果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用2

高中生物·選修1·人教版專題4酶的研究與應(yīng)用課題1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用【目標(biāo)導(dǎo)航】1.了解果膠酶的組成及其作用。2.理解酶的影響因素并學(xué)會(huì)相關(guān)探究的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。一、果膠酶的作用、酶活性及其影響因素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。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

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 酶用量過多，會(huì)導(dǎo)致酶的

；酶用量過少，會(huì)

酶促反應(yīng)的速度。因此要得到適宜的酶用量，需通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。浪費(fèi)限制二、果膠酶活性影響因素的實(shí)驗(yàn)探究1．探究溫度和pH對果膠酶活性的影響 (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

，檢測因變量是通過測定

或

來實(shí)現(xiàn)的。溫度pH過濾果汁溫度或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、蘋果泥的用量等無關(guān)變量。 (2)判斷的思路是：如果隨著酶的用量增加，過濾到的果汁的體積也增加，說明

；如果當(dāng)酶的用量增加到某個(gè)值后，再增加酶的用量，過濾到的果汁的體積不再改變，說明

。果膠酶的量溫度pH酶的用量不足酶的用量已經(jīng)足夠判斷正誤：(1)果膠酶是一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。()(2)將果膠酶用于果膠生產(chǎn)，既能提高出汁率又能提高果汁的澄清度。()(3)酶的活性受溫度、pH和酶用量等因素的影響。()(4)在探究溫度和pH對酶活性影響的實(shí)驗(yàn)中，如果溫差或pH差值越小，則實(shí)驗(yàn)的誤差就越大。()(5)在在探探究究果果膠膠酶酶用用量量的的實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)中中，，自自變變量量是是果果膠膠酶酶的的用用量量，，無無關(guān)關(guān)變變量量是是果果汁汁的的出出汁汁率率或或澄澄清清度度。。()答案案(1)√√(2)√√(3)××(4)××(5)××一、、果果膠膠酶酶的的組組成成及及在在果果汁汁生生產(chǎn)產(chǎn)上上的的應(yīng)應(yīng)用用1．．影響果果汁汁產(chǎn)產(chǎn)量量的的物物質(zhì)質(zhì)及及處處理理方方法法(1)影影響響果果汁汁產(chǎn)產(chǎn)量量的的物物質(zhì)質(zhì)①種種類類：：纖纖維維素素、、果果膠膠。。②造造成成的的問問題題：：果果肉肉的的出出汁汁率率低低，，耗耗時(shí)時(shí)長長；；果果汁汁渾渾濁濁、、黏黏度度高高，，易易發(fā)發(fā)生生沉沉淀淀。。(2)處處理理方方法法————酶酶解解法法常用用的的酶酶及及其其作作用用特特點(diǎn)點(diǎn)(如如下下表表)2.果果膠膠酶酶的的來來源源、、化化學(xué)學(xué)本本質(zhì)質(zhì)、、特特性性及及功功能能(見見下下表表)項(xiàng)目內(nèi)容解釋來源植物、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①高效性；②專一性；③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，且使渾濁的果汁變得澄清1．．果果膠膠酶酶為為什什么么可可以以提提高高果果汁汁的的產(chǎn)產(chǎn)生生量量和和澄澄清清度度？？答案案果膠是是植植物物細(xì)細(xì)胞胞壁壁和和胞胞間間層層的的主主要要成成分分之之一一，，果果膠膠酶酶可可以以水水解解果果膠膠，，從從而而瓦瓦解解細(xì)細(xì)胞胞壁壁和和胞胞間間層層，，所所以以能能提提高高果果汁汁的的出出汁汁率率。。