1、专题专题4 酶的研究与应用酶的研究与应用课题课题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思考讨论思考讨论酶普遍存在于动、植物和微酶普遍存在于动、植物和微生物中，将酶从生物组织或生物中，将酶从生物组织或细胞以及发酵液中提取出来，细胞以及发酵液中提取出来，可加工成具有一定纯度标准可加工成具有一定纯度标准的生化酶制剂。的生化酶制剂。酶具有酶具有哪些独特的优哪些独特的优点，其本质是点，其本质是什么什么?高效性高效性专一性强专一性强 作用条件温作用条件温和和 酶的本质主要是蛋酶的本质主要是蛋白质白质,少数是少数是RNA.在生物在生物体内外体内外均可均可发挥作用发挥作用作用机理：作用机理：酶能
2、酶能降低降低化学反应的化学反应的活化能，从而使活化能，从而使反应能够迅速的反应能够迅速的进行。在各种化进行。在各种化学反应中起学反应中起催化催化作用作用一一.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果汁的制作中要解决两果汁的制作中要解决两个问题：个问题：加加果果胶胶酶酶 为什么能够提高为什么能够提高水果的出汁率并使水果的出汁率并使果汁变得澄清？果汁变得澄清？果胶酶有什么作用？果胶酶有什么作用？细胞壁细胞壁胞间层胞间层 果胶果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由成分之一，它是由
3、半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚合而成的一聚合而成的一种种高分子化合物高分子化合物，不溶于水不溶于水。果胶果胶 果胶果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由成分之一，它是由半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚合而成的一聚合而成的一种种高分子化合物高分子化合物，不溶于水不溶于水。在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。还会使果汁浑浊。果胶果胶 果胶酶能够分解果胶酶能够分解果胶果胶，瓦解植物细胞的，瓦解植物细胞的细胞细胞壁壁及及胞间层胞间层，使榨取果汁更容易，而果胶分解，使榨取果汁更容易，而果胶分解成可溶性的成可溶性的半乳糖醛酸半
4、乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变，也使得浑浊的果汁变得澄清。得澄清。果胶酶果胶酶 果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称。的一类酶的总称。果胶酶果胶酶可以分解细胞壁及胞间层的不溶的果胶，可以分解细胞壁及胞间层的不溶的果胶，将果胶等物质分解成可溶性的半乳糖醛酸等物质，将果胶等物质分解成可溶性的半乳糖醛酸等物质，使浑浊的果汁变得澄清，增加果汁的稳定性，提使浑浊的果汁变得澄清，增加果汁的稳定性，提高果汁的品质。高果汁的品质。果胶酶果胶酶1.酶的活性酶的活性酶活性的高低酶活性的高低：可以用在一定条件下，酶：可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度
5、来表示所催化的某一化学反应的反应速度来表示酶的反应速度酶的反应速度：用：用单位时间内、单位单位时间内、单位体积体积中中反应物的减少量反应物的减少量或或产物的增加产物的增加量量来表示。来表示。果肉的出汁率果肉的出汁率和果汁的澄清和果汁的澄清度度 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。FeFe3 3、CaCa2 2、ZnZn2 2等金属离等金属离子对果胶酶有抑制作用。子对果胶酶有抑制作用。温度温度pH抑制剂抑制剂酶的用量酶的用量实验设计实验设计资料一资料一 探究温度或探究温度或PHPH对酶活性的影响对酶活性的影响设计思路设计思路：在一恒定温度下通过设置：在一恒定温度下通过设置PH
6、PH梯度来来确定酶催化反应的最适梯度来来确定酶催化反应的最适PHPH，在一恒定的在一恒定的PHPH下通过设置温度梯度来下通过设置温度梯度来确定酶催化反应的最适温度。确定酶催化反应的最适温度。提出问题：提出问题：探究温度对酶活性的影响探究温度对酶活性的影响预期假设：预期假设：在最适温度（约在最适温度（约 40）酶的活）酶的活性最大，低于或高于最适温度时酶活性递减性最大，低于或高于最适温度时酶活性递减 在此实验中，实验的自变量是什么？在此实验中，实验的自变量是什么？无关变量有哪些？分别应怎样控制？无关变量有哪些？分别应怎样控制？自变量：温度（应设置一系列温度梯度）自变量：温度（应设置一系列温度梯度
