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,栏目链接,栏目链接,盛夏时节，酷暑难当，这时可以利用各种水果压榨果汁，不但解渴消暑，还可以点缀生活，放飞心情。可是我们也发现，家庭榨制的果汁和从超市购买的果汁相比，在口感和澄清度上有不小的差别。,栏目链接,请思考： 1造成上述结果的原因主要是水果细胞的什么结构？ 2要通过酶解法解决上述问题，应加入哪些酶？,栏目链接,栏目链接,(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_聚合而成的一种高分子化合物，_于水。在果汁加工中，果胶不仅会影响_，还会使果汁_。 (2)果胶酶的作用是分解_变成可溶性的_。 (3)果胶酶是分解果胶的_
2、酶的总称，包括_、_和_等。,一、果胶酶的作用,半乳糖醛酸,不溶,出汁率,浑浊,果胶,半乳糖醛酸,一类,多聚半乳糖醛酸酶,果胶分解酶,果胶酯酶,栏目链接,二、酶的活性与影响酶活性的因素,(1)酶的活性是指酶_一定化学反应的能力，其高低用一定条件下酶所催化的某一化学反应的_来表示。 (2)酶的反应速度是指_内、_中反应物的_或产物的_。 (3)影响酶活性的条件有_、_和_等。,催化,反应速度,单位时间,单位体积,减少量,增加量,温度,pH,酶的抑制剂,栏目链接,三、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_，用量多少常要通过_手段探究。,酶的用量,实验,栏目链接
3、,四、实验设计,1探究温度和pH对果胶酶活性的影响 (1)实验流程包括_、设置一系列_和_、加入果胶酶反应一段时间、_。 (2)该实验的自变量是_或_，因变量是_，检测因变量是通过测定果汁的_或_来实现的。,制备果泥,温度梯度,pH梯度,过滤果汁,温度,pH,果胶酶的活性,多少,澄清度,栏目链接,2探究果胶酶的用量 (1)该实验的自变量是_。除此之外，影响果汁产量的因素还有_、pH、_、苹果泥的用量等无关变量。 (2)判断的思路是：如果随着酶的用量增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明_；如果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再改变，说明_,果胶酶的用量,温度,酶催化
4、反应的时间,酶的用量不足,酶的用量已足，该值为酶的最适用量,栏目链接,栏目链接,一、果胶酶的组成及特性,果胶酶并不是特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶。其化学本质均是蛋白质，能被蛋白酶水解掉。果胶酶亦具有酶的通性，只改变反应速率，不改变反应的平衡点；其活性受pH、温度等影响。,栏目链接,例1下列关于果胶及果胶酶的叙述中，正确的是( ) A果胶酶是分解果胶的一种酶 B果胶不溶于水 C加热使果胶变性失活 D加热使果胶酶活性增强,栏目链接,解析：果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，果胶不溶于水。温度影响酶的活性，在低于最适温度时，随温度的升高，酶的活性增
5、加，但高温使酶变性失活，而果胶不存在变性失活的问题。 答案：B,栏目链接,变式 训练,1下列对果胶酶的作用，叙述错误的是( ) A果胶酶是一种催化剂，可以改变反应速度 B果胶酶能够分解果胶，瓦解植物细胞壁及胞间层 C在果汁中加入果胶酶后可以使果汁变得澄清 D果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸,栏目链接,变式 训练,解析：果胶酶把果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。 答案：D,栏目链接,二、酶的活性与影响酶活性的因素的分析,1酶活性的表示方法 酶活性用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。 2影响酶活性的因素 (1)温度：温度对酶活性的影响具有两重性。 在一定范围内(低于最适温度)，随
