高中生物人教同步果胶酶在果汁生产中的作用选修.pptx

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1、课题课题1果胶酶在果汁生产中的作用果胶酶在果汁生产中的作用第1页/共42页第2页/共42页课程标准课程标准1.研研究酶的存在和简单制作的方法。2.探究利用苹果制成果汁的最佳条件。3.检测果胶酶的活性。课标解读课标解读1.知知道果胶酶的作用。2.理解影响果胶酶活性的因素。第3页/共42页1果胶酶的作用果胶酶的作用(1)果果胶胶的成分及作用：果胶是植物 以及 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，不溶于水。果胶酶的作用、酶活性及其影响因素果胶酶的作用、酶活性及其影响因素 细胞壁胞间层半乳糖醛酸第4页/共42页(2)果胶酶的作用：果胶酶能够分解 ，瓦解植物的 ，使榨取果汁变得 ，也

2、使得浑浊的果汁变得 。果胶酶能够分解果胶的实质是将果胶分解成可溶性的 。(3)果 胶 酶 的 组 成：果 胶 酶 并 不 特 指 某 一 种 酶，而 是 分 解 果 胶 的 一 类 酶 的 总 称，包 括 、和 等。果胶细胞壁及胞间层更容易澄清半乳糖醛酸多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶果胶酯酶第5页/共42页2酶的活性酶的活性是是指酶 的能力。酶活性的高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的 来表示。3酶的反应速度酶的反应速度用用单位时间内、单位体积中反应物的 或产物的 来表示。影响酶活性的因素主要有 、和 等。催化一定化学反应反应速度减少量增加量温度pH酶的抑制剂第6页/共42页4酶的用量

3、酶的用量酶酶用量过多，会导致酶的 ；酶用量过少，会 酶促反应的速度。因此要得到适宜的酶用量，需通过设计实验进行探究。思维激活思维激活1 果果胶酶的合成场所在哪里？果胶酶只存在于植物细胞中吗？提提示示果果胶胶酶酶的的化化学学本本质质是是蛋蛋白白质质，其其合合成成场场所所为为核核糖糖体体，果果胶胶酶酶并并非非只只存存在在于于植物细胞中，植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。植物细胞中，植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。浪费限制第7页/共42页1影响果汁产量的物质及处理方法影响果汁产量的物质及处理方法(1)影影响果汁产量的物质种类：纤维素、果胶。造成的问题：果肉的出汁率低，耗时长；果汁浑浊、

4、黏度高，易发生沉淀。(2)处理方法酶解法常用的酶及其作用特点(如下表)第8页/共42页第9页/共42页2.果胶酶的来源、化学本质、特性及功能果胶酶的来源、化学本质、特性及功能(见下表见下表)项目项目内容内容解释解释来源来源植物、微生物植物、微生物产自核糖体产自核糖体(由氨基酸缩合产生由氨基酸缩合产生)功能功能生物催化剂生物催化剂可分解果胶、瓦解植物细胞壁可分解果胶、瓦解植物细胞壁及胞间层及胞间层作用作用特性特性高效性高效性专一性专一性作用条件较温和作用条件较温和易受温度易受温度pH及抑制剂及抑制剂影响影响催化效率非常高，可特异性地催化效率非常高，可特异性地将果胶水解为可溶性半乳糖醛将果胶水解为

5、可溶性半乳糖醛酸，但对反应条件要求苛刻酸，但对反应条件要求苛刻应用应用食品加工业使用食品加工业使用量最大的酶制剂量最大的酶制剂之一之一在果汁加工中，应用果胶酶制在果汁加工中，应用果胶酶制剂可使榨取果汁更容易，且使剂可使榨取果汁更容易，且使浑浊的果汁变得澄清浑浊的果汁变得澄清第10页/共42页特特别别提提醒醒自自然然界界中中的的酶酶并并不不完完全全适适于于在在生生活活和和生生产产上上应应用用，可可以以利利用用“酶酶工工程程”技技术术对对酶进行改造，使之更加符合人们的需求。酶进行改造，使之更加符合人们的需求。第11页/共42页【巩固巩固1】下下列关于果胶酶的叙述，正确的是()。A果胶酶包括多聚半乳

