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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程标准课程标准1.研研究究酶酶的存在和的存在和简单简单制作的方法。制作的方法。 2.探究利用苹果制成果汁的最佳条件。探究利用苹果制成果汁的最佳条件。3.检测检测果胶果胶酶酶的活性。的活性。课标解读课标解读1.知知道果胶道果胶酶酶的作用。的作用。2.理解影响果胶理解影响果胶酶酶活性的因素。活性的因素。 1果胶酶的作用果胶酶的作用 (1)果果 胶胶 的的 成成 分分 及及 作作 用用 ： 果果 胶胶 是是 植植 物物 以以及及 的的主主要要组组成成成成分分之之一一，它它是是由由 聚聚合合而而成成的的一一种种高高分分子化合物，不溶于水。子化
2、合物，不溶于水。果胶酶的作用、酶活性及其影响因素果胶酶的作用、酶活性及其影响因素 细细胞壁胞壁胞胞间层间层半乳糖半乳糖醛醛酸酸 (2)果果胶胶酶酶的的作作用用：果果胶胶酶酶能能够够分分解解 ，瓦解植物的，瓦解植物的 ，使使榨榨取取果果汁汁变变得得 ，也也使使得得浑浑浊浊的的果果汁汁变变得得 。果果胶胶酶酶能能够够分分解解果果胶胶的的实实质质是是将将果果胶胶分分解解成成可可溶溶性性的的 。 (3)果果胶胶酶酶的的组组成成：果果胶胶酶酶并并不不特特指指某某一一种种酶酶，而而是是分分解解果果胶胶的的一一类类酶酶的的总总称称，包包括括 、 和和 等。等。果胶果胶细细胞壁及胞胞壁及胞间层间层更容易更容易
3、澄清澄清半乳糖半乳糖醛醛酸酸多聚半乳糖多聚半乳糖醛醛酸酸酶酶果胶分解果胶分解酶酶果胶酯酶果胶酯酶2酶的活性酶的活性是是指指酶酶 的的能能力力。酶酶活活性性的的高高低低可可以以用用在在一一定定条条件件下下，酶酶所所催催化化的的某某一一化化学学反反应应的的 来表示。来表示。3酶的反应速度酶的反应速度用用单单位位时间时间内、内、单单位体位体积积中反中反应应物的物的 或或产产物物的的 来表示。来表示。影影响响酶酶活活性性的的因因素素主主要要有有 、 和和 等。等。催化一定化学反催化一定化学反应应反反应应速度速度减少量减少量增加量增加量温度温度pH酶酶的抑制的抑制剂剂4酶的用量酶的用量酶酶用用量量过过多
4、多，会会导导致致酶酶的的 ；酶酶用用量量过过少少，会会 酶酶促促反反应应的的速速度度。因因此此要要得得到到适适宜宜的的酶酶用用量量，需需通通过过设设计计实实验验进进行行探探究。究。 思思维维激激活活1 果果胶胶酶酶的的合合成成场场所所在在哪哪里里？果果胶胶酶酶只存在于植物只存在于植物细细胞中胞中吗吗？提提示示果果胶胶酶酶的的化化学学本本质质是是蛋蛋白白质质，其其合合成成场场所所为为核核糖糖体体，果果胶胶酶酶并并非非只只存存在在于于植植物物细细胞胞中，植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。中，植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。浪浪费费限制限制1影响果汁产量的物质及处理方法影响果汁产量的物
5、质及处理方法 (1)影影响果汁响果汁产产量的物量的物质质种种类类：纤维纤维素、果胶。素、果胶。造造成成的的问问题题：果果肉肉的的出出汁汁率率低低，耗耗时时长长；果汁；果汁浑浊浑浊、黏度高，易、黏度高，易发发生沉淀。生沉淀。 (2)处处理方法理方法酶酶解法解法常用的常用的酶酶及其作用特点及其作用特点(如下表如下表)2.果胶酶的来源、化学本质、特性及功能果胶酶的来源、化学本质、特性及功能(见下表见下表)项项目目内容内容解解释释来源来源植物、微生物植物、微生物产产自核糖体自核糖体(由氨基酸由氨基酸缩缩合合产产生生)功能功能生物催化生物催化剂剂可分解果胶、瓦解植物可分解果胶、瓦解植物细细胞胞壁及胞壁及
