课题1　果胶酶在果汁生产中的作用教学目标设计

《果胶酶在果汁生产中的作用》教学设计方案

一、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1)专题四“酶的研究与应用”中的课题1。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合作意识。

二、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1“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。

三、教学目标

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。

四、教学重点与难点

1、重点：温度和PH对果胶酶活性的影响。

2、难点：果胶酶的最适用量。

五、教学策略与手段

由于学生高一已经学习了酶的定义和影响因素，因此本节课可通过复习的方法进行引入。

关于果胶酶的作用和酶活性的定义的教学，教师可以通过先由学生预习，然后课堂上回答，教师总结，说明植物细胞壁的成分和细胞与细胞之间的胞间层成分就有果胶，说明这些成分的理化性质，以及这些成分对果汁制作的影响，从而引出果胶酶在果汁生产过程中的作用。

关于温度和PH对果胶酶活性的影响，可通过要求学生参考教材的提示设计实验步骤，并思考相关问题。如怎样设计温度或PH的梯度，反应底物和酶混合之前还要注意哪些注意事项等等。同学们在设计实验时可能会有不同的想法，这是可通过适当引导，展开讨论，完善设计步骤。

关于探究果胶酶的最适用量，是建立在探究最适温度和PH对果胶酶活性影响的基础上进行的，此时也可以引导并组织同学们讨论，最后确定实验操作方案。

最后，根据讨论汇总的实验方案，分组进行实验。（第一课时进行实验设计，第二课时进行实验操作。）

六、教学实施程序（第一课时）

教学

环节

导入教学内容

复习酶的特所用

时间

2分钟

教师活动

学生活动

设计意图

联系生活实际提问：1、酶有什么特性，在教师引导下，说出酶影响酶的催化作用的因素1 新课

性，引入课

的特性：高效性、专一

题：利用果胶酶自己动手做果汁。

是什么？

2、联系生活中自己制作果汁的经历，机械榨取的果汁容易浑浊并发生沉淀，果汁浑浊的主要原因是什么？你有什么办法使其变澄清而且量也不少？

性、需要适宜的pH值和温度条件才能发挥高效的催化作用。

说出自己的看法：例如过滤

、静置、加添加剂等等。

创设情境，

激发欲望激发学生的好奇心，主动地参与获取新知识。

培养学新课教学

1.果胶酶的作用：

2分钟

果胶酶普遍存在于动、植物和微生物中，把果胶酶从生物组织或细胞以及发酵液中提取出来，可加工成具有一定纯度标准的生化酶制剂。

为提高果汁的出汁率和澄清度，我们可以选择什么酶制剂？为什么？

生阅读能力，获取信看课本选修1第42页课文，思考并回答问题。

息的能力，体现学生的学习主体地位。

2.酶的活性的定义：酶的活性可以用酶促反应的速率来表

示。

反应速率：反应物的消耗量(或生成物的增加钟

4分提问：

1.

什么是酶的活性？如何表示？

2.

酶促反应的速率的表示方法是怎样的？

3.

根据果胶酶的作用分析一下可以用什么可观可测的指标表示果胶酶的活性？

引导学生回答并作修正补充。

提示学生思考：果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质2 阅读课本第42页最后一段课文后说出：1、酶的活性的定义——酶的活性的高低可以用酶促反应的速率的快慢来表示。

2、酶促反应的速度可以用单位时间单位体积内相关反应物的消耗量或用单位时间单培养学生的口头表达和书面表达能力，加深对概念的记忆，培养学生

量)/体积.时间（单位:g/ml·min）

果胶酶的活性：果汁的出汁率、果汁的澄清度

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。

板书：写出反应速率的表达方式。

板书：写出表示果胶酶活性具体指标。

位体积内相关生成物的产生量来表示。

的思维能力，3、用果胶酶处理一定内化对量的苹果泥一段时间后，过滤产生的果汁的概念的体积多少，以及果汁的理解。

澄清度变化程度大小，均可以表示果胶酶活性的高低。

4、让两个学生到黑板上写出反应速率的表达方式。

5、让两个学生到黑板上写出表示果胶酶活性具体指标。

提问：

1、

影响酶活性的因素是什么？

2、

果胶酶发挥作用需要怎样的条件呢?

回答：影响酶活性3、

有哪些能产果胶酶的的因素是温度和pH条生物？

件。在最适合的温度和提示：果胶酶酶普遍3.影响果胶酶酶活性的因素

pH条件下果胶酶的活存在于动、植物和微1分生物中，将酶从生物钟

组织或细胞以及发酵该较好。

液中提取出来，可加学生兴致勃勃，跃跃欲工成具有一定纯度标试。

准的生化酶制剂。想

知道果胶酶发挥作用的最佳温度和pH条件是什么吗？这样我们就可以尽量降低成本，制造出质量很好3

激发学生的欲望，激发学生的好奇心，主动地参与探究

性最高，生产成本较低，制作的果汁品质应

的美味的果汁啦！

那我们就来个实验探究一下什么温度条件对酶活性影响最好。

进行实验操作之前，我们应设计出科学可行的实验方案。而这也正是本节的重要考点。

根据一般酶的最适合温度，我们预期假设：在最适温度（约

40 ℃）酶的活性高、低于或高于最

适温度时酶活性递减。

提醒学生注意思考如下问题，引导学生写出实验设计方案。

1、设计实验时如何保证实验的单因素控制？

控制自变量——单一原则

控制无关变量——等量、相同而且适宜的原则

2、列出实验设计方案的框架，让学生思考讨论后补充，并引导学生相互交流，不断修正完善。

3、投影注意事项：

（1）．与其他工业用酶基本相同，果胶酶的适宜温度范围也比较宽泛，因此，可以选用10 ℃作为温度梯度，设置的具体温度为10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃和60 ℃等，也可以尝试以5 ℃作为温度梯度。

