞壁的主要成分有纤维素和果胶，它们分别被植物细胞壁的主要成分有纤维素和果胶，它们分别被纤维素酶和果胶酶水解，纤维素酶和果胶酶水解

16、，A错误。半乳糖醛酸是构成果胶的错误。半乳糖醛酸是构成果胶的基本单位，基本单位，B错误。果胶酶是一类酶的总称，其化学本质是错误。果胶酶是一类酶的总称，其化学本质是蛋白质，蛋白质，C正确、正确、D错误。错误。答案答案C课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用【一题多变】【一题多变】1两两位同学用足量的果肉制作果汁，甲同学使用了果胶酶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？汁有何区别？答案答案在在果汁量和果汁澄清度两个方面均有区别，

17、甲同学由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。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？的水解，这体现了酶的何种特性？答案答案体体现了酶具有专一性。现了酶具有专一性。课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用二、果胶酶相关探究实验的设计二、果胶酶相关探究实验的设计1探探究温度对果胶酶活性的影响究温度对果胶酶活性的影响(1)实验原理实验原理酶处于最适温度时，活性最高，果肉

18、的出汁率、果汁的酶处于最适温度时，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。澄清度与果胶酶的活性大小成正比。(2)实验变量实验变量自变量是温度，因变量是果汁的澄清度和出汁率。自变量是温度，因变量是果汁的澄清度和出汁率。课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用 (3)实验流程实验流程课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用2探究探究pH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响(1)实实验原理验原理果胶酶的活性受果胶酶的活性受pH的影响，处于最适的影响，处于最适pH时，活性最高。时，活性最高

19、。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。(2)实验变量实验变量自变量是自变量是pH，因变量是果汁的澄清度和出汁率。，因变量是果汁的澄清度和出汁率。课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用 (3)实验流程实验流程课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用3探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量(1)实实验原理验原理随着酶浓度的增加，过滤到的果汁体积也增加，说明酶的

20、随着酶浓度的增加，过滤到的果汁体积也增加，说明酶的用量不足；当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，用量不足；当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够，过滤到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够，那么，这个值就是酶的最适用量。那么，这个值就是酶的最适用量。(2)实验变量实验变量自变量：果胶酶用量。因变量：果汁澄清度和出汁率。自变量：果胶酶用量。因变量：果汁澄清度和出汁率。课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用 (3)实验流程实验流程课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4

21、酶的研究与酶的研究与应用应用课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用1探究温度、探究温度、pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶用量的实对果胶酶活性的影响以及果胶酶用量的实验中，因变量都相同，该因变量是什么？验中，因变量都相同，该因变量是什么？答案答案三三个实验的因变量都是果汁量或果汁的澄清度。个实验的因变量都是果汁量或果汁的澄清度。2探究温度、探究温度、pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶用量的实对果胶酶活性的影响以及果胶酶用量的实验中，都需要设置多组实验，相邻两组之间都有一定的验中，都需要设置多组实验，相邻两组之间都有一定的“差值差值”(如如“温差温差”

22、、“pH差差”)，该，该“差值差值”的大小的大小与实验的误差大小有何联系？与实验的误差大小有何联系？答案答案该该差值大小与实验误差的大小成正相关，即差值差值大小与实验误差的大小成正相关，即差值越小则误差越小，差值越大则误差越大。越小则误差越小，差值越大则误差越大。课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用3在探究温度和在探究温度和pH对果胶酶活性的影响的实验中，是否能对果胶酶活性的影响的实验中，是否能先将果胶酶和果胶混合再控制温度或先将果胶酶和果胶混合再控制温度或pH？为什么？为什么？答案答案不不能，因为果胶和果胶酶一旦混合就开始了反应，能，因为果胶

23、和果胶酶一旦混合就开始了反应，再控制温度或再控制温度或pH则每一组实验没有在预定的温度或则每一组实验没有在预定的温度或pH下下进行反应，实验的可信度大大降低。进行反应，实验的可信度大大降低。课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用2下表是某同学探究温度对果胶酶活性影响的实验结果。下表是某同学探究温度对果胶酶活性影响的实验结果。该结果不能说明该结果不能说明()温度温度/ 102030405060果汁量果汁量/mL234565课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用A温度影响果胶酶的活性温度影响果胶酶的活性

24、B40 与与60 时酶的活性相等时酶的活性相等C50 是该酶的最适温度是该酶的最适温度D若温度从若温度从10 升高到升高到40 ，酶的活性将逐渐增强，酶的活性将逐渐增强课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用【问题导析】【问题导析】(1)该该实验的自变量是实验的自变量是 ，因变量是，因变量是 。果汁量越多。果汁量越多表明果胶酶的活性表明果胶酶的活性 。(2)某两个温度不同但果汁量相同，说明在这两种温度下果胶某两个温度不同但果汁量相同，说明在这两种温度下果胶酶的活性酶的活性 。(3)本实验中两个相邻组别之间的温差太本实验中两个相邻组别之间的温差太 ，无法判断某，无法判断某个温度就是果胶酶的最适温度。个温度就是果胶酶的最适温度。 温度温度果汁量果汁量越高越高相同相同大大课堂讲义课堂讲义预习导学预习导学课堂讲义课堂讲义专题专题4酶的研究与酶的研究与应用应用解析解析温度影响酶的活性，上表不能说明温度影响酶的活性，上表不能说明50 就是最适温度，