高效課堂同步課件：4-1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用（選修1）

1、課題1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用課程標(biāo)準(zhǔn)1.研究酶的存在和簡(jiǎn)單制作的方法。2.探究利用蘋果制成果汁的最佳條件。3.檢測(cè)果膠酶的活性。課標(biāo)解讀1.知道果膠酶的作用。2.理解影響果膠酶活性的因素。 1果膠酶的作用(1)果膠的成分及作用：果膠是植物 以及 的主要組成成分之一，它是由 聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。果膠酶的作用、酶活性及其影響因素 細(xì)胞壁胞間層半乳糖醛酸(2)果膠酶的作用：果膠酶能夠分解 ，瓦解植物的 ，使榨取果汁變得 ，也使得渾濁的果汁變得 。果膠酶能夠分解果膠的實(shí)質(zhì)是將果膠分解成可溶性的 。(3)果膠酶的組成：果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括 、 和

2、等。果膠細(xì)胞壁及胞間層更容易澄清半乳糖醛酸多聚半乳糖醛酸酶果膠分解酶果膠酯酶2酶的活性是指酶 的能力。酶活性的高低可以用在一定條件下，酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的 來(lái)表示。3酶的反應(yīng)速度用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的 或產(chǎn)物的 來(lái)表示。影響酶活性的因素主要有 、 和 等。催化一定化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)速度減少量增加量溫度pH酶的抑制劑4酶的用量酶用量過(guò)多，會(huì)導(dǎo)致酶的 ；酶用量過(guò)少，會(huì) 酶促反應(yīng)的速度。因此要得到適宜的酶用量，需通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。思維激活1 果膠酶的合成場(chǎng)所在哪里？果膠酶只存在于植物細(xì)胞中嗎？提示果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，其合成場(chǎng)所為核糖體，果膠酶并非只存在于植物細(xì)胞中，植物、霉菌、酵母

3、菌和細(xì)菌均能產(chǎn)生果膠酶。浪費(fèi)限制1影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)及處理方法(1)影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)種類：纖維素、果膠。造成的問(wèn)題：果肉的出汁率低，耗時(shí)長(zhǎng)；果汁渾濁、黏度高，易發(fā)生沉淀。(2)處理方法酶解法常用的酶及其作用特點(diǎn)(如下表)2.果膠酶的來(lái)源、化學(xué)本質(zhì)、特性及功能(見下表)項(xiàng)目?jī)?nèi)容解釋來(lái)源植物、微生物產(chǎn)自核糖體(由氨基酸縮合產(chǎn)生)功能生物催化劑可分解果膠、瓦解植物細(xì)胞壁及胞間層作用特性高效性專一性作用條件較溫和易受溫度pH及抑制劑影響催化效率非常高，可特異性地將果膠水解為可溶性半乳糖醛酸，但對(duì)反應(yīng)條件要求苛刻應(yīng)用食品加工業(yè)使用量最大的酶制劑之一在果汁加工中，應(yīng)用果膠酶制劑可使榨取果汁更容易，且使渾

4、濁的果汁變得澄清特別提醒自然界中的酶并不完全適于在生活和生產(chǎn)上應(yīng)用，可以利用“酶工程”技術(shù)對(duì)酶進(jìn)行改造，使之更加符合人們的需求?！眷柟?】 下列關(guān)于果膠酶的敘述，正確的是()。A果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等B果膠酶的化學(xué)成分為固醇C果膠酶的催化作用不受溫度影響D果膠酶可以催化多種化學(xué)反應(yīng)解析果膠酶同其他大多數(shù)酶一樣，其主要成分是蛋白質(zhì)，其催化作用受溫度和pH等因素的影響，果膠酶只能催化果膠的分解。答案A1探究溫度和pH對(duì)果膠酶活性的影響(1)實(shí)驗(yàn)流程包括制備蘋果泥、設(shè)置一系列具有梯度的 和 、加入果膠酶反應(yīng)一段時(shí)間、 。(2)該實(shí)驗(yàn)的自變量是 ，因變量是 ，檢測(cè)因變量是通

5、過(guò)測(cè)定 或 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。果膠酶活性影響因素的實(shí)驗(yàn)探究 溫度pH過(guò)濾果汁溫度或pH果膠酶活性蘋果汁的體積蘋果汁的澄清度2探究果膠酶的用量(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量是 ，除此之外，影響果汁產(chǎn)量的因素還有 、 、酶催化反應(yīng)的時(shí)間、蘋果泥的用量等無(wú)關(guān)變量。(2)判斷的思路是：如果隨著酶的用量增加，過(guò)濾到的果汁的體積也增加，說(shuō)明 ；如果當(dāng)酶的用量增加到某個(gè)值后，再增加酶的用量，過(guò)濾到的果汁的體積不再改變，說(shuō)明 。果膠酶的量溫度pH酶的用量不足酶的用量已經(jīng)足夠思維激活2 探究果膠酶活性的溫度或pH最適值，其實(shí)驗(yàn)思路上有何共性？提示盡管實(shí)驗(yàn)變量不同，但通過(guò)設(shè)置梯度來(lái)確定最適值是兩種實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路上的共性。1探究溫度對(duì)

