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1、课题课题1果胶酶在果汁生产中的作用果胶酶在果汁生产中的作用课标领航课标领航1简述果胶酶的作用。简述果胶酶的作用。2检测果胶酶的活性。检测果胶酶的活性。3探究温度和探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量。果胶酶的最适用量。4搜集有关果胶酶应用的资料。搜集有关果胶酶应用的资料。【重点】【重点】探究温度和探究温度和pH对果胶酶活性的影对果胶酶活性的影响及果胶酶的最适用量。响及果胶酶的最适用量。【难点】【难点】相关的实验设计。相关的实验设计。情境导引情境导引由水果制作果汁要解决两个主要问由水果制作果汁要解决两个主要问题：一是果肉的出汁率低，耗时长；二是榨题：一是果肉
2、的出汁率低，耗时长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高，容易发生沉淀。取的果汁浑浊、黏度高，容易发生沉淀。而在生产中可用果胶酶和纤维素酶来解而在生产中可用果胶酶和纤维素酶来解决上述问题。决上述问题。基础自主梳理基础自主梳理一、果胶与果胶酶一、果胶与果胶酶1果胶果胶(1)作用：是植物作用：是植物_及胞间层的主要组及胞间层的主要组成成分之一。成成分之一。(2)成分：由成分：由_聚合而成的一种高分聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。子化合物，不溶于水。细胞壁细胞壁半乳糖醛酸半乳糖醛酸2果胶酶果胶酶(1)作用：能把作用：能把_分解成可溶性的半乳糖醛酸。分解成可溶性的半乳糖醛酸。(2)组成：是分解果胶的一类酶
3、的总称，包括组成：是分解果胶的一类酶的总称，包括_、果胶分解酶和、果胶分解酶和_等。等。(3)来源：来源：_、霉菌、酵母菌和、霉菌、酵母菌和_均能产生果均能产生果胶酶。由霉菌胶酶。由霉菌_生产的果胶酶，被广泛地应用生产的果胶酶，被广泛地应用于果汁加工业。于果汁加工业。果胶果胶多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶果胶酯酶果胶酯酶植物植物细菌细菌发酵发酵二、酶的活性与影响酶活性的因素二、酶的活性与影响酶活性的因素1酶的活性是指酶酶的活性是指酶_一定化学反应的能力，一定化学反应的能力，其活性高低用一定条件下，酶所催化的某一化学其活性高低用一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应的_来表示。来表示。2酶的
4、反应速度是指单位时间内、单位体积中酶的反应速度是指单位时间内、单位体积中反应物的反应物的_或产物的或产物的_。3影响酶活性的条件有影响酶活性的条件有_、pH和和_等。等。催化催化反应速度反应速度减少量减少量增加量增加量温度温度酶的抑制剂酶的抑制剂思考感悟思考感悟高温使酶的活性丧失后，可否再恢复，为什么？高温使酶的活性丧失后，可否再恢复，为什么？【提示】【提示】不能恢复。高温破坏了酶分子的空间不能恢复。高温破坏了酶分子的空间结构，对酶造成了不可逆的破坏。结构，对酶造成了不可逆的破坏。三、果胶酶的用量三、果胶酶的用量生产果汁时，为了使果胶酶得到充分的利用，需生产果汁时，为了使果胶酶得到充分的利用，
5、需要控制好要控制好_，用量多少常要通过实验，用量多少常要通过实验手段探究。手段探究。酶的用量酶的用量核心要点突破核心要点突破探究酶活性最适条件的实验设计探究酶活性最适条件的实验设计1探究温度对果胶酶活性的影响探究温度对果胶酶活性的影响(1)实验原理实验原理果胶酶活性受温度影响。处于最适温度时，活果胶酶活性受温度影响。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。酶的活性大小成正比。(2)操作步骤操作步骤实验温实验温度度30 35 40 45 50 55 60 65 70果汁量果汁量(mL)(3)注意事项注意事项在混合苹果泥
6、和果胶酶之前进行恒温处理的目在混合苹果泥和果胶酶之前进行恒温处理的目的是保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避的是保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免混合后的温度变化，确保实验结果的准确性。免混合后的温度变化，确保实验结果的准确性。通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶的活性的原理是：果胶酶将果胶分解为小分子酶的活性的原理是：果胶酶将果胶分解为小分子物质，可通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映物质，可通过滤纸，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的大小。了果胶酶催化分解果胶的能力的大小。本实验的实验对象是酶的活性，温度作为自变本实验的
