果胶酶在果汁生产中的作用2

高中生物·选修1·人教版专题4酶的研究与应用课题1果胶酶在果汁生产中的作用【目标导航】1.了解果胶酶的组成及其作用。2.理解酶的影响因素并学会相关探究的实验设计。一、果胶酶的作用、酶活性及其影响因素1．果胶酶的作用 (1)果胶的成分及作用：果胶是植物

以及

的主要组成成分之一，它是由

聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。细胞壁胞间层半乳糖醛酸(2)果胶酶的作用：果胶酶能够分解

，瓦解植物的

，使榨取果汁变得

，也使得浑浊的果汁变得

。果胶酶能够分解果胶的实质是将果胶分解成可溶性的

。(3)果胶酶的组成：果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括

、

和

等。果胶细胞壁及胞间层更容易澄清半乳糖醛酸多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶果胶酯酶2．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。3．酶的反应速度 用单位时间内、单位体积中反应物的

或产物 的

来表示。 影响酶活性的因素主要有

、

和

等。催化一定化学反应反应速度减少量增加量温度pH酶的抑制剂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。浪费限制二、果胶酶活性影响因素的实验探究1．探究温度和pH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

和

、加入果胶酶反应一段时间、

。 (2)该实验的自变量是

，因变量是

，检测因变量是通过测定

或

来实现的。温度pH过滤果汁温度或pH果胶酶活性苹果汁的体积苹果汁的澄清度2．探究果胶酶的用量 (1)该实验的自变量是

，除此之外，影响果汁产量的因素还有

、

、酶催化反应的时间、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，过滤到的果汁的体积也增加，说明

；如果当酶的用量增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明

。果胶酶的量温度pH酶的用量不足酶的用量已经足够判断正误：(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澄清度。()(3)酶的活性受温度、pH和酶用量等因素的影响。()(4)在探究温度和pH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。()(5)在在探探究究果果胶胶酶酶用用量量的的实实验验中中，，自自变变量量是是果果胶胶酶酶的的用用量量，，无无关关变变量量是是果果汁汁的的出出汁汁率率或或澄澄清清度度。。()答案案(1)√√(2)√√(3)××(4)××(5)××一、、果果胶胶酶酶的的组组成成及及在在果果汁汁生生产产上上的的应应用用1．．影响果果汁汁产产量量的的物物质质及及处处理理方方法法(1)影影响响果果汁汁产产量量的的物物质质①种种类类：：纤纤维维素素、、果果胶胶。。②造造成成的的问问题题：：果果肉肉的的出出汁汁率率低低，，耗耗时时长长；；果果汁汁浑浑浊浊、、黏黏度度高高，，易易发发生生沉沉淀淀。。(2)处处理理方方法法————酶酶解解法法常用用的的酶酶及及其其作作用用特特点点(如如下下表表)2.果果胶胶酶酶的的来来源源、、化化学学本本质质、、特特性性及及功功能能(见见下下表表)项目内容解释来源植物、微生物产自核糖体(由氨基酸缩合产生)功能生物催化剂可分解果胶、瓦解植物细胞壁及胞间层作用特性①高效性；②专一性；③作用条件较温和——易受温度pH及抑制剂影响催化效率非常高，可特异性地将果胶水解为可溶性半乳糖醛酸，但对反应条件要求苛刻应用食品加工业使用量最大的酶制剂之一在果汁加工中，应用果胶酶制剂可使榨取果汁更容易，且使浑浊的果汁变得澄清1．．果果胶胶酶酶为为什什么么可可以以提提高高果果汁汁的的产产生生量量和和澄澄清清度度？？答案案果胶是是植植物物细细胞胞壁壁和和胞胞间间层层的的主主要要成成分分之之一一，，果果胶胶酶酶可可以以水水解解果果胶胶，，从从而而瓦瓦解解细细胞胞壁壁和和胞胞间间层层，，所所以以能能提提高高果果汁汁的的出出汁汁率率。。果果胶胶会会影影响响果果汁汁的的澄澄清清度度，，所所以以果果胶胶被被水水解解后后可可以以提提高高澄澄清清度度。。2．．酶酶的的活活性性和和酶酶反反应应速速率率有有何何区区别别和和联联系系？？