生物选修果胶酶在果汁生产中的作用.ppt

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1、专题4 酶的研究与应用,课题1 果胶酶在果汁 生产中的作用,课题目标：1、简述果胶酶的作用,检测果胶酶的活性；2、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。课题重点：温度和pH对果胶酶活性的影响。课题难点：果胶酶的最适用量。,(一)细胞壁的结构及作用：,作用是什么？特点？结构组成？,保护植物细胞；支撑植物细胞,弹性小；全透性,纤维素、果胶,基础知识,(一)果胶酶的作用1、果胶:植物细胞壁及胞间层的主要成分之一，是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，它在植物细胞间层和初生壁中与纤维素结合在一起，是重要的黏合和支撑物质。新鲜水果、根、叶和绿茎中特别丰富。果胶本身不溶于水，但由于含有

2、亲水基团，果胶与水有强大结合力，是有力的凝胶化剂。,2、果胶酶：指分解果胶质的多种酶的总称。成分:作用:能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层。使榨取果汁变的更容易。而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变澄清。,包括多聚半乳糖醛酸酶，果胶分解酶和果胶酯酶等。,【巩固1】下列关于果胶酶的叙述，正确的是()。A果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等B果胶酶的化学成分为固醇C果胶酶的催化作用不受温度影响D果胶酶可以催化多种化学反应解析果胶酶同其他大多数酶一样，其主要成分是蛋白质，其催化作用受温度和pH等因素的影响，果胶酶只能催化果胶的分解。答案A,2.酶的活性与影响酶活性的因

3、素,指酶催化一定化学反应的能力。酶反应速度用单位时间内单位体积中反应物的减少量或生成物的增加量来表示.,(1)酶的活性,(2)影响酶活性的因素,a.温度,b.pH,C.酶的抑制剂,.果胶酶的用量,生产果汁时,为了使果胶酶得到充分的利用,节约成本,需要控制好酶的用量。,实验设计,1、设计实验方案；2、动手实验；3、记录实验结果；4、得出结论,温度和PH对唾液淀粉酶活性的影响,在一恒定的温度下通过设置PH梯度来确定酶催化反应的最适PH，然后在一恒定的PH下，设置温度梯度来确定最适温度。,资料一：探究温度和pH对酶活性的影响,（一）温度对果胶酶活性的影响,原理：在一恒定PH下通过设置温度梯度来确定酶

4、催化反应的最适温度。,流程示意图：,搅拌器搅拌制成苹果泥均分装入,等量果胶酶水溶液,9支试管,9支试管,各取一支分9组分别放入30，35，40，45，50，55，60，65，70的恒温水箱中恒温加热,待试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内恒温保持10分钟,过滤果汁，用量筒测量果汁的量 做好记录,注意事项：,1与其他工业用酶基本相同，果胶酶的适宜温度范围也比较宽泛，因此，可以选用10 作为温度梯度，设置的具体温度为10、20、30、40、50 和60 等，也可以尝试以5 作为温度梯度。,2苹果、橙子和葡萄等水果都可以作为反应物，水果不用去皮。如用苹果为原材料，一般可按每个中等大小的苹

5、果加水100200 mL的比例进行搅拌，获得稀的苹果泥。,记录表格：,（二）PH对果胶酶活性的影响,原理：在一恒定温度下通过设置PH梯度来确定酶催化反应的最适PH。,3果泥的用量可以采用5 mL左右，果胶酶的用量可采用质量浓度为2%的果胶酶溶液2 mL。4水浴时间可以为2030 min。5过滤果汁时，漏斗中应放置滤纸。,6探究pH对果胶酶活性的影响，只须将温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以通过体积分数为0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。,流程示意图：,搅拌器搅拌制成苹果泥均分装入,等量果胶酶水溶液,5支试管恒温水浴保温,5支试管恒温水浴保温,各取一支

6、分5组分别调节PH为5.0，6.0，7.0，8.0，9.0（可用0.1%的NaOH溶液和稀盐酸进行调节）,待试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同PH的苹果泥内恒温保持10分钟,过滤果汁，用量筒测量果汁的量做好记录,(资料二)探究果胶酶的用量,探究果胶酶的用量是建立在探究最适温度和pH对果胶酶活性影响的基础之上的。此时，研究的变量是，其他因素都应。,果胶酶的用量,保持不变,当酶的用量增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不在改变，则说明酶的用量已经足够，那么这个值就是酶的最适量。例如：,资料二 探究果胶酶的用量两种设计方案：,自变量的控制：第一种可采用同浓度不同体积的果胶酶溶液；第二种

