《果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用》學(xué)案管于春

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1、 專題 4 課題 1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用導(dǎo)學(xué)案 班級(jí)： _________姓名： ____________學(xué)號(hào) :__________ 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 ．簡(jiǎn)述果膠酶的作用 2 ．理解影響果膠酶活性的因素。 3. 探究溫度和 pH 對(duì)果膠酶活性的影響以及果膠酶的最適用量 學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn) 1. 溫度和 pH 對(duì)果膠酶活性的影響 2. 果膠酶的最適用量。 學(xué)習(xí)指導(dǎo) 1、學(xué)生先閱讀課本基礎(chǔ)知識(shí)完成《自主學(xué)習(xí)》部分。 2、師生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行梳理。 3、學(xué)生小組討論重點(diǎn)完成《合作探究》部分。 4

2、、教師給予適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)評(píng)和強(qiáng)調(diào)。 學(xué)習(xí)過(guò)程 【自主學(xué)習(xí)】 1．基礎(chǔ)知識(shí) 活動(dòng) 1：閱讀“果膠酶的作用”，討論并回答下列問(wèn)題： 1． 1 果膠是 植物細(xì)胞壁和胞間層  的主要組成成分之一。 1． 2 在果汁加工中，果膠的存在易導(dǎo)致  果汁出汁率低，果汁渾濁  。 1．3 果膠酶分解果膠的作用是： ①瓦解 植物的細(xì)胞壁及胞間層②把果膠分解為 可溶性的半乳糖醛酸 ，使渾濁的果汁變得澄清，中出現(xiàn)的問(wèn)題。  ，使榨取果汁更容易，因此可以解決果汁加工 1．4 果膠酶是一類酶的總稱，包括：

3、 多聚半乳糖醛酸  酶、  果膠分解  酶和  果膠 酯 酶。 〖思考  1〗在植物細(xì)胞工程中果膠酶的作用是  與纖維素酶一起除去植物細(xì)胞的細(xì)胞 壁 。 活動(dòng) 2：閱讀“酶的活性與影響酶活性的因素”，討論并回答下列問(wèn)題： 1． 5 酶的活性是指：酶催化  一定化學(xué)反應(yīng)  的能力。 1． 6 酶的活性高低可用一定條件下的酶促 內(nèi) 反應(yīng)物消耗量 或 產(chǎn)物生成量 來(lái)表示。  反應(yīng)速度  來(lái)表示，即單位時(shí)間、單位體

4、積 1． 7 影響酶活性的因素有：  溫度  、  PH  、 激活劑  和 抑制劑  等。 活動(dòng) 3：閱讀“果膠酶的用量”，討論并回答下列問(wèn)題： 1.8 食品工業(yè)生產(chǎn)中最常用的果膠酶是通過(guò) 霉菌發(fā)酵 產(chǎn)生。 1.9 根據(jù)影響酶活性的因素，在實(shí)際生產(chǎn)中我們?nèi)绾潍@得果膠酶的最高活性？ 確定果膠酶的最適溫度、最適 PH等條件。 【合作探究】 2．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 活動(dòng) 4：閱讀“資料一：探究溫度和 PH對(duì)酶的活性的影響”，思考下列問(wèn)題并嘗試寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

5、 2． 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?定量測(cè)定溫度或 pH 對(duì)果膠酶活性的影響 。 〖思考 2〗該實(shí)驗(yàn)與必修 I 中探究“影響酶活性的條件”實(shí)驗(yàn)有何不同？ 前者屬于是定量分析實(shí)驗(yàn)，后者屬于定性分析實(shí)驗(yàn)。 2．2 實(shí)驗(yàn)原理： 果膠酶瓦解細(xì)胞壁和胞間層增大果汁產(chǎn)量； 果膠酶催化分解果膠增大果 汁澄清度。 2． 3 變量設(shè)計(jì)與控制： ①你確定的溫度梯度（或 pH 梯度）為 10 ℃或 5℃（或 0.5 、 1.0 ） 。 ②實(shí)驗(yàn)的自變量是  溫度（或  pH） ，控制自變量的方法是利用  恒溫水浴鍋（或滴加酸 堿等）

