1、课题背景课题背景我国每年上市的新鲜水果我国每年上市的新鲜水果品种多、数量大。但由于品种多、数量大。但由于收获的季节性强，易造成收获的季节性强，易造成积压滞销，腐烂变质。水积压滞销，腐烂变质。水果的加工技术，（果的加工技术，（制作果制作果汁、果干、果粉和国酒汁、果干、果粉和国酒）可以缓解产销矛盾。可以缓解产销矛盾。一一.果肉的出汁率低果肉的出汁率低,耗时长耗时长二榨取的果汁浑浊，黏度高，二榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀易发生沉淀制作果汁要解决两个问题制作果汁要解决两个问题怎样解决？怎样解决？使用使用果胶酶果胶酶课题课题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专题四专题四 酶的研究
2、与应用酶的研究与应用1 1、酶的概念、酶的概念基础知识基础知识：温故知新：温故知新 酶是酶是活细胞活细胞所产生的具有所产生的具有生物催化生物催化作用作用的一类特殊的的一类特殊的有机物有机物；蛋白质（蛋白质（大大多数）或多数）或RNARNA；基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸在各种化学反应中起在各种化学反应中起催化催化作用作用2 2、酶的本质、酶的本质3 3、酶的功能、酶的功能4 4、酶的特性、酶的特性（1 1）高效性）高效性（2 2）专一性）专一性（3 3）需要适宜的条件）需要适宜的条件原因：原因：酶能酶能降低降低化学反应的活化能，从而使化学反应的活化能，从而使反
3、应能够迅速的进行。反应能够迅速的进行。基础知识基础知识阅读阅读课本课本P42P42的内容，的内容，回答回答以下问题：以下问题：（1 1）细胞壁的组成成分？）细胞壁的组成成分？（2 2）果胶的单体是什么？）果胶的单体是什么？（3 3）果胶酶的作用？）果胶酶的作用？1 1、果胶、果胶是植物是植物细胞壁以及胞间层细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，的主要组成成分之一，它是由它是由半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚合而成的一种聚合而成的一种高分子化合物高分子化合物，不溶于水。不溶于水。思考：思考：要破坏植物的细胞壁，你有什么方法？要破坏植物的细胞壁，你有什么方法？结果一样吗？结果一样吗？基础知识基础知识（一）果胶
4、酶的作用（一）果胶酶的作用2 2、果胶对果汁制作的影响：、果胶对果汁制作的影响：是分解果胶的一类酶的总称，包括是分解果胶的一类酶的总称，包括半乳半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。等。影响影响果汁的果汁的出汁率出汁率，还会，还会使果汁浑浊使果汁浑浊。基础知识基础知识（一）果胶酶的作用（一）果胶酶的作用3 3、果胶酶：、果胶酶：4 4、果胶酶在果汁制作中的作用、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；提高水果的分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层；提高水果的出汁率出汁率使果胶水解为半乳糖醛酸，并使果汁变得澄清。使果胶水解为半乳糖醛酸，并使果汁变
5、得澄清。1 1、果胶、果胶1 1、酶的活性、酶的活性2 2、酶催化能力高低的衡量标准、酶催化能力高低的衡量标准指酶催化一定化学反应的能力。指酶催化一定化学反应的能力。在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的反反应速度应速度来表示。来表示。酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的的减少量减少量或产物的或产物的增加量增加量来表示。来表示。基础知识基础知识（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3 3、影响酶活性的因素：、影响酶活性的因素：温度温度 pHpH：酶的抑制剂：酶的抑制剂：A A、温度对
6、酶的影响、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。度后，酶的催化能力迅速下降，最后完全失去催化能力。基础知识基础知识（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3 3、影响酶活性的因素：、影响酶活性的因素：温度温度 pH pH 酶的抑制剂酶的抑制剂B B、果胶酶的最适温度、果胶酶的最适温度果胶酶的最适温度为果胶酶的最适温度为454550500 0C C。C C、讨
7、论：、讨论：高温使酶的活性丧失后，酶的活性可否恢复？高温使酶的活性丧失后，酶的活性可否恢复？为什么？为什么？不能恢复，因高温破坏了酶的分子结构，高温对酶造不能恢复，因高温破坏了酶的分子结构，高温对酶造成不可逆的破坏。但低温使酶的活性被抑制后，缓慢恢复成不可逆的破坏。但低温使酶的活性被抑制后，缓慢恢复其温度活性仍可恢复。其温度活性仍可恢复。1 1、分别用、分别用0 00 0C C和和1001000 0C C的温度处理某种酶后，酶都的温度处理某种酶后，酶都没有活性，但（没有活性，但（）A A、经过、经过0 00 0C C处理的酶活性能够恢复处理的酶活性能够恢复 B B、经过、经过1001000 0
