课题1　果胶酶在果汁生产中的作用优质课教案内容

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、教材分析

人教版选修

1 专题

4 的第一个课题——果胶酶在果汁生产中的作用, 是探究果胶酶的最适温度、最适pH 和最适用量的定量实验通。过对必修模块《分子与细胞》中第5章第

1节降低化学反应活化能的酶一课的学习,学生不仅掌握了酶的作用、本质和特性,并且进行了有关的实验和探究, 已经学会控制自变量,观察和检测因变量的变化, 以及设置对照组和重复实验，课题对学生的要求是在查阅资料和自学果胶酶有关知识的基础上,在教师的指导下自己设计并进行实验,记录实验结果并绘制曲线图,然后进行口头交流反思，教师的任务不是详细讲解,而是给学生提供实验条件及必要的参考资料

,指导学生设计和进行实验,参加和辅导学生的讨论。

二、教学目标

（一）知识目标: 搜集有关果胶酶应用的资料;简述果胶酶的作用。

（二）能力目标: 运用学过的基础知识,设计实验方案,并依据方案进行操作;探究温度和pH对果胶酶活性的影响及果胶酶的最适量。

（三）情感态度和价值观目标: 体验生物技术的发展在生产生活中的应用;参与研究活动,养成良好的协作习惯。

三、课题重点与难点

课题重点：温度和pH对果胶酶活性的影响。

课题难点：果胶酶的最适用量。

四、课时安排

1课时，新课

五、教学思路设计

1、导入（2min）

随着生产力的提高，近几年在陕西等地出现了水果丰收季节滞销、运输滞留等多方面的问题，为解决这一问题人们尝试着将水果加工成果酒、果醋、果干、果汁等，提高了水果的附加值，满足了人们不同层次的需要。今天我们主要来探究水果如何加工成果汁，传统的果汁生产中常遇到两大问题：一、部分水果（如苹果）果肉出汁率低，耗时长；二、榨取的果汁浑浊、粘稠度高，容易发生沉淀。导致以上问题的原因是什么呢？请同学们联系预习时

从课本及查阅资料中收集到的信息及已学的关于酶的知识，尝试提出解决以上问题的办法。

【师】哪位同学来分享下你的思路？

【学生】我的方法是使用果胶酶和纤维素酶，因为影响果肉出汁率的主要是植物的细胞壁和胞间层，果胶是细胞壁及胞间层的主要成分之一，果汁生产中，果胶不仅会影响果汁的出汁率，还会使果汁浑浊。果胶酶可以分解果胶，而纤维素酶和果胶酶可以瓦解细胞壁及胞间层，提高出汁率。

【师】很好！真棒！同学们，大家看看他的答案可否获得掌声？

【学生】鼓掌（及时奖励）

【教师】展示PPT，加强关于果胶及果胶酶相关知识的学习：

1、果胶

于水，是由可溶性的

（单体）聚合而成的多聚高分子化合物。

（补充：因为果胶不溶于水，果汁才会浑浊，而经果胶酶分解后生成了可溶性的半乳糖醛酸，提高出汁率的同时，果汁也变得澄清，观察图4-1）

2、果胶酶是

（“一类酶”还是“一种酶”），包括

等。

【过渡】

通过刚刚的讨论与总结，我们知道了果胶酶在果汁生产中的作用为提高果汁的出汁率，且使浑浊的果汁更澄清。然而我们在把有关果胶酶的科学研究投放到果汁生产的实操过程中时，还是有许多叩待解决问题需要仔细量化，即果胶酶活性如何测定及如何控制影响果胶酶活性的因素等，要解决这些问题，我们先回顾必修一《分子与细胞》中第5章第

1节降低化学反应活化能的酶，结合课本请回答：

1、什么是酶的活性

2、如何表示酶活性高低及衡量标准？

3、影响酶活性的因素有哪些？

【教师】展示PPT（小结）：

1、酶的活性指

，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，酶反应速度可以单位时间内、单位体积中

或

来表示。

2、影响果胶酶活性的因素有：

等条件。

3、接下来，本堂课将结合生产实际主要探究温度及PH对果胶酶活性的影响，进而进一步探究果胶酶的用量。

下面请同学们结合课本设计实验方案并据此进行实验：

【实验分组】：一、二、三学习小组：探究不同温度对果胶酶活性的影响（实验一）；四、五、六学习小组：探究不同温度对果胶酶活性的影响（实验二）；七、八、九学习小组：探究果胶酶的用量（实验三）

