微生物的实验室培养

1、 我国水果生产发展迅速，每年上市的新鲜水果品我国水果生产发展迅速，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。积压滞销，腐烂变质。 水果的加工技术，不仅可以缓解产销矛盾，而且水果的加工技术，不仅可以缓解产销矛盾，而且能够提高产品的附加值，满足人们不同层次的需能够提高产品的附加值，满足人们不同层次的需求。水果的加工包括制作果汁、果干、果粉和果求。水果的加工包括制作果汁、果干、果粉和果酒等。酒等。 在本课题中，我们将探究果胶酶在果汁生产中的在本课题中，我们将探究果胶酶在果汁生产中的应用，探究利用果胶酶制作苹果汁的适宜条

2、件，应用，探究利用果胶酶制作苹果汁的适宜条件，自己动手制作苹果汁。自己动手制作苹果汁。 制作果汁要解决两个问题：一是果肉的出汁率低，制作果汁要解决两个问题：一是果肉的出汁率低，耗时长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高，易沉淀。耗时长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高，易沉淀。（一）酶的基础知识（一）酶的基础知识1 1、酶的概念、酶的概念2 2、酶的本质及基本组成单位、酶的本质及基本组成单位4 4、酶的特性、酶的特性酶是活细胞所产生的具有生物催化作用的一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类特殊的有机物蛋白质（大多数）或蛋白质（大多数）或RNARNA； 基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸基本组

3、成单位：氨基酸或核糖核苷酸酶能降低化学反应的活化能酶能降低化学反应的活化能高效性、专一性、需要适宜的条件高效性、专一性、需要适宜的条件（二）果胶酶的作用（二）果胶酶的作用阅读课本阅读课本P42P42的内容，思考下列问题：的内容，思考下列问题： 什么是果胶，其单体是什么？什么是果胶，其单体是什么？ 什么是果胶酶？什么是果胶酶？ 果胶酶在果汁制作中的作用是什么？果胶酶在果汁制作中的作用是什么？（二）果胶酶的作用（二）果胶酶的作用 什么是果胶，其单体是什么？什么是果胶，其单体是什么？果胶果胶是植物是植物细胞壁以及胞间层细胞壁以及胞间层的主要组成的主要组成成分之一，它是由成分之一，它是由半乳糖醛酸半乳

4、糖醛酸聚合而成的聚合而成的一种一种高分子化合物高分子化合物，不溶于水。，不溶于水。影响果汁的出汁率影响果汁的出汁率，还会，还会使果汁浑浊。使果汁浑浊。 什么是果胶酶？什么是果胶酶？是分解果胶的一类酶的总称，包括是分解果胶的一类酶的总称，包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶酯酶等。等。（二）果胶酶的作用（二）果胶酶的作用 果胶酶在果汁制作中的作用是什么？果胶酶在果汁制作中的作用是什么？ 分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层；使果胶水解为半乳糖醛酸。层；使果胶水解为半乳糖醛酸。 提高水果的出汁率，并使果汁变得澄清。提高水果的出汁率，并使

5、果汁变得澄清。（三）酶的活性与影响酶活性的因素（三）酶的活性与影响酶活性的因素阅读课本阅读课本P4243P4243的内容，思考下列问题：的内容，思考下列问题： 什么是什么是？ 影响酶活性的因素有哪些？影响酶活性的因素有哪些？（三）酶的活性与影响酶活性的因素（三）酶的活性与影响酶活性的因素 什么是什么是？指酶催化一定化学反应的能力。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在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度反应的反应速度可表示酶活性的高低可表示酶活性的高低。酶反应速度酶反应速度用单位时间内、单位体积中用单位时间内、单位体积中底物的减少量或产物的增加量来表示。底物

6、的减少量或产物的增加量来表示。（三）酶的活性与影响酶活性的因素（三）酶的活性与影响酶活性的因素 影响酶活性的因素有哪些？影响酶活性的因素有哪些？温度温度（三）酶的活性与影响酶活性的因素（三）酶的活性与影响酶活性的因素 影响酶活性的因素有哪些？影响酶活性的因素有哪些？温度温度果胶酶的最适温度为果胶酶的最适温度为45455050。B B、果胶酶的最适温度、果胶酶的最适温度C C、高温使酶的活性丧失后，酶的活性、高温使酶的活性丧失后，酶的活性可否恢复？为什么？低温呢？可否恢复？为什么？低温呢？不能恢复，因高温破坏了酶的分子结构，不能恢复，因高温破坏了酶的分子结构，高温对酶造成不可逆的破坏。但低温使酶