7、可采用同体积不同浓度的果胶酶溶液设计对照实验，其他无关变量保持一致。,实验流程：1.准确称取纯的果胶酶1,2,3,4,5,6,7,8,9(mg)配制成相等体积的酶的水溶液，取等量放入9支试管中，依次编号19号。,2.制取苹果泥45克，分别等量装入9支试管，依次编号为19号。3.一段时间后将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合，放入恒温水箱中。4.不断搅拌，约20分钟后，过滤并测量果汁。,看视频,【巩固2】下表是某同学探究温度对果胶酶活性影响的实验结果。该结果不能说明()。A.温度影响果胶酶的活性B40 与60 时酶的活性相等C50 是该酶的最适温度D若温度从10 升高到40，酶的活性将

8、逐渐增强,C,旁栏思考题1为什么在混合苹果泥和果胶酶之前要将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？确保在酶和底物混合前分别达到预设的温度，以排除温度差对实验结果的干扰。,2在探究温度和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？本实验中有对照实验，不需额外设置，因为不同温度和pH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。,知识回顾自变量与因变量及其之间的关系,3A同学将哪个因素作为变量，控制哪些因素不变？为什么要做这样的处理？B同学呢？A同学将温度或pH作为变量，控制不变的量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应的时间和过滤的时间等。只有在实验中保证一个自变量，实验结

9、果才能说明问题。B同学对于变量的处理应该与A同学相同，只是观察因变量的角度不同。,4想一想，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？果胶酶将果胶分解成的小分子物质可以通过滤纸，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。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当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是自变量，哪些因素应该保持不变？提示温度是变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间、过滤时间和pH等所有其他条件不变。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。解析为了使实验具有说服力，对照实验的设计要控制单一变量，即除自

10、变量外，其他可能影响实验结果的变量都应保持不变。,练习解析大规模生产比实验室制备考虑的因素要多，包括产品的质量、生产效率、生产成本等因素，而实验室制备则主要强调实验的结果。答案大规模生产与实验室制备的主要不同点是：有两次瞬间高温灭菌。酶处理的时间相对较长。有离心分离步骤和浓缩步骤。,小结：,1 果胶,存在,果汁出汁率低,果胶酶,半乳糖醛酸,果汁出汁率高，果汁澄清,2 探究果胶酶的活性（1）温度对果胶酶活性的影响（2）PH对果胶酶活性的影响,3 探究果胶酶的最适用量 在最适用量前，酶量增加，催化速度加快。在最适用量后，酶量增加，催化速度不变。,影响果汁产量的因素：温度、pH、果胶酶的用量、酶催化

11、反应的时间、苹果泥的用量等。,试用曲线图表示：,影响酶活性的因素,反应速率,酶的浓度,受酶浓度制约,前提：底物足够多时,酶的催化机理：与底物相结合,影响酶催化反应速率的因素有温度、反应物浓度、酶的浓度等.右下图表示在最适温度下,某种酶的催化反应速率与反应物浓度之间的关系.有关说法正确的是（）A在A点增加反应物浓度,反应速率将加快 B在C点增加反应物浓度,反应速率将加快 C若在A点提高反应温度,反应速率会加快 D若在B点增加酶的浓度,反应速率会减慢,A,练习巩固,1、果胶酶能将植物组织内的果胶分解成A 透明果汁 B 半乳糖醛酸C 丙酮酸 D 酶制剂2、下列哪一项不是影响果胶酶活性的条件A 温度

12、B pH C 酶的抑制剂 D 底物的浓度过高,3、酶反应速度可用哪一项来表示A 单位时间内反应物的减少量B 单位时间内产物的增加量C 单位体积内产物的增加量D 单位时间内、单位体积内反应物的减少量或生成物的增加量4、果胶酶是是分解果胶的一类酶的总称，它不包括A 多聚半乳糖醛酸酶 B 果胶分解酶C 乳糖分解酶 D 果胶脂酶,5、在用果胶酶处理果泥时，为了使果胶酶能充分地催化反应，应采取的措施是A 加大苹果泥用量 B 加大果胶酶用量C 进一步提高温度D 用玻棒不时地搅拌反应混合物,4.（2003上海高考题）如图，纵轴为酶反应速度，横轴底物浓度，其中正确表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速度的是（）,A B C D,B,