8、C C处理的酶活性能够恢复处理的酶活性能够恢复 C C、经过、经过0 00 0C C处理的酶的空间结构遭破坏处理的酶的空间结构遭破坏 D D、经过、经过1001000 0C C处理的酶被水解成了氨基酸处理的酶被水解成了氨基酸基础知识基础知识（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A A、pHpH对酶的影响对酶的影响 酶的催化能力的发挥有一个最适酶的催化能力的发挥有一个最适pH pH，在低于最，在低于最适适pHpH时，随着时，随着pHpH的升高，酶的催化能力也相应升的升高，酶的催化能力也相应升高，高于最适高，高于最适pHpH时，随着时，随着pHpH的升高，酶的活性逐的升高，
9、酶的活性逐渐下降，渐下降，pHpH过高或过低会使蛋白质变性，当蛋白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。质变性后，酶也就完全丧失了活性。基础知识基础知识（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3 3、影响酶活性的因素：、影响酶活性的因素：温度温度 pH pH 酶的抑制剂酶的抑制剂B B、果胶酶的最适、果胶酶的最适pHpH果胶酶的最适果胶酶的最适pHpH范围为范围为3.03.06.06.0。2 2、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和将乳清蛋白、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，调整适量的水混合装入一个容器内，调整pHpH
10、至至2.02.0，保，保存于存于37370 0C C的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是（的物质是（）A A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水、淀粉、胃蛋白酶、多肽、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、胃蛋白酶、多肽、水、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水D D、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水提示：提示：唾液淀粉酶最适唾液淀粉酶最适pHpH6.86.8，其化学本质是蛋白质，其化学本质是蛋白质基础知识基础知识（二）酶的活性与影响酶活性的因素二）酶的活性与影响酶活
11、性的因素酶的抑制剂：酶的抑制剂：FeFe3 3、CaCa2 2、ZnZn2 2等金属离子对果胶酶有抑制等金属离子对果胶酶有抑制作用。作用。基础知识基础知识 （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3 3、影响酶活性的因素：、影响酶活性的因素：温度温度 pH pH 酶的抑制剂酶的抑制剂1 1、酶的生产、酶的生产提取法：提取法：采用各种技术，直接从动物或微生物的细胞或采用各种技术，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）。组织中将酶提取出来（在原料充分的地区得以应用）。发酵法：发酵法：通过微生物发酵来获得人们所需的酶（通过微生物发酵来获得人们所
12、需的酶（2020世世纪纪5050年代以来生产酶的主要方法），如用年代以来生产酶的主要方法），如用曲霉、青霉曲霉、青霉等等微生物发酵生产果胶酶。微生物发酵生产果胶酶。基础知识基础知识（三）果胶酶的用量（三）果胶酶的用量化学合成法：化学合成法：成本比较高，只能合成已知结构的酶。成本比较高，只能合成已知结构的酶。2 2、控制酶的用量、控制酶的用量 为了使果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好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。酶的用量。实验设计的实验设计的2 2个基本原则：个基本原则：1 1、对照原则、对照原则2 2、单一变量原则、单一变量原则2 2、实验操作流程、实验操作
13、流程你能设计吗？你能设计吗？实验设计实验设计（1-11-1）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思考：思考：1 1、你打算设置多少个温度值？、你打算设置多少个温度值？2 2、你如何得到苹果泥？、你如何得到苹果泥？3 3、你怎样保证在任一温度装置中苹果泥和果胶酶及混合、你怎样保证在任一温度装置中苹果泥和果胶酶及混合后温度的一至？后温度的一至？4 4、你依据什么来判定果胶酶的活性大小的大小？、你依据什么来判定果胶酶的活性大小的大小？果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时，活性最果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时，活性最高。高于或低于此值时活性均下降。果肉的出汁率、果高。高于或