7、高温对酶造成不可逆的破坏。但低温使酶的活性降低后，缓慢恢复其温度活性仍可的活性降低后，缓慢恢复其温度活性仍可恢复。恢复。（三）酶的活性与影响酶活性的因素（三）酶的活性与影响酶活性的因素 影响酶活性的因素有哪些？影响酶活性的因素有哪些？酶的催化能力的发挥有一个最适酶的催化能力的发挥有一个最适pH pH ，在低，在低于最适于最适pHpH时，随着时，随着pHpH的升高，酶的催化能的升高，酶的催化能力也相应升高，高于最适力也相应升高，高于最适pHpH时，随着时，随着pHpH的的升高，酶的活性逐渐下降，升高，酶的活性逐渐下降，pHpH过高或过低过高或过低会使蛋白质变性，当蛋白质变性后，酶也会使蛋白质变性

8、，当蛋白质变性后，酶也就完全丧失了活性。就完全丧失了活性。 pH pH：果胶酶的最适果胶酶的最适pHpH范围为范围为3.03.06.06.0。B B、果胶酶的最适、果胶酶的最适pHpH（三）酶的活性与影响酶活性的因素（三）酶的活性与影响酶活性的因素 影响酶活性的因素有哪些？影响酶活性的因素有哪些？ pH pH：酶的抑制剂：酶的抑制剂：FeFe3 3、CuCu2 2、ZnZn2 2等金属离子对果胶酶等金属离子对果胶酶有抑制作用。有抑制作用。（四）果胶酶的用量（四）果胶酶的用量果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时，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、果汁的澄清度与活性

9、最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成果胶酶的活性大小成正比。正比。（一）探究温度对果胶酶活性的影响（一）探究温度对果胶酶活性的影响2 2、实验操作流程、实验操作流程 (1)(1)将苹果洗净去皮，用磨浆机制成苹果泥，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。加入适量蒸馏水备用。2 2、实验操作流程、实验操作流程(2) (2) 分别向编号为分别向编号为l l9 9的的9 9个个100 mL100 mL洁洁净的烧杯中各加入净的烧杯中各加入20ml20ml苹果泥苹果泥(3)(3)将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的温度分别调至果泥的温度分

10、别调至00、10 10 、20 20 、 80 80 ，再把温度相等的果胶，再把温度相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合后，放置一段时间。酶溶液和苹果泥相混合后，放置一段时间。(4)(4)过滤后测量记录果汁体积（量）过滤后测量记录果汁体积（量）3 3制作用于记录结果的表格制作用于记录结果的表格温度温度/010 20 30 40 50 60 70 80出汁出汁量量/ml/ml将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温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的温度处理，可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度

11、，从而影响果胶酶活性的响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。问题。 为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，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要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？管中恒温处理？果胶酶的活性受果胶酶的活性受pHpH影响，处于最适影响，处于最适pHpH，酶，酶的活性最高，高于或低于此值活性均下降。的活性最高，高于或低于此值活性均下降。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成活性大小成正比正比。2 2、实验操作流程、实验操作流程 2 2、实验操作流程、实验操作流程有两位同学分别用以下两种方法操作：有两位同学分别

12、用以下两种方法操作：(1)(1)将苹果洗净去皮，用磨浆机制成苹果将苹果洗净去皮，用磨浆机制成苹果泥，加入适量蒸馏水备用。泥，加入适量蒸馏水备用。(2) (2) 分别向编号为分别向编号为l l7 7的的7 7个个100 mL100 mL洁净洁净的烧杯中各加入的烧杯中各加入20ml20ml苹果泥之后，下面两苹果泥之后，下面两种操作：种操作：方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的泥相混合，再把混合液的pHpH分别调至分别调至4 4、5 5、1010。方法二：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果方法二：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果

13、泥的泥的pHpH分别调至分别调至4 4、5 5、6 6、 10 10 ，再把，再把pHpH相相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。(1)(1)请问上述哪一种方法更科请问上述哪一种方法更科学学? ? 。理由：理由： _ (2)(2)该实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作，其目该实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使的是使 以减少实验误差。以减少实验误差。 方法二方法二酶和反应物（果胶）充分接触酶和反应物（果胶）充分接触方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始便方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的达到实验预设的pHpH(3)(3)如果用曲线图的方式记录实验

14、结果，在现有的如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，以横坐标表示条件下，以横坐标表示pHpH，纵坐标表示，纵坐标表示( (果汁体积果汁体积或或) )，实验操作和记录是比较切实可，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，请在下图中选择行的。根据你对酶特性的了解，请在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线图一个最可能是实验结果的曲线图。甲甲m果果胶胶分分解解率率A A同学将哪个因素作为自变量，控制哪同学将哪个因素作为自变量，控制哪些因素不变？为什么要作这样的处理？些因素不变？为什么要作这样的处理？B B同学呢？（两同学的操作方法见教科同学呢？（两同学的操作方法见教科书书P44