果果膠膠會(huì)會(huì)影影響響果果汁汁的的澄澄清清度度，，所所以以果果膠膠被被水水解解后后可可以以提提高高澄澄清清度度。。2．．酶酶的的活活性性和和酶酶反反應(yīng)應(yīng)速速率率有有何何區(qū)區(qū)別別和和聯(lián)聯(lián)系系？？答案案區(qū)別：：酶酶的的活活性性指指的的是是酶酶催催化化一一定定化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)的的能能力力，，而而酶酶反反應(yīng)應(yīng)速速度度指指的的是是酶酶促促反反應(yīng)應(yīng)的的速速度度，，用用單單位位時(shí)時(shí)間間內(nèi)內(nèi)、、單單位位體體積積中中反反應(yīng)應(yīng)物物的的減減少少量量或或產(chǎn)產(chǎn)物物的的增增加加量量來來表表示示。。聯(lián)聯(lián)系系：：酶酶的的活活性性影影響響酶酶反反應(yīng)應(yīng)速速度度，，但但酶酶反反應(yīng)應(yīng)速速度度還還受受其其他他一一些些因因素素的的影影響響，，如如酶酶用用量量；；酶酶的的活活性性可可以以用用酶酶促促反反應(yīng)應(yīng)速速度度來來表表示示。。3．．用用酶酶解解法法破破壞壞植植物物細(xì)細(xì)胞胞壁壁，，常常用用的的酶酶有有哪哪兩兩種種？？為為什什么么這這兩兩種種酶酶可可以以破破壞壞細(xì)細(xì)胞胞壁壁？？答案案纖維素素酶酶和和果果膠膠酶酶，，因因?yàn)闉橹仓参镂锛?xì)細(xì)胞胞壁壁的的主主要要成成分分是是纖纖維維素素和和果果膠膠。。1．．下下列列關(guān)關(guān)于于果果膠膠酶酶的的說說法法，，正正確確的的是是()A．．果果膠膠酶酶可可以以分分解解細(xì)細(xì)胞胞壁壁的的主主要要成成分分————纖纖維維素素B．．果果膠膠酶酶是是由由半半乳乳糖糖醛醛酸酸聚聚合合而而成成的的一一種種高高分分子子化化合合物物C．．果果膠膠酶酶不不特特指指某某種種酶酶，，而而是是分分解解果果膠膠的的一一類類酶酶的的總總稱稱D．．果果膠膠酶酶的的化化學(xué)學(xué)本本質(zhì)質(zhì)是是RNA【問問題題導(dǎo)導(dǎo)析析】】(1)植物細(xì)細(xì)胞胞壁壁中中的的纖纖維維素素可可以以被被酶水水解解，，果果膠膠成成分分可可以以被被酶水水解解。。(2)果果膠膠酶酶是是一一類類酶酶，，其其化化學(xué)學(xué)本本質(zhì)質(zhì)是是蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)，，所所以以基基本本單單位位是是。(3)大大部部分分酶酶是是，少少數(shù)數(shù)酶酶是是。纖維維素素果膠膠氨基基酸酸蛋白白質(zhì)質(zhì)RNA解析析植物物細(xì)細(xì)胞胞壁壁的的主主要要成成分分有有纖纖維維素素和和果果膠膠，，它它們們分分別別被被纖纖維維素素酶酶和和果果膠膠酶酶水水解解，，A錯(cuò)錯(cuò)誤誤。。半半乳乳糖糖醛醛酸酸是是構(gòu)構(gòu)成成果果膠膠的的基基本本單單位位，，B錯(cuò)錯(cuò)誤誤。。果果膠膠酶酶是是一一類類酶酶的的總總稱稱，，其其化化學(xué)學(xué)本本質(zhì)質(zhì)是是蛋蛋白白質(zhì)質(zhì)，，C正正確確、、D錯(cuò)錯(cuò)誤誤。。答案案C【一一題題多多變變】】1．．兩位同同學(xué)學(xué)用用足足量量的的果果肉肉制制作作果果汁汁，，甲甲同同學(xué)學(xué)使使用用了了果果膠膠酶酶而而乙乙同同學(xué)學(xué)沒沒有有使使用用，，過過了了相相同同的的時(shí)時(shí)間間后后，，二二位位同同學(xué)學(xué)制制作作的的果果汁汁有有何何區(qū)區(qū)別別？？答案案在果汁汁量量和和果果汁汁澄澄清清度度兩兩個(gè)個(gè)方方面面均均有有區(qū)區(qū)別別，，甲甲同同學(xué)學(xué)由由于于使使用用了了果果膠膠酶酶，，所所以以果果汁汁量量較較多多且且澄澄清清度度也也較較高高。。2．．果果膠膠酶酶可可以以催催化化果果膠膠的的水水解解，，而而纖纖維維素素酶酶不不能能催催化化果果膠膠的的水水解解，，這這體體現(xiàn)現(xiàn)了了酶酶的的何何種種特特性性？？答案案體現(xiàn)了了酶酶具具有有專專一一性性。。