14、低于此值时活性均下降。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比 设计记录数据的表格设计记录数据的表格 结果分析与评价：结果分析与评价：A A、根据表中数据画曲线图；、根据表中数据画曲线图；P45P45B B、据曲线说明温度是如何影响酶的活性的？、据曲线说明温度是如何影响酶的活性的？温度温度oC303540455055606570果汁果汁量量/ml/ml 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可以保证底物和酶在混合时的温度是相同温度是相同的，避的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物
15、的温度，从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而影响果胶酶活性的问题。问问1 1：为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果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？胶酶分装在不同的试管中恒温处理？实验设计实验设计（1-11-1）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 果胶酶的活性受果胶酶的活性受pHpH影响，处于最适影响，处于最适pHpH，酶的活性最高，酶的活性最高，高于或低于此值活性均下降。果肉的出汁率、果汁的澄清高于或低于此值活性均下降。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。度与果胶酶的活性大小
16、成正比。2 2、实验操作流程、实验操作流程 请你设计。请你设计。实验设计实验设计（1-21-2）探究）探究pHpH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响 探究探究pHpH对果胶酶活性的影响，只须将温度梯度改对果胶酶活性的影响，只须将温度梯度改成成pHpH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的应液中的pHpH可以通过体积分数为可以通过体积分数为0.1%0.1%的的NaOHNaOH或或HClHCl溶液溶液进行调节进行调节。问问2在探究温度或在探究温度或pH的影响时，是否需要设置对照？如的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设置？为什么？
17、果需要，又应该如何设置？为什么？提示：需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或不提示：需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的同的pHpH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照相互对照问问3提示：提示：A A同学将温度或同学将温度或pHpH作为变量，控制不变的量有作为变量，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，实验结果才能说明问等。只有在实验中保证一个自变量，实验结果才能说明问题。题。B B同学对于变量的处理应该与同学对于变量的处理应该与A A
18、同学相同，只是观察因同学相同，只是观察因变量的角度不同变量的角度不同实验设计实验设计（1-21-2）探究）探究pHpH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响 果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通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能力。在不同的温度和果胶的能力。在不同的温度和pHpH下，果胶酶的活性越大，下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。苹果汁的体积就越大。4 4想一想想一想:为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大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
19、酶活性的高低？小来判断果胶酶活性的高低？提示：温度是变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度和提示：温度是变量，应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的用量、水浴时间和混合物的pHpH等所有其他条件不变。只有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。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。问问5 5当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是变当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是变量，哪些因素应该保持不变？量，哪些因素应该保持不变？实验设计实验设计（1-21-2）探究）探究pHpH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响实验原理实验原理 探究果