【设计实验方案并进行实验】：

探究实验的一般步骤：a.提出问题

b.作出假设

c.设计实验

d.进行实验

e.得出结论

F.交流讨论

（1）提出问题：实验一二三

（2）作出假设：

分析实验中的变量：

实

验

不同温度对果胶酶活性的影响

自变量

无关变量

因变量

温度

苹果泥的体积、果胶酶溶液的质量浓度及体积、PH值（不需作处理）、反应时间等

酶的活性

（出汁率或澄清度）

不同PH对果胶酶活性的影响

PH 苹果泥的体积、果胶酶溶液的质量浓度及体积、温度、反应时间等

探究果胶酶的用量

果胶酶的用量

苹果泥的体积或果胶酶溶液的质量浓度及体积、温度、PH值反应时间等

底物的消耗量（出汁率或澄清度）

【教师】

①如何统一无关变量呢？如苹果泥的体积、果胶酶溶液的质量浓度及体积、温度、PH值、反应时间如何设计具体的数值？通过导学案的引导，同学们在课前查阅收集到了哪些影响着以上变量中至关重要的信息呢？（请说明参考文献的出处）

【学生】A.果胶酶的最适温度：45~55℃；果胶酶的最适PH值：3.5~4.5；果胶酶的用量：PH=4,

温度为50℃时，5ml苹果泥对应2ml含4mg果胶酶的果胶酶容液。

【教师】除此之外同学们呢还获取了哪些重要信息？

B.如用苹果为原材料，一般可按每个中等大小的苹果加水100～200 mL的比例进行搅拌，获得稀的苹果泥。此外反应液中的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。

C..果泥的用量可以采用5 mL左右，果胶酶的用量可采用质量浓度为2%的果胶酶溶液2 mL。

D.苹果、橙子和葡萄等水果都可以作为反应物，水果不用去皮。水浴时间可以为20min左右。（你是在哪里查到的？）

②根据①，你将如何做出假设？

实验一：果胶酶的活性应与出汁率或澄清度成正比，据此观察在最适温度（约

）时，果胶酶活性最高，低于或高于最适温度时酶活性降低

实验二：果胶酶的活性应与出汁率或澄清度成正比，据此观察在最适温度（约

）时，果胶酶活性最高，低于或高于最适温度时酶活性降低

实验三：在

℃和

（PH值）

下，

ml苹果泥对应

质量浓度的果胶酶溶液

ml为最佳使用量。

【教师】噢，据此同学们在探究探究温度、PH对果胶酶活性的影响的实验及探究果胶酶的用量中，将如何设计温度梯度和PH梯度以及果胶酶浓度梯度呢？（从范围与间隔量两个方面进行回答）

③P44 A同学和B同学的方案选用谁的呢？理由是？

【教师】如果选择澄清度，可否有方法将其具体量化，而不是通过眼力主观判断？

【学生】分光光度计，通过透光率进行统计

【教师】非常棒！（鼓掌）

（3）设计并实验

①材料的选择：水果种类（不易出汁的水果：如苹果）

②思考：

a.苹果泥与果胶酶溶液先分别保温混合再调PH值还是先分别调节PH值及保温后再混合水

浴？

b.苹果泥与果胶酶溶液先混合再在恒温水浴，还是先分别保温后再混合恒温水浴？

（4）进行实验

注：a.果胶酶不溶于水，易形成沉淀，取样前需搅拌均匀

b.由于恒温水浴需要添加热水，请同学们注意小心烫伤，并记得随时用温度计测量水温添加热水或冰块，以达到恒温的目的。

（5）得出结论：

【学生】每三组将所得数据综合分析后展示2D坐标，并由此总结出果胶酶最适的温度、PH及在最适温度及PH值下每毫升苹果泥最适的用量。

（6）交流讨论：

（1）在“探究不同温度、PH值对果胶酶活性的影响”这一实验中，除了酶活性通过影响果胶分解影响出汁率以外，温度和ph值是否也会影响出汁率？如何解决？（设置空白对照）

（2）大多数同学选择以苹果汁出汁的体积来判断酶活性的大小，如果选择浑浊度，如何将浑浊度进行量化？

（3）在称取苹果泥和PH值检测时都容易因主观因素引起误差，该如何避免？

（4）在“探究果胶酶的用量”这一实验中，能否以苹果泥的体积作为自变量？因变量将如何测定？

六、教学反思