(广东)2015年广东省高二生物教案：课题1《果胶酶在果汁生产中的作用》（人教版选修一）.docVIP

4.1 果胶酶在果汁生产中的作用 [教学目标] 1．简述果胶酶作用。 2．检测果胶酶活性。 3．探究温度和pH对果胶酶活性影响。 4．探究果胶酶的最适用量，搜集有关果胶酶应用的资料。 [教学重点] 探究温度和pH对果胶酶活性影响 [教学难点] 探究果胶酶的最适用量 [教学过程] 讨论：果汁生产中存在的问题? （1、果肉的出汁率低,耗时长．2、榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀．） 怎么能够提高水果的出汁率并使果汁变得澄清？ 在生产上，使用果胶酶、纤维素酶等解决。 果胶酶有什么作用？ 一、基础知识 （一）酶的基础知识 回忆：在高一我们学习过有关酶的知识，请回忆以下问题， 1、酶的概念：酶是活细胞所产生的具有生物催化作用的一类特殊的有机物； 2、酶的本质：蛋白质（大多数）或RNA； 基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸 3、酶的功能：在各种化学反应中起催化作用。 原因：酶能降低化学反应的活化能，从而使反应能够迅速的进行。 4、酶的特性 （1）高效性： 酶的催化效率是无要催化剂的107～ 1013倍。 （2）专一性： 一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。 （3）需要适宜的条件： 适宜的温度、适宜的PH值。 （二）果胶酶的作用 阅读课本P42的内容，回答以下问题： （1）细胞壁的组成成分？ （2）果胶的单体是什么？ （3）果胶酶的作用？ 1、果胶 是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。 思考：要破坏植物的细胞壁，你有什么方法？结果一样吗？ 2、果胶对果汁制作的影响： 影响果汁的出汁率，还会使果汁浑浊。 3、果胶酶： 它是分解果胶的一类酶的总称，包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。 果胶酶 果胶 半乳糖醛酸 4、果胶酶在果汁制作中的作用 ① 分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层；使果胶水解为半乳糖醛酸。 ② 提高水果的出汁率，并使果汁变得澄清。 （三）酶的活性与影响酶活性的因素 1、酶的活性： 指酶催化一定化学反应的能力。 2、酶催化能力高低的衡量标准 在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度。 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： ①温度 A、温度对酶的影响 在较低温度时，随着温度的升高，酶的活性也逐渐提高，达到最适温度时，酶的催化能力最高，但高于最适温度后，酶的催化能力迅速下降，最后完全失去催化能力。 B、果胶酶的最适温度 果胶酶的最适温度为45～500C。 C、讨论：高温使酶的活性丧失后，酶的活性可否恢复？为什么？ 不能恢复，因高温破坏了酶的分子结构，高温对酶造成不可逆的破坏。但低温使酶的活性丧失后，缓慢恢复其温度活性仍可恢复。 ②pH： A、 pH对酶的影响 酶的催化能力的发挥有一个最适pH ，在低于最适pH时，随着pH的升高，酶的催化能力也相应升高，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。 B、果胶酶的最适pH 果胶酶的最适pH范围为3.0～6.0。 ③酶的抑制剂： Fe3＋、Ca2＋、Zn2＋等金属离子对果胶酶有抑制作用。 你知道这些离子为什么能抑制酶的活性？ （四）果胶酶的用量 1、酶的生产 ①提取法： 采用各种技术，直接从动物或微生物的细胞或组织中将酶提取出来（在原料充分的地区得以应用）。 ②发酵法： 通过微生物发酵来获得人们所需的酶（20世纪50年代以来生产酶的主要方法），如用曲霉、青霉等微生物发酵生产果胶酶。 ③化学合成法： 成本比较高，只能合成已知结构的酶。 2、控制酶的用量 为了果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的用量。 二、实验设计 （一）探究温度对果胶酶活性的影响 1、实验原理 果胶酶的活性受温度影响。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、实验操作流程 （1）获取苹果泥； （2）保温——苹果泥和果胶酶分别进行；（多个温度） （3）混合后保温； （4）过滤。 讨论：为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？ 将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理，可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。 （二）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影响，处于最适pH