6、糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等B果胶酶的化学成分为固醇C果胶酶的催化作用不受温度影响D果胶酶可以催化多种化学反应解解析析果果胶胶酶酶同同其其他他大大多多数数酶酶一一样样，其其主主要要成成分分是是蛋蛋白白质质，其其催催化化作作用用受受温温度度和和pH等因素的影响，果胶酶只能催化果胶的分解。等因素的影响，果胶酶只能催化果胶的分解。答案答案A第12页/共42页1探究温度和探究温度和pH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响(1)实实验流程包括制备苹果泥、设置一系列具有梯度的 和、加入果胶酶反应一段时间、。(2)该实验的自变量是 ，因变量是 ，检测因变量是通过测定 或 来实现的。果胶酶活性影响因素的实

7、验探究果胶酶活性影响因素的实验探究 温度pH过滤果汁温度或pH果胶酶活性苹果汁的体积苹果汁的澄清度第13页/共42页2探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量(1)该该实验的自变量是 ，除此之外，影响果汁产量的因素还有 、酶催化反应的时间、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。果胶酶的量温度pH酶的用量不足酶的用量已经足够第14页/共42页思维激活思维激活2 探探究果胶酶活性的温度或pH最适值，其实验思路上有何共性？提示提示尽管实验变量不同，但通过设置梯度来确定

8、最适值是两种实验设计思路上的共性。尽管实验变量不同，但通过设置梯度来确定最适值是两种实验设计思路上的共性。第15页/共42页1探究温度对果胶酶活性的影响(1)实实验原理酶处于最适温度时，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)实验变量自变量是温度，因变量是果汁的澄清度和出汁率。(3)实验流程第16页/共42页第17页/共42页2探究探究pH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响(1)实实验原理果胶酶的活性受pH的影响，处于最适pH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)实验变量自变量是pH，因变量是果汁的澄清度和出汁率。(3)实验流程第

9、18页/共42页第19页/共42页3探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量(1)实实验原理随着酶浓度的增加，过滤到的果汁体积也增加，说明酶的用量不足；当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够，那么，这个值就是酶的最适用量。(2)实验变量自变量：果胶酶用量。因变量：果汁澄清度和出汁率。第20页/共42页(3)实验流程第21页/共42页特别提醒特别提醒(1)实验过程中，除控制自变量外，须控制无关变量适宜且相同。实验过程中，除控制自变量外，须控制无关变量适宜且相同。(2)结果分析与评价结果分析与评价根据实验数据绘制出的温度根据实验数据绘制出的温度(或或pH

10、)对果胶酶活性的影响曲线，如图对果胶酶活性的影响曲线，如图1。不同果胶酶用量对出汁量的影响曲线，如图不同果胶酶用量对出汁量的影响曲线，如图2。第22页/共42页【巩固巩固2】下下表是某同学探究温度对果胶酶活性影响的实验结果。该结果不能说明()。A.温度影响果胶酶的活性B40 与60 时酶的活性相等C50 是该酶的最适温度D若温度从10 升高到40，酶的活性将逐渐增强温度温度/10 20 30 40 50 60果汁量果汁量/mL234565第23页/共42页解解析析温温度度影影响响酶酶的的活活性性，果果胶胶酶酶的的最最适适温温度度在在4060 之之间间，上上表表不不能能说说明明50 就就是是最最

11、适适温温度度。在在低低于于最最适适温温度度时时，随随温温度度的的升升高高，酶酶的的活活性性增增强强；高高于于最最适适温温度度时时，随随温温度度的的升升高高，酶酶的的活活性性降降低低。温温度度对对酶酶活活性性的的影影响响曲曲线线图图是是钟钟罩罩形形的的，故故40 与与60 时时酶酶的催化效率相同。的催化效率相同。答案答案C第24页/共42页【例例1】下下列关于果胶酶的说法，正确的是()。A果胶酶可以分解细胞壁的主要成分纤维素B果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物C果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的一类酶的总称D果胶酶的化学本质是RNA果胶酶及其功能果胶酶及其功能 第25页/共42页思维

