课题1　果胶酶在果汁生产中的作用主要内容及教案内容

选修1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

教师活动

学生活动

环节一：课程导入

展示课题背景，导入课题目标。

课题背景

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。

设计意图

阅读、情景导入倾听。

本节目标。

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。

简述

果胶酶的作用。

观察、

思考、

回答。

（2）pH

演练、

（3）酶的抑制剂： Fe、Ca、Zn等金属离子

。

【典型例题】 3＋2＋2＋回答。

煮练酶是一种生物复合酶，它由淀粉酶、果胶酶、脂肪酶和木质素酶等多种蛋白酶组成，能高效、彻底地分解存在于纤维中的共生物和其他杂质，

常用来处理织物，而且处理后织物手感光滑柔软。下列叙述正确的是（

）

A. 低温下煮练酶的活性降低是因为酶的空间结构遭到了破坏

B. 向煮练酶中加入双缩脲试剂水浴加热后会产生砖红色沉淀

C. 煮练酶中的淀粉酶会将纤维共生物中的淀粉分解成葡萄糖

D. 煮练酶在织物处理上的应用利用了生物酶的专一性和高效性

【答案】D 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

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、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

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

回顾、

思考、

进行实验

探究设计。

温度

和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量。

检测果胶酶的活性。

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】 探究温度对果胶酶活性影响的实验中，得到如下实验结果。据此分析不正确的是（

）

阅读、

倾听、

思考、

回答。

A. 实验过程中应先将苹果泥和果胶酶分别调节到对应温度后再混合

B. 为了实验结果的科学性，各组混合处理时间和过滤果汁时间均应相同

C. 应在50～55℃之间设置更细温度梯度进行实验探究果胶酶的最适温度

D. 该实验结果表明高温能使果胶酶失活，但高温也可能促进果胶分解

【答案】C (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。 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。

【典型例题】

（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＿＿＿＿。

阅读、关注。

绘图。

【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）

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

呼应、突出回答。

本节重点。