7、）无关变量：无关变量：PHPH、苹果泥的用量、果胶酶的浓、苹果泥的用量、果胶酶的浓度和用量、反应时间等（应保持不变）度和用量、反应时间等（应保持不变）实验中，应如何测定果实验中，应如何测定果胶酶的活性？其判断标胶酶的活性？其判断标准有哪些？准有哪些？果胶酶活性高低的判断依据是果胶酶活性高低的判断依据是：滤出果汁的体积滤出果汁的体积。滤出的苹果汁越多，。滤出的苹果汁越多，说明果胶酶的活性越高。说明果胶酶的活性越高。观察果汁的澄清度观察果汁的澄清度。果汁越澄清，表明。果汁越澄清，表明果胶酶的活性越高。果胶酶的活性越高。2.取取9支试管，每支试管支试管，每支试管中加入中加入1mL果胶酶液果胶酶液5m
8、L1 2 3 8 9 1.取取9支试管，每支试支试管，每支试管取管取5mL的橘子汁的橘子汁1mL1 2 3 8 9 3.将盛有果胶酶液和橘子汁的试管两两一将盛有果胶酶液和橘子汁的试管两两一组，分别放入组，分别放入35 、40 、45 、50 、55 、60 、65 、70 、75的恒温水的恒温水浴锅中。浴锅中。354045橘子汁橘子汁果胶酶果胶酶 4.待两试管温度相待两试管温度相同时，将果胶酶倒入等同时，将果胶酶倒入等温的橘子汁中，恒温保温的橘子汁中，恒温保持持10分钟。分钟。混合液混合液 70水中水中设计记录数据的表格设计记录数据的表格温度温度oC303540455055606570果汁果汁
9、量量/ml/ml 探究探究pH对果胶酶活性的影响，只对果胶酶活性的影响，只须将温度梯改成须将温度梯改成pH梯度，并选定一个梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。适宜的温度进行水浴加热。反应液中的反应液中的pH可以通过体积分可以通过体积分数为数为0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液进行的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。调节。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，酶的活性最高，高于或低于此值活性均下降。的活性最高，高于或低于此值活性均下降。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成活性大小成正比正比。2 2、实验操作流程、实验操
10、作流程 2 2、实验操作流程、实验操作流程有两位同学分别用以下两种方法操作：有两位同学分别用以下两种方法操作：(1)(1)将苹果洗净皮，用磨浆机制成苹果泥，将苹果洗净皮，用磨浆机制成苹果泥，加入适量蒸馏水备用。加入适量蒸馏水备用。(2)(2)分别向编号为分别向编号为l l7 7的的7 7个个100 mL100 mL洁净洁净的烧杯中各加入的烧杯中各加入20ml20ml苹果泥之后，下面两苹果泥之后，下面两种操作：种操作：方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的再把混合液的pHpH分别调至分别调至4 4、5 5、1010。方
11、法二：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的方法二：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的pHpH分分别调至别调至4 4、5 5、6 6、10 10，再把，再把pHpH相等的果胶酶溶液和相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。苹果泥相混合。(1)(1)请问上述哪一种方法更科学请问上述哪一种方法更科学?。理由：理由：_ (2)(2)该实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使该实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使 以减少实验误差。以减少实验误差。方法二方法二方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始便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达到实验预设的pHpH酶和反应物（果胶）充分
12、接触酶和反应物（果胶）充分接触3 3A A同学将哪个因素作为变量，控制哪些因素不同学将哪个因素作为变量，控制哪些因素不变？为什么要作这样的处理？变？为什么要作这样的处理？B B同学呢？同学呢？A A同学：变量：温度（或同学：变量：温度（或pHpH）不变：不变：苹果泥、果胶酶用量，反应、过滤时苹果泥、果胶酶用量，反应、过滤时 间等。间等。只有保证一个变量，实验结果才能说明问题。只有保证一个变量，实验结果才能说明问题。B B同学：对于变量的控制应该同学：对于变量的控制应该与与A A相同相同 但观察但观察因变量的角度不同因变量的角度不同。探究果胶酶的最适用量是建立在探究探究果胶酶的最适用量是建立在探
