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果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用?? 教學(xué)設(shè)計(jì)
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一、教材分析
“果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用”是人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《生物技術(shù)實(shí)踐》(選修一)專題四“酶的研究與應(yīng)用”中的課題一。課題要求學(xué)生能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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,此內(nèi)容與學(xué)生的日常生活聯(lián)系緊密,對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)并不困難,適合進(jìn)行動(dòng)手操作。通過(guò)親自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟并動(dòng)手操作,使學(xué)生深入理解工業(yè)生產(chǎn)中果膠酶的作用。同時(shí),在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí),同學(xué)們可能會(huì)有不同的實(shí)驗(yàn)方法,可通過(guò)同學(xué)之間的討論交流,得出最佳的實(shí)驗(yàn)方法,可增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手和協(xié)作意識(shí)。
二、學(xué)情分析
高中階段學(xué)生的思維水平、學(xué)習(xí)能力
2、已經(jīng)發(fā)展到了較高階段,大多數(shù)學(xué)生喜歡自主探究和親自動(dòng)手操作,并且又有必修一“探究影響酶活性的條件”作基礎(chǔ),因此對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)該課題并不困難,適合進(jìn)行實(shí)際動(dòng)手操作。但是,該課題比較偏重實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),考慮的變量相對(duì)較多,還涉及到實(shí)驗(yàn)變量的梯度設(shè)計(jì),要想獲得理想的結(jié)果,必須進(jìn)行反復(fù)多次的實(shí)驗(yàn)和摸索。因此,教學(xué)過(guò)程中可通過(guò)實(shí)驗(yàn)方案的討論,實(shí)驗(yàn)的分組實(shí)施方法來(lái)進(jìn)行。
三、教學(xué)目標(biāo)
1、簡(jiǎn)述果膠酶的作用;
2、檢測(cè)果膠酶的活性;
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;
4、搜集有關(guān)果膠酶應(yīng)用的資料。
四、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
1、重點(diǎn):溫度和PH對(duì)果膠酶活性的影響。
2、難點(diǎn)
3、:果膠酶的最適用量。
五、教學(xué)策略與手段
由于必修一已經(jīng)學(xué)過(guò)酶的定義和影響因素,因此本節(jié)課可通過(guò)復(fù)習(xí)的方法進(jìn)行引入。
關(guān)于果膠酶的作用和酶活性的定義的教學(xué),教師可以通過(guò)先由學(xué)生預(yù)習(xí),然后課堂上回答,教師總結(jié),說(shuō)明植物細(xì)胞壁的成分和細(xì)胞與細(xì)胞之間的胞間層成分就有果膠,說(shuō)明這些成分的理化性質(zhì),以及這些成分對(duì)果汁制作的影響,從而引出果膠酶在果汁生產(chǎn)過(guò)程中的作用。
關(guān)于溫度和PH對(duì)果膠酶活性的影響,可通過(guò)要求學(xué)生參考教材的提示設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,并思考相關(guān)問(wèn)題。如如何設(shè)計(jì)溫度或PH的梯度,反應(yīng)底物和酶混合之前還要注意哪些注意事項(xiàng)等等。同學(xué)們?cè)谠O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)可能會(huì)有不同的想法,這是可通過(guò)適當(dāng)引導(dǎo),展開(kāi)討論
4、,完善設(shè)計(jì)步驟。
關(guān)于探究果膠酶的最適用量,是建立在探究最適溫度和PH對(duì)果膠酶活性影響的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,此時(shí)也可以引導(dǎo)并組織同學(xué)們討論,最后確定實(shí)驗(yàn)操作方案。
最后,根據(jù)討論匯總的實(shí)驗(yàn)方案,分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(根據(jù)實(shí)際情況確定是否進(jìn)行)
六、教學(xué)實(shí)施程序
教學(xué)內(nèi)容
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
教學(xué)意圖
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引入
在必修一中我們已經(jīng)學(xué)過(guò)了酶的內(nèi)容,那么,請(qǐng)同學(xué)們回憶到底酶的概念是什么?酶的特性有哪些?酶活性的影響因素有哪些?
通過(guò)討論,得出酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物;酶具有微量性、高效性、專一性以及作用條件較溫和;影響酶活性的因素有溫度、PH和抑制劑等。
溫故而知
5、新,使學(xué)生既復(fù)習(xí)了原先學(xué)過(guò)的內(nèi)容,同時(shí)也為本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
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酶的活性及酶促反應(yīng)速度的表示
酶具有一定的催化作用,我們就可以用酶所具有的催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力稱為酶的活性,那么,我們又該如何表示酶的活性大小呢?
