课题1　果胶酶在果汁生产中的作用教学设计一等奖

《果胶酶在果汁生产中的作用》教学设计

教学目标

(一)知识目标

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性的原因 4.搜集有关果胶酶应用的资料

(二)能力目标 通过有关试验和探究,使学生加深控制变量以及对照实验等的设计方法和探究能力 (三)

情感目标 通过实验,培养学生科学探究精神和合作精神;过讨论果胶酶在果汁生产中的应用,体会研究生命科学的社会价值

教学重难点

1.教学重点:温度和pH对果胶酶活性的影响

2.教学难点:实验设计

教学过程

【新课导入】图片展示酶制剂、各种果汁。

指出酶制剂与果汁生产有密切的关系，引入专题4 酶的研究和应用

一、回忆基础知识

(一)酶的基础知识(2分钟) 展示“温故知新”酶的相关知识点 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。

作用机理:酶能降低化学反应的活化能,从而使反应能够迅速的进行。 展示课题背景，导入课题目标。

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。

人们往往用果胶酶和纤维素酶解决这个问题,么这节课,我们就主要研究果胶酶在果汁生产中的作用。引入课题一果胶酶在果汁生产中的应用

设计意图:将熟悉的果汁和酶制剂将果胶酶引入到果酒的制作中,由这些学生身边的生活现象唤醒学生的好奇天性,激发全体学生的学习兴趣,调动了他们学习的积极性,使他们主动地参与到学习中来。

二、果胶酶的作用(阅读课本P42的内容,完成学案,回答以下问题:)(10分钟) 思考:回答以下问题：

（1）植物细胞壁的组成成分？

（2）果胶的作用、性质？

（3）果胶酶的作用、化学本质？

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

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。 设计意图: 将选修和必修知识紧密结合,提前给学习小组安排任务,增强他们的责任感和主动学习的意识,通过展示锻炼其表达能力。通过学案上对基础知识系统性归纳,自学果胶酶相关知识点,使要学生学变成我要学,通过问题思考检测自学效果,同时强化果胶酶知识点,突破本节课知识目标果胶酶作用。

三、酶的活性与影响酶活性的因素(5分钟) 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。 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。

你知道这些离子为什么能抑制酶的活性? 设计意图:由思考讨论的第5个问题引出影响酶活性的因素,帮助学生回忆相关实验设计,为本节课设计实验打下基础,为教学难点突破打下基础。 四、实验设计(20分钟) 【合作探究一】设计实验探究“温度或PH对果胶酶活性的影响及果胶酶的用量”(10分钟) 分小组,给出实验课题,按照实验设计的一般原则,设计实验。

(一)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、实验操作流程 (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。

【合作探究二】探究果胶酶的用量

1、实验原理

在一定的条件下,随着酶浓度的增加,果汁的体积增加;当酶浓度达到某一数值后,在增加酶的用量,果汁的体积不再改变,此值即是酶的最适用量。

2、实验操作 (1)配制不同浓度的果胶酶溶液和制备水果泥; ①配制不同浓度的果胶酶溶液:准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg,配制成相等体积的水溶液,取等量放入9支试管中,并编号1~9。

②制备水

果泥:搅拌器搅拌制成苹果泥并称45g,等量装入9支试管中,并编号1~9。 (2)将上述试管放入恒温水浴加热一段时间。

(3)将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合,然后再放入恒温水箱中。

(4)恒温水浴约20分钟

(5)过滤后测量果汁的体积

在最适温度和pH条件下制作1升苹果汁,使用多少果胶酶最合适?一般为50mg/l左右,因

为用此浓度处理果汁2~4小时后果汁率增加10%后不再增加。

结果分析与评价

让学生根据实验数据绘制出曲线图。

根据结果画出:不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图

五、【课堂小结】

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

六、课后作业

探究PH对果胶酶的影响