（2）．苹果、橙子和葡萄等水果都可以作为反应物，水果不用去皮。如用苹果为原材料，一般可按每个中等大小的苹果加水100～200 mL的比例进行搅拌，获得稀的苹果泥。

4

4、探究温度对酶活性的影响。

实验设计方案：原则：控制自变量——单一原则

控制无关变量——等量、相同而且适宜的原则

一、学生回答第1问：控制自变量——单一原则

控制无关变量——等量、相同而且适宜的原则。

二、学生思考回答问题4：

可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免果泥和果胶酶混合物的温度发生改变，从而影响果胶酶活性。

二、学生思考讨论，在教师的引导下补充修正完善如下实验设计开放学生的思维，培养学生分析问题、解决的能力，增15分

钟

方案：（在学案中完成）

强学生1、实验目的：

2、实验原理：

3、实验变量分析：

自变量：

因变量：

因变量指标：

无关变量：

4、

实验材料：（可从老师提供的材料中进行选择）

5、

实验过程步骤（列出框架，具体步骤的合作交流意识，培养学生的表达能力。

（3）．果泥的用量可以采用5 mL左右，果胶酶的用量可采用质量浓度为2%的果胶酶溶液2 mL。

（4）．水浴时间可以为20～30 min。

（5）．过滤果汁时，漏斗中应放置滤纸。

4、在混合果泥和果胶酶溶液之前，将果泥和酶溶液分装在不同试管中分别在预设温度条件下保温10分钟。这个做法合理吗？必要吗？为什么？

5、此实验是否需要设置对照实验？

要学生自己写出）：

⑴

分组编号：--- （2）自变量控制：---（认真思考：分几组？每组的不同处理温度是什么？两组间的梯度如何设计较合理？要不要另设对照组？）

（3）控制无关变量：（注意：等量的控制 ——果泥 、果胶酶的量；等时间的控制——反应时间、过滤时间；

恒温的控制——不同反应物的预热

水浴、反应物的混合搅拌等；

其他处理——加水、滤纸等。）

6、

预测实验结果：

7、

分析得出实验结论：

5、探究pH对酶活性的影响。

实验设计方案：

自变量：反应体系的pH值

因变量：果汁的体积、果汁的澄清度

无关变量：应控制果泥5分钟

1、

设问：此实验的自变量、因变量和无关变量分别是什么？（板书列出）

2、

提示学生：探究pH对果胶酶活性的影响，只须将温度梯度改成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。

开放学生的思维，培养学生学生课后完成实验设计方案。

分析问题、解决的能力，增强学生的合作5

量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间等所有其他条件不变

交流意识，培养学生的表达能力。

开放学 在探究最适温度和pH对果胶酶活性影响的基础之上。为了保证实际生产果汁中的效益我们需进行探究果胶酶的最适合用量。

此时，研究的变量是果胶酶的用量，其他因素都应保持不变。

实验时可以配制不同浓度的果胶酶溶液，也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液，然后使用不同的体积即可。

需要注意的是，温度和反应液的pH必须相同且适宜，否则将影响实验结果的准确性。

6、探究果胶酶的最适合用量

自变量：果胶酶的用量

因变量：果汁的体积、果汁的澄清10分度

钟

无关变量：pH值、温度、

应控制果泥量、果胶酶的浓度、水浴时间等所有其他条件不变

生的思维，培养学生分析问题、解学生思考讨论，在教师决的能的引导下补充修正完力，增善如下实验设计方案。强学生（在学案中完成）

的合作交流意识，培养学生的表达能力。

小结：

1、果胶酶的作用——提高出汁率、提高果汁的澄清度

回顾2、酶的活性小结

的定义——1分用过滤所得布置钟

果汁的体积 作业

或果汁的澄清度来表示

3、影响酶活性的因素——温度、pH 4、果胶酶的

1、

多媒体课件投影本节课的主要学习内容。

2、

布置学生课后整理实学生整理，课后查阅资验设计，准备下一节料了解搜集有关果胶课的实验。

酶应用的资料。

3、

布置学生课后查阅了解搜集有关果胶酶应完成课后练习题。

用的资料。

4、

布置课后练习题

培养学生归纳总结，表达综述的能力

6

用量——2%的果胶酶溶液2 mL

七、教学反思

学习是学生获取知识的过程，知识不是通过教师的传授而得到，而是学习者在一定的情境中，借助他人的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得的，因此它把教学情境的创设看作教学设计中最为关键的环节。因此在这节课的教学中，如果能够合理创设和运用教学情境，不仅可以激发和促进学生的情感活动，还在于激发和促进学生的认知活动和实践活动，能够提供丰富的学习素材，更有效地改变了教与学。

7