6、 。 ③實(shí)驗(yàn)的因變量是  酶的活性  ，檢測(cè)因變量的方法是測(cè)定  果汁的產(chǎn)出量或澄清 度 。 〖思考 3〗果汁與果膠酶在混合之前， 分裝在不同試管中用同一恒溫處理的目的是什么？ 保證果汁與果膠酶混合前后的溫度相同，避免因混合導(dǎo)致溫度變化而影響果膠酶活性。 〖思考 4〗該實(shí)驗(yàn)中是否設(shè)置了對(duì)照？若設(shè)置，那么它是如何設(shè)置的？若沒(méi)有，則如何進(jìn)行設(shè)置？ 已經(jīng)設(shè)置了對(duì)照。不同的溫度設(shè)置之間可以相互對(duì)照。 〖思考 5〗怎樣排除 PH和其他因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾？目的是什么 ? 控制 PH和其他因素相同，保證只

7、有溫度一個(gè)變量對(duì)果膠酶的活性產(chǎn)生影響。 〖思考 6〗教材中 A、 B 兩個(gè)同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有何不同？ 測(cè)定的因變量不同（ A 測(cè)定果汁產(chǎn)量， B測(cè)定果汁澄清度）。 3．操作提示 活動(dòng) 6：閱讀“操作提示”，回答下列問(wèn)題 3． 1 制備果泥：用 榨汁機(jī) 榨制果泥。在榨制橙子汁時(shí)應(yīng)怎樣處理橙皮 ? 不必去橙 皮 3． 2 在探究不同 PH 對(duì)果膠酶活性的影響時(shí)，可以用 0.1% 的 NaOH溶液和鹽酸 調(diào)節(jié) pH。 3． 3 在果膠酶處理果泥時(shí)，為了是果膠酶能充分地催化反應(yīng)，如何操作 ? 用玻璃棒不 時(shí)攪拌。

8、 4．結(jié)果分析與評(píng)價(jià) 將以下某同學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成曲線圖。 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成曲線圖的方法 ①以自變量為橫坐標(biāo)、 以因變量為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系。 ②注明坐標(biāo)軸名的名稱、單位、坐標(biāo)原點(diǎn)以及曲線名稱。 ③每個(gè)坐標(biāo)軸上的取值單位要相等。 ④將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)在坐標(biāo)系中，并用各種線型連接起來(lái)。 溫度℃ 10 15 20 25 30 35 40 45 50 果汁量 /ml 1 2 4 6 5 4 3 2 1 （三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) 制備水果泥 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

9、 配制果膠酶 動(dòng)手實(shí)驗(yàn) 水果泥與果膠酶分別水浴保溫 將水果泥和果膠酶混合保溫 記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 過(guò)濾出果汁 得出結(jié)論 記錄果汁量 改變不同的溫度后重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn) （四）實(shí)例探究 例 1. 水果罐頭蓋上印有“如發(fā)現(xiàn)蓋子鼓起，請(qǐng)勿選購(gòu)”的字樣，引起蓋子鼓起的最可 能原因是（） A 、好氧型細(xì)菌呼吸，產(chǎn)生 CO2 和 H2O B 、酵母菌呼吸，產(chǎn)生 CO2 和 C2H5OH C、乳酸菌呼吸，產(chǎn)生 CO2 和 C3H6O3 D 、酵母菌呼吸，產(chǎn)生 CO2 和 H2O [ 解析 ] 罐頭是密封、殺菌