二、、果果膠膠酶酶相相關(guān)關(guān)探探究究實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)1．．探究溫溫度度對對果果膠膠酶酶活活性性的的影影響響(1)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)原理理酶處于于最適適溫度度時(shí)，，活性性最高高，果果肉的的出汁汁率、、果汁汁的澄澄清度度與果果膠酶酶的活活性大大小成成正比比。(2)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)變量量自變量量是溫溫度，，因變變量是是果汁汁的澄澄清度度和出出汁率率。(3)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)流程程2．探探究pH對對果膠膠酶活活性的的影響響(1)實(shí)驗(yàn)原理理果膠酶酶的活活性受受pH的影影響，，處于于最適適pH時(shí)，，活性性最高高。果果肉的的出汁汁率、、果汁汁的澄澄清度度與果果膠酶酶的活活性大大小成成正比比。(2)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)變量量自變量量是pH，，因變變量是是果汁汁的澄澄清度度和出出汁率率。(3)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)流程程3．探探究果果膠酶酶的用用量(1)實(shí)驗(yàn)原理理隨著酶酶濃度度的增增加，，過濾濾到的的果汁汁體積積也增增加，，說明明酶的的用量量不足足；當(dāng)當(dāng)酶的的濃度度增加加到某某個(gè)值值后，，再增增加酶酶的用用量，，過濾濾到的的果汁汁的體體積不不再改改變，，說明明酶的的用量量已經(jīng)經(jīng)足夠夠，那那么，，這個(gè)個(gè)值就就是酶酶的最最適用用量。。(2)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)變量量自變量量：果果膠酶酶用量量。因因變量量：果果汁澄澄清度度和出出汁率率。(3)實(shí)驗(yàn)流流程1．探究溫度度、pH對果果膠酶活性的的影響以及果果膠酶用量的的實(shí)驗(yàn)中，因因變量都相同同，該因變量量是什么？答案三個(gè)實(shí)驗(yàn)的因變變量都是果汁汁量或果汁的的澄清度。2．探究溫度度、pH對果果膠酶活性的的影響以及果果膠酶用量的的實(shí)驗(yàn)中，都都需要設(shè)置多多組實(shí)驗(yàn)，相相鄰兩組之間間都有一定的的“差值”(如“溫差””、“pH差差”)，該““差值”的大大小與實(shí)驗(yàn)的的誤差大小有有何聯(lián)系？答案該差值大小與實(shí)實(shí)驗(yàn)誤差的大大小成正相關(guān)關(guān)，即差值越越小則誤差越越小，差值越越大則誤差越越大。3．在探究溫溫度和pH對對果膠酶活性性的影響的實(shí)實(shí)驗(yàn)中，是否否能先將果膠膠酶和果膠混混合再控制溫溫度或pH？？為什么？答案不能，因?yàn)楣z膠和果膠酶一一旦混合就開開始了反應(yīng)，，再控制溫度度或pH則每每一組實(shí)驗(yàn)沒沒有在預(yù)定的的溫度或pH下進(jìn)行反應(yīng)應(yīng)，實(shí)驗(yàn)的可可信度大大降降低。2．下表是某某同學(xué)探究溫溫度對果膠酶酶活性影響的的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。。該結(jié)果不能能說明()溫度/℃102030405060果汁量/mL234565A．溫度影響響果膠酶的活活性B．40℃℃與60℃℃時(shí)酶的活性性相等C．50℃℃是該酶的最最適溫度D．若溫度從從10℃升升高到40℃℃，酶的活活性將逐漸增增強(qiáng)【問題導(dǎo)析】】(1)該實(shí)驗(yàn)的自變量量是，因變量是。果汁量越多多表明果膠酶酶的活性。(2)某兩個(gè)個(gè)溫度不同但但果汁量相同同，說明在這這兩種溫度下下果膠酶的活活性。(3)本實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)個(gè)相鄰組別之之間的溫差太太，無法判斷某某個(gè)溫度就是是果膠酶的最最適溫度。溫度果汁量越高相同大解析溫度影響酶的的活性，上表表不能說明50℃就是是最適溫度，，只能說明果果膠酶的最適適溫度在40～60℃℃之間。