(人教版)高中生物选修一全册ppt课件：4.1果胶酶在果汁生产中的作用

退出目录专题4酶的研究与应用退出目录课题1果胶酶在果汁生产中的作用退出目录课前预习导学目标导航学习目标重点难点1.简述果胶酶的组成和作用。2.检测果胶酶的活性。3.探究温度、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。重点:探究温度、pH对果胶酶活性的影响。难点:探究温度、pH对果胶酶活性的影响和果胶酶的最适用量。退出目录预习导引一、果胶酶的作用1.果胶(1)功能:是植物细胞壁及胞间层的主要成分之一。(2)组成:由半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物。(3)对果汁加工的影响:影响出汁率,且使果汁浑浊。2.果胶酶(1)化学本质:蛋白质。(2)作用:将果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸。(3)组成:分解果胶的一类酶的统称,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。退出目录预习交流1——细胞壁有哪些成分?植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。进行植物细胞融合实验时,常需要去除细胞壁,而保留其他的细胞结构,你能设计一种科学的方法达到这一目的吗?请进行适当的解释。提示:在温和的条件下,用纤维素酶或果胶酶处理植物细胞即可。因为纤维素酶或果胶酶具有专一性,通过专一性地分解纤维素或果胶,就能达到瓦解细胞壁而不破坏其他细胞结构的目的。退出目录二、酶的活性与影响酶活性的因素1.酶的活性:酶催化一定化学反应的能力。2.酶活性高低的表示:用在一定条件下,酶所催化的某一化学反应的速度来表示。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:温度、pH和酶的抑制剂等。三、果胶酶的用量1.控制酶用量的目的(1)使果胶酶得到充分的利用;(2)节约成本。2.用量多少的探究对于一定量的苹果泥需要多少果胶酶最合适。退出目录四、实验设计1.探究一:温度和pH对果胶酶的活性的影响(1)温度梯度(或pH梯度)的确定:30~70℃(或pH5~9)。(2)自变量及其控制:实验的自变量为温度(或pH),控制自变量的方法是利用恒温水浴锅保温(或滴加酸、碱等)。(3)因变量及其检测:实验的因变量是酶的活性,检测因变量的方法是测定相同时间内果汁的产出量或澄清度,也可以测定相同产出量或澄清度所用的时间。退出目录2.探究二:果胶酶的最适用量(1)果胶酶的用量梯度:1~9mg。(2)自变量及其控制:实验的自变量是果胶酶的用量,控制自变量的方法是配成等体积不同浓度的果胶酶溶液。(3)因变量及其检测:因变量是分解果胶的速度,检测因变量的方法是测定相同时间内果汁的产出量。退出目录预习交流2——如何确定实验的自变量、因变量?一个实验总有研究的中心问题,该问题常以实验题目或实验目的的形式出现。确定自变量和因变量时,可以通过分析实验题目或实验目的先确定一个因果关系,“因”便为自变量,“果”便为因变量。检测指标是因变量所表现出来的一种可以检测的形式,例如颜色变化、气味变化、体长的增加、体重的增加等。退出目录(1)请分析实验题目“温度对果胶酶活性影响的探究”,确定自变量、因变量和检测指标。提示:通过分析实验题目确定的因果关系是“温度影响果胶酶的活性”,“温度变化”为自变量,“果胶酶的活性高低”为因变量,“果汁的产出量或生成速度”可作为检测指标。(2)在果胶酶的最适用量探究实验中,无关变量是什么?提示:温度、pH以及酶催化反应的时间、苹果泥的用量等都是无关变量。退出目录课堂合作探究问题导学一、基础知识活动与探究11.制作果汁时怎样才能使出汁率高、用时短、果汁沉淀少?提示:榨汁时加入果胶酶或纤维素酶。2.果胶酶是一种酶吗?如果不是,含有哪几种酶?提示:果胶酶不是一种酶,而是一类酶,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶。退出目录3.酶催化能力高低的衡量标准是什么?提示:酶催化能力即酶的活性,可用催化的某一化学反应的反应速度衡量。4.高温或低温对酶的影响是否相同?酶经高温或低温处理后,再恢复到最适温度,酶的活性能否恢复?提示:不同。高温使酶的分子结构发生改变(被破坏),活性丧失;低温下酶的分子结构不变,活性降低。酶经高、低温处理后,再恢复到最适温度,经高温处理后的酶活性不能恢复,但经低温处理后的酶活性可恢复。退出目录5.pH对酶的影响有什么特点?提示:酶的催化能力的发挥有一个最适pH,在低于最适pH时,pH低时,酶的活性低,pH高时,酶的活性高;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。退出目录迁移与应用1下列能表示酶活性高低的是()。A.单位时间、单位体积内反应物的总量B.一段时间后生成物的总量C.一段时间后,一定体积中消耗的反应物的量D.单位时间、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量解析:酶活性的高低可以用在一定条件下酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。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。答案:D退出目录1.植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。由霉菌发酵生产的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一,被广泛地应用于果汁加工业。水果汁液中含有果胶,用含有果胶的果汁制备的浓缩果汁黏稠,而且稳定性较差。果汁经果胶酶处理后,黏度迅速下降,过滤速度可提高10~20倍,澄清度达93%~98%,经果胶酶澄清处理后的果汁,无论是直接还是浓缩后制成的成品果汁,均具有较好的稳定性。