10、的，但不排除有微生物的孢子等存活下來(lái)，只有進(jìn)行無(wú)氧呼吸的微生物可以生存；罐頭鼓脹是過(guò)期后微生物生活產(chǎn)氣的結(jié)果，乳酸菌無(wú)氧呼吸產(chǎn)生乳酸， 無(wú)氣體產(chǎn)生； 酵母菌既可以在有氧條件下生活， 也可以在無(wú)氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生酒精和二氧化碳。 [答案 ] B 例 2. 有人測(cè)定了 A 、 B、 C、 D 四種植物體內(nèi)多種酶的活性與溫度的關(guān)系，結(jié)果如下圖 所示。根據(jù)圖中的信息，你認(rèn)為在25 攝氏度條件下，競(jìng)爭(zhēng)能力最強(qiáng)的生物和對(duì)溫度適應(yīng)范 圍最廣的生物分別是（ ） 催  C  D

11、 化 100  A  B 效 率 50 （ %） 0 5 10 15 20 25 30 35 40 A.B 和 D B.B 和 C C.B 和 A D.A 和 C [ 解析 ] 酶活性具有一定的溫度范圍和適宜溫度， 溫度過(guò)高酶會(huì)失活， 低溫對(duì)酶活性抑制；在一定溫度下， 最適宜該溫度的酶活性最強(qiáng)， 該生物生活的也最好，競(jìng)爭(zhēng)力就強(qiáng)； 酶有活性的范圍最大，生物的生存溫度范圍就越廣。 [ 答案 ] C ☆綜合應(yīng)用 例 3.實(shí)驗(yàn)研究 pH 對(duì)酶活性的影響，準(zhǔn)備 5 支含有

12、等量胃蛋白酶溶液但 pH 各不相同的 試管，每支試管加 1 塊 1 cm3 的正方體凝固蛋白塊，試管均置于25 ℃室溫條件下，將各試 管蛋白塊消失的時(shí)間記錄于下表： 酶溶液的 pH 蛋白塊消失的時(shí)間（ min ） 1 13 2 9 3 11 4 45 5 >60 （ 1）酶活性最強(qiáng)時(shí)的 pH 是 _________。 （ 2）蛋白塊消失的時(shí)間與酶活性強(qiáng)弱的關(guān)系是_________。 （ 3）請(qǐng)以 2 種方法改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)在更短的時(shí)

13、間內(nèi)完成。 （ 4）在人體消化道中，能分泌本實(shí)驗(yàn)中酶的部位是_________。 （ 5）為確認(rèn)蛋白塊的消失是由于酶的作用，還應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行什么設(shè)計(jì) [ 解析 ] 在其他條件相同情況下， 利用酶的特性知識(shí)和有關(guān)生物學(xué)知識(shí)， 設(shè)計(jì)一定的濃度 梯度進(jìn)行對(duì)照，觀察酶分解蛋白塊的時(shí)間，判斷蛋白酶的適宜 pH 值。既考查了基本知識(shí)， 又能提高實(shí)驗(yàn)探究的能力 [ 答案 ] （ 1） 2 （ 2）酶活性越大，蛋白質(zhì)分解越快，蛋白塊消失的時(shí)間越短 （ 3）方法Ⅰ：將題給溫度由 25℃提高至大約 37℃。方法Ⅱ：將原題中正方體蛋白塊處理得更小（如切成 0.5

14、 0.50.5=0.125 cm 3)，這相當(dāng)于消化道內(nèi)進(jìn)行的物理性消化 （4）胃（答小腸不給分，因 pH 與題意不符） （5）另增加一個(gè)試管，放入等量的蛋白塊并將 pH 調(diào)得適當(dāng)，但不加酶溶液 教材思考題提示答案： 1.A 同學(xué)將哪個(gè)因素作為變量，控制哪些因素不變？為什么要作這樣的處理？ B 同學(xué)呢？ 提示： A 同學(xué)將溫度或 pH 作為變量，控制不變的量有蘋(píng)果泥的用量、果膠酶的用量、 反應(yīng)的時(shí)間和過(guò)濾的時(shí)間等。只有在實(shí)驗(yàn)中保證一個(gè)自變量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果才能說(shuō)明問(wèn)題。 B 同 學(xué)對(duì)于變量的處理應(yīng)該與 A 同學(xué)相同，只是觀察因變量的角度不同

