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1、人教版高中生物选修一果胶酶在果汁生产中的作用教学设计郏县第二高级中学 梁晓超教学目标(一)知识目标1.简述果胶酶的作用。 2.检测果胶酶的活性。3.探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量性的原因。4.搜集有关果胶酶应用的资料，提高学生的实验能力。(二)能力目标：通过有关试验和探究,使学生加深控制变量以及对照实验等的设计方法和探究能力 (三)情感目标：通过实验,培养学生科学探究精神和合作精神;过讨论果胶酶在果汁生产中的应用,体会研究生命科学的社会价值。教学重难点1.教学重点:温度和pH对果胶酶活性的影响。2.教学难点:实验设计,果胶酶的最适用量。教学方法：启发式教学。教学工具：多媒
2、体课件。教学过程【新课导入】同学们知道,我们国家盛产各种水果,但是由于收获的季节性强,易造成很多水果最终积压滞销,腐烂变质了。如果你是农商,你将如何处理收获的柑橘呢?对水果进行加工制成果汁、果干、果酒等，可解决滞销矛盾，也能提高经济效益。展示超市中水果区和果汁区。但是果汁在生产中存在两个问题（比较自榨果汁和瓶装果汁提问两者的区别）:一是果肉的出汁率低,耗时长，;二是榨取的果汁浑浊,黏度高,容易沉淀。怎么提高出汁率并使果汁变得澄清呢，人们往往用果胶酶和纤维素酶解决这个问题,那么这节课,我们就主要研究果胶酶在果汁生产中的作用。 【进行新课】一、基础知识 (一)酶的基础知识(2分钟) 回忆高一学习过
3、的有关酶的知识，回答一下问题:1、酶的概念? 2、酶的本质？3、酶的功能？4、酶的特性？活动:学习小组展示“温故知新”酶的相关知识点 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。 作用机理: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
4、(阅读课本P42的内容,完成学案,回答以下问题:)(10分钟) 思考:1.果胶是什么? 细胞壁的成分是什么？2.果胶对果汁的制取有何影响? 3.果胶酶的成分是什么？4.左图所示添加果胶酶后为什么澄清了（即果胶酶的作用）? 学习小组学生阅读课本经思考后自主回答：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? 果胶酶能分解纤维素吗？为什么？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。
5、果胶酶将果胶分解为半乳糖醛酸。4、果胶酶在果汁制作中的作用 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。 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(5分钟)1.什么叫酶活性?如何表示? 2.影响酶活性的因素有哪些？3. 高温使酶的活性丧失后,酶的活性可否恢复?为什么?学习小组学生阅读课本经思考后自主回答：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: 温度A、温度对酶的影响 在
6、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：为45-50 。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。 pH: 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。
7、 B、果胶酶的最适pH：最适pH范围为3.0-6.0。 酶的抑制剂: Fe3+、Ca2+、Zn2+等金属离子对果胶酶有抑制作用。底物浓度即酶的浓度都影响酶的活性。二、实验设计(20分钟) (一)设计实验探究“温度和PH对酶活性的影响”(10分钟)【学生讨论,设计试验方案】组织学生阅读教材（资料一），并把学生分成两组，按照实验设计的一般原则（对照原则、单一变量原则），分别完成探究温度对果胶酶活性的影响和探究PH对果胶酶的影响两个实验设计，并板书或展示其过程。思考以下问题，并用课件出示附表1、 本实验的自变量是什么，因变量和无关变量又是什么？自变量为温度和PH,因变量为酶活性，无关变量为苹果汁和果
8、胶酶的浓度、多少及保温时间等。2、 自变量如何进行定量控制，因变量如何进行有效检测，怎样严格控制无关量？自变量可用恒温水浴实现，可通过果汁产生量及清澈度来表示因变量，其他无关变量保持适宜并且相同条件。3、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。4、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?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应了果胶酶的催化分解果胶的
9、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。5、在探究温度或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?需要设置对照实验,不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照,这种对照称为相互对照。6、探究PH对果胶酶活性的影响的实验中，如果先将果泥和酶溶液混合，是否合理，为什么？不合理，理由同3。 (二)探究果胶酶的用量果胶酶价格很贵，在实际生产中要考虑生产成本，那么怎么才能确定酶的最适用量呢？结合（资料二）完成实验设计，并讨论相关问题。1、 探究酶的用量时，自变量是什么？无关变量是什么?该如何控制？酶的用量是自变量，温度、PH、酶的催化时间、果泥
10、的量等是无关变量，无关变量保持适宜并且相同条件。2、 有同学在做实验室，各组在足够长的时间后，得到的果汁体积相同，可能是什么原因？时间太长，果泥都反应生成了果汁。也可能加的酶量有些多造成的。3、 完成本实验设计。制备水果泥和果胶酶溶液放入恒温水浴中保温将果胶酶和苹果泥混合，放入恒温水浴中保温一段时间过滤测量果汁的体积。三、结果分析与评论：组织学生阅读课本相关内容，1、 让学生到黑板上画出温度、PH对酶活性的影响曲线。2、 变量控制的方法。3、 总结实验设计步骤的一般方法。取材（试剂）分组处理控制变量，施加一定条件（特别是自变量）反应（培养）一段时间观察实验现象，记录实验结果得出结论。板书设计：一、 基础知识1. 酶的基础知识； 2.果胶及果胶酶的作用； 3.酶活性以及影响酶活性的各种因素。二、 实验探究：1、探究温度PH对果胶酶活性的影响； 2、探究果胶酶的用三、结果分析与评论：作业：课时练。