6、胞间层间层作用作用特性特性高效性高效性专专一一性性作用条件作用条件较较温温和和易受温度易受温度pH及及抑制剂影响抑制剂影响催化效率非常高，可特异性催化效率非常高，可特异性地将果胶水解地将果胶水解为为可溶性半乳可溶性半乳糖糖醛醛酸，但酸，但对对反反应应条件要求条件要求苛刻苛刻应应用用食品加工食品加工业业使用量使用量最大的最大的酶酶制制剂剂之一之一在果汁加工中，在果汁加工中，应应用果胶用果胶酶酶制制剂剂可使榨取果汁更容易，可使榨取果汁更容易，且使且使浑浊浑浊的果汁的果汁变变得澄清得澄清特特别别提提醒醒自自然然界界中中的的酶酶并并不不完完全全适适于于在在生生活活和和生生产产上上应应用用，可可以以利利
7、用用“酶酶工工程程”技技术术对对酶酶进进行行改改造造，使使之之更更加加符符合合人人们们的的需需求。求。【巩固巩固1】 下下列关于果胶列关于果胶酶酶的叙述，正确的是的叙述，正确的是()。A果果胶胶酶酶包包括括多多聚聚半半乳乳糖糖醛醛酸酸酶酶、果果胶胶分分解解酶酶、果胶、果胶酯酯酶酶等等B果胶果胶酶酶的化学成分的化学成分为为固醇固醇C果胶果胶酶酶的催化作用不受温度影响的催化作用不受温度影响D果胶果胶酶酶可以催化多种化学反可以催化多种化学反应应解解析析果果胶胶酶酶同同其其他他大大多多数数酶酶一一样样，其其主主要要成成分分是是蛋蛋白白质质，其其催催化化作作用用受受温温度度和和pH等等因因素素的的影响，
8、果胶酶只能催化果胶的分解。影响，果胶酶只能催化果胶的分解。答案答案A1 1探究温度和探究温度和pHpH对对果胶果胶酶酶活性的影响活性的影响(1)(1)实实验验流流程程包包括括制制备备苹苹果果泥泥、设设置置一一系系列列具具有梯度的有梯度的 和和 、加加入入果果胶胶酶酶反反应应一段一段时间时间、 。(2)(2)该该实实验验的的自自变变量量是是 ，因因变变量量是是 ，检检测测因因变变量是通量是通过测过测定定 或或 来来实现实现的。的。果胶酶活性影响因素的实验探究果胶酶活性影响因素的实验探究 温度温度pH过滤过滤果汁果汁温度或温度或pH果胶果胶酶酶活性活性苹果汁的体苹果汁的体积积苹果汁的澄清度苹果汁的
9、澄清度2探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量(1)该该实实验验的的自自变变量量是是 ， 除除 此此 之之 外外 ， 影影 响响 果果 汁汁 产产 量量 的的 因因 素素 还还 有有 、 、酶酶催催化化反反应应的的时时间间、苹苹果果泥泥的用量等无关的用量等无关变变量。量。(2)判判断断的的思思路路是是：如如果果随随着着酶酶的的用用量量增增加加，过过滤滤到到的的果果汁汁的的体体积积也也增增加加，说说明明 ；如如果果当当酶酶的的用用量量增增加加到到某某个个值值后后，再再增增加加酶酶的的用用量量，过过滤滤到到的的果果汁汁的的体体积积不不再再改改变变，说说明明 。果胶果胶酶酶的量的量温度温度pH酶酶的用量不
10、足的用量不足酶酶的用量已的用量已经经足足够够思思维维激激活活2 探探究究果果胶胶酶酶活活性性的的温温度度或或pH最最适适值值，其其实验实验思路上有何共性？思路上有何共性？提提示示尽尽管管实实验验变变量量不不同同，但但通通过过设设置置梯梯度度来来确定最适值是两种实验设计思路上的共性。确定最适值是两种实验设计思路上的共性。1 1探究温度探究温度对对果胶果胶酶酶活性的影响活性的影响(1)(1)实实验验原理原理酶酶处处于最适温度于最适温度时时，活性最高，果肉的出汁率、，活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶果汁的澄清度与果胶酶酶的活性大小成正比。的活性大小成正比。(2)(2)实验变实验变量量自自变