15、 2. 在探究溫度或 pH 的影響時(shí)，是否需要設(shè)置對(duì)照？如果需要，又應(yīng)該如何設(shè)置？為什么？ 提示：需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，不同的溫度梯度之間或不同的 pH 梯度之間就可以作為對(duì)照， 這種對(duì)照稱為相互對(duì)照 3. 為什么能夠通過(guò)測(cè)定濾出的蘋(píng)果汁的體積大小來(lái)判斷果膠酶活性的高低？ 果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過(guò)濾紙，因此蘋(píng)果汁的體積大小反 應(yīng)了果膠酶的催化分解果膠的能力。在不同的溫度和 pH 下，果膠酶的活性越大，蘋(píng)果汁的 體積就越大。 4. 當(dāng)探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響時(shí)，哪個(gè)因素是變量，哪些因素應(yīng)該保持不變？ 提示： 溫度是變量

16、， 應(yīng)控制果泥量、 果膠酶的濃度和用量、水浴時(shí)間和混合物的 pH等所 有其他條件不變。只有這樣才能保證只有溫度一個(gè)變量對(duì)果膠酶的活性產(chǎn)生影響 5. 為什么在混合蘋(píng)果泥和果膠酶之前，要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理，可以保證底物和酶在混合時(shí)的溫度是相 同的，避免了果泥和果膠酶混合時(shí)影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性的問(wèn)題。 6. 在最適溫度和 pH 條件下制作 1 升蘋(píng)果汁，使用多少果膠酶最合適？ 一般為 50mg/L 左右，因?yàn)橛么藵舛忍幚砉?2～ 4 小時(shí)后果汁率增加 10％后不再增加。

17、 （五）鞏固練習(xí) 1．同一個(gè)體內(nèi)的各類活細(xì)胞所含的酶 A ．種類有差異，數(shù)量相同 B ．種類有差異，數(shù)量不同 C．種類無(wú)差異，數(shù)量相同 D ．種類無(wú)差異，數(shù)量不同 2．果子酒放久了易產(chǎn)生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶則 無(wú)濟(jì)于事，這說(shuō)明 A ．酶具有專一性 B．酶的成分是蛋白質(zhì) C．酶的活性受環(huán)境影響 D．該沉淀的是氨基酸 3．下列說(shuō)法不正確的是 A ．酸堿度和溫度是通過(guò)影響酶來(lái)影響果汁產(chǎn)量的 B ．酶的數(shù)量越多， 果汁產(chǎn)量越多 C．酶的催化反應(yīng)時(shí)間能夠影響果汁

18、的產(chǎn)量 D．蘋(píng)果泥的數(shù)量也能夠影響果汁的產(chǎn)量 4．活細(xì)胞內(nèi)合成酶的原料是 A ．脂肪酸 B．氨基酸 C．核苷酸 D ．氨基酸和核苷酸 5．下列可表示酶反應(yīng)速度的是 A ．單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物的減少量 B．單位體積內(nèi)產(chǎn)物的增加量 C．單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物的增加量 D．單位時(shí)間、單位體積內(nèi)反應(yīng)物的減少量 6．下列不能產(chǎn)生果膠酶的是 A ．植物 B．霉菌 C．酵母菌 D．放線菌 7．下列不屬于果膠酶的是 A ．多聚半乳糖醛酸酶 B．果膠分解酶 C．果膠酯酶 D ．半乳糖醛酸酶 8．下列不能影響酶活性的是 A ．溫度 B． pH C．酶的抑制劑 D ．酶的數(shù)量 9．下列能影響酶的活性，但不會(huì)使酶的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞的是 A ．低溫 B．高溫 C．過(guò)酸 D．過(guò)堿 10．下列不是影響果汁產(chǎn)量的是 A ． pH B ．溫度 C．酶的數(shù)量 D．蘋(píng)果的用量 答案： 1． B 2． A 3 ． B 4． B 5． D 6． D 7 ． D 8．D 9． A 10 ． C．