學(xué)生通過(guò)閱讀教材得出酶反應(yīng)速度可用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的較少量或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示。
學(xué)習(xí)新知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生閱讀教材,總結(jié)教材的能力。
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果膠酶的作用
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果膠酶的種類
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酶的應(yīng)用很廣泛,如在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要的作用。果膠酶在果汁生產(chǎn)中能夠提高水果的出汁率,并使果汁變得澄清。那么
6、,果膠酶為什么具有如此重要的功能呢?
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果膠酶是否特指一種酶?
學(xué)生通過(guò)閱讀教材,回答植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要成分就含有果膠,它是半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物,不溶于水。在果汁加工中,利用果膠酶能夠分解果膠,得到可溶性的半乳糖醛酸,瓦解植物細(xì)胞壁以及胞間層,是榨取果汁變得更容易。
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學(xué)生回答:不是。而是分解果膠的一類酶的總稱,包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。
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學(xué)習(xí)新知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生閱讀教材,總結(jié)教材的能力。
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探究溫度和PH對(duì)果膠酶活性的影響
果膠酶能分解果膠,提高果汁的出汁率
7、,但它的活性也受到溫度、PH等因素的影響。下面我們共同探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響。請(qǐng)同學(xué)們參考教材圖4—3,如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響。
思考問(wèn)題:
(1)如何設(shè)置溫度梯度?
(2)為什么在混合蘋(píng)果泥和果膠酶之前,要將蘋(píng)果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理?
(3)該實(shí)驗(yàn)是否需要設(shè)置對(duì)照?
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溫度能夠影響果膠酶的活性,其中出汁率最多或澄清度最高的溫度就是果膠酶的最適溫度。同理,我們將實(shí)驗(yàn)步驟中的溫度梯度改為PH梯度,就能探究PH對(duì)果膠酶活性的影響。
學(xué)生通過(guò)閱讀教材,討論,最后得出實(shí)驗(yàn)步驟如下:制備蘋(píng)果泥→配置果膠酶→蘋(píng)果泥和果膠酶分別水浴保溫→
8、將蘋(píng)果泥和果膠酶混合保溫→過(guò)濾出果汁→記錄果汁量→繪制出溫度對(duì)果膠酶活性影響的曲線圖。
(1)可選取的溫度梯度為30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃和70℃。
(2)保證底物和酶在混合時(shí)溫度是相同的,避免兩者混合時(shí)溫度影響酶的活性。(3)需要。不同溫度梯度之間可以相互對(duì)照。
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選擇出汁率最多的那個(gè)溫度,保持溫度不變,探究PH對(duì)果膠酶活性的影響,方法與溫度探究相同。PH梯度可選擇5、6、7、8、9。
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閱讀教材,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,討論交流,得出最佳實(shí)驗(yàn)方案。理解溫度和PH對(duì)果膠酶活性的影響,并培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力。
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探究果膠酶的最適用量
9、我們探究了果膠酶催化反應(yīng)的最適溫度和最適PH。那么,對(duì)于一定的蘋(píng)果泥,為了使果膠酶得到充分的利用,節(jié)約成本,使用多少果膠酶最合適?
閱讀教材資料二,討論得出:可保持各試管中蘋(píng)果泥的量一定,溫度和PH不變,設(shè)置果膠酶的使用量為自變量,可配置不同濃度的果膠酶溶液,也可以只配置一種濃度的果膠酶溶液,然后使用不同的體積進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。方法與溫度探究相同。
閱讀教材,討論交流,理解果膠酶的最適用量。
七、教學(xué)反思
本節(jié)課只是從理論中設(shè)計(jì)了影響果膠酶活性的溫度和PH的實(shí)驗(yàn)步驟,以及探究果膠酶的最適用量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟。但是對(duì)于沒(méi)有實(shí)驗(yàn)條件的學(xué)校本節(jié)課題可能就沒(méi)法組織學(xué)生親自動(dòng)手完成,如很多學(xué)校都沒(méi)有恒溫水浴鍋等實(shí)驗(yàn)條件。但我們也可以適當(dāng)根據(jù)本校條件,改造實(shí)驗(yàn)步驟,如沒(méi)有恒溫水浴鍋,對(duì)溫度梯度的調(diào)節(jié)可用不同比例的熱水和冰水來(lái)調(diào)制而成。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出溫度和PH對(duì)果膠酶活性影響的曲線圖;不同果膠酶用量對(duì)出汁量影響的曲線圖;最終得到果膠酶的最適溫度、PH和最適用量。
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