11、变量是温度，因量是温度，因变变量是果汁的澄清度和出汁量是果汁的澄清度和出汁率。率。(3)(3)实验实验流程流程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)实实验验原理原理 果胶果胶酶酶的活性受的活性受pH的影响，的影响，处处于最适于最适pH时时，活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶酶的活性大小成正比。的活性大小成正比。(2)实验变实验变量量 自自变变量量是是pH，因因变变量量是是果果汁汁的的澄澄清清度度和和出出汁汁率。率。(3)实验实验流程流程3探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量(1)实实验验原理原理随随着着酶酶浓浓度度的的增增加加，
12、过过滤滤到到的的果果汁汁体体积积也也增增加加，说说明明酶酶的的用用量量不不足足；当当酶酶的的浓浓度度增增加加到到某某个个值值后后，再再增增加加酶酶的的用用量量，过过滤滤到到的的果果汁汁的的体体积积不不再再改改变变，说说明明酶酶的的用用量量已已经经足足够够，那么，那么，这这个个值值就是就是酶酶的最适用量。的最适用量。(2)实验变实验变量量自自变变量量：果果胶胶酶酶用用量量。因因变变量量：果果汁汁澄澄清清度和出汁率。度和出汁率。(3)实验实验流程流程特特别别提提醒醒(1)实实验验过过程程中中，除除控控制制自自变变量量外外，须须控制无关变量适宜且相同。控制无关变量适宜且相同。(2)结果分析与评价结果
13、分析与评价根根据据实实验验数数据据绘绘制制出出的的温温度度(或或pH)对对果果胶胶酶酶活活性的影响曲线，如图性的影响曲线，如图1。不同果胶酶用量对出汁量的影响曲线，如图不同果胶酶用量对出汁量的影响曲线，如图2。【巩固巩固2】 下下表是某同学探究温度表是某同学探究温度对对果胶果胶酶酶活性活性影响的影响的实验结实验结果。果。该结该结果不能果不能说说明明()。A. 温度影响果胶温度影响果胶酶酶的活性的活性B40 与与60 时时酶酶的活性相等的活性相等C50 是是该该酶酶的最适温度的最适温度D若若温温度度从从10 升升高高到到40 ，酶酶的的活活性性将将逐逐渐渐增增强强温度温度/ 10 20 30 4
14、0 50 60果汁量果汁量/mL234565解解析析温温度度影影响响酶酶的的活活性性，果果胶胶酶酶的的最最适适温温度度在在4060 之之间间，上上表表不不能能说说明明50 就就是是最最适适温温度度。在在低低于于最最适适温温度度时时，随随温温度度的的升升高高，酶酶的的活活性性增增强强；高高于于最最适适温温度度时时，随随温温度度的的升升高高，酶酶的的活活性性降降低低。温温度度对对酶酶活活性性的的影影响响曲曲线线图图是是钟钟罩罩形形的的，故故40 与与60 时时酶酶的催化效率相同。的催化效率相同。答案答案C【例例1】 下下列关于果胶列关于果胶酶酶的的说说法，正确的法，正确的()。A果果胶胶酶酶可可以
