果胶酶在果汁生产中的应用课件-高二下学期生物人教版选修1.pptx

课题 1 果胶酶在果汁生产中的应用1 1、酶的概念、酶的概念回顾回顾“酶酶”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酶能酶能降低降低化学反应的活化能，从而化学反应的活化能，从而使反应能够迅速的进行。在各种化使反应能够迅速的进行。在各种化学反应中起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）需要适宜的条件学习目标学习目标1.掌握果胶酶的作用和类型2.理解影响果胶酶活性的因素学生自学学生自学自学课本自学课本P42P43上半部分，思考这上半部分，思考这部分讲了哪些知识点，哪些是重点，部分讲了哪些知识点，哪些是重点，并标出疑惑点并标出疑惑点自学指导一（4分钟）根据根据P42果胶酶的作用完成下列问题：果胶酶的作用完成下列问题：1.制作果汁要解决哪两个问题？怎么解决制作果汁要解决哪两个问题？怎么解决？2.什么结构中含有果胶？什么结构中含有果胶？果胶的单体是什果胶的单体是什么？么？3.果胶酶果胶酶在果汁中在果汁中的作用是什么？的作用是什么？4.果胶酶有哪些类型？果胶酶有哪些类型？5.在植物细胞工程中果胶酶的作用是什么在植物细胞工程中果胶酶的作用是什么？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背景课题背景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？一、一、果胶酶的作用果胶酶的作用植物细胞壁的结构示意图植物细胞壁的结构示意图2 2、果胶对果汁制作的影响：、果胶对果汁制作的影响：果胶酶果胶酶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。果胶酶果胶酶果胶果胶 半乳糖醛酸半乳糖醛酸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。3 3、果胶酶：、果胶酶：4 4、果胶酶在果汁制作中的、果胶酶在果汁制作中的作用作用 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，并使果汁变得澄清。1 1、果胶、果胶加加果果胶胶酶酶自学指导二（自学指导二（3分钟）分钟）根据根据P42下半部分至下半部分至P43上半部分完成下上半部分完成下列问题：列问题：1.酶的活性指什么？酶的活性指什么？2.酶活性的高低如何表示？酶活性的高低如何表示？3.影响酶活性的因素有哪些？影响酶活性的因素有哪些？4.我们如何获得果胶酶的最高活性？我们如何获得果胶酶的最高活性？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应反应速度速度来表示。来表示。酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减减少量少量或产物的或产物的增加量增加量来表示。来表示。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：酶活性受酶活性受酶活性受酶活性受pHpHpHpH值影响的示意图值影响的示意图值影响的示意图值影响的示意图 影响酶活性的因素影响酶活性的因素（1 1）温度温度温度温度对酶活性的影响对酶活性的影响对酶活性的影响对酶活性的影响酶活性受酶活性受酶活性受酶活性受pHpHpHpH值影响的示意图值影响的示意图值影响的示意图值影响的示意图 在最适温度、最适在最适温度、最适在最适温度、最适在最适温度、最适pHpHpHpH条件下，酶的活性最高。条件下，酶的活性最高。条件下，酶的活性最高。条件下，酶的活性最高。温度、温度、温度、温度、pHpHpHpH的偏高或偏低，酶的活性会明显降低。的偏高或偏低，酶的活性会明显降低。的偏高或偏低，酶的活性会明显降低。的偏高或偏低，酶的活性会明显降低。（2 2）pH pH 对酶活性的影响对酶活性的影响对酶活性的影响对酶活性的影响（3）酶的抑制剂）酶的抑制剂: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。A A、温度对酶的影响、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。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。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，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。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。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作等金属离子对果胶酶有抑制作用。用。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需的酶（2020世纪世纪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、青霉等微生等微生物发酵生产果胶酶。物发酵生产果胶酶。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、控制酶的用量为了果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的为了果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的用量。用量。自学指导自学指导三三（3分钟）分钟）根据根据P43P43中间中间部分完成下列问题：部分完成下列问题：1.1.实验设计的实验设计的2 2个基本原则是什么？个基本原则是什么？2.2.根据操作流程思考：根据操作流程思考：（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）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？泥和果胶酶及混合后温度的一至？（4 4）你依据什么来判定果胶酶的活性大）你依据什么来判定果胶酶的活性大小的大小？小的大小？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温度影响。处于最适温度时，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。果活性最高。高于或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肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比小成正比1 1、实验原理、实验原理搅拌器搅拌制成苹果泥搅拌器搅拌制成苹果泥搅拌器搅拌制成苹果泥搅拌器搅拌制成苹果泥均分装入均分装入均分装入均分装入9 9 9 9支试管支试管支试管支试管果胶酶水溶液果胶酶水溶液果胶酶水溶液果胶酶水溶液等量等量等量等量9 9 9 9支试管支试管支试管支试管将将将将分别装有苹果泥和果胶酶的试管分别装有苹果泥和果胶酶的试管分别装有苹果泥和果胶酶的试管分别装有苹果泥和果胶酶的试管9 9 9 9组分别放入组分别放入组分别放入组分别放入303030300 0 0 0C C C C、353535350 0 0 0C C C C、404040400 0 0 0C C C C、454545450 0 0 0C C C C、505050500 0 0 0C C C C、555555550 0 0 0C C C C、606060600 0 0 0C C C C、656565650 0 0 0C C C C和和和和707070700 0 0 0C C C C的恒温水箱中的恒温水箱中的恒温水箱中的恒温水箱中保温保温保温保温试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内恒温保持恒温保持恒温保持恒温保持10101010分钟分钟分钟分钟过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格2 2、实验实验操作操作流程流程 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，可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以保证底物和酶在混合时的温度是相同温度是相同的，避免了的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响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。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？工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出果汁率，工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出果汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响某学生设计了如下实验：为研究温度对果胶酶活性的影响某学生设计了如下实验：温度温度温度温度/10102020303040405050606070708080出汁量出汁量出汁量出汁量/ml/ml/ml/ml8 81313151525251515121211111010将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在1010水浴中恒温处理水浴中恒温处理1010分分钟（如图钟（如图A A）将步骤将步骤处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在1010水浴中恒温水浴中恒温处理处理1010分钟（如图分钟（如图B B）将步骤将步骤处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图如图C.C.不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表根据上述实验，请分析回答下列问题：根据上述实验，请分析回答下列问题：（1 1）果果胶胶酶酶能能破破除除细细胞胞壁壁，是是因因为为果果胶胶酶酶可可以以促进细胞壁中促进细胞壁中_的水解。的水解。（2 2）实验结果表明，当温度为）实验结果表明，当温度为_时果汁时果汁量最多，此时果胶酶的活性量最多，此时果胶酶的活性_。当温度再升。当温度再升高时，果汁量降低，说明，高时，果汁量降低，说明，_。（3 3）实验步骤）实验步骤的目的是：的目的是：_。（4 4）为什么说果汁体积越大，酶的活性越高？）为什么说果汁体积越大，酶的活性越高？果胶果胶 4040最高最高温度升高，降低了酶的活性温度升高，降低了酶的活性使得酶与果泥处于同一温度条件下。使得酶与果泥处于同一温度条件下。小结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 0C 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A A当堂检测当堂检测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A A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