12、导图：思维导图：第26页/共42页深深度度剖剖析析因因为为酶酶具具有有专专一一性性，因因此此果果胶胶酶酶只只能能分分解解果果胶胶而而不不能能分分解解纤纤维维素素，因因此此A错错误误；半半乳乳糖糖醛醛酸酸是是果果胶胶的的组组成成单单位位，而而不不是是果果胶胶酶酶的的组组成成单单位位，因因此此B错错误误；果果胶胶酶酶是是能能够分解果胶的一类酶的总称，其化学本质是蛋白质，基本组成单位是氨基酸，因此够分解果胶的一类酶的总称，其化学本质是蛋白质，基本组成单位是氨基酸，因此D错误。错误。答案答案C第27页/共42页【例例2】下下列A、B、C图依次表示果胶酶浓度一定时，果胶酶的反应速度与反应物浓度、温度、p

13、H之间的关系，据图完成问题。果胶酶活性的影响因素果胶酶活性的影响因素第28页/共42页(1)图A中，反应物达到某一浓度时反应速度不再上升的原因是_。(2)图B中，b点所对应的温度称为_。如果你根据实验数据转换成的曲线图无法判断果胶酶的最适温度，你将如何改进？_。(3)图B中，曲线ab段表明_，bc段表明_。(4)将装有果胶酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12 和90 水浴锅中，20 min后取出，转入40 的水浴锅中保温，两试管内的反应：甲试管_，乙试管_。第29页/共42页(5)图C表示了果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速度随pH变化的曲线，实验时可根据_来判定果胶酶的

14、最适pH。思维导图：思维导图：第30页/共42页深度剖析深度剖析(1)酶的催化能力也是有一定限度的，并不会随反应物浓度的上升而无限上升。酶的催化能力也是有一定限度的，并不会随反应物浓度的上升而无限上升。(2)图图B中中b点点所所对对应应的的为为酶酶的的最最适适温温度度。在在适适宜宜温温度度附附近近设设置置差差值值间间隔隔更更小小的的温温度度梯梯度度将将有利于确认最适温度。有利于确认最适温度。(3)图图B中中曲曲线线ab段段表表明明，在在最最适适温温度度之之前前，随随温温度度升升高高，酶酶活活性性升升高高，在在最最适适温温度度之之后后，随温度升高，酶活性降低。随温度升高，酶活性降低。(4)低低温

15、温可可抑抑制制酶酶活活性性，当当温温度度升升高高时时酶酶活活性性尚尚可可恢恢复复，但但高高温温可可破破坏坏酶酶分分子子的的空空间间结结构构，即使温度降低，酶活性也不再恢复。即使温度降低，酶活性也不再恢复。(5)确认果胶酶活性，可依据果汁量作为因变量。确认果胶酶活性，可依据果汁量作为因变量。第31页/共42页答案答案(1)酶酶虽然有高效性，但催化能力也有一定限度，当所有酶都发挥了最高效能后，反应物浓度再增加，反应速度也不增加，这时受酶浓度影响(2)最适温度应据适宜温度范围确定间隔近的温度梯度，重新实验(3)温度升高，酶活性升高温度升高，酶活性降低(4)反应速度迅速增加无催化反应(5)果汁的量第3

16、2页/共42页思维深化思维深化自变量与因变量及其之间的关系自变量与因变量及其之间的关系变量名称变量名称含义含义实例实例关系关系实验变量实验变量(自变量自变量)实验中实验者所操纵实验中实验者所操纵的因素或条件的因素或条件温度或温度或pH实验变量为原实验变量为原因，反应变量因，反应变量是结果，二者是结果，二者是因果关系是因果关系反应变量反应变量(因变量因变量)由于实验变量而引起由于实验变量而引起的变化和结果的变化和结果果汁量果汁量无关变量无关变量除实验变量以外的影除实验变量以外的影响实验现象或结果的响实验现象或结果的因素因素酶的新酶的新鲜程度鲜程度第33页/共42页单击此处进入单击此处进入 随堂达