15、以分分解解细细胞胞壁壁的的主主要要成成分分纤纤维维素素B果果胶胶酶酶是是由由半半乳乳糖糖醛醛酸酸聚聚合合而而成成的的一一种种高高分分子化合物子化合物C果果胶胶酶酶不不特特指指某某种种酶酶，而而是是分分解解果果胶胶的的一一类类酶酶的的总总称称D果胶果胶酶酶的化学本的化学本质质是是RNA果胶酶及其功能果胶酶及其功能 深深度度剖剖析析因因为为酶酶具具有有专专一一性性，因因此此果果胶胶酶酶只只能能分分解解果果胶胶而而不不能能分分解解纤纤维维素素， 因因此此A错错误误；半半乳乳糖糖醛醛酸酸是是果果胶胶的的组组成成单单位位，而而不不是是果果胶胶酶酶的的组组成成单单位位，因因此此B错错误误；果果胶胶酶酶是是
16、能能够够分分解解果果胶胶的的一一类类酶酶的的总总称称，其其化化学学本本质质是是蛋蛋白白质质，基本组成单位是氨基酸，因此基本组成单位是氨基酸，因此D错误。错误。答案答案C【例例2】 下下列列A、B、C图图依次表示果胶依次表示果胶酶酶浓浓度一度一定定时时，果胶，果胶酶酶的反的反应应速度与反速度与反应应物物浓浓度、温度、温度、度、pH之之间间的关系，据的关系，据图图完成完成问题问题。果胶酶活性的影响因素果胶酶活性的影响因素(1)(1)图图A A中中，反反应应物物达达到到某某一一浓浓度度时时反反应应速速度度不不再再上升的原因是上升的原因是_。(2)(2)图图B B中中，b b点点所所对对应应的的温温度
17、度称称为为_ _ _。如如果果你你根根据据实实验验数数据据转转换换成成的的曲曲线线图图无无法法判判断断果果胶胶酶酶的最适温度，你将如何改的最适温度，你将如何改进进？(3)(3)图图B B中，曲中，曲线线abab段表明段表明_ _ _，bcbc段表明段表明_ _ _。酶酶虽虽然有高效性，但催化能力也有一定限度，然有高效性，但催化能力也有一定限度，当所有当所有酶酶都都发挥发挥了最高效能后，反了最高效能后，反应应物物浓浓度再度再增加，反增加，反应应速度也不增加，速度也不增加，这时这时受受酶酶浓浓度影响度影响最适温度最适温度应应据适宜温度范据适宜温度范围围确定确定间间隔近的温度梯度，重隔近的温度梯度，
18、重新新实验实验温度升高，温度升高，酶酶活性升高活性升高温度升高，温度升高，酶酶活性降低活性降低(4)(4)将将装装有有果果胶胶酶酶与与反反应应物物的的甲甲、乙乙两两试试管管分分别别放放入入12 12 和和90 90 水水浴浴锅锅中中，20 20 minmin后后取取出出，转转入入40 40 的的水水浴浴锅锅中中保保温温，两两试试管管内内的的反反应应：甲甲试试管管_ _ _， 乙乙试试管管_ _ _。(5)(5)图图C C表表示示了了果果胶胶酶酶浓浓度度、反反应应物物浓浓度度、温温度度等等一一定定时时，果果胶胶酶酶催催化化反反应应的的速速度度随随pHpH变变化化的的曲曲线线，实实验验时时可可根根
19、据据_ _ _ _来来判判定定果果胶胶酶酶的最适的最适pHpH。反反应应速度迅速增加速度迅速增加无催化反无催化反应应果汁的量果汁的量深深度度剖剖析析(1)酶酶的的催催化化能能力力也也是是有有一一定定限限度度的的，并并不会随反应物浓度的上升而无限上升。不会随反应物浓度的上升而无限上升。(2)图图B中中b点点所所对对应应的的为为酶酶的的最最适适温温度度。在在适适宜宜温温度度附附近近设设置置差差值值间间隔隔更更小小的的温温度度梯梯度度将将有有利利于于确确认认最最适适温度。温度。(3)图图B中中曲曲线线ab段段表表明明，在在最最适适温温度度之之前前，随随温温度度升升高高，酶酶活活性性升升高高，在在最最
