课题1　果胶酶在果汁生产中的作用优秀教学设计内容

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4.1 果胶酶在果汁生产中的作用

[教学目标]

1．简述果胶酶作用。

2．检测果胶酶活性。

3．探究温度和pH对果胶酶活性影响。

4．探究果胶酶的最适用量，搜集有关果胶酶应用的资料。

[教学重点] 探究温度和pH对果胶酶活性影响

[教学难点]

探究果胶酶的最适用量

[教学过程]

情景导入：在高一我们学习过有关酶的知识，酶在生活实践中应用非常广泛！本节课我们就来学习《果胶酶在果汁生产中的作用》。但是果汁生产中存在的两个问题？（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，使用果胶酶等来解决。）

那么果胶酶有什么作用？

一、基础知识

（一）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）果胶对果汁制作的影响是什么？

（4）果胶酶的作用？

1、细胞壁的组成充分：纤维素、果胶

2、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。

3、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。（解决方法：使用果胶酶）

3、果胶酶在果汁制作中的作用（通过图4-1中的小实验进行总结）

①

分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层；使果汁更容易被榨出，提高水果的出汁率。

②使大分子不溶于水的果胶被水解为小分子可溶性的半乳糖醛酸，从而使果汁变得澄清。

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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、果胶酶的来源：植物、霉菌、酵母菌、细菌（其中霉菌发酵法是主要生产方法）

（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

②pH ③酶的抑制剂：

二、实验设计

请同学们阅读教材43页内容，思考一下几个问题：（自主学习+合作探究）

1、

实验中应遵守哪些原则？

2、

实验中的变量有哪些？

3、

怎样保证装置中的苹果泥和果胶酶及混合后的温度是一致的？

4、

谈谈你的实验设计？

（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、实验原则：单一变量原则、对照原则、重复原则

3、变量：自变量、因变量、无关变量

4、实验操作流程（

你能设计吗？）

同学们结合教材图4-3，回答自己的实验设计方案：

学生们说出自己的实验设计：

（1）设置梯度温度：20、30、40、50、60、70摄氏度

（2）获取苹果泥等量分装六支试管编号；再将果胶酶溶液等量分装在六支试管编号

（3）将同编号的苹果泥和果胶酶放在同一个恒温水浴锅中保温；（设置多个温度，同样处理）

（4）等温度相同且稳定时混合，后再继续原温度保温；

（5）最后过滤出苹果汁，用量筒测出果汁的体积。

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想一想：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。

5、

观看探究温度对酶活性的影响的实验视频

根据实验结果，分析出40摄氏度时，果胶酶活性最高，

想一想：40摄氏度是不是果胶酶的最适温度？

答案：不是，一次实验具有偶然性，一次实验的作用只能起到缩小最适范围。

6、请一位同学上黑板绘制出温度影响酶活性的曲线图，并做分析？

温度对酶活性的影响：

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；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。

7、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。

（二）探究pH对果胶酶活性的影响

1、实验原理

果胶酶的活性受pH影响，处于最适pH，酶的活性最高，高于或低于此值活性均下降。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

你能设计吗？（学生回答）

（1）设置PH梯度：4、5、6、7、8、9、10 （2）将苹果泥等量分装在7支试管中，编号1-7；

再将果胶酶溶液等量分装在7支试管中、编号1-7”

（3）将试管中果胶酶溶液和苹果泥的pH分别调到4、5、6……10。

（4）将苹果泥和果胶酶共14支试管放在适宜温度的恒温水浴锅中保温

（5）等温度稳定且相同时，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合，后继续保温。

（6）一点时间后，过滤出每个PH下的果汁体积。

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3、请同学们观看探究PH对酶活性影响的实验视频

根据实验结果分析，PH=6时酶的活性最高。

能否说明PH=6就是果胶酶的最适PH呢？（不能）

4、请一位同学上黑板绘制出PH对酶活性的影响的曲线图？并作分析？

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。

(三)探究果胶酶的用量

为了果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的用量。

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、怎样设置酶的不同用量？

（1）酶的浓度不同，使用体积相同

（2）酶的浓度相同，使用体积不同

3、实验操作

请你设计。

（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

（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。

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4、请同学们观看探究果胶酶的用量的实验视频

5、根据实验结果，请同学上黑板绘制出酶的用量与果汁体积的曲线

果汁体积果酶的用量增加到某个值之后，在增加酶的量，滤到的果汁体积也不再改变，说明酶的用量已经足够了，那么这个值就是酶的最适用量。

（四）、总结：

基础知识：

1、果胶及其影响

2、果胶酶及其作用

3、酶的活性如何表示

实验设计：

探究温度和PH对果胶酶活性的影响及探究果胶酶的用量。

0 最适用量

酶的用量

如果随着酶的用量增加，滤到的果汁体积也随之增加，说明酶的用量此时不足；如

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