果胶酶在果汁生产中的作用解析

1、,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

2、。,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

3、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

4、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。 ( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5),一、果胶酶的组成及在果汁生产上的应用 1影响果汁产量的物质及处理方法 (1)影响果汁产量的物质 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、黏度高，易发生

5、沉淀。,(2)处理方法酶解法 常用的酶及其作用特点(如下表),2.果胶酶的来源、化学本质、特性及功能(见下表),1果胶酶为什么可以提高果汁的产生量和澄清度？ 答案 果胶是植物细胞壁和胞间层的主要成分之一，果胶酶可以水解果胶，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，所以果胶被水解后可以提高澄清度。,2酶的活性和酶反应速率有何区别和联系？ 答案 区别：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他一些因素的影响，如酶用量；酶的活性

6、可以用酶促反应速度来表示。,3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？ 答案 纤维素酶和果胶酶，因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。,1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 C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RNA,【问题导析】 (1)植物细胞壁中的纤维素可以被 酶水解，果胶成分可以被 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 。 (3)大部分酶是 ，少数酶是 。,纤维素,果胶,氨基酸,蛋白质,RNA,解析

7、 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，A错误。半乳糖醛酸是构成果胶的基本单位，B错误。果胶酶是一类酶的总称，其化学本质是蛋白质，C正确、D错误。 答案 C,【一题多变】 1两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，二位同学制作的果汁有何区别？ 答案 在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。 2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？ 答案 体现了酶具有专一性。,二、果胶酶相关探究实验的设计 1探究温度对果胶酶活性的影响 (1)实验原

8、理 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。 (2)实验变量 自变量是温度，因变量是果汁的澄清度和出汁率。,(3)实验流程,2探究pH对果胶酶活性的影响 (1)实验原理 果胶酶的活性受pH的影响，处于最适pH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。 (2)实验变量 自变量是pH，因变量是果汁的澄清度和出汁率。,(3)实验流程,3探究果胶酶的用量 (1)实验原理 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，那么，这个值就是酶

9、的最适用量。 (2)实验变量 自变量：果胶酶用量。因变量：果汁澄清度和出汁率。,(3)实验流程,1探究温度、pH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？ 答案 三个实验的因变量都是果汁量或果汁的澄清度。 2探究温度、pH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“差值”(如“温差”、“pH差”)，该“差值”的大小与实验的误差大小有何联系？ 答案 该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。,3在探究温度和pH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pH？为什么？

10、 答案 不能，因为果胶和果胶酶一旦混合就开始了反应，再控制温度或pH则每一组实验没有在预定的温度或pH下进行反应，实验的可信度大大降低。,2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 ( ),A温度影响果胶酶的活性 B40 与60 时酶的活性相等 C50 是该酶的最适温度 D若温度从10 升高到40 ，酶的活性将逐渐增强,【问题导析】 (1)该实验的自变量是 ，因变量是 。果汁量越多表明果胶酶的活性 。 (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酶的活性 。 (3)本实验中两个相邻组别之间的温差太 ，无法判断某个温度就是果胶酶的最适温度。,温度,果汁量,越高,相同,大,解析 温度影响酶的活性，上表不能说明50 就是最适温度，只能说明果胶酶的最适温度在4060 之间。在低于最适温度时，随温度的升高，酶的活性增强；高于最适温度时，随温度的升高，酶的活性降低。温度对酶活性的影响曲线图是钟罩形的，故40 与60 时酶的催化效率相同。 答案 C,【一题多变】 1请根据本题中表格中的实验结果及必修1中的相关知识，描述温度对酶活性的影响。 答案 在一定范围内，随着温度的升高