【高中生物】生物：4.1《果胶酶在果汁生产中的作用》教案(新人教版选修1).doc

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1、 4.1 果胶酶在果汁生产中的作用教学目标1简述果胶酶作用。2检测果胶酶活性。3探究温度和pH对果胶酶活性影响。4探究果胶酶的最适用量，搜集有关果胶酶应用的资料。教学重点探究温度和pH对果胶酶活性影响教学难点探究果胶酶的最适用量教学过程讨论：果汁生产中存在的问题?（1、果肉的出汁率低,耗时长2、榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀）怎么能够提高水果的出汁率并使果汁变得澄清？在生产上，使用果胶酶、纤维素酶等解决。果胶酶有什么作用？一、基础知识（一）酶的基础知识回忆：在高一我们学习过有关酶的知识，请回忆以下问题， 1、酶的概念：酶是活细胞所产生的具有生物催化作用的一类特殊的有机物； 2、酶的本质：蛋

2、白质（大多数）或RNA； 基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸3、酶的功能：在各种化学反应中起催化作用。 原因：酶能降低化学反应的活化能，从而使反应能够迅速的进行。4、酶的特性（1）高效性： 酶的催化效率是无要催化剂的107 1013倍。（2）专一性： 一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。（3）需要适宜的条件： 适宜的温度、适宜的PH值。（二）果胶酶的作用 阅读课本P42的内容，回答以下问题： （1）细胞壁的组成成分？ （2）果胶的单体是什么？ （3）果胶酶的作用？1、果胶 是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。思考：要破坏植物

3、的细胞壁，你有什么方法？结果一样吗？2、果胶对果汁制作的影响：影响果汁的出汁率，还会使果汁浑浊。3、果胶酶： 它是分解果胶的一类酶的总称，包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。果胶酶果胶 半乳糖醛酸4、果胶酶在果汁制作中的作用 分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层；使果胶水解为半乳糖醛酸。 提高水果的出汁率，并使果汁变得澄清。（三）酶的活性与影响酶活性的因素1、酶的活性： 指酶催化一定化学反应的能力。2、酶催化能力高低的衡量标准在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度。 酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。3、影响酶活性的因素：温度A、温度对酶的影响

4、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，但高于最适温度后，酶的催化能力迅速下降，最后完全失去催化能力。B、果胶酶的最适温度果胶酶的最适温度为45500C。C、讨论：高温使酶的活性丧失后，酶的活性可否恢复？为什么？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。但低温使酶的活性丧失后，缓慢恢复其温度活性仍可恢复。pH：A、 pH对酶的影响酶的催化能力的发挥有一个最适pH ，在低于最适pH时，随着pH的升高，酶的催化能力也相应升高，高于最适pH时，随着pH的升高，酶的活性逐渐下降，pH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

5、了活性。B、果胶酶的最适pH果胶酶的最适pH范围为3.06.0。酶的抑制剂： Fe3、Ca2、Zn2等金属离子对果胶酶有抑制作用。 你知道这些离子为什么能抑制酶的活性？（四）果胶酶的用量1、酶的生产提取法： 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）。发酵法： 通过微生物发酵来获得人们所需的酶（20世纪50年代以来生产酶的主要方法），如用曲霉、青霉等微生物发酵生产果胶酶。 化学合成法： 成本比较高，只能合成已知结构的酶。2、控制酶的用量为了果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的用量。二、实验设计（一）探究温度对果胶酶活性的影响1、实验原理 果

6、胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时，活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。2、实验操作流程 你能设计吗？（1）获取苹果泥；（2）保温苹果泥和果胶酶分别进行；（多个温度）（3）混合后保温；（4）过滤。讨论：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？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温度是相同的，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。（二）探究pH对果胶酶活性的影响1、实验原理果胶酶的活性受pH影响，处于最适pH，酶的活性最高，高于或低于此值活性均下降。果肉的出汁率、果汁的澄