6、着温度的升高，酶的活性逐渐增强。 在一定范围内(高于最适温度)，随着温度的升高，酶活性逐渐降低直到活性全部丧失。如图1所示：,栏目链接,栏目链接,(2)pH：过酸或过碱都能使酶不可逆转地失活(变性)。酶促反应都有一个最适pH。如图2所示：,栏目链接,(3)酶的抑制剂：某些物质虽然不能引起酶变性，但能使酶分子某些必需基团(主要是酶活性中心上的一些基团)发生变化，引起酶活性下降，甚至失活，致使酶反应速度降低。能引起这种抑制作用的物质称为酶的抑制剂。 (4)底物浓度及用量、酶的浓度及用量也会影响酶的活性。在实际生产中，应在最适条件下，充分发挥酶的最大活性，以使酶得到充分应用，节约成本。,栏目链接,有
7、关酶失活的两点注意 高温、强酸、强碱可以使酶失活，而低温只是降低酶活性，但酶不失活。因此图1曲线的左端不与横轴相交。 酶的失活只是酶的空间结构的改变，而氨基酸的种类、数量、排列顺序都不发生改变。,特 别 提 醒,栏目链接,例2 下列曲线图示错误的是( ),栏目链接,解析：反应物浓度不影响酶的活性。 答案：D,栏目链接,2下列与酶活性有关的说法中不正确的是( ) A酶活性是由蛋白质结构决定的，不受外界条件的影响 B酶活性是指酶催化一定化学反应的能力 C酶活性受温度、pH等因素的影响 D酶活性高低与反应物浓度无关,变 式 训 练,栏目链接,解析：酶活性是指酶催化一定化学反应的能力，其高低用一定条件
8、下酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。酶的催化作用受外界条件影响，温度、pH等对酶的催化作用都有较大影响，反应物浓度与酶活性高低无关。 答案：A,变 式 训 练,栏目链接,三、探究酶活性影响因素的实验设计,1探究温度和pH对果胶酶活性的影响 (1)实验原理： 当酶处于最适温度或最适pH时，酶的活性最高。 若温度过高、过酸或过碱，则导致酶变性失活。 在一定范围内，果肉的出汁率和果汁的澄清度和果胶酶的活性成正比。 (2)实验操作流程： 温度或pH对果胶酶活性的影响,栏目链接,栏目链接,(3)结果分析： 根据实验数据绘制出温度和pH对果胶酶活性(用酶反应速度表示)影响的曲线图(如图a、b)；不同
9、果胶酶用量对出汁率影响的曲线图(在浓度和体积相同的条件下，如图c)；并最终得到果胶酶最适温度、pH以及果胶酶的最适用量。,栏目链接,栏目链接,由于初次实验的梯度变量选择目的性不强，选择的范围有可能出现过高或过低的情况，这可以从画出的曲线中反映出来，如图所示，实验中可以根据出现的曲线进一步选择合适的梯度变量。,栏目链接,栏目链接,2探究果胶酶的用量 (1)实验原理：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值后，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。 (2)实验过程：,栏目链接,栏目链接,探究温度(或pH)影响酶活性的实验中，应先将酶和底物分别保温(
10、或调好pH)，再混合，这样保证从反应开始就是预设的温度(或pH)。,特 别 提 醒,栏目链接,例3 探究温度对果胶酶活性的影响、pH对酶活性的影响、果胶酶用量三个实验中，实验变量依次为( ) A温度、酶活性、酶用量 B苹果泥用量、pH、果汁量 C反应时间、酶活性、酶用量 D温度、pH、果胶酶用量,栏目链接,解析：实验变量也称自变量，是指实验者所操纵的因素或条件。反应变量也称因变量，是指实验中由于实验变量而引起的变化和结果。通常，实验变量是原因，反应变量是结果。二者具有因果关系。实验的目的就在于获得和解释这种前因后果。 实验一是探究果胶酶的最适温度，温度为实验变量。同理，实验二和实验三的实验变量为pH和果胶酶用量。 答案：D,栏目链接,3pH对果胶酶活性影响的实验中，下列叙述不正确的是( ) A自变量是不同的pH梯度 B控制不变的量有温度、底物浓度、酶浓度、反应时间等 C可通过测定滤出的果汁体积判断果胶酶最适pH DpH过低时，果胶酶活性变小，但不失活,变 式 训 练,栏目链接,解析：强酸、强碱、高温都会导致酶变性失活，只有低温抑制酶的活性，但不使其变性失活。 答案：D,变 式 训 练,栏目链接,
