课题1　果胶酶在果汁生产中的作用教学评价实录

专题4课题1果胶酶在生产中的作用

一、课题目标

1.知识目标

简述果胶酶的作用。

2.能力目标

a.探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量。

b.检测果胶酶的活性。

3.情感目标

搜集有关果胶酶应用的资料，了解果胶酶在生产中应用。

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

教学流程

教学流程

环节一：课程导入

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。在本课题中，我们将探究果胶酶在果汁生产中的作用。

制作果汁要解决两个主要问题: 1.果肉的出汁率低，耗时长；2.榨取的果汁浑浊，黏度高，容易出现沉淀。

在生产上，人们使用果胶酶、纤维素酶解决上述问题。本课题，我们将探究利用果胶酶制作苹果汁的适宜条件，自己动手做苹果汁。

课题目标

1.简述果胶酶的作用； 2.检测果胶酶的活性； 3. 探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量；

4.搜集有关果胶酶应用的资料。

1 教师活动

学生活动

设计意图

情景导入本节目展示课题背景，导入课题目标。

课题背景

阅读、倾听。

标。

环节二：讲授新课

一、基础知识

(一)果胶酶的作用

1.果胶

展示植物细胞模式图，介绍植物细胞壁以及细胞之间胞间层成分，说明这些成分对果汁制作的影响，引出果胶酶在果汁制作的作用。

（1）作用：细胞壁以及胞间层的主要组成成分。

（2）性质：由半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物，不溶于水。是果汁加工中影响出汁率和果汁澄清度的主要原因

。

2.果胶酶

课堂演示实验或展示实验图解：“果汁加果胶酶和不加果胶酶实验结果”，指出果胶酶的作用，讲解果胶酶的种类。

（1）作用：瓦解植物细胞的细胞壁、胞间层，将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。能够提高水果的出汁率并使果汁变得澄清

。

(2)种类：多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。 （二）酶的活性与影响酶活性的因素

引导学生回忆必修1酶相关知识，讲解酶活性高低和影响酶活性因素。

1.酶的活性: 指酶催化一定化学反应的能力。

2.酶活性的高低: 一定条件下，酶催化的某一化学反应的反应速度来表示。

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

回忆、回答。

观察、思考、回答。

简述果胶酶的作用。

（2）pH

演（3）酶的抑制剂： Fe、Ca、Zn等金属离子

。

【典型例题】

3＋2＋2＋2

下列关于果胶酶的叙述，不正确的是（ ）

A．它能分解半乳糖醛酸 B．是指一类酶的总称

C．它和纤维素酶都能瓦解细胞壁 D．果胶酯酶是果胶酶的一种

【答案】A 【方法点拨】 1.果胶酶是分解果胶的一类酶总称，包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶。

2.果胶酶能瓦解植物细胞壁及胞间层，能将果胶分解成半乳糖醛酸。

二、实验设计 （一）探究温度对果胶酶活性的影响

引导学生回顾必修1的控制变量法，进行变量分析，设计实验，回答问题，后展示实验流程图，教师讲解实验步骤。

1.实验原理

练、回答。

回顾、思考、进行

探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用果胶酶活性受温度的影响，在最适温度下，其活性最高。果肉出汁率、实验设澄清度与果胶酶活性成正比。

2.实验设计

（1）变量分析

自变量：

温度。分组对照：10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃。 因变量：

果胶酶活性。

用果肉出汁率、澄清度表示。 无关变量：

苹果泥、果胶酶用量，反应时间、过滤时间等等量相同控制。 问题：1.怎样保证各组温度的准确？

将果泥和果胶酶分装在不同的试管内恒温处理后再混合。 2.为什么能够通过测定滤出苹果汁的体积大小判断果胶酶活性高低？

果胶酶将果胶分解为半乳糖醛酸可以通过滤纸，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。 （2）实验操作流程

计。

量。

检测果胶酶的活性。

3

①搅拌器搅制苹果泥

②将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水域中保温

③加入果胶酶反应一段时间

④过滤果汁

（二）探究PH对果胶酶活性的影响

给予学生提示：探究pH对果胶酶活性的影响，只须将温度梯改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以通过体积分数为0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。