7、实验对象是酶的活性，温度作为自变量，属于探究性的定量实验。自变量温度可设置量，属于探究性的定量实验。自变量温度可设置梯度来确定最适值。温度梯度越小，实验结果越梯度来确定最适值。温度梯度越小，实验结果越精确。精确。特别提醒特别提醒(1)本实验仍是对照实验本实验仍是对照实验(相互对照相互对照)，每支试管中，每支试管中苹果泥和果胶酶的用量要严格控制相等。苹果泥和果胶酶的用量要严格控制相等。(2)严格控制各实验组的严格控制各实验组的pH、操作的程序等。、操作的程序等。2探究探究pH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响(1)用搅拌器搅拌制成苹果泥，苹果泥来源要相同用搅拌器搅拌制成苹果泥，苹果泥来源要相同
8、(2)将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水浴将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水浴中保温中保温(3)将苹果泥和果胶酶分别加入将苹果泥和果胶酶分别加入9组实验用的试管组实验用的试管中中(pH梯度可设置为梯度可设置为5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0)，并快速混合调节，并快速混合调节pH(4)放进恒温水浴中反应一段时间放进恒温水浴中反应一段时间(5)将试管中的混合物过滤，并用量筒测量果汁将试管中的混合物过滤，并用量筒测量果汁体积，比较果汁的多少，确定最适体积，比较果汁的多少，确定最适pH(6)记录实验结果记录实验结果pH5.0 5.5 6.0 6.5 7.0
9、 7.5 8.0 8.5 9.0果汁量果汁量(mL)(2011年无锡高二检测年无锡高二检测)本课题的实验步骤本课题的实验步骤中，在完成中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥、试管中分烧杯中分别加入苹果泥、试管中分别注入果胶酶溶液、编号、编组别注入果胶酶溶液、编号、编组”之后，有下面之后，有下面两种操作：两种操作：方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的泥相混合，再把混合液的pH分别调至分别调至4、5、610。方法二：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果方法二：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的泥的pH分别调至分别调至4、5、610，
10、再把，再把pH相等的相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。果胶酶溶液和苹果泥相混合。(1)请问哪一种方法更为科学：请问哪一种方法更为科学：_，说明理，说明理由：由：_。(2)实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作，其目的是实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使使_，以减少实验误差。，以减少实验误差。(3)如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，当横坐标表示条件下，当横坐标表示pH，纵坐标表示，纵坐标表示_时，实验操作和记录是比较切实可行的。根据你时，实验操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，在下图的甲、乙、丙、丁中选对酶特性的了解，在下图的甲、
11、乙、丙、丁中选择一个最可能是实验结果的曲线图：择一个最可能是实验结果的曲线图：_。若实验所获得的最适宜若实验所获得的最适宜pHm，请你在所选的曲，请你在所选的曲线图中标出线图中标出“m”点的位置。点的位置。【尝试解答】【尝试解答】(1)方法二方法二的操作能够确保酶的反应环境方法二方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的从一开始便达到实验预设的pH(或回答或回答“方法一方法一的操作会在达到预定的操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化之前就发生了酶的催化反应反应”也可以也可以)(2)酶和反应物酶和反应物(果胶果胶)充分地接触充分地接触(3)果汁体积甲如图果汁体积甲如图【解析】【解