7、清度与果胶酶的活性大小成正比。2、实验操作流程 你能设计吗？ 想一想，为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和pH下，果胶酶的活性越大，苹果汁的体积就越大。 在探究温度或pH的影响时，是否需要设置对照？如果需要，又应该如何设置？为什么？需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。4、果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果胶酶能够分解果胶，从而分解植物的细胞壁及胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提

8、高果汁的澄清度。下面是师大附中某研究性学习小组同学在“探究果胶酶催化果胶水解的适宜pH”的课题过程中遇到的问题。 （1）本课题实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥（假定pH的改变对苹果泥成分无影响），试管中分别注入果胶酶溶液、编号、编组”之后，有下面两种操作：方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的pH分别调至4、5、610。方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的pH分别调到4、5、610，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合请问哪一种方法更为科学： ，并说明理由： 方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始达到实验预设的pH（或“方法一的操作会在达到预定pH之

9、前就发生了酶的催化反应”）。（2）实验步骤中有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使 以减少实验误差。（酶和反应物（果胶）充分地接触）（3）如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，当横坐标表示pH，纵坐标表示 果胶分解速率 ，该实验操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线图： 甲 。若实验所获得的最适宜pH=m，请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。（“m”点的位置如右图所示，m点标在曲线上的不给分）(三)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，在增加酶的用量，果汁的体积不再改变，此

10、值即是酶的最适用量。2、实验操作 请你设计。（1）配制不同浓度的果胶酶溶液和制备水果泥；配制不同浓度的果胶酶溶液 准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg，配制成相等体积的水溶液，取等量放入9支试管中，并编号19。 制备水果泥 搅拌器搅拌制成苹果泥并称45g，等量装入9支试管中，并编号19。（2）将上述试管放入恒温水浴加热一段时间。（3）将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合，然后再放入恒温水箱中。（4）恒温水浴约20分钟（5）过滤后测量果汁的体积在最适温度和pH条件下制作1升苹果汁，使用多少果胶酶最合适？一般为50mg/l左右，因为用此

11、浓度处理果汁24小时后果汁率增加10后不再增加。 高中生物答题技巧有哪些高中生物答题技巧：选择题做题的速度不宜过快对于没有把握的题要随时标记，以便复查。（1）读题，标出关键词：如“正确或错误”“可或可能”“一定”“主要”等。（2）读完所有的选项：一是防止遗漏，一是进一步验证所选答案。（3）不确定的先随意选一个，做需要做标记：一防涂卡出现错误，二是有时间后可以快速找到不确定的试题重新检查。（4）做完所有选择题，就转涂好答题卡。这一点特别重要，因为理综选择21个共126分，若最后涂卡，可能会因为心急造成的紧张导致涂卡出现严重的错误。高中生物答题技巧：图表题1、借助示意图这一截体，能让学生更深刻的理

12、解某些生物学原理，同时可以有效地考查学生识图、分析和综合等方面的能力。因此解答此类题目时要注意:(1)首先要读懂题干文字，要充分利用题干文字给予的提示和说明;(2)要仔细审读图示中的各个细节部分包括图示标题、计量单位、指示线及标注名称、箭头或连线、题注说明等;(3)严密分析设问，有针对性的从图示中寻找有关信息，并应用生物学基本概念和基本原理回答问题。2、表格是标书生物学内容的常用方式，它具有信息密集、比较性和条理性强的特点。在解答此类是提示要注意一下技巧：(1)弄清楚表格材料的描述对象或范围，包括看清题干的文字说明，看清表格名称，看清表格的第一行和第一列，看清有关说明等;(2)筛选信息，就是根

