课题1　果胶酶在果汁生产中的作用教学设计第一课时

4.1 果胶酶在果汁生产中的作用

李芳

一、教材分析

“果胶酶在果汁生产中的作用”是人教版普通高中课程标准实验教科书《生物技术实践》（选修一）专题四“酶的研究与应用”中的课题一。课题要求学生能设计实验探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量，此内容与学生的日常生活联系紧密，对于学生来说并不困难，适合进行动手操作。通过亲自设计实验步骤并动手操作，使学生深入理解工业生产中果胶酶的作用。同时，在设计实验步骤时，同学们可能会有不同的实验方法，可通过同学之间的讨论交流，得出最佳的实验方法，可增强学生的动手和协作意识。

二、学情分析

高中阶段学生的思维水平、学习能力已经发展到了较高阶段，大多数学生喜欢自主探究和亲自动手操作，并且又有必修一“探究影响酶活性的条件”作基础，因此对于学生来说该课题并不困难，适合进行实际动手操作。但是，该课题比较偏重实验方案的设计，考虑的变量相对较多，还涉及到实验变量的梯度设计，要想获得理想的结果，必须进行反复多次的实验和摸索。因此，教学过程中可通过实验方案的讨论，实验的分组实施方法来进行。

三、教学目标

1．简述果胶酶作用。

2．检测果胶酶活性。

3．探究温度对果胶酶活性影响。

四、教学重、难点

探究温度对果胶酶活性影响

五、教学过程

导入：PPT展示广西荔枝滞销的新闻，引入果汁的制作及其存在问题。

讨论：果汁生产中存在的问题? （1、果肉的出汁率低，耗时长。2、榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀。）

怎么能够提高水果的出汁率并使果汁变得澄清？

（在生产上，使用果胶酶、纤维素酶等解决。）

果胶酶有什么作用？

（一）基础知识

1、果胶酶的作用

阅读课本P42的内容，回答以下问题：

（1）细胞壁的组成成分？

（2）果胶的单体是什么？

（3）果胶酶的作用？

（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。

思考：要破坏植物的细胞壁，你有什么方法？结果一样吗？

（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，包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。

果胶酶

果胶

半乳糖醛酸

（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。

（二）温故知新：酶的基础知识

回忆：在高一我们学习过有关酶的知识，请回忆以下问题，

1、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；

2、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

3、酶的功能：在各种化学反应中起催化作用。

原因：酶能降低化学反应的活化能，从而使反应能够迅速的进行。

4、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。

（三）酶的活性与影响酶活性的因素

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45～500C。

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。

你知道这些离子为什么能抑制酶的活性？

（四）实验设计

探究温度对果胶酶活性的影响

1、实验原理

果胶酶的活性受温度影响。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、实验材料和用具

苹果、果胶酶

搅拌器、烧杯、试管、温度计、漏斗、量筒

3、实验操作流程

你能设计吗？

（1）你打算设置多少个温度值？

（2）你如何得到苹果泥？

（3）你怎样保证在任一温度装置中苹果泥和果胶酶

混合后温度的一致？

（4）你依据什么来判定果胶酶的活性大小的大小？

（1）获取苹果泥；

（2）保温——苹果泥和果胶酶分别进行；（多个温度）

（3）混合后保温；

（4）过滤。

讨论：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？

将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，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、实验结果

设计表格进行数据登记

5、实验结果分析与评价

A、根据数据画曲线图；

B、据曲线说明温度是如何影响酶的活性的？

六、教学反思

本节课只是从理论中设计了影响果胶酶活性的温度的实验步骤，对于没有实验条件的学校本节课题可能就没法组织学生亲自动手完成，如很多学校都没有恒温水浴锅等实验条件。但我们也可以适当根据本校条件，改造实验步骤，如没有恒温水浴锅，对温度梯度的调节可用不同比例的热水和冰水来调制而成。学生根据实验数据绘制出温度对果胶酶活性影响的曲线图，最终得到果胶酶的最适温度。