15、P44第二、三段）第二、三段） A A同学将温度或同学将温度或pHpH作为自变量，控制不变的作为自变量，控制不变的量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应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。个自变量，实验结果才能说明问题。B B同学同学对于变量的处理应该与对于变量的处理应该与A A同学相同，只是观同学相同，只是观察因变量的角度不同。察因变量的角度不同。( (三三) )探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量1 1、实验原理、实验原理在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果在一定的条件下，随着酶浓度的

16、增加，果汁的体积增加；当酶浓度达到某一数值后，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，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。此值即是酶的最适用量。2 2、实验操作流程、实验操作流程3 3制作用于记录结果的表格制作用于记录结果的表格酶量酶量/mg/mg123456789出汁量出汁量/ml/ml本实验的自变量、因变量、无关变量分析本实验的自变量、因变量、无关变量分析( (以以探究果胶酶的用量实验探究果胶酶的用量实验为例为例) )变量名称变量名称含含 义义实例实例关关 系系实验变量实验变量( (自变量自变量) )实验中实验者所操实验中实验者所操纵

17、的因素或条件纵的因素或条件实验变实验变量为原量为原因，反因，反应变量应变量是结果，是结果，二者是二者是因果关因果关系系反应变量反应变量( (因变量因变量) )由于实验变量而引由于实验变量而引起的变化和结果起的变化和结果无关变量无关变量除自变量外，对实除自变量外，对实验结果造成干扰的验结果造成干扰的其他因素其他因素果胶酶的果胶酶的量量果汁量果汁量温度等温度等实验结果与分析：实验结果与分析：根据你对酶的特性的根据你对酶的特性的了解，画出实验结果的了解，画出实验结果的可能坐标曲线：可能坐标曲线：如果随着酶浓度的增加，过滤到的果汁的体如果随着酶浓度的增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的用量不足；当

18、酶的浓度积也增加，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，过滤到增加到某个值后，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。足够，那么，这个值就是酶的最适用量。1、温度、温度、pHpH与果胶酶活性的关系与果胶酶活性的关系2 2、在最适温度和、在最适温度和pHpH条件下制作条件下制作1L1L苹苹果汁，使用多少果胶酶最合适？为什果汁，使用多少果胶酶最合适？为什么？么？苹果泥的用量、果胶酶的用量和酶的催化条苹果泥的用量、果胶酶的用量和酶的催化条件如温度、件如温度、PHPH是否适宜等不仅影响到

19、是否是否适宜等不仅影响到是否制作出制作出4 4、（1 1）重新设置温度或）重新设置温度或PHPH梯度。梯度。（2 2）检查无关变量是否一致并最适宜。）检查无关变量是否一致并最适宜。（P45)P45)1.1.有两次瞬间高温灭菌；有两次瞬间高温灭菌；2.2.酶处理的时间相对较长；酶处理的时间相对较长；3.3.有离心分离步骤和浓缩步骤。有离心分离步骤和浓缩步骤。大规模生产与实验室制备的主要不同大规模生产与实验室制备的主要不同点是：点是：2 2、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合装入一个容器内，调整和适量的水混合装入一个容器内，调整pHpH至至

20、2.02.0，保存于保存于3737的水浴锅内。过一段时间后，容器内的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是（剩余的物质是（ ）提示：唾液淀粉酶最适提示：唾液淀粉酶最适pHpH6.86.8，其化学本质是，其化学本质是蛋白质蛋白质3.果胶酶常在果胶酶常在0-4下下 保存。其原因是保存。其原因是此温度条件下，酶的活性最高。此温度条件下，酶的活性最高。此温度条件下，酶变性失活。此温度条件下，酶变性失活。低温可降低酶的活性，但酶不变性失活。低温可降低酶的活性，但酶不变性失活。. 自然条件下，果胶酶常在自然条件下，果胶酶常在0-4下发生催化下发生催化 作用。作用。4果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，它不果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，它不包括包括 ( ) A多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶 B果胶分解酶果胶分解酶 C乳糖分解酶乳糖分解酶 D果胶酯酶果胶酯酶5探究温度对果胶酶活性的影响、探究温度对果胶酶活性的影响、pH对酶活对酶活性的影响、果胶酶的用量三个实验中，实验变性的影响、果胶酶的用量三个实验中，实验变量依次为量依次为 (