在低低于最適溫度度時(shí)，隨溫度度的升高，酶酶的活性增強(qiáng)強(qiáng)；高于最適適溫度時(shí)，隨隨溫度的升高高，酶的活性性降低。溫度度對酶活性的的影響曲線圖圖是鐘罩形的的，故40℃℃與60℃℃時(shí)酶的催催化效率相同同。答案C【一題多變】】1．請根據(jù)本題中表表格中的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果及必修修1中的相關(guān)關(guān)知識，描述述溫度對酶活活性的影響。。答案在一定范圍內(nèi)，，隨著溫度的的升高，酶的的活性逐漸升升高；當(dāng)達(dá)到到最適溫度時(shí)時(shí)，酶的活性性最高；超過過最適溫度后后，隨著溫度度的升高，酶酶的活性逐漸漸降低。2．本題中的的實(shí)驗(yàn)及其結(jié)結(jié)果無法確定定果膠酶的最最適溫度，如如何通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)進(jìn)一步進(jìn)行行探究？答案可以在40～60℃再設(shè)置置多組實(shí)驗(yàn)，，將相鄰兩組組的溫差縮小小，然后通過過比較果汁量量確定比較適適合的溫度，，再以同樣的的思路進(jìn)一步步探究，可以以探究出酶的的最適溫度。。再見9、靜靜夜夜四四無無鄰鄰，，荒荒居居舊舊業(yè)業(yè)貧貧。。。。12月月-2212月月-22Tuesday,December13,202210、雨雨中中黃黃葉葉樹樹，，燈燈下下白白頭頭人人。。。。21:33:3121:33:3121:3312/13/20229:33:31PM11、以我獨(dú)沈久久，愧君相見見頻。。12月-2221:33:3121:33Dec-2213-Dec-2212、故人江海別別，幾度隔山山川。。21:33:3121:33:3121:33Tuesday,December13,202213、乍見翻疑夢夢，相悲各問問年。。12月-2212月-2221:33:3121:33:31December13,202214、他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生白白發(fā)，，舊國國見青青山。。。13十十二二月20229:33:31下下午21:33:3112月月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月229:33下下午午12月月-2221:33December13,202216、行動(dòng)出成成果，工作作出財(cái)富。。。2022/12/1321:33:3121:33:3113December202217、做前，能能夠環(huán)視四四周；做時(shí)時(shí)，你只能能或者最好好沿著以腳腳為起點(diǎn)的的射線向前前。。9:33:31下下午9:33下下午21:33:3112月-229、沒有有失敗敗，只只有暫暫時(shí)停停止成成功??！。12月月-2212月月-22Tuesday,December13,202210、很多多事情情努力力了未未必有有結(jié)果果，但但是不不努力力卻什什么改改變也也沒有有。。。21:33:3121:33:3121:3312/13/20229:33:31PM11、成功就就是日復(fù)復(fù)一日那那一點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)小小努努力的積積累。。。12月-2221:33:3121:33Dec-2213-Dec-2212、世世間間成成事事，，不不求求其其絕絕對對圓圓滿滿，，留留一一份份不不足足，，可可得得無無限限完完美美。。。。21:33:3121:33:3121:33Tuesday,December13,202213、不不知知香香積積寺寺，，數(shù)數(shù)里里入入云云峰峰。。。。12月月-2212月月-2221:33:3121:33:31December13,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)的的人能把世界界放在手中像像泥塊一樣任任意揉捏。13十二月月20229:33:31下午21:33:3112月-2215、楚塞三湘湘接，荊門門九派通。。。。十二月229:33下下午12月-2221:33December13,202216、少年十五五二十時(shí)，，步行奪得得胡馬騎。。。2022/12/1321:33:3121:33:3113December