果胶能引起果酒失光、浑浊和出现沉淀,在果酒制备过程中使用果胶酶,不仅能使果汁易于压榨、澄清和过滤,而且能提高果酒的收集率和成品果酒的稳定性。2.酶活性的影响因素包括温度、pH和酶的抑制剂等。但酶的数量或酶浓度不是影响酶活性的因素。退出目录二、实验设计活动与探究21.探究温度(或pH)对酶活性的影响时,自变量和因变量分别是什么?提示:自变量是温度的变化(或pH的变化),因变量是酶活性的高低。2.探究温度(或pH)对酶活性的影响时如何设置对照实验?提示:不同的温度梯度之间(或不同的pH梯度之间)对照,这种对照称为相互对照。3.为什么在混合苹果泥和果胶酶之前,要将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理?提示:使酶在和反应物混合前就分别达到预设的温度,可避免酶和反应物混合时由于温度的改变而影响实验结果。退出目录4.阅读教材第44页内容,回答A、B两同学所要控制的自变量和无关变量各是什么?为什么要控制自变量和无关变量?提示:A同学将温度或pH作为自变量,控制的无关变量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应的时间和过滤的时间等。B同学对于变量的处理应该与A同学相同,只是观察因变量的角度不同。只有在实验中保证一个自变量,实验结果才能说明问题。5.分析“探究果胶酶的用量”实验中,如何确定酶的用量?提示:配制使用不同浓度的果胶酶溶液,或配制一种浓度的果胶酶溶液,但使用的体积不同。退出目录6.想一想,为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低?提示:果胶酶将果胶分解为小分子物质,小分子物质可以通过滤纸,因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶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。退出目录迁移与应用2关于探究果胶酶最适用量的实验,叙述错误的是()。A.配制不同浓度的果胶酶溶液,并在各组中加入等量的该溶液B.调节pH,使各组中的pH相同而且处于适宜状态C.用玻璃棒搅拌加酶的果泥,搅拌时间可以不同D.在相同且适宜的温度条件下进行实验解析:探究果胶酶最适用量的实验中唯一的变量是果胶酶的用量,无关变量如pH、温度、搅拌时间、反应时间等都应相同。答案:C退出目录实验操作流程(1)温度对果胶酶活性的影响退出目录实验温度/℃303540455055606570果汁量/mL(2)pH对果胶酶活性的影响只需将上述反应条件中的温度梯度改为pH梯度,如设计pH为5.0,5.5,6.0,6.5,7.0,7.5,8.0,8.5,9.0,并且选定一个适宜的温度进行水浴加热,反应液中的pH可以用体积分数为0.1%的NaOH溶液和盐酸进行调节。退出目录(3)探究果胶酶的最适用量①准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg配制成相等体积的酶的水溶液,取等量放入9支试管中依次编号为1~9号,制取苹果泥并称取45g,分装入9支试管中,每支试管中分装5g,依次编号为1~9号。②将上述试管放入37℃恒温水浴中平衡内外温度。③一段时间后将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合,然后再放入恒温水浴中。退出目录④记录反应时间,约20分钟。⑤过滤后测量果汁体积:盛有苹果泥的试管123456789盛有果胶酶的试管123456789果汁量/mL退出目录当堂检测1.果胶酶和纤维素酶的相同点是()。A.最适的温度完全相同B.最适的pH完全相同C.都能去除细胞膜D.都是一种复合酶解析:酶都有最适的温度和pH,严格而言,不同酶的最适温度和pH不会完全相同。果胶酶和纤维素酶都能瓦解细胞壁,由于细胞膜内既无果胶又无纤维素,故果胶酶和纤维素酶都不会瓦解细胞膜。果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶,而纤维素酶包括C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶,它们都是复合酶。答案:D退出目录2.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.半乳糖醛酸酶解析:果胶酶是一种复合酶,包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶。答案:D退出目录3.探究温度对果胶酶活性的影响、pH对酶活性的影响、果胶酶的用量三个实验中,实验变量依次为()。A.温度、酶活性、酶用量B.苹果泥用量、pH、果汁量C.反应时间、酶活性、酶用量D.温度、pH、果胶酶用量解析:由实验题目分析因果关系不难确定三个实验的实验变量依次为温度、pH、果胶酶的用量。答案:D退出目录4.酶反应速度可用下列哪一项表示?()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.单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量解析:酶反应速度是衡量酶活性的参数,经常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。答案:D退出目录5.右图曲线表示的是温度和果胶酶活性之间的关系,下列叙述错误的是()。A.在B点之前,果胶酶的活性和温度成正比;之后,成反比B.当温度到B点时,果胶酶的活性最高,酶的催化效率最强C.经A点温度处理的果胶酶活性很低,但一定范围内,随着温度升高,活性可以上升D.经C点温度处理的果胶酶活性很低,当温度降低时,酶的活性可以上升退出目录解析:低温下酶的活性较弱,一定范围内升高温度其活性可上升。而高温破坏了酶的分子结构,降低温度,酶活性不能恢复。答案:D