20、适适温温度度之之后后，随随温温度度升升高高，酶活性降低。酶活性降低。(4)低低温温可可抑抑制制酶酶活活性性，当当温温度度升升高高时时酶酶活活性性尚尚可可恢恢复复，但但高高温温可可破破坏坏酶酶分分子子的的空空间间结结构构，即即使使温温度度降降低低，酶活性也不再恢复。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。确认果胶酶活性，可依据果汁量作为因变量。思维深化思维深化自变量与因变量及其之间的关系自变量与因变量及其之间的关系变量名称变量名称含义含义实例实例关系关系实验变量实验变量(自变量自变量)实验中实验者所实验中实验者所操纵的因素或条操纵的因素或条件件温度或温度或pH实验变量实验
21、变量为原因，为原因，反应变量反应变量是结果，是结果，二者是因二者是因果关系果关系反应变量反应变量(因变量因变量)由于实验变量而由于实验变量而引起的变化和结引起的变化和结果果果汁量果汁量无关变量无关变量除实验变量以外除实验变量以外的影响实验现象的影响实验现象或结果的因素或结果的因素酶的新酶的新鲜程度鲜程度1.1.果胶是植物组织的组成成分之一果胶是植物组织的组成成分之一, ,它主要存它主要存在于植物组织的哪一部分在于植物组织的哪一部分? ?（）（） 细胞核细胞核 细胞质细胞质 细胞间隙细胞间隙 细胞壁及胞间层细胞壁及胞间层果胶酶能将植物组织内的果胶分解成（）果胶酶能将植物组织内的果胶分解成（） 透
22、明果汁半乳糖醛酸透明果汁半乳糖醛酸 丙酮酸酶制剂丙酮酸酶制剂果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，它不包果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，它不包括括 A. A.多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶 B.B.果胶分解酶果胶分解酶 C. C.乳糖分解酶乳糖分解酶 D.D.果胶酯酶果胶酯酶DBC4 4同一个体内的各类活细胞所含的酶同一个体内的各类活细胞所含的酶A A种类有差异，数量相同种类有差异，数量相同 B B种类有差异，数量不同种类有差异，数量不同C C种类无差异，数量相同种类无差异，数量相同 D D种类无差异，数量不同种类无差异，数量不同5.5.下下图纵轴为图纵轴为酶酶反反应应速度，横速度，横轴为轴为底物
23、底物浓浓度，度，其中能正确表示其中能正确表示酶酶量增加量增加1 1倍倍时时，底物，底物浓浓度和反度和反应应速度关系的是速度关系的是BB6 6、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合装入一个容器内，调整酶和适量的水混合装入一个容器内，调整PHPH至至2.0,2.0,保存于保存于3737度的水浴锅内。过一段时间后，度的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质为容器内剩余的物质为: :A.A.淀粉、胃蛋白酶、多肽和水淀粉、胃蛋白酶、多肽和水B.B.唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水C.C.唾液淀粉酶、多肽、胃蛋白酶、水唾液
24、淀粉酶、多肽、胃蛋白酶、水D.D.唾液淀粉酶、麦芽糖、淀粉、胃蛋白酶、水唾液淀粉酶、麦芽糖、淀粉、胃蛋白酶、水A旁旁栏栏思考思考题题1 1为为什什么么在在混混合合苹苹果果泥泥和和果果胶胶酶酶之之前前要要将将苹苹果果泥泥和果胶和果胶酶酶分装在不同的分装在不同的试试管中恒温管中恒温处处理？理？ 提提示示将将苹苹果果泥泥和和果果胶胶酶酶分分装装在在不不同同试试管管中中有有利利于于确确保保在在酶酶和和底底物物混混合合前前分分别别达达到到预预设设的的温温度度，以排除温度差对实验结果的干扰。以排除温度差对实验结果的干扰。2 2在在探探究究温温度度和和pHpH的的影影响响时时，是是否否需需要要设设置置对对照