让学生自行设计实验。

【典型例题】 在探究温度和pH对酶活性的影响实验中，不需要始终保持的思想方法是（ ）

A．设置梯度 B．等量原则 C．单因子变量原则 D．重复性原则

【答案】D 【方法点拨】 1.设置梯度才能得出最适温度和PH 2.等量原则是排除无关变量对实验结果的影响

(三）探究果胶酶的用量

讲解实验原理，引导学生进行变量分析，指出实验使用和前面相同的实验装置，不过是自变量改变。

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，这个值就是酶的最适用量。 2.实验设计 （1）变量分析

自变量：果胶酶用量。

分组对照： 1mg 2mg 3mg …

…9mg 。

因变量：

果汁澄清度和出汁率。

阅读、倾听、思考、回答。

4

无关变量：温度、PH等等量相同控制。

（2）实验操作流程

演

练、回答。

阅读、关注。

绘图。

【典型例题】 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

【答案】C 【方法点拨】

注意变量分析：

自变量：果胶酶用量，用不同浓度调控。

无关变量：果胶酶溶液的量、PH、温度、搅拌时间等必须相同控制， 表明对实验结果影响。

三、操作提示 指导学生关注教材操作提示部分。

1.制备果泥：用榨汁机榨制果泥。在榨制橙子汁时不必去橙皮。

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，为了使果胶酶能充分地催化反应，用玻璃棒不时搅拌。 四、结果分析与评价

让学生根据实验数据绘制出曲线图。

1.根据实验数据绘制出的温度和pH对果胶酶活性影响的曲线图

2.不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图（在浓度和体积相同的条件

5

下）

最适温度为45—50 ℃

、最适pH范围3.0—6.0 环节三：课堂小结

共同回顾本节要点：

一、基础知识

（一）果胶酶的作用

将果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，提高水果的出汁率并使果汁变澄清 （二）影响酶活性的因素

温度、PH、酶抑制剂等

二、实验设计 （一）探究温度、PH对果胶酶活性的影响

(二）探究果胶酶的用量

环节四：课堂练习

（2015海南卷.30）【生物－选修1：生物技术实践】（15分）生产果汁时，用果胶酶处理果泥可提高果汁的出汁率。回答下列相关问题：

（1）某同学用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶的活性的平均值并进行比较。这一实验的目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）现有一种新分离出来的果胶酶，为探究其最适温度，某同学设计了如下实验：取试管16支，分别加入等量的果泥、果胶酶、缓冲液，混匀，平均分为4组，分别置于0℃、5℃、10℃、40℃下保温相同时间，然后，测定各试管中的出汁量并计算各组出汁量平均值。该实验温度设置的不足之处有＿＿＿和＿＿＿＿。

【答案】（1）探究不同来源果胶酶的活性 （2）温度范围设置不合适 温度梯度设置不合理（或各组的酶促反应受两个不同温度影响）

【解析】（1）根据题意，用三种不同的果胶酶进行三组实验，各组实验除酶的来源不同外，其他条件都相同，测定各组的出汁量，据此计算各组果胶的活性的平均值并进行比较，可见实验的自变量是果胶酶的来源不同，因变量

6 呼应、回答。

突出本节重点。

演练、回答。

出突重点。

是果胶酶的活性，所以该实验目的是探究不同来源果胶酶的活性。

（2）根据实验设计可知，该实验是探究果胶酶的最适温度，所以自变量是温度，因变量是果胶酶的活性，用出汁量进行衡量，出汁量越多则果胶酶活性越高。该实验方案中，温度应该在常温范围内设置系列温度梯度且梯度差值相等，所以4组的温度应分别设置为15℃、20℃、25℃、30℃；另外探究温度对酶活性的影响时，应保证酶促反应只能在设定的温度下进行，同一实验组的反应温度只能是一个，所以实验操作应该是将各组盛有果胶酶的试管与盛有果泥的试管分别在设定温度下处理一定时间后再将两只试管混合，才能保证实验在设定的温度下进行。

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