高中生物《第四章 第一節(jié) 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用》課件6 新人教版選修1

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1、課題課題1 1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用課題背景課題背景 我國每年上市的新鮮水果我國每年上市的新鮮水果品種多、數(shù)量大。但由于收獲品種多、數(shù)量大。但由于收獲的季節(jié)性強，易造成積壓滯銷，的季節(jié)性強，易造成積壓滯銷，腐爛變質(zhì)。水果的加工技術(shù)腐爛變質(zhì)。水果的加工技術(shù)（制作果汁、果干、果粉和果制作果汁、果干、果粉和果酒等酒等）可以緩解產(chǎn)銷矛盾。）可以緩解產(chǎn)銷矛盾。本課題將探究：本課題將探究：果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應用果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應用制作果汁要解決制作果汁要解決兩個主要問題兩個主要問題: :1.1.果肉的出汁率低，耗時長果肉的出汁率低，耗時長2.2.榨取的果汁渾濁，黏度高，容

2、易出現(xiàn)沉淀榨取的果汁渾濁，黏度高，容易出現(xiàn)沉淀生產(chǎn)上，人們通常用生產(chǎn)上，人們通常用 來解決上述問題。來解決上述問題。纖維素酶和果膠酶纖維素酶和果膠酶 酶的基礎知識酶的基礎知識回憶回憶-回答：回答： （1 1）酶的概念）酶的概念 （2 2）酶的化學本質(zhì)，基本組成單位）酶的化學本質(zhì)，基本組成單位 （3 3）酶的功能及原因）酶的功能及原因 （4 4）酶的特性）酶的特性1.1.酶的概念酶的概念: :基礎知識基礎知識 酶是酶是活細胞活細胞所產(chǎn)生的具有所產(chǎn)生的具有生物催化作用生物催化作用的一類特殊的的一類特殊的有機物有機物絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，極少數(shù)是RNARNA；基本單位：基本單位

3、：氨基酸或核糖核苷酸氨基酸或核糖核苷酸酶能酶能降低降低化學反應的活化能，從而使反化學反應的活化能，從而使反應能夠迅速的進行。在各種化學反應中應能夠迅速的進行。在各種化學反應中起起催化催化作用作用2.2.酶的本質(zhì)酶的本質(zhì): :3.3.酶的功能酶的功能: :4.4.酶的特性酶的特性: :（1 1）高效性）高效性（2 2）專一性）專一性（3 3）需要適宜的條件）需要適宜的條件基礎知識基礎知識你還能畫出溫度和你還能畫出溫度和PHPH值對酶影響的曲線嗎？值對酶影響的曲線嗎？關(guān)于酶的三個特性你能舉例說明嗎？關(guān)于酶的三個特性你能舉例說明嗎？你認為影響酶促反應的因素有哪些？你認為影響酶促反應的因素有哪些？閱讀

4、閱讀課本課本P P4242的內(nèi)容，的內(nèi)容，回答回答以下問題：以下問題： （1 1）細胞壁的組成成分？）細胞壁的組成成分？ （2 2）果膠的單體是什么？）果膠的單體是什么？ （3 3）果膠酶有什么作用？）果膠酶有什么作用？思思 考考 果膠酶果膠酶 （一）果膠酶（一）果膠酶的作用的作用1.1.果膠：果膠： 它是由它是由 聚合而成的一種聚合而成的一種高分子化高分子化合物合物。不溶于水。它在植物。不溶于水。它在植物細胞壁和胞間層細胞壁和胞間層中與纖中與纖維素結(jié)合在一起，是重要的黏合和支撐物質(zhì)。新鮮維素結(jié)合在一起，是重要的黏合和支撐物質(zhì)。新鮮水果、根、葉和綠莖中特別豐富。在食品上作凝固水果、根、葉和綠莖

5、中特別豐富。在食品上作凝固劑，用于果凍、冰激凌、果醬等生產(chǎn)。劑，用于果凍、冰激凌、果醬等生產(chǎn)。果膠不僅會影響出汁率，還會使果汁渾濁。果膠不僅會影響出汁率，還會使果汁渾濁。半乳糖醛酸半乳糖醛酸基礎知識基礎知識 2.2.果膠酶：果膠酶： 分解果膠分解果膠，瓦解植物細胞的，瓦解植物細胞的細胞壁及胞間細胞壁及胞間層。層。在果汁生產(chǎn)中應用果膠酶可以在果汁生產(chǎn)中應用果膠酶可以提高出汁率提高出汁率( (果汁量）和澄清度。果汁量）和澄清度。 常常由由霉菌發(fā)酵霉菌發(fā)酵生產(chǎn)果膠酶生產(chǎn)果膠酶。 果膠酶果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠的并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括一類酶的總稱，包括 、 和和

