高二生物质疑解惑课件：4-1《果胶酶在果汁生产中的作用》（人教版选修I）

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欢迎进入生物课堂 课题1果胶酶在果汁生产中的作用 课程标准1 研究酶的存在和简单制作的方法 2 探究利用苹果制成果汁的最佳条件 3 检测果胶酶的活性 课标解读1 知道果胶酶的作用 2 理解影响果胶酶活性的因素 1 果胶酶的作用 1 果胶的成分及作用 果胶是植物以及的主要组成成分之一 它是由聚合而成的一种高分子化合物 不溶于水 果胶酶的作用 酶活性及其影响因素 细胞壁 胞间层 半乳糖醛酸 2 果胶酶的作用 果胶酶能够分解 瓦解植物的 使榨取果汁变得 也使得浑浊的果汁变得 果胶酶能够分解果胶的实质是将果胶分解成可溶性的 3 果胶酶的组成 果胶酶并不特指某一种酶 而是分解果胶的一类酶的总称 包括 和等 果胶 细胞壁 及胞间层 更容易 澄清 半乳糖醛酸 多聚半乳糖醛酸酶 果胶分解酶 果胶酯酶 2 酶的活性是指酶的能力 酶活性的高低可以用在一定条件下 酶所催化的某一化学反应的来表示 3 酶的反应速度用单位时间内 单位体积中反应物的或产物的来表示 影响酶活性的因素主要有 和等 催化一定化学反应 反应速度 减少量 增加量 温度 pH 酶的抑制剂 4 酶的用量酶用量过多 会导致酶的 酶用量过少 会酶促反应的速度 因此要得到适宜的酶用量 需通过设计实验进行探究 思维激活1 果胶酶的合成场所在哪里 果胶酶只存在于植物细胞中吗 提示果胶酶的化学本质是蛋白质 其合成场所为核糖体 果胶酶并非只存在于植物细胞中 植物 霉菌 酵母菌和细菌均能产生果胶酶 浪费 限制 1 影响果汁产量的物质及处理方法 1 影响果汁产量的物质 种类 纤维素 果胶 造成的问题 果肉的出汁率低 耗时长 果汁浑浊 黏度高 易发生沉淀 2 处理方法 酶解法常用的酶及其作用特点 如下表 2 果胶酶的来源 化学本质 特性及功能 见下表 特别提醒自然界中的酶并不完全适于在生活和生产上应用 可以利用 酶工程 技术对酶进行改造 使之更加符合人们的需求 巩固1 下列关于果胶酶的叙述 正确的是 A 果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶 果胶分解酶 果胶酯酶等B 果胶酶的化学成分为固醇C 果胶酶的催化作用不受温度影响D 果胶酶可以催化多种化学反应解析果胶酶同其他大多数酶一样 其主要成分是蛋白质 其催化作用受温度和pH等因素的影响 果胶酶只能催化果胶的分解 答案A 1 探究温度和pH对果胶酶活性的影响 1 实验流程包括制备苹果泥 设置一系列具有梯度的和 加入果胶酶反应一段时间 2 该实验的自变量是 因变量是 检测因变量是通过测定或来实现的 果胶酶活性影响因素的实验探究 温度 pH 过滤果汁 温度或pH 果胶酶活性 苹果汁的体积 苹果汁的澄清度 2 探究果胶酶的用量 1 该实验的自变量是 除此之外 影响果汁产量的因素还有 酶催化反应的时间 苹果泥的用量等无关变量 2 判断的思路是 如果随着酶的用量增加 过滤到的果汁的体积也增加 说明 如果当酶的用量增加到某个值后 再增加酶的用量 过滤到的果汁的体积不再改变 说明 果胶酶的量 温度 pH 酶的用量不足 酶的用量已经足够 思维激活2 探究果胶酶活性的温度或pH最适值 其实验思路上有何共性 提示尽管实验变量不同 但通过设置梯度来确定最适值是两种实验设计思路上的共性 1 探究温度对果胶酶活性的影响 1 实验原理酶处于最适温度时 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 实验变量自变量是温度 因变量是果汁的澄清度和出汁率 3 实验流程 2 探究pH对果胶酶活性的影响 1 实验原理果胶酶的活性受pH的影响 处于最适pH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 实验变量自变量是pH 因变量是果汁的澄清度和出汁率 3 实验流程 3 探究果胶酶的用量 1 实验原理随着酶浓度的增加 过滤到的果汁体积也增加 说明酶的用量不足 当酶的浓度增加到某个值后 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 2 实验变量自变量 果胶酶用量 因变量 果汁澄清度和出汁率 3 实验流程 特别提醒 1 实验过程中 除控制自变量外 须控制无关变量适宜且相同 2 结果分析与评价 根据实验数据绘制出的温度 或pH 对果胶酶活性的影响曲线 如图1 不同果胶酶用量对出汁量的影响曲线 如图2 巩固2 下表是某同学探究温度对果胶酶活性影响的实验结果 该结果不能说明 A 温度影响果胶酶的活性B 40 与60 时酶的活性相等C 50 是该酶的最适温度D 若温度从10 升高到40 酶的活性将逐渐增强 