13、究最适温最适温度和度和pHpH对果胶酶活性影响的基础之上的。对果胶酶活性影响的基础之上的。资料二资料二 探究果胶酶的最适用量探究果胶酶的最适用量在此实验中，自变量、无关变量、因在此实验中，自变量、无关变量、因变量是什么？变量是什么？自变量：果胶酶的用量自变量：果胶酶的用量无关变量：无关变量：PHPH、温度、苹果泥的用量、温度、苹果泥的用量、反应时间等反应时间等因变量：过滤出的果汁体积（澄清度）因变量：过滤出的果汁体积（澄清度）(三三)探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量1 1、实验原理、实验原理在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体积增加；当酶浓度达到某一数
14、值后，汁的体积增加；当酶浓度达到某一数值后，再增加酶的用量，果汁的体积不再改变，再增加酶的用量，果汁的体积不再改变，此值即是酶的最适用量。此值即是酶的最适用量。同一浓度不同体积的果胶酶溶液同一浓度不同体积的果胶酶溶液 不同浓度相同体积的果胶酶溶液不同浓度相同体积的果胶酶溶液 2 2、实验操作：、实验操作：（1 1）配制不同浓度的果胶酶溶液）配制不同浓度的果胶酶溶液准确称取纯的果胶酶准确称取纯的果胶酶1mg1mg、2mg2mg、3mg3mg、4mg 4mg、5mg5mg、6mg6mg、7mg7mg、8mg8mg、9mg9mg，配制成相等体积的水溶液，配制成相等体积的水溶液，取等量放入取等量放入9
15、 9支试管中，并编号支试管中，并编号1 19 9。（2 2）制备水果泥）制备水果泥 搅拌器搅拌制成苹果泥，等量装入搅拌器搅拌制成苹果泥，等量装入9 9支试管中，并编号支试管中，并编号1 19 9。（3 3）将上述试管放入恒温水浴加热一段时间。）将上述试管放入恒温水浴加热一段时间。（4 4）将不同浓度的果胶酶分别与各试管的苹果）将不同浓度的果胶酶分别与各试管的苹果泥混合，然后再放入恒温水箱中。泥混合，然后再放入恒温水箱中。（5 5）恒温水浴约）恒温水浴约2020分钟分钟（6 6）过滤后测量果汁的体积）过滤后测量果汁的体积3 3制作用于记录结果的表格制作用于记录结果的表格酶量酶量/mg/mg123
16、456789出汁量出汁量/ml/ml 根据实验数据绘制出的温度和根据实验数据绘制出的温度和pHpH对果对果胶酶活性影响的曲线图；胶酶活性影响的曲线图；5、结果分析与评价、结果分析与评价 不同果胶酶用量对出汁量影响的曲不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图（在浓度和体积相同的条件下）；线图（在浓度和体积相同的条件下）；酶的用量酶的用量0 0果汁量果汁量（mL）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
17、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A1.1.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（
18、）透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，它不包括果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，它不包括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DBC高考链接高考链接 如图，回答下列问题：如图，回答下列问题：若纵坐标代表酶的催化效率，横坐标代若纵坐标代表酶的催化效率，横坐标代表温度，那么表温度，那么B点表示的是点表示的是 ；整条曲线；整条曲线表示的是表示的是 。ABCO2.（江苏（江苏.2004）酶是活细胞产生的。下列关于酶的论述错酶是活细胞产生的。下列关于酶的论述错误的是
19、（误的是（）A.有些酶是核酸有些酶是核酸 B.酶的数量因参与化学反应而减少酶的数量因参与化学反应而减少 C.酶的活性与酶的活性与pH有关有关 D.酶的催化效率很高酶的催化效率很高B3.（能使植物细胞壁和细胞膜结构均破坏的一能使植物细胞壁和细胞膜结构均破坏的一组酶是（组酶是（）A.淀粉酶、纤维素、溶菌酶淀粉酶、纤维素、溶菌酶 B.纤维素酶、果胶酶、蛋白酶纤维素酶、果胶酶、蛋白酶 C.果胶酶、溶菌酶、纤维素酶果胶酶、溶菌酶、纤维素酶 D.磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶磷脂酶、淀粉酶、蛋白酶B 4.分别用分别用0和和100的温度处理某种酶后，的温度处理某种酶后，酶都没有活性，但（酶都没有活性，但（）A.经过经过0 处理的酶活性能够恢复处理的酶活性能够恢复 B.经过经过100 处理的酶活性能够恢处理的酶活性能够恢 C.经过经过0 处理的酶的空间结构遭破处理的酶的空间结构遭破 D.经过经过100 处理的酶被水解成了氨基酸处理的酶被水解成了氨基酸 A