17、标检测随堂达标检测第34页/共42页旁栏思考题旁栏思考题1为为什么在混合苹果泥和果胶酶之前要将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？提提示示将将苹苹果果泥泥和和果果胶胶酶酶分分装装在在不不同同试试管管中中有有利利于于确确保保在在酶酶和和底底物物混混合合前前分分别别达达到到预设的温度，以排除温度差对实验结果的干扰。预设的温度，以排除温度差对实验结果的干扰。第35页/共42页2在探究温度和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？提提示示本本实实验验中中有有对对照照实实验验，但但不不需需额额外外设设置置，因因为为不不同同温温度度和和pH梯梯度度之之间间就就可可以作为对照

18、，这种对照称为相互对照。以作为对照，这种对照称为相互对照。第36页/共42页3A同学将哪个因素作为变量，控制哪些因素不变？为什么要做这样的处理？B同学呢？提提示示A同同学学将将温温度度或或pH作作为为变变量量，控控制制不不变变的的量量有有苹苹果果泥泥的的用用量量、果果胶胶酶酶的的用用量量、反反应应的的时时间间和和过过滤滤的的时时间间等等。只只有有在在实实验验中中保保证证一一个个自自变变量量，实实验验结结果果才才能能说说明明问问题题。B同学对于变量的处理应该与同学对于变量的处理应该与A同学相同，只是观察因变量的角度不同。同学相同，只是观察因变量的角度不同。第37页/共42页4想一想，为什么能够通

19、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？提提示示果果胶胶酶酶将将果果胶胶分分解解为为小小分分子子物物质质，小小分分子子物物质质可可以以通通过过滤滤纸纸，因因此此苹苹果果汁汁的的体体积积大大小小反反映映了了果果胶胶酶酶催催化化分分解解果果胶胶的的能能力力。在在不不同同的的温温度度和和pH下下，果果胶胶酶酶的的活活性性越越大大，苹果汁的体积就越大。苹果汁的体积就越大。第38页/共42页解析解析本题考查酶活性的检测方法。酶促反应的本身有时不易直接检测，但是通过一定的本题考查酶活性的检测方法。酶促反应的本身有时不易直接检测，但是通过一定的方法，可以将酶促反应的结果以一定的形式反映出来。本题

20、中果胶酶的催化作用是不能直方法，可以将酶促反应的结果以一定的形式反映出来。本题中果胶酶的催化作用是不能直接检测的，但是可以通过滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低。接检测的，但是可以通过滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低。第39页/共42页5当探究温度对果胶酶活性的影响时，哪个因素是自变量，哪些因素应该保持不变？提提示示温温度度是是变变量量，应应控控制制果果泥泥量量、果果胶胶酶酶的的浓浓度度和和用用量量、水水浴浴时时间间和和混混合合物物的的pH等所有其他条件不变。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。等所有其他条件不变。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶

21、酶的活性产生影响。解解析析为为了了使使实实验验具具有有说说服服力力，对对照照实实验验的的设设计计要要控控制制单单一一变变量量，即即除除自自变变量量外外，其他可能影响实验结果的变量都应保持不变。其他可能影响实验结果的变量都应保持不变。第40页/共42页练习练习解解析析大大规规模模生生产产比比实实验验室室制制备备考考虑虑的的因因素素要要多多，包包括括产产品品的的质质量量、生生产产效效率率、生生产成本等因素，而实验室制备则主要强调实验的结果。产成本等因素，而实验室制备则主要强调实验的结果。答案答案大大规模生产与实验室制备的主要不同点是：有两次瞬间高温灭菌。酶处理的时间相对较长。有离心分离步骤和浓缩步骤。第41页/共42页感谢您的观看！第42页/共42页