答案案区别：：酶酶的的活活性性指指的的是是酶酶催催化化一一定定化化学学反反应应的的能能力力，，而而酶酶反反应应速速度度指指的的是是酶酶促促反反应应的的速速度度，，用用单单位位时时间间内内、、单单位位体体积积中中反反应应物物的的减减少少量量或或产产物物的的增增加加量量来来表表示示。。联联系系：：酶酶的的活活性性影影响响酶酶反反应应速速度度，，但但酶酶反反应应速速度度还还受受其其他他一一些些因因素素的的影影响响，，如如酶酶用用量量；；酶酶的的活活性性可可以以用用酶酶促促反反应应速速度度来来表表示示。。3．．用用酶酶解解法法破破坏坏植植物物细细胞胞壁壁，，常常用用的的酶酶有有哪哪两两种种？？为为什什么么这这两两种种酶酶可可以以破破坏坏细细胞胞壁壁？？答案案纤维素素酶酶和和果果胶胶酶酶，，因因为为植植物物细细胞胞壁壁的的主主要要成成分分是是纤纤维维素素和和果果胶胶。。1．．下下列列关关于于果果胶胶酶酶的的说说法法，，正正确确的的是是()A．．果果胶胶酶酶可可以以分分解解细细胞胞壁壁的的主主要要成成分分————纤纤维维素素B．．果果胶胶酶酶是是由由半半乳乳糖糖醛醛酸酸聚聚合合而而成成的的一一种种高高分分子子化化合合物物C．．果果胶胶酶酶不不特特指指某某种种酶酶，，而而是是分分解解果果胶胶的的一一类类酶酶的的总总称称D．．果果胶胶酶酶的的化化学学本本质质是是RNA【问问题题导导析析】】(1)植物细细胞胞壁壁中中的的纤纤维维素素可可以以被被酶水水解解，，果果胶胶成成分分可可以以被被酶水水解解。。(2)果果胶胶酶酶是是一一类类酶酶，，其其化化学学本本质质是是蛋蛋白白质质，，所所以以基基本本单单位位是是。(3)大大部部分分酶酶是是，少少数数酶酶是是。纤维维素素果胶胶氨基基酸酸蛋白白质质RNA解析析植物物细细胞胞壁壁的的主主要要成成分分有有纤纤维维素素和和果果胶胶，，它它们们分分别别被被纤纤维维素素酶酶和和果果胶胶酶酶水水解解，，A错错误误。。半半乳乳糖糖醛醛酸酸是是构构成成果果胶胶的的基基本本单单位位，，B错错误误。。果果胶胶酶酶是是一一类类酶酶的的总总称称，，其其化化学学本本质质是是蛋蛋白白质质，，C正正确确、、D错错误误。。答案案C【一一题题多多变变】】1．．两位同同学学用用足足量量的的果果肉肉制制作作果果汁汁，，甲甲同同学学使使用用了了果果胶胶酶酶而而乙乙同同学学没没有有使使用用，，过过了了相相同同的的时时间间后后，，二二位位同同学学制制作作的的果果汁汁有有何何区区别别？？答案案在果汁汁量量和和果果汁汁澄澄清清度度两两个个方方面面均均有有区区别别，，甲甲同同学学由由于于使使用用了了果果胶胶酶酶，，所所以以果果汁汁量量较较多多且且澄澄清清度度也也较较高高。。2．．果果胶胶酶酶可可以以催催化化果果胶胶的的水水解解，，而而纤纤维维素素酶酶不不能能催催化化果果胶胶的的水水解解，，这这体体现现了了酶酶的的何何种种特特性性？？答案案体现了了酶酶具具有有专专一一性性。。二、、果果胶胶酶酶相相关关探探究究实实验验的的设设计计1．．探究温温度度对对果果胶胶酶酶活活性性的的影影响响(1)实验验原理理酶处于于最适适温度度时，，活性性最高高，果果肉的的出汁汁率、、果汁汁的澄澄清度度与果果胶酶酶的活活性大大小成成正比比。(2)实验验变量量自变量量是温温度，，因变变量是是果汁汁的澄澄清度度和出出汁率率。(3)实验验流程程2．探探究pH对对果胶胶酶活活性的的影响响(1)实验原理理果胶酶酶的活活性受受pH的影影响，，处于于最适适pH时，，活性性最高高。果果肉的的出汁汁率、、果汁汁的澄澄清度度与果果胶酶酶的活活性大大小成成正比比。(2)实验验变量量自变量量是pH，，因变变量是是果汁汁的澄澄清度度和出出汁率率。(3)实验验流程程3．探探究果果胶酶酶的用用量(1)实验原理理随着酶酶浓度度的增增加，，过滤滤到的的果汁汁体积积也增增加，，说明明酶的的用量量不足足；当当酶的的浓度度增加加到某某个值值后，，再增增加酶酶的用用量，，过滤滤到的的果汁汁的体体积不不再改改变，，说明明酶的的用量量已经经足够够，那那么，，这个个值就就是酶酶的最最适用用量。。(2)实验验变量量自变量量：果果胶酶酶用量量。因因变量量：果果汁澄澄清度度和出出汁率率。(3)实验流流程1．探究温度度、pH对果果胶酶活性的的影响以及果果胶酶用量的的实验中，因因变量都相同同，该因变量量是什么？答案三个实验的因变变量都是果汁汁量或果汁的的澄清度。2．探究温度度、pH对果果胶酶活性的的影响以及果果胶酶用量的的实验中，都都需要设置多多组实验，相相邻两组之间间都有一定的的“差值”(如“温差””、“pH差差”)，该““差值”的大大小与实验的的误差大小有有何联系？答案该差值大小与实实验误差的大大小成正相关关，即差值越越小则误差越越小，差值越越大则误差越越大。3．