解析温度影响酶的活性 果胶酶的最适温度在40 60 之间 上表不能说明50 就是最适温度 在低于最适温度时 随温度的升高 酶的活性增强 高于最适温度时 随温度的升高 酶的活性降低 温度对酶活性的影响曲线图是钟罩形的 故40 与60 时酶的催化效率相同 答案C 例1 下列关于果胶酶的说法 正确的是 A 果胶酶可以分解细胞壁的主要成分 纤维素B 果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物C 果胶酶不特指某种酶 而是分解果胶的一类酶的总称D 果胶酶的化学本质是RNA 果胶酶及其功能 思维导图 深度剖析因为酶具有专一性 因此果胶酶只能分解果胶而不能分解纤维素 因此A错误 半乳糖醛酸是果胶的组成单位 而不是果胶酶的组成单位 因此B错误 果胶酶是能够分解果胶的一类酶的总称 其化学本质是蛋白质 基本组成单位是氨基酸 因此D错误 答案C 例2 下列A B C图依次表示果胶酶浓度一定时 果胶酶的反应速度与反应物浓度 温度 pH之间的关系 据图完成问题 果胶酶活性的影响因素 1 图A中 反应物达到某一浓度时反应速度不再上升的原因是 2 图B中 b点所对应的温度称为 如果你根据实验数据转换成的曲线图无法判断果胶酶的最适温度 你将如何改进 3 图B中 曲线ab段表明 bc段表明 4 将装有果胶酶与反应物的甲 乙两试管分别放入12 和90 水浴锅中 20min后取出 转入40 的水浴锅中保温 两试管内的反应 甲试管 乙试管 5 图C表示了果胶酶浓度 反应物浓度 温度等一定时 果胶酶催化反应的速度随pH变化的曲线 实验时可根据 来判定果胶酶的最适pH 思维导图 深度剖析 1 酶的催化能力也是有一定限度的 并不会随反应物浓度的上升而无限上升 2 图B中b点所对应的为酶的最适温度 在适宜温度附近设置差值间隔更小的温度梯度将有利于确认最适温度 3 图B中曲线ab段表明 在最适温度之前 随温度升高 酶活性升高 在最适温度之后 随温度升高 酶活性降低 4 低温可抑制酶活性 当温度升高时酶活性尚可恢复 但高温可破坏酶分子的空间结构 即使温度降低 酶活性也不再恢复 5 确认果胶酶活性 可依据果汁量作为因变量 答案 1 酶虽然有高效性 但催化能力也有一定限度 当所有酶都发挥了最高效能后 反应物浓度再增加 反应速度也不增加 这时受酶浓度影响 2 最适温度应据适宜温度范围确定间隔近的温度梯度 重新实验 3 温度升高 酶活性升高温度升高 酶活性降低 4 反应速度迅速增加无催化反应 5 果汁的量 思维深化 自变量与因变量及其之间的关系 单击此处进入随堂达标检测 旁栏思考题1 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 提示将苹果泥和果胶酶分装在不同试管中有利于确保在酶和底物混合前分别达到预设的温度 以排除温度差对实验结果的干扰 2 在探究温度和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 提示本实验中有对照实验 但不需额外设置 因为不同温度和pH梯度之间就可以作为对照 这种对照称为相互对照 3 A同学将哪个因素作为变量 控制哪些因素不变 为什么要做这样的处理 B同学呢 提示A同学将温度或pH作为变量 控制不变的量有苹果泥的用量 果胶酶的用量 反应的时间和过滤的时间等 只有在实验中保证一个自变量 实验结果才能说明问题 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 4 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 解析本题考查酶活性的检测方法 酶促反应的本身有时不易直接检测 但是通过一定的方法 可以将酶促反应的结果以一定的形式反映出来 本题中果胶酶的催化作用是不能直接检测的 但是可以通过滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低 5 当探究温度对果胶酶活性的影响时 哪个因素是自变量 哪些因素应该保持不变 提示温度是变量 应控制果泥量 果胶酶的浓度和用量 水浴时间和混合物的pH等所有其他条件不变 只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响 解析为了使实验具有说服力 对照实验的设计要控制单一变量 即除自变量外 其他可能影响实验结果的变量都应保持不变 练习解析大规模生产比实验室制备考虑的因素要多 包括产品的质量 生产效率 生产成本等因素 而实验室制备则主要强调实验的结果 答案大规模生产与实验室制备的主要不同点是 有两次瞬间高温灭菌 酶处理的时间相对较长 有离心分离步骤和浓缩步骤 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全