20、胶酶的用量是建立在探究最适温度和探究果胶酶的用量是建立在探究最适温度和pHpH对果胶酶活性影响的基础之上的。此时，研对果胶酶活性影响的基础之上的。此时，研究的变量是究的变量是 ，其他因素都，其他因素都应应 。果胶酶的用量果胶酶的用量保持不变保持不变实验设计实验设计 (1-3)(1-3)探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量2 2、实验操作、实验操作 请你设计。请你设计。实验设计实验设计 (2)(2)探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量 一般为一般为50mg/l50mg/l左右，因为用此浓度处理左右，因为用此浓度处理果汁果汁2 24 4小时后果汁率增加小时后果汁率增加1010后不再增加。后不再增加。在最适
21、温度和在最适温度和pHpH条件下制作条件下制作1 1升苹果汁，升苹果汁，使用多少果胶酶最合适？使用多少果胶酶最合适？实验设计实验设计 (2)(2)探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量一、基础知识一、基础知识 1.酶：概念、本质、功能、特性酶：概念、本质、功能、特性 2.果胶与果胶酶果胶与果胶酶 3.影响酶活性的因素：温度、影响酶活性的因素：温度、PH、酶的抑制剂、酶的抑制剂 4.果胶酶的用量果胶酶的用量二、实验设计：二、实验设计：1.对照原则对照原则 2.单一变量原则单一变量原则1、有关、有关“酶、酶的活性与影响酶活性的因素酶、酶的活性与影响酶活性的因素”，说法不正确的是说法不正确的是（）A、酶的
22、活性是指：酶催化一定化学反应的能力。、酶的活性是指：酶催化一定化学反应的能力。酶的活性高低可用一定条件下的酶促反应速酶的活性高低可用一定条件下的酶促反应速 度来表示，即单位时间、单位体积内度来表示，即单位时间、单位体积内 反应物反应物 消耗量消耗量 或或 产物生成量来表示。产物生成量来表示。B、酶的基本作用是催化作用，催化的机理是降、酶的基本作用是催化作用，催化的机理是降 低反应的活化能。低反应的活化能。C、影响酶活性的因素有温度、影响酶活性的因素有温度、PH 、激活剂、激活剂 和抑制剂等。和抑制剂等。D、酶是活细胞产生的具有生物催化作用的蛋白质。、酶是活细胞产生的具有生物催化作用的蛋白质。D
23、 D2 2关于果胶酶的说法正确的是（关于果胶酶的说法正确的是（）A A果胶酶可以分解细胞壁的主要成分纤维素果胶酶可以分解细胞壁的主要成分纤维素B B果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分 子化合物子化合物C C果胶酶不特指某酶，而是分解果胶的一类酶果胶酶不特指某酶，而是分解果胶的一类酶 的总称的总称D D果胶酶的化学本质是蛋白质或果胶酶的化学本质是蛋白质或RNARNA3 3下列不是果胶酶成分的是（下列不是果胶酶成分的是（）A A纤维素酶纤维素酶 B.B.果胶分解酶果胶分解酶 C C多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶 D.D.果胶酯酶果胶酯酶CA4下列关于果胶
24、酶作用的叙述错误的是（下列关于果胶酶作用的叙述错误的是（）A果胶酶是催化剂可改变反应速度果胶酶是催化剂可改变反应速度B果胶酶能分解果胶，瓦解植物的细胞壁及果胶酶能分解果胶，瓦解植物的细胞壁及 胞间层胞间层C在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清D果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸D5 5如图表示某研究小组在探究果胶酶的用量的实如图表示某研究小组在探究果胶酶的用量的实验结果。下列有关说法不正确的是验结果。下列有关说法不正确的是()。A A在在ABAB段限制反应速率的主要因素是酶的用量段限制反应速率的主要因素是酶的用量B B在在B
25、CBC段限制反应速率的因素是温度、段限制反应速率的因素是温度、pHpH、反应物浓度、反应物浓度C C在在ACAC段增加反应物浓度，可以明显加快反应速率段增加反应物浓度，可以明显加快反应速率D D在该实验给定条件下，果胶酶的最佳用量是在该实验给定条件下，果胶酶的最佳用量是B B点对应的值点对应的值C下图是研究人员对黑曲霉下图是研究人员对黑曲霉A1果胶酶性质的研究结果，据图分析温果胶酶性质的研究结果，据图分析温度、度、pH和和Ca2浓度等与酶活力的关系。浓度等与酶活力的关系。(1)(1)从上图可以看出，对酶活力影响最小的是从上图可以看出，对酶活力影响最小的是 _。(2)(2)若探究温度对黑曲霉若探究温度对黑曲霉A1A1果胶酶活力的影响，则在该实果胶酶活力的影响，则在该实验中，实验组和对照组的验中，实验组和对照组的pHpH及及CaCa2 2浓度是否需要进行浓度是否需要进行调节？调节？_。若需要调节，则。若需要调节，则pHpH及及CaCa2 2浓度分别调浓度分别调节到节到_和和_ _ _。其原因是。其原因是_。Ca2浓度浓度CaCa2 2浓度浓度需要需要4 4 1 1单一变量原则，无关变量相同且适宜单一变量原则，无关变量相同且适宜 作业作业 优化学案对应练习优化学案对应练习
