课题1　果胶酶在果汁生产中的作用设计意图

教学设计 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

潮阳城郊中学-----叶义蓉

[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。 [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。

[教学目标] 1．知识与技能

(1) 阐明果胶酶的组成和作用

(3) 通过分析，探究温度和pH对果胶酶活性的影响

(2) 描述酶的活性及其影响因素

2．过程与方法

（1）通过自主互动的过程式教学，领悟的果胶酶的组成和作用、通过分析，探究温度和pH对果胶酶活性的影响。

（2）通过资料分析，培养学生设计实验、分析实验结果的能力。

（3）尝试画出酶的相关曲线。

3.情感态度与价值观

（1）通过各实验的资料分析，使学生体验科学工作的方法和过程，增强学生探索新知识的欲望和创新意识。

（2）在合作与交流中分享解决问题后的愉悦。

[教学重点]：温度和PH对果胶酶活性的影响 [教学难点]

：果胶酶的最适用量

[教具准备]多媒体课件，学案，板书。

[课时安排]1课时

[教学方法]小组合作、自主探究、师生互动

[教学过程] 一、导入： 我国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。水果的加工技术，（制作果汁、果干、果粉和国酒）可以缓解产销矛盾。

展示水果及果汁的图片，之后提出果汁制作中，遇到了2个问题：

1、果肉的出汁率低

2、榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀

问题如何解决呢？在本课题中，我们将探究果胶酶在果汁生产中的作用。 二、新课讲授 1．基础知识 活动1：阅读“果胶酶的作用”，讨论并回答下列问题： 1.1果胶是植物细胞壁和胞间层的主要组成成分之一。 1.2在果汁加工中，果胶的存在易导致果汁出汁率低，果汁浑浊。 1.3果胶酶分解果胶的作用是：①瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁更容易，②把果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸，使浑浊的果汁变得澄清，因此可以解决果汁加工中出现的问题。 1.4果胶酶是一类酶的总称，包括：多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶。 〖思考1〗在植物细胞工程中果胶酶的作用是与纤维素酶一起除去植物细胞的细胞壁。 活动2：阅读“酶的活性与影响酶活性的因素”，讨论并回答下列问题： 1.5酶的活性是指：酶催化一定化学反应的能力。 1.6酶的活性高低可用一定条件下的酶促反应速度来表示，即单位时间、单位体积内反应物消耗量或产物生成量来表示。 1.7影响酶活性的因素有：温度、pH、和抑制剂等。 活动3：阅读“果胶酶的用量”，讨论并回答下列问题： 1.8食品工业生产中最常用的果胶酶是通过霉菌发酵产生。 1.9根据影响酶活性的因素，在实际生产中我们如何获得果胶酶的最高活性？ 确定果胶酶的最适温度、最适pH等条件。 2．实验设计 （优教提示：打开素材高清模拟：果胶酶在果汁生产中的作用） 活动4：阅读“资料一：探究温度和pH对酶的活性的影响”，思考下列问题并尝试写出实验过程： 2.1实验目的：定量测定温度或pH对果胶酶活性的影响。 〖思考2〗该实验与必修I中探究“影响酶活性的条件”实验有何不同？

前者属于是定量分析实验，后者属于定性分析实验。

2.2实验原理：果胶酶瓦解细胞壁和胞间层增大果汁产量；果胶酶催化分解果胶增大果汁澄清度。 2.3变量设计与控制： ①你确定的温度梯度（或pH梯度）为10℃或5℃（或0.5、1.0）。 ②实验的自变量是温度（或pH），控制自变量的方法是利用

恒温水浴锅（或滴加酸碱等）。 ③实验的因变量是酶的活性，检测因变量的方法是测定果汁的产出量或澄清度。 〖思考3〗果汁与果胶酶在混合之前，分装在不同试管中用同一恒温处理的目的是什么？ 保证果汁与果胶酶混合前后的温度相同，避免因混合导致温度变化而影响果胶酶活性。 〖思考4〗该实验中是否设置了对照？若设置，那么它是如何设置的？若没有，则如何进行设置？ 已经设置了对照。不同的温度设置之间可以相互对照。 〖思考5〗怎样排除PH和其他因素对实验结果的干扰？目的是什么? 控制PH和其他因素相同，保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。 〖思考6〗教材中A、B两个同学的实验设计有何不同？

测定的因变量不同（A测定果汁产量，B测定果汁澄清度）。 3．操作提示 活动5：阅读“操作提示”，回答下列问题 3.1制备果泥：用榨汁机榨制果泥。在榨制橙子汁时应怎样处理橙皮?不必去橙皮 3.2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。 3.3在果胶酶处理果泥时，为了是果胶酶能充分地催化反应，如何操作?用玻璃棒不时搅拌。 4．结果分析与评价 将以下某同学实验数据转换成曲线图。 活动6 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（请学生设计） （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 三、小结：

四、课堂练习巩固见课件

[板书设计] 果胶酶在果汁生产中的作用

1.果胶酶的组成和作用

①组成：多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。

②作用：分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层。

2.酶的活性及其影响因素

含义：指酶催化一定化学反应的能力①酶的活性表示方法：单位时间内，单位体积中反应物



的减少量或生成物增加量②影响酶活性的因素：温度、pH和酶的抑制剂等。

3.探究温度和pH对果胶酶活性的影响

①实验原则：遵循单一变量原则、对照原则，严格控制变量，尽量减少无关变量的影响。

②实验原理：果胶酶的活性受温度、pH和酶抑制剂的影响，在最适温度或pH时，活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度都与果胶酶的活性大小成正比。

③实验流程

制备果泥

↓

设置一系列具有梯度的pH和温度

↓

加入果胶酶反应一段时间

↓

过滤果汁

④分析：该实验的自变量是温度或pH，因变量是酶的活性，检测因变量是通过测定果汁的体积或比较澄清度来实现的。