6、 等。等。多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶 果膠分解酶果膠分解酶果膠脂酶果膠脂酶（二）酶的活性與影響酶活性的因素：（二）酶的活性與影響酶活性的因素：1.1.酶酶的活的活性性2.2.酶活性酶活性高低的標準：高低的標準：指酶催化一定化學反應的能力指酶催化一定化學反應的能力在一定的條件下，酶所催化的某一化學反應的在一定的條件下，酶所催化的某一化學反應的反應速度。反應速度。 酶酶反應速度用反應速度用單位時間內(nèi)、單位體積中反應物單位時間內(nèi)、單位體積中反應物的減少量或產(chǎn)物的增加量來表示。的減少量或產(chǎn)物的增加量來表示。3.3.影響酶活性的因素影響酶活性的因素有溫度、有溫度、pHpH、酶的抑制劑等。、酶的抑制

7、劑等。生產(chǎn)果汁時生產(chǎn)果汁時, ,為了使果膠酶得到充分的利用為了使果膠酶得到充分的利用, ,節(jié)約成本節(jié)約成本, ,需要控制好酶的用量。需要控制好酶的用量。（三）果膠酶的用量（三）果膠酶的用量實驗設計實驗設計 實驗目的：實驗目的：探究溫度對酶活性的影響探究溫度對酶活性的影響果膠酶的活性受溫度影響。處于最適溫果膠酶的活性受溫度影響。處于最適溫度時，活性最高。果肉的出汁率、果汁度時，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。的澄清度與果膠酶的活性大小成正比。實驗原理：實驗原理：實驗原則：實驗原則：單一變量原則、對照性原則、等量性原則等單一變量原則、對照性原則、等量性原則等單一變量是

8、什么？如何設置？單一變量是什么？如何設置？單一變量為：溫度的不同單一變量為：溫度的不同設置溫度梯度，設置溫度梯度，如：如：3030、 3535、 4040、 4545、 5050、 5555、 6060、 6565和和 7070。1.1.當探究溫度對果膠酶活性的影響時，哪個因素是變當探究溫度對果膠酶活性的影響時，哪個因素是變量，哪些因素應該保持不變？量，哪些因素應該保持不變？思思 考考溫度是自變量溫度是自變量（單一變量）（單一變量）。果泥量、果膠酶的濃度。果泥量、果膠酶的濃度和用量、水浴時間、混合物的和用量、水浴時間、混合物的pH等其他無關(guān)變量應等其他無關(guān)變量應保持不變保持不變（即等量性原則）

9、（即等量性原則）。2.2.為什么能夠通過測定濾出的蘋果汁的體積大小為什么能夠通過測定濾出的蘋果汁的體積大小（因變（因變量量）來判斷果膠酶活性的高低？）來判斷果膠酶活性的高低？果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過濾紙，因此蘋果汁的體積大小反應了果膠酶的催化分解濾紙，因此蘋果汁的體積大小反應了果膠酶的催化分解果膠的能力。果膠的能力。操作流程：操作流程：攪拌器攪拌制成蘋果泥攪拌器攪拌制成蘋果泥果膠酶溶液果膠酶溶液9支試管支試管9支試管支試管各取一支分各取一支分9組分別放入組分別放入30，35，40，45，50，55，60，65，70攝氏度的

10、恒溫水箱中恒溫加熱攝氏度的恒溫水箱中恒溫加熱均分均分 裝入裝入等量等量3.3.為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將果泥和果為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理，可將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理，可以保證底物和酶以保證底物和酶在混合時溫度是相同的在混合時溫度是相同的，避免了果，避免了果泥和果膠酶混合時影響混合物的溫度，從而影響果泥和果膠酶混合時影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性的問題。膠酶活性的問題。思思 考考操作流程：操作流程：攪拌器攪拌制成蘋果泥攪拌器攪拌制成蘋果泥果膠

