《果胶酶在果汁生产中的作用》公开课教案

5/5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一、【课题目标】1、简述果胶酶的作用。2、检测果胶酶的活性。3、探究温度、PH对果胶酶活性的影响及果胶酶的最适用量。二、【课题重点】温度和PH对果胶酶活性的影响。三、【课题难点】果胶酶的最适用量。四、【教学工具】多媒体课件五、【教学过程】（一）引入新课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，易造成积压滞销，腐烂变质。同学们吃过枇杷吗？喝过枇杷汁吗？由枇杷生产出枇杷汁离不开果汁的生产过程。果汁的生产，首先要解决两个问题：一是果肉的出汁率低，耗时长；二是榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀。怎样解决？在生产上，使用果胶酶、纤维素酶来解决上述问题。在本课题中，我们将探究果胶酶在果汁生产中的作用。（二）进行新课1．基础知识活动1：复习必修一酶的相关知识酶的概念：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；酶的本质：蛋白质（大多数）或RNA；基本组成单位；氨基酸或核糖核苷酸酶的功能：在各种化学反应中起催化作用。作用机理：酶能降低化学反应活化能，从而使反应能够迅速的进行。酶的特性：（1）高效性：酶的催化效率是无要催化剂的107~1013倍。（2）专一性：一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。（3）需要适宜的条件：适宜的温度、适宜的PH值。活动2：阅读“果胶酶的作用”，回答下列问题：1.果胶是什么?2.果胶对果汁的影响?3.果胶酶的组成?4.果胶酶在果汁制作中的作用？5.果胶酶的来源有哪些?1、果胶：是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。进一步思考；要破坏植物的细胞壁，你有什么方法?2、果胶对果汁制作的影响；影响果汁的出汁率，还会使果汁浑浊。3、果胶酶：它是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。进一步思考：一类酶和复合酶有没有区别？4、果胶酶在果汁制作中的作用：①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。②提高水果的出汁率，并使果汁变得澄清。5、果胶酶的获取方法：①提取法：采用各种技术，直接从动物或微生物的细胞或组织中将酶提取出来（在原料充分的地区得以应用）。②发酵法：通过微生物发酵来获得人们所需的酶（20世纪50年代以来生产酶的主要方法），如用曲霉、青霉等微生物发酵生产果胶酶。③化学合成法：成本比较高，只能合成已知结构的酶。活动3：阅读“酶的活性与影响酶活性的因素”，回答下列问题：1、酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力。2、酶催化能力高低的衡量标准：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：①温度A、温度对酶的影响：在较低温度时，随着温度的升高，酶的活性也逐渐提高，达到最适温度时，酶的催化能力最高，但高于最适温度后，酶的催化能力迅速下降，最后完全失去催化能力。B、果胶酶的最适温度果胶酶的最适温度为45~50℃。C、讨论：高温使酶的活性丧失后，酶的活性可否恢复?为什么?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。但低温使酶的活性丧失后，缓慢恢复其温度活性仍可恢复。②pH：A、pH对酶的影响：酶的催化能力的发挥有一个最适pH，在低于最适pH时，随着pH的升高，酶的催化能力也相应升高，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。B、果胶酶的最适pH果胶酶的最适pH范围为3.0~6.0。③酶的抑制剂：Fe3+、Ca2+、Zn2+等金属离子对果胶酶有抑制作用。活动4：阅读“果胶酶的用量”，回答下列问题：1、控制酶的用量目的：为了果胶酶得到充分的利用，节约成本。2、食品工业生产中最常用的果胶酶是通过霉菌发酵产生。3、根据影响酶活性的因素，在实际生产中我们如何获得果胶酶的最高活性？确定果胶酶的最适温度、最适PH等条件。2.实验设计活动5：阅读“探究温度、PH对果胶酶活性的影响及果胶酶的最适用量”讨论并回答下列问题：1、你打算设置多少个温度值？2、当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是自变量，哪些因素无关变量应该保持不变？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？4、你依据什么来判定果胶酶的活性大小的大小？5、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？1、9个2、温度是自变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的pH等所有其他条件不变。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。3、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响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。4、果汁的体积，澄清度5、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。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。再思考：1.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？2.如何画不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图?（果泥一定时，以酶的用量为横坐标，果汁的体积为纵坐标）1、需要，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。操作提示：1、制备果泥：用榨汁机榨制果泥。在榨制橙子汁时应怎样处理橙皮?不必去橙皮2、在探究不同PH对果胶酶活性的影响时，可以用0.1%的NaOH溶液和盐酸调节pH。3、在果胶酶处理果泥时，为了是果胶酶能充分地催化反应，应用玻璃棒不时搅拌。1、需要，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。操作提示：1、制备果泥：用榨汁机榨制果泥。在榨制橙子汁时应怎样处理橙皮?不必去橙皮2、在探究不同PH对果胶酶活性的影响时，可以用0.1%的NaOH溶液和盐酸调节pH。3、在果胶酶处理果泥时，为了是果胶酶能充分地催化反应，应用玻璃棒不时搅拌。六、【随堂检测】1.果胶是植物组织的组成成分之一，它主要存在于植物组织的哪一部分?（D）A.细胞核B.细胞质C.细胞间隙D.细胞壁及胞间层2.果胶酶能将植物组织内的果胶分解成（B）A.透明果汁B.半乳糖醛酸C.丙酮酸D.酶制剂3.果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，它不包括（C）A.多聚半乳糖醛酸酶B.果胶分解酶C.乳糖分解酶D.果胶酯酶4．同一个体内的各类活细胞所含的酶（B）A.种类有差异，数量相同