在探究温温度和pH对对果胶酶活性性的影响的实实验中，是否否能先将果胶胶酶和果胶混混合再控制温温度或pH？？为什么？答案不能，因为果胶胶和果胶酶一一旦混合就开开始了反应，，再控制温度度或pH则每每一组实验没没有在预定的的温度或pH下进行反应应，实验的可可信度大大降降低。2．下表是某某同学探究温温度对果胶酶酶活性影响的的实验结果。。该结果不能能说明()温度/℃102030405060果汁量/mL234565A．温度影响响果胶酶的活活性B．40℃℃与60℃℃时酶的活性性相等C．50℃℃是该酶的最最适温度D．若温度从从10℃升升高到40℃℃，酶的活活性将逐渐增增强【问题导析】】(1)该实验的自变量量是，因变量是。果汁量越多多表明果胶酶酶的活性。(2)某两个个温度不同但但果汁量相同同，说明在这这两种温度下下果胶酶的活活性。(3)本实验中两个个相邻组别之之间的温差太太，无法判断某某个温度就是是果胶酶的最最适温度。温度果汁量越高相同大解析温度影响酶的的活性，上表表不能说明50℃就是是最适温度，，只能说明果果胶酶的最适适温度在40～60℃℃之间。在低低于最适温度度时，随温度度的升高，酶酶的活性增强强；高于最适适温度时，随随温度的升高高，酶的活性性降低。温度度对酶活性的的影响曲线图图是钟罩形的的，故40℃℃与60℃℃时酶的催催化效率相同同。答案C【一题多变】】1．请根据本题中表表格中的实验验结果及必修修1中的相关关知识，描述述温度对酶活活性的影响。。答案在一定范围内，，随着温度的的升高，酶的的活性逐渐升升高；当达到到最适温度时时，酶的活性性最高；超过过最适温度后后，随着温度度的升高，酶酶的活性逐渐渐降低。2．本题中的的实验及其结结果无法确定定果胶酶的最最适温度，如如何通过实验验进一步进行行探究？答案可以在40～60℃再设置置多组实验，，将相邻两组组的温差缩小小，然后通过过比较果汁量量确定比较适适合的温度，，再以同样的的思路进一步步探究，可以以探究出酶的的最适温度。。再见9、静静夜夜四四无无邻邻，，荒荒居居旧旧业业贫贫。。。。12月月-2212月月-22Tuesday,December13,202210、雨雨中中黄黄叶叶树树，，灯灯下下白白头头人人。。。。21:33:3121:33:3121:3312/13/20229:33:31PM11、以我独沈久久，愧君相见见频。。12月-2221:33:3121:33Dec-2213-Dec-2212、故人江海别别，几度隔山山川。。21:33:3121:33:3121:33Tuesday,December13,202213、乍见翻疑梦梦，相悲各问问年。。12月-2212月-2221:33:3121:33:31December13,202214、他乡乡生白白发，，旧国国见青青山。。。13十十二二月20229:33:31下下午21:33:3112月月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月229:33下下午午12月月-2221:33December13,202216、行动出成成果，工作作出财富。。。2022/12/1321:33:3121:33:3113December202217、做前，能能够环视四四周；做时时，你只能能或者最好好沿着以脚脚为起点的的射线向前前。。9:33:31下下午9:33下下午21:33:3112月-229、没有有失败败，只只有暂暂时停停止成成功！！。12月月-2212月月-22Tuesday,December13,202210、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。21:33:3121:33:3121:3312/13/20229:33:31PM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2221:33:3121:33Dec-2213-Dec-2212、世世间间成成事事，，不不求求其其绝绝对对圆圆满满，，留留一一份份不不足足，，可可得得无无限限完完美美。。。。21:33:3121:33:3121:33Tuesday,December13,202213、不不知知香香积积寺寺，，数数里里入入云云峰峰。。。。12月月-2212月月-2221:33:3121:33:31December13,202214、意志坚强的的人能把世界界放在手中像像泥块一样任任意揉捏。13十二月月20229:33:31下午21:33:3112月-2215、楚塞三湘湘接，荆门门九派通。。。。十二月229:33下下午12月-2221:33December13,202216、少年十五五二十时，，步行夺得得胡马骑。。。2022/12/1321:33:3121:33:3113December