11、酶溶液果膠酶溶液9支試管支試管9支試管支試管各取一支分各取一支分9組分別放入組分別放入30，35，40，45，50，55，60，65，70攝氏度的恒溫水箱中恒溫加熱攝氏度的恒溫水箱中恒溫加熱待試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后，將果膠酶加入相同溫度的蘋果泥待試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后，將果膠酶加入相同溫度的蘋果泥內(nèi)恒溫保持內(nèi)恒溫保持10分鐘分鐘過濾果汁，用量筒測量果汁的量，做好記錄過濾果汁，用量筒測量果汁的量，做好記錄均分均分 裝入裝入等量等量注意事項注意事項 ：1 1與其他工業(yè)用酶基本相同，果膠酶的適宜溫度范圍也比較寬與其他工業(yè)用酶基本相同，果膠酶的適宜溫度范圍也比較寬泛，因此，也可以選用泛，因此，也可以選用1010作

12、為溫度梯度。作為溫度梯度。2 2水果不用去皮。如用蘋果為原材料，一般可按每個中等大小水果不用去皮。如用蘋果為原材料，一般可按每個中等大小的蘋果加水的蘋果加水100100200mL200mL的比例進行攪拌，獲得稀的蘋果泥。的比例進行攪拌，獲得稀的蘋果泥。請你設計一個記錄實驗結(jié)果的表格：請你設計一個記錄實驗結(jié)果的表格：溫度溫度/303540455055606570果汁量果汁量/ml3 3探究探究pHpH對果膠酶活性的影響，只須將溫度梯度改成對果膠酶活性的影響，只須將溫度梯度改成pHpH梯梯度，并選定一個適宜的溫度進行水浴加熱。反應液中的度，并選定一個適宜的溫度進行水浴加熱。反應液中的pHpH可可以

13、通過體積分數(shù)為以通過體積分數(shù)為0.1%0.1%的氫氧化鈉或鹽酸溶液進行調(diào)節(jié)。的氫氧化鈉或鹽酸溶液進行調(diào)節(jié)。4.4.在探究溫度或在探究溫度或pHpH的影響時，是否需要設置對照？如的影響時，是否需要設置對照？如果需要，又應該如何設置？為什么？果需要，又應該如何設置？為什么？思思 考考需要設置對照實驗，需要設置對照實驗，不同的溫度梯度之間或不同的不同的溫度梯度之間或不同的pHpH梯度之間梯度之間就可以作為對照，這種對照稱為相互對照。就可以作為對照，這種對照稱為相互對照。5.5.閱讀課本閱讀課本P P4444資料一，資料一，A A同學將哪個因素作為變量，控同學將哪個因素作為變量，控制哪些因素不變？為什

14、么要作這樣的處理？制哪些因素不變？為什么要作這樣的處理？B B同學呢？同學呢？ A A同學將溫度或同學將溫度或pHpH作為變量，控制不變的量有蘋果泥作為變量，控制不變的量有蘋果泥的用量、果膠酶的用量、反應的時間和過濾的時間等。的用量、果膠酶的用量、反應的時間和過濾的時間等。 只有在實驗中保證一個自變量，實驗結(jié)果才能說明只有在實驗中保證一個自變量，實驗結(jié)果才能說明問題。問題。 B B同學對于變量的處理應該與同學對于變量的處理應該與A A同學相同，只是觀察同學相同，只是觀察因變量的角度不同。因變量的角度不同。思思 考考下面是某研究性學習小組同學在下面是某研究性學習小組同學在“探究果膠酶催化果膠探究

15、果膠酶催化果膠水解的適宜水解的適宜pH”pH”的課題過程中遇到的問題。的課題過程中遇到的問題。 （1 1）本課題實驗步驟中，在完成）本課題實驗步驟中，在完成“燒杯中分別加入燒杯中分別加入蘋果泥（假定蘋果泥（假定pHpH的改變對蘋果泥成分無影響），試管中的改變對蘋果泥成分無影響），試管中分別注入果膠酶溶液、編號、編組分別注入果膠酶溶液、編號、編組”之后，有下面兩種之后，有下面兩種操作：操作：方法一：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥方法一：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥相混合，再把混合液的相混合，再把混合液的pHpH分別調(diào)至分別調(diào)至4 4、5 5、6 61010。方法二：將試管中果膠酶溶