12、析】因为酶具有高效性，在有关酶的实因为酶具有高效性，在有关酶的实验的操作中一定要注意在酶与底物混合之前就验的操作中一定要注意在酶与底物混合之前就要先改变变量要先改变变量(如温度、如温度、pH等等)，否则实验结果，否则实验结果就不准确。实验中搅拌的目的都是一致的，使就不准确。实验中搅拌的目的都是一致的，使酶和反应物酶和反应物(果胶果胶)充分地接触。果汁的体积便于充分地接触。果汁的体积便于测量和比较，易作为此实验的观察指标。果胶测量和比较，易作为此实验的观察指标。果胶酶在催化果胶水解最适宜的酶在催化果胶水解最适宜的pH条件下产生的果条件下产生的果汁是最多的。汁是最多的。【探规寻律】【探规寻律】(1
13、)在探究在探究pH影响酶的活性时，也影响酶的活性时，也应该注意在混合前酶与底物的应该注意在混合前酶与底物的pH必须先达到实验必须先达到实验要求的要求的pH。(2)探究最适温度时，探究最适温度时，pH为不变量；探究最适为不变量；探究最适pH时，温度为不变量。第一轮实验通常设置梯度差时，温度为不变量。第一轮实验通常设置梯度差较大，缩小范围后，在第二轮实验中可设置较小较大，缩小范围后，在第二轮实验中可设置较小的梯度差。的梯度差。跟踪训练跟踪训练探究温度、探究温度、pH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响和探究果胶酶用量的三个实验中，实验变量依次和探究果胶酶用量的三个实验中，实验变量依次为为()A温度
14、、酶活性、酶用量温度、酶活性、酶用量B苹果泥用量、苹果泥用量、pH、果汁量、果汁量C反应时间、酶活性、酶用量反应时间、酶活性、酶用量D温度、温度、pH、果胶酶用量、果胶酶用量解析：解析：选选D。首先要明确实验变量、反应变量等。首先要明确实验变量、反应变量等基本概念，在此基础上，针对三个探究实验进行基本概念，在此基础上，针对三个探究实验进行分析。实验一为探究果胶酶的最适温度，实验二分析。实验一为探究果胶酶的最适温度，实验二为探究果胶酶的最适为探究果胶酶的最适pH，实验三为探究果胶酶，实验三为探究果胶酶的最适用量，从而选出正确答案。的最适用量，从而选出正确答案。探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量1实
15、验原理实验原理本实验是一个探究性的实验，实验变量就是果胶本实验是一个探究性的实验，实验变量就是果胶酶的用量，反应变量就是过滤出的果汁的体积。酶的用量，反应变量就是过滤出的果汁的体积。在实验过程中，要注意控制在实验过程中，要注意控制pH、温度、酶催化、温度、酶催化反应的时间、苹果泥的用量等无关变量对实验的反应的时间、苹果泥的用量等无关变量对实验的影响。影响。2实验流程实验流程(1)准确称取纯的果胶酶准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg，配制成，配制成相等体积的酶溶液，取等量放入相等体积的酶溶液，取等量放入9支试管中，依支试管中，依次编号为次编号
16、为19号号(2)制取苹果泥并称制取苹果泥并称45g苹果泥，分装入苹果泥，分装入9支试管支试管中，每支试管中分装中，每支试管中分装5g，依次编号为，依次编号为19号号(3)将上述试管放入将上述试管放入37的恒温水浴中平衡内外的恒温水浴中平衡内外温度温度(4)一段时间后将装有不同含量的果胶酶的试管分一段时间后将装有不同含量的果胶酶的试管分别迅速与各自相对应编号的试管的苹果泥混合，别迅速与各自相对应编号的试管的苹果泥混合，然后再放入恒温水浴中然后再放入恒温水浴中(5)记录反应时间，约记录反应时间，约20min(6)过滤后测量果汁体积过滤后测量果汁体积盛有苹果泥的盛有苹果泥的试管试管123456789盛有果胶酶的盛有果胶酶的试管试管123456789果汁量果汁量(mL)某同学已经探究了果胶酶的最适温度为某同学已经探究了果胶酶的最适温度为45、最适、最适pH为为4.8。如果进一步研究果胶酶的最。如果进一步研究果胶酶的最适用量，在合理设置果胶酶的用量梯度之后，通适用量，在合理设置果胶酶的用量梯度之后，通过苹果泥的出汁量来判断酶的最适用量，请完成过苹果泥的出汁量来判断酶的最适用量，请完成实验并回答问
