课题1　果胶酶在果汁生产中的作用第一课时教学实录

专题4 酶的研究与应用

课题4.1 果胶酶在果汁生产中的作用（第1课时）

一、【课题目标】

（一）知识与技能

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。

（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

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、【教学方法】

启发式教学

五、【教学工具】

多媒体课件

六、【教学过程】

（一）引入新课

我国水果生产发展迅速，每年上市新鲜水果品种多、数量大。但由于收获季节性强，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

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。

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

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？

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 。

2

④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。

2.4实验流程：

制备果泥→

设置一系列具有梯度的pH或温度

→

加入

果胶酶

反应一段时间 →

过滤果汁

〖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）。

〖思考7〗本实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥(假定pH的改变对苹果泥成分无影响)，试管中分别注入果胶酶溶液、编号、编组”之后，有下面两种操作：

方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的pH分别调至4、5、6、7、8。

方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的pH分别调到4、5、6、7、8，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。请问哪一种方法更为科学，并说明理由。

答案

方法二更科学。

方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始达到实验预设的pH(或“方法一的操作会在达到预设pH之前就发生了酶的催化反应”)。

2.5 探究果胶酶的用量

1).控制酶用量的目的①使果胶酶得到充分地利用；②节约成本. 2).实验原理:

a．如果随着酶的用量增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的用量不足；

b．如果当酶的用量增加到某个数值后，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。

3).实验设计

自变量：果胶酶用量。

因变量：果汁澄清度和出汁率。

3

无关变量：温度、PH,反应的时间、苹果泥的用量等.(

温度、PH保持相同并适宜.) (2)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，但必须保证反应液的用量相同，否则影响实验结果的准确性。

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

1)．温度和pH对果胶酶活性的影响曲线图 将以下某同学实验数据转换成曲线图。

温度℃

果汁量/ml 10 1 15 2 20 4 25 6 30 5 35 4

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)

（三）课堂总结、点评

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，提高果汁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

4 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。

40 3 45 2 50 1

（四）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

答案：1．B

2．A 3．B 4．B

5．D

七、【课外作业】

1．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？

2．在探究温度或pH的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设置？为什么？

八、【板书设计】

（一）果胶酶

1、果胶酶：一类酶：包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶。

果胶酶

果胶 半乳糖醛酸

最适温度为45～50℃ 最适pH为3.0～6.0 2、作用

①

分解果胶

②

提高出汁率，澄清度

（二）实验设计

1、探究温度对果胶酶活性的影响

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、探究pH对果胶酶活性的影响

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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。

果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。

九．【教学反思】

教师在教学过程中,可以联系学生已有的关于酶的知识，引导学生认识果胶酶的特性及其作用。通过实验教学设计，引导学生对实验变量建立系统认识，及学会运用数学方式表示变量之间的关系。区分影响果胶酶活性的因素和影响酶促反应速率的因素。

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