课题1　果胶酶在果汁生产中的作用板书设计及意图

专题四

酶的研究与应用

课题1 果胶酶在果汁生产中的作用

【教学目标】

（一）知识与技能

1、果胶酶的作用；

2、理解、应用影响果胶酶活性的因素；

3、提高学生的实验能力

（二）过程与方法

1、探究温度对果胶酶活性的影响；

2、探究PH对果胶酶活性的影响

3、探究酶量大小对反应速度的影响

（三）情感、态度与价值观

通过实验探究酶的影响因素，培养学生的探索精神、创新精神和合作精神

【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

【教学方法】

启发式教学

【教学工具】

多媒体课件

【教学过程】

（一）引入新课

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。

（二）进行新课

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

、

激活剂

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？

1

确定果胶酶的最适温度、最适PH等条件。

2．实验设计

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6：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。

将实验数据转换成曲线图的方法

①以自变量为横坐标、以因变量为纵坐标建立直角坐标系。

②注明坐标轴名的名称、单位、坐标原点以及曲线名称。

③每个坐标轴上的取值单位要相等。

④将实验数据标在坐标系中，并用各种线型连接起来。

10 15 20 25 30 35 40 45 50

温度℃

果汁量/ml 1 2 4 6 5 4 3 2 1

2

（三）课堂总结、点评

设计实验方案

配制果胶酶

动手实验

水果泥与果胶酶分别水浴保温

将水果泥和果胶酶混合保温

改变不同的温度后重复上面的实验

记录实验数据

过滤出果汁

记录果汁量

得出结论

（四）实例探究

例1. 水果罐头盖上印有“如发现盖子鼓起，请勿选购”的字样，引起盖子鼓起的最可能原因是（

）

A、好氧型细菌呼吸，产生CO2和H2O

B、酵母菌呼吸，产生CO2和C2H5OH C、乳酸菌呼吸，产生

CO2和

C3H6O3

D、酵母菌呼吸，产生CO2和

H2O [解析] 罐头是密封、杀菌的，但不排除有微生物的孢子等存活下来，只有进行无氧呼吸的微生物可以生存；罐头鼓胀是过期后微生物生活产气的结果，乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，无气体产生；酵母菌既可以在有氧条件下生活，也可以在无氧条件下发酵产生酒精和二氧化碳。[答案] B 例2. 有人测定了A、B、C、D四种植物体内多种酶的活性与温度的关系，结果如下图所示。

根据图中的信息，你认为在25摄氏度条件下，竞争能力最强的生物和对温度适应范围最广的生物分别是（

）

A

B和D

B

B和C

C

B和A

D

A和C

催

C

D

化

100

A

B

效

率

50 （

%）

0

5

10

15

20

25

30

35

40 [解析] 酶活性具有一定的温度范围和适宜温度，温度过高酶会失活，低温对酶活性抑制；在一定温度下，最适宜该温度的酶活性最强，该生物生活的也最好，竞争力就强；酶有活性的范围最大，生物的生存温度范围就越广。

[答案] A ☆综合应用

例3.实验研究pH对酶活性的影响，准备5支含有等量胃蛋白酶溶液但pH各不相同的试管，每支试管加1块1 cm3的正方体凝固蛋白块，试管均置于25 ℃3

制备水果泥

室温条件下，将各试管蛋白块消失的时间记录于下表：

酶溶液的蛋白块消失的时间pH （min）

1 13 2 9 3 11 4 45 5 >60 （1）酶活性最强时的pH是_________。

（2）蛋白块消失的时间与酶活性强弱的关系是_________。

（3）请以2种方法改进实验，使实验在更短的时间内完成。

（4）在人体消化道中，能分泌本实验中酶的部位是_________。

（5）为确认蛋白块的消失是由于酶的作用，还应对实验进行什么设计

[解析] 在其他条件相同情况下，利用酶的特性知识和有关生物学知识，设计一定的浓度梯度进行对照，观察酶分解蛋白块的时间，判断蛋白酶的适宜pH值。既考查了基本知识，又能提高实验探究的能力

[答案]

（1）2 （2）酶活性越大，蛋白质分解越快，蛋白块消失的时间越短

（3）方法Ⅰ：将题给温度由25℃提高至大约37℃。方法Ⅱ：将原题中正方体蛋白块处理得更小（如切成0.5×0.5×0.5=0.125 cm3)，这相当于消化道内进行的物理性消化

（4）胃（答小肠不给分，因pH与题意不符）

（5）另增加一个试管，放入等量的蛋白块并将pH调得适当，但不加酶溶液

【巩固练习】

1．同一个体内的各类活细胞所含的酶(

) A．种类有差异，数量相同

B．种类有差异，数量不同

C．种类无差异，数量相同

D．种类无差异，数量不同

2．果子酒放久了易产生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶则无济于事，这说明(

) A．酶具有专一性

B．酶的成分是蛋白质

C．酶的活性受环境影响

D．该沉淀的是氨基酸

3．下列说法不正确的是(

) A．酸碱度和温度是通过影响酶来影响果汁产量的

B．酶的数量越多，果汁产量越多

C．酶的催化反应时间能够影响果汁的产量

D．苹果泥的数量也能够影响果汁的产量

4．活细胞内合成酶的原料是(

) A．脂肪酸

B．氨基酸

C．核苷酸

D．氨基酸和核苷酸

5．下列可表示酶反应速度的是(

) A．单位时间内反应物的减少量

B．单位体积内产物的增加量

C．单位时间内产物的增加量

D．单位时间、单位体积内反应物的减少量

4

6．下列不能产生果胶酶的是(

) A．植物

B．霉菌

C．酵母菌

D．放线菌

7．下列不属于果胶酶的是(

) A．多聚半乳糖醛酸酶

B．果胶分解酶

C．果胶酯酶

D．半乳糖醛酸酶

8．下列不能影响酶活性的是(

) A．温度

B．pH

C．酶的抑制剂

D．酶的数量

9．下列能影响酶的活性，但不会使酶的分子结构遭到破坏的是(

) A．低温

B．高温

C．过酸

D．过碱

10．下列不是影响果汁产量的是(

) A．pH

B．温度

C．酶的数量

D．苹果的能用量

答案：1．B

2．A 3．B 4．B

5．D 6．D 7．D

8．D

9．A 10．C．

5