16、液和燒杯中蘋果泥的方法二：將試管中果膠酶溶液和燒杯中蘋果泥的pHpH分別調(diào)到分別調(diào)到4 4、5 5、6 61010，再把，再把pHpH相等的果膠酶溶液和蘋果相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合。泥相混合。資料分析資料分析請問哪一種方法更為科學，并說明理由？請問哪一種方法更為科學，并說明理由？請問哪一種方法更為科學，并說明理由？請問哪一種方法更為科學，并說明理由？方法二更科學，方法二的操作能夠確保酶的反應環(huán)方法二更科學，方法二的操作能夠確保酶的反應環(huán)境從一開始達到實驗預設的境從一開始達到實驗預設的pHpH（或（或“方法一的操作會在達到預定方法一的操作會在達到預定pHpH之前就發(fā)生了之前就發(fā)生了酶的催化

17、反應酶的催化反應”）。）。（2 2）實驗過程中，果膠酶溶液與蘋果泥相混合后用）實驗過程中，果膠酶溶液與蘋果泥相混合后用玻璃棒攪拌，其目的是使什么？玻璃棒攪拌，其目的是使什么？ 酶和反應物（果膠）充分地接觸以減少實驗誤差。酶和反應物（果膠）充分地接觸以減少實驗誤差。 （3 3）如果用曲線圖的方式記錄實驗結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下，）如果用曲線圖的方式記錄實驗結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下，當橫坐標表示當橫坐標表示pHpH，縱坐標表示，縱坐標表示 ，該實驗操，該實驗操作和記錄是比較切實可行的。根據(jù)你對酶特性的了解，在下作和記錄是比較切實可行的。根據(jù)你對酶特性的了解，在下圖中選擇一個最可能是實驗結(jié)果的曲線圖：圖中選

18、擇一個最可能是實驗結(jié)果的曲線圖： 。若實驗所獲得的最適宜若實驗所獲得的最適宜pH=mpH=m，請你在所選的曲線圖中標出，請你在所選的曲線圖中標出“m”m”點的位置。點的位置。果膠分解速率果膠分解速率甲甲（“m”點的位置如右圖所示，點的位置如右圖所示，m點標在曲線上的不給分）點標在曲線上的不給分）實驗設計實驗設計 實驗目的：實驗目的：探究果膠酶的用量探究果膠酶的用量實驗原理：實驗原理：在一定的條件下，隨著酶濃度的增加，果汁的體積增在一定的條件下，隨著酶濃度的增加，果汁的體積增加；當酶濃度達到某一數(shù)值后，再增加酶的用量，果加；當酶濃度達到某一數(shù)值后，再增加酶的用量，果汁的體積不再改變，此值即是酶的

19、最適用量。汁的體積不再改變，此值即是酶的最適用量。閱讀閱讀P44P44資料二，說一說這個實驗的原理？資料二，說一說這個實驗的原理？ 探究果膠酶的用量是建立在探究最適溫度和探究果膠酶的用量是建立在探究最適溫度和pHpH對對果膠酶活性影響的基礎之上的。此時，研究的變量果膠酶活性影響的基礎之上的。此時，研究的變量是是 ，其他因素都應，其他因素都應 。果膠酶的用量果膠酶的用量保持不變保持不變可以配制不同濃度的果膠酶溶液，也可以可以配制不同濃度的果膠酶溶液，也可以只配制一種濃度的果膠酶溶液，然后使用只配制一種濃度的果膠酶溶液，然后使用不同的體積即可。不同的體積即可。方案：方案：1.1.下列可表示酶反應速

20、度的是下列可表示酶反應速度的是 （ ）A.A.單位時間內(nèi)反應物的減少量單位時間內(nèi)反應物的減少量 B.B.單位體積內(nèi)產(chǎn)物的增加量單位體積內(nèi)產(chǎn)物的增加量C.C.單位時間內(nèi)產(chǎn)物的增加量單位時間內(nèi)產(chǎn)物的增加量D.D.單位時間、單位體積內(nèi)反應物的減少量單位時間、單位體積內(nèi)反應物的減少量2.2.果膠酶是是分解果膠的一類酶的總稱，它不包括果膠酶是是分解果膠的一類酶的總稱，它不包括 ( )( ) A. A.多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶 B.B.果膠分解酶果膠分解酶 C.C.乳糖分解酶乳糖分解酶 D.D.果膠脂酶果膠脂酶3.3.下列不能影響酶活性的是下列不能影響酶活性的是 （ ） A A溫度溫度 B BpH CpH C酶的抑制劑酶的抑制劑 D D酶的數(shù)量酶的數(shù)量DCD鞏固練習鞏固練習