生物学案：专题课题果胶酶在果汁生产中的作用

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精课题1果胶酶在果汁生产中的作用问题导学一、基础知识活动与探究11．制作果汁时怎样才能使出汁率高、用时短、果汁沉淀少?2．果胶酶是一种酶吗？如果不是，含有哪几种酶?3．酶催化能力高低的衡量标准是什么？4．高温或低温对酶的影响是否相同？酶经高温或低温处理后，再恢复到最适温度，酶的活性能否恢复？5．pH对酶的影响有什么特点？迁移与应用1下列能表示酶活性高低的是()。A．单位时间、单位体积内反应物的总量B．一段时间后生成物的总量C．一段时间后，一定体积中消耗的反应物的量D．单位时间、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量1．植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶.由霉菌发酵生产的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一，被广泛地应用于果汁加工业.水果汁液中含有果胶，用含有果胶的果汁制备的浓缩果汁黏稠,而且稳定性较差。果汁经果胶酶处理后，黏度迅速下降,过滤速度可提高10~20倍，澄清度达93%～98％，经果胶酶澄清处理后的果汁，无论是直接还是浓缩后制成的成品果汁，均具有较好的稳定性。果胶能引起果酒失光、浑浊和出现沉淀,在果酒制备过程中使用果胶酶，不仅能使果汁易于压榨、澄清和过滤，而且能提高果酒的收集率和成品果酒的稳定性。2．酶活性的影响因素包括温度、pH和酶的抑制剂等。但酶的数量或酶浓度不是影响酶活性的因素。二、实验设计活动与探究21．探究温度（或pH）对酶活性的影响时，自变量和因变量分别是什么？2．探究温度（或pH）对酶活性的影响时如何设置对照实验？3．为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？4．阅读教材第44页内容,回答A、B两同学所要控制的自变量和无关变量各是什么？为什么要控制自变量和无关变量？5．分析“探究果胶酶的用量”实验中,如何确定酶的用量？6．想一想,为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？迁移与应用2关于探究果胶酶最适用量的实验，叙述错误的是（）.A．配制不同浓度的果胶酶溶液，并在各组中加入等量的该溶液B．调节pH,使各组中的pH相同而且处于适宜状态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实验操作流程（1）温度对果胶酶活性的影响实验温度/℃303540455055606570果汁量/mL（2）pH对果胶酶活性的影响只需将上述反应条件中的温度梯度改为pH梯度,如设计pH为5.0,5。5，6。0，6。5，7。0，7。5,8。0,8。5，9。0，并且选定一个适宜的温度进行水浴加热，反应液中的pH可以用体积分数为0。1%的NaOH溶液和盐酸进行调节。（3）探究果胶酶的最适用量①准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg配制成相等体积的酶的水溶液，取等量放入9支试管中依次编号为1～9号,制取苹果泥并称取45g,分装入9支试管中,每支试管中分装5g,依次编号为1～9号.②将上述试管放入37℃恒温水浴中平衡内外温度。③一段时间后将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合，然后再放入恒温水浴中。④记录反应时间，约20分钟。⑤过滤后测量果汁体积:盛有苹果泥的试管123456789盛有果胶酶的试管123456789eq\f(果汁量，mL）答案：课前·预习导学【预习导引】一、1．（1）细胞壁及胞间层（2）半乳糖醛酸（3）出汁率浑浊2．（1)蛋白质(2）可溶性（3）果胶多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶果胶酯酶预习交流1：提示：在温和的条件下,用纤维素酶或果胶酶处理植物细胞即可。因为纤维素酶或果胶酶具有专一性，通过专一性地分解纤维素或果胶,就能达到瓦解细胞壁而不破坏其他细胞结构的目的.二、1．催化2．速度反应物的减少量产物的增加量3．温度pH酶的抑制剂三、1．（1）充分的利用(2)节约成本四、1．（2）温度(或pH）恒温水浴锅滴加酸、碱（3）酶的活性产出量澄清度时间2．（2）果胶酶的用量等体积不同浓度(3)分解果胶的速度相同时间内果汁的产出量预习交流2：（1）提示：通过分析实验题目确定的因果关系是“温度影响果胶酶的活性"，“温度变化”为自变量，“果胶酶的活性高低”为因变量，“果汁的产出量或生成速度”可作为检测指标。（2)提示：温度、pH以及酶催化反应的时间、苹果泥的用量等都是无关变量。课堂·合作探究【问题导学】活动与探究1:1．提示:榨汁时加入果胶酶或纤维素酶.2．提示：果胶酶不是一种酶，而是一类酶，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶。3．提示：酶催化能力即酶的活性,可用催化的某一化学反应的反应速度衡量。4．提示：不同。高温使酶的分子结构发生改变（被破坏），活性丧失；低温下酶的分子结构不变，活性降低。酶经高、低温处理后,再恢复到最适温度，经高温处理后的酶活性不能恢复，但经低温处理后的酶活性可恢复。5．提示：酶的催化能力的发挥有一个最适pH，在低于最适pH时，pH低时，酶的活性低,pH高时，酶的活性高;高于最适pH时,随着pH的升高,酶的活性逐渐下降，pH过高或过低会使蛋白质变性，当蛋白质变性后,酶也就完全丧失了活性。迁移与应用1：D解析: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反应速度来表示.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。活动与探究2：1．提示：自变量是温度的变化（或pH的变化),因变量是酶活性的高低.2．提示:不同的温度梯度之间（或不同的pH梯度之间）对照，这种对照称为相互对照。3．提示：使酶在和反应物混合前就分别达到预设的温度，可避免酶和反应物混合时由于温度的改变而影响实验结果。4．提示：A同学将温度或pH作为自变量,控制的无关变量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应的时间和过滤的时间等。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。只有在实验中保证一个自变量，实验结果才能说明问题。5．提示：配制使用不同浓度的果胶酶溶液,或配制一种浓度的果胶酶溶液，但使用的体积不同。6．提示：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映了果胶酶催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。迁移与应用2:C解析：探究果胶酶最适用量的实验中唯一的变量是果胶酶的用量,无关变量如pH、温度、搅拌时间、反应时间等都应相同。当堂检测1．果胶酶和纤维素酶的相同点是（）。A．最适的温度完全相同B．最适的pH完全相同C．都能去除细胞膜D．都是一种复合酶答案:D解析：酶都有最适的温度和pH，严格而言，不同酶的最适温度和pH不会完全相同。果胶酶和纤维素酶都能瓦解细胞壁,由于细胞膜内既无果胶又无纤维素,故果胶酶和纤维素酶都不会瓦解细胞膜.果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶，而纤维素酶包括C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶，它们都是复合酶。2．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．半乳糖醛酸酶答案：D解析：果胶酶是一种复合酶，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶.3．探究温度对果胶酶活性的影响、pH对酶活性的影响、果胶酶的用量三个实验中，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、果胶酶用量答案:D解析：由实验题目分析因果关系不难确定三个实验的实验变量依次为温度、pH、果胶酶的用量.4．酶反应速度可用下列哪一项表示？（）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．单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量答案:D解析:酶反应速度是衡量酶活性的参数,经常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.5．下图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系，下列叙述错误的是（).A．在B点之前，果胶酶的活性和温度成正比;之后,成反比B．当温度到B点时，果胶酶的活