25、？如果需要，又照？如果需要，又应该应该如何如何设设置，置，为为什么？什么？提提示示本本实实验验中中有有对对照照实实验验，但但不不需需额额外外设设置置，因因为为不不同同温温度度和和pHpH梯梯度度之之间间就就可可以以作作为为对对照照，这这种种对对照称照称为为相互相互对对照。照。3 3A A同同学学将将哪哪个个因因素素作作为为变变量量，控控制制哪哪些些因因素素不不变变？为为什么要做什么要做这样这样的的处处理？理？B B同学呢？同学呢？提提示示A A同同学学将将温温度度或或pHpH作作为为变变量量，控控制制不不变变的的量量有有苹苹果果泥泥的的用用量量、果果胶胶酶酶的的用用量量、反反应应的的时时间间和
26、和过过滤滤的的时时间间等等。只只有有在在实实验验中中保保证证一一个个自自变变量量，实实验验结结果果才才能能说说明明问问题题。B B同同学学对对于于变变量量的的处处理理应应该该与与A A同同学学相相同同，只只是是观观察察因因变变量量的的角角度不同。度不同。4想想一一想想，为为什什么么能能够够通通过过测测定定滤滤出出的的苹苹果果汁汁的体的体积积大小来判断果胶大小来判断果胶酶酶活性的高低？活性的高低？提提示示果果胶胶酶酶将将果果胶胶分分解解为为小小分分子子物物质质，小小分分子子物物质质可可以以通通过过滤滤纸纸，因因此此苹苹果果汁汁的的体体积积大大小小反反映映了了果果胶胶酶酶催催化化分分解解果果胶胶的
27、的能能力力。在在不不同同的的温温度度和和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。解解析析本本题题考考查查酶酶活活性性的的检检测测方方法法。酶酶促促反反应应的的本本身身有有时时不不易易直直接接检检测测，但但是是通通过过一一定定的的方方法法，可可以以将将酶酶促促反反应应的的结结果果以以一一定定的的形形式式反反映映出出来来。本本题题中中果果胶胶酶酶的的催催化化作作用用是是不不能能直直接接检检测测的的，但但是是可可以以通通过过滤滤出出的的苹苹果果汁汁的的体体积积大大小小来来判判断断果果胶胶酶活性的高低。酶活性的高低。5当当探探究究温温度度对对果果胶胶酶酶
28、活活性性的的影影响响时时，哪哪个个因因素是自素是自变变量，哪些因素量，哪些因素应该应该保持不保持不变变？提提示示温温度度是是变变量量，应应控控制制果果泥泥量量、果果胶胶酶酶的的浓浓度度和和用用量量、水水浴浴时时间间和和混混合合物物的的pH等等所所有有其其他他条条件件不不变变。只只有有这这样样才才能能保保证证只只有有温温度度一一个个变变量量对对果胶酶的活性产生影响。果胶酶的活性产生影响。解解析析为为了了使使实实验验具具有有说说服服力力，对对照照实实验验的的设设计计要要控控制制单单一一变变量量，即即除除自自变变量量外外，其其他他可可能能影影响响实验结果的变量都应保持不变。实验结果的变量都应保持不变。练习练习解解析析大大规规模模生生产产比比实实验验室室制制备备考考虑虑的的因因素素要要多多，包包括括产产品品的的质质量量、生生产产效效率率、生生产产成成本本等等因因素素，而实验室制备则主要强调实验的结果。而实验室制备则主要强调实验的结果。答案答案大大规规模生模生产产与与实验实验室制室制备备的主要不同点是：的主要不同点是：有两次瞬有两次瞬间间高温高温灭灭菌。菌。酶酶处处理的理的时间时间相相对较对较长长。有离心分离步有离心分离步骤骤和和浓缩浓缩步步骤骤。