13、据解决问题的需要，有选择的注意表格中的相关内容;(3)信息的处理和转换，即对表格中的数据进行整理，包括求总和、平均值、最大值、最小值、处理频率的高或低的数值等，有时可对表格中数据进行信息转换，如作图等，以便使结果更加清晰。高中生物答题技巧：简答类大题(1)文字信息迁移题：解题时要认真阅读材料，针对材料提出的设问认真推敲，把握有效信息，找出真实内涵，揭示材料与设问之间的关系。答题时要紧扣题意，观点准确，要点全面。(2)曲线信息迁移题：解题时要通过阅读和分析图像，正确识标、明点和析线，理解图像中所表达的生物学内涵，将提取的有效信息转换为可利用的信息，最终迁移到新情境中去回答问题。(3)图示信息迁移

14、题：一要认真阅读，弄清图示的内涵和外延;二要挖掘图示中的隐含条件，找出解题所需条件;三要运用已有生物学知识进行辨析，以获得准确答案。(4)表格信息迁移题：首先要看表格的名称、数据和备注等内容，明确解题所需的知识要点;再通过对表格中列举的数据进行全方位的比较，找到解决问题的突破口;最后分析原因，找到解决问题的方法。解答此类试题的关键在于分析表格中已存在的文字信息，然后根据所示信息，利用设问中的关键语句，搜索相应的信息，提取问题的答案。高中生物答题技巧有哪些高中生物答题技巧：选择题做题的速度不宜过快对于没有把握的题要随时标记，以便复查。（1）读题，标出关键词：如“正确或错误”“可或可能”“一定”“

15、主要”等。（2）读完所有的选项：一是防止遗漏，一是进一步验证所选答案。（3）不确定的先随意选一个，做需要做标记：一防涂卡出现错误，二是有时间后可以快速找到不确定的试题重新检查。（4）做完所有选择题，就转涂好答题卡。这一点特别重要，因为理综选择21个共126分，若最后涂卡，可能会因为心急造成的紧张导致涂卡出现严重的错误。高中生物答题技巧：图表题1、借助示意图这一截体，能让学生更深刻的理解某些生物学原理，同时可以有效地考查学生识图、分析和综合等方面的能力。因此解答此类题目时要注意:(1)首先要读懂题干文字，要充分利用题干文字给予的提示和说明;(2)要仔细审读图示中的各个细节部分包括图示标题、计量单

16、位、指示线及标注名称、箭头或连线、题注说明等;(3)严密分析设问，有针对性的从图示中寻找有关信息，并应用生物学基本概念和基本原理回答问题。2、表格是标书生物学内容的常用方式，它具有信息密集、比较性和条理性强的特点。在解答此类是提示要注意一下技巧：(1)弄清楚表格材料的描述对象或范围，包括看清题干的文字说明，看清表格名称，看清表格的第一行和第一列，看清有关说明等;(2)筛选信息，就是根据解决问题的需要，有选择的注意表格中的相关内容;(3)信息的处理和转换，即对表格中的数据进行整理，包括求总和、平均值、最大值、最小值、处理频率的高或低的数值等，有时可对表格中数据进行信息转换，如作图等，以便使结果更

17、加清晰。高中生物答题技巧：简答类大题(1)文字信息迁移题：解题时要认真阅读材料，针对材料提出的设问认真推敲，把握有效信息，找出真实内涵，揭示材料与设问之间的关系。答题时要紧扣题意，观点准确，要点全面。(2)曲线信息迁移题：解题时要通过阅读和分析图像，正确识标、明点和析线，理解图像中所表达的生物学内涵，将提取的有效信息转换为可利用的信息，最终迁移到新情境中去回答问题。(3)图示信息迁移题：一要认真阅读，弄清图示的内涵和外延;二要挖掘图示中的隐含条件，找出解题所需条件;三要运用已有生物学知识进行辨析，以获得准确答案。(4)表格信息迁移题：首先要看表格的名称、数据和备注等内容，明确解题所需的知识要点;再通过对表格中列举的数据进行全方位的比较，找到解决问题的突破口;最后分析原因，找到解决问题的方法。解答此类试题的关键在于分析表格中已存在的文字信息，然后根据所示信息，利用设问中的关键语句，搜索相应的信息，提取问题的答案。