6、果膠酶活性的影響(1)實(shí)驗(yàn)原理酶處于最適溫度時(shí)，活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶的活性大小成正比。(2)實(shí)驗(yàn)變量自變量是溫度，因變量是果汁的澄清度和出汁率。(3)實(shí)驗(yàn)流程2探究pH對(duì)果膠酶活性的影響(1)實(shí)驗(yàn)原理果膠酶的活性受pH的影響，處于最適pH時(shí)，活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶的活性大小成正比。(2)實(shí)驗(yàn)變量自變量是pH，因變量是果汁的澄清度和出汁率。(3)實(shí)驗(yàn)流程3探究果膠酶的用量(1)實(shí)驗(yàn)原理隨著酶濃度的增加，過(guò)濾到的果汁體積也增加，說(shuō)明酶的用量不足；當(dāng)酶的濃度增加到某個(gè)值后，再增加酶的用量，過(guò)濾到的果汁的體積不再改變，說(shuō)明酶的用量已經(jīng)足夠，那么，這個(gè)值就是

7、酶的最適用量。(2)實(shí)驗(yàn)變量自變量：果膠酶用量。因變量：果汁澄清度和出汁率。(3)實(shí)驗(yàn)流程特別提醒(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，除控制自變量外，須控制無(wú)關(guān)變量適宜且相同。(2)結(jié)果分析與評(píng)價(jià)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出的溫度(或pH)對(duì)果膠酶活性的影響曲線，如圖1。不同果膠酶用量對(duì)出汁量的影響曲線，如圖2?！眷柟?】 下表是某同學(xué)探究溫度對(duì)果膠酶活性影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該結(jié)果不能說(shuō)明()。A.溫度影響果膠酶的活性B40 與60 時(shí)酶的活性相等C50 是該酶的最適溫度D若溫度從10 升高到40 ，酶的活性將逐漸增強(qiáng)溫度/ 102030405060果汁量/mL234565解析溫度影響酶的活性，果膠酶的最適溫度在4060 之

8、間，上表不能說(shuō)明50 就是最適溫度。在低于最適溫度時(shí)，隨溫度的升高，酶的活性增強(qiáng)；高于最適溫度時(shí)，隨溫度的升高，酶的活性降低。溫度對(duì)酶活性的影響曲線圖是鐘罩形的，故40 與60 時(shí)酶的催化效率相同。答案C【例1】 下列關(guān)于果膠酶的說(shuō)法，正確的是()。A果膠酶可以分解細(xì)胞壁的主要成分纖維素B果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物C果膠酶不特指某種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱D果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA果膠酶及其功能 思維導(dǎo)圖：深度剖析因?yàn)槊妇哂袑Ｒ恍裕虼斯z酶只能分解果膠而不能分解纖維素， 因此A錯(cuò)誤；半乳糖醛酸是果膠的組成單位，而不是果膠酶的組成單位，因此B錯(cuò)誤；果膠酶是能夠分解果膠

9、的一類酶的總稱，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，基本組成單位是氨基酸，因此D錯(cuò)誤。答案C【例2】 下列A、B、C圖依次表示果膠酶濃度一定時(shí)，果膠酶的反應(yīng)速度與反應(yīng)物濃度、溫度、pH之間的關(guān)系，據(jù)圖完成問(wèn)題。果膠酶活性的影響因素(1)圖A中，反應(yīng)物達(dá)到某一濃度時(shí)反應(yīng)速度不再上升的原因是_。(2)圖B中，b點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度稱為_。如果你根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成的曲線圖無(wú)法判斷果膠酶的最適溫度，你將如何改進(jìn)？_。(3)圖B中，曲線ab段表明_，bc段表明_。(4)將裝有果膠酶與反應(yīng)物的甲、乙兩試管分別放入12 和90 水浴鍋中，20 min后取出，轉(zhuǎn)入40 的水浴鍋中保溫，兩試管內(nèi)的反應(yīng)：甲試管_，乙試管_。(5)圖C

10、表示了果膠酶濃度、反應(yīng)物濃度、溫度等一定時(shí)，果膠酶催化反應(yīng)的速度隨pH變化的曲線，實(shí)驗(yàn)時(shí)可根據(jù)_來(lái)判定果膠酶的最適pH。思維導(dǎo)圖：深度剖析(1)酶的催化能力也是有一定限度的，并不會(huì)隨反應(yīng)物濃度的上升而無(wú)限上升。(2)圖B中b點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的為酶的最適溫度。在適宜溫度附近設(shè)置差值間隔更小的溫度梯度將有利于確認(rèn)最適溫度。(3)圖B中曲線ab段表明，在最適溫度之前，隨溫度升高，酶活性升高，在最適溫度之后，隨溫度升高，酶活性降低。(4)低溫可抑制酶活性，當(dāng)溫度升高時(shí)酶活性尚可恢復(fù)，但高溫可破壞酶分子的空間結(jié)構(gòu)，即使溫度降低，酶活性也不再恢復(fù)。(5)確認(rèn)果膠酶活性，可依據(jù)果汁量作為因變量。答案(1)酶雖然有高效性，但催化能力也有一定限度，當(dāng)所有酶都發(fā)揮了最高效能后，反應(yīng)物濃度再增加，反應(yīng)速度也不增加，這時(shí)受酶濃度影響(2)最適溫度應(yīng)據(jù)適宜溫度范圍確定間隔近的溫度梯度，重新實(shí)驗(yàn)(3)溫度升高，酶活性升高溫度升高，酶活