人教版2017年高中生物第1部分專題4課題1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用(選修一)課件

1、第第 1 部部 分分 專專 題題 4 課課 題題 1 理解教材理解教材 新知新知 把握熱點(diǎn)把握熱點(diǎn) 考向考向 應(yīng)用創(chuàng)新應(yīng)用創(chuàng)新 演練演練 知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二知識(shí)點(diǎn)二 考向一考向一 考向二考向二 1.果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成 成分之一。成分之一。 2在果汁生產(chǎn)中，果膠會(huì)影響出汁率和澄在果汁生產(chǎn)中，果膠會(huì)影響出汁率和澄 清度。清度。 3果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，包果膠酶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。括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。 4酶活性可用一定條件下酶所催化的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度

2、酶活性可用一定條件下酶所催化的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度 來(lái)表示。來(lái)表示。 5酶反應(yīng)速度用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的減少量酶反應(yīng)速度用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的減少量 或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示?；虍a(chǎn)物的增加量來(lái)表示。 6影響果膠酶活性的因素有溫度、影響果膠酶活性的因素有溫度、pH和酶的抑制劑等。和酶的抑制劑等。 自讀教材自讀教材夯基礎(chǔ)夯基礎(chǔ) 1果膠果膠 (1)作用：作用： 以及以及 的主要組成成分的主要組成成分 之一；在果汁加工中，會(huì)影響之一；在果汁加工中，會(huì)影響 ，并使果汁，并使果汁 。 (2)成分：是由成分：是由 聚合而成的一種高分子化聚合而成的一種高分子化 合物。合物。 (3)特點(diǎn)：不溶于水

3、。特點(diǎn)：不溶于水。 植物細(xì)胞壁植物細(xì)胞壁胞間層胞間層 出汁率出汁率渾濁渾濁 半乳糖醛酸半乳糖醛酸 半乳糖醛酸半乳糖醛酸 多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶 果膠酯酶果膠酯酶 植物植物細(xì)菌細(xì)菌 霉菌霉菌 3酶的活性酶的活性 (1)概念：指酶概念：指酶 的能力。的能力。 (2)表示方法：用一定條件下酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)表示方法：用一定條件下酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng) 的的 來(lái)表示。來(lái)表示。 (3)酶反應(yīng)速度的表示方法：用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積酶反應(yīng)速度的表示方法：用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積 中中 或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示。或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示。 (4)酶活性的影響因素：溫度、酶活性的影響因素：溫度、pH和和 等

4、等 。 催化一定化學(xué)反應(yīng)催化一定化學(xué)反應(yīng) 反應(yīng)速度反應(yīng)速度 反應(yīng)物的減少量反應(yīng)物的減少量 酶的抑制劑酶的抑制劑 跟隨名師跟隨名師解疑難解疑難 1果膠酶的特點(diǎn)果膠酶的特點(diǎn) (1)酶活性高，產(chǎn)品可直接使用，不需提取，成本低。酶活性高，產(chǎn)品可直接使用，不需提取，成本低。 (2)酶系全，應(yīng)用效果好。酶系全，應(yīng)用效果好。 2果膠酶在果汁生產(chǎn)上的作用果膠酶在果汁生產(chǎn)上的作用 (1)分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層，使果膠水解分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層，使果膠水解 為半乳糖醛酸，可迅速降低果漿黏度，使果汁變得澄清。為半乳糖醛酸，可迅速降低果漿黏度，使果汁變得澄清。 (2)提高水果的出汁率，提高濃縮

5、果汁的質(zhì)量和穩(wěn)定性。提高水果的出汁率，提高濃縮果汁的質(zhì)量和穩(wěn)定性。 3果膠酶的應(yīng)用范圍果膠酶的應(yīng)用范圍 (1)水果中的果膠經(jīng)果膠酶水解后，可降低果汁的黏度水果中的果膠經(jīng)果膠酶水解后，可降低果汁的黏度 ，有助于壓榨并提高出汁率。，有助于壓榨并提高出汁率。 (2)在進(jìn)行果汁沉降和離心時(shí)，能破壞果汁中懸浮物的在進(jìn)行果汁沉降和離心時(shí)，能破壞果汁中懸浮物的 穩(wěn)定性，使其凝聚沉淀，果汁得到澄清。穩(wěn)定性，使其凝聚沉淀，果汁得到澄清。 (3)經(jīng)果膠酶處理的果汁比較穩(wěn)定，不再發(fā)生渾濁，在經(jīng)果膠酶處理的果汁比較穩(wěn)定，不再發(fā)生渾濁，在 制備濃縮果汁時(shí)，果膠酶的作用顯得尤為重要。制備濃縮果汁時(shí)，果膠酶的作用顯得尤為重

6、要。 (4)在葡萄酒釀造中加入果膠酶能起澄清作用，還可促在葡萄酒釀造中加入果膠酶能起澄清作用，還可促 進(jìn)葡萄汁中的酒石酸發(fā)生沉淀。進(jìn)葡萄汁中的酒石酸發(fā)生沉淀。 (5)果膠酶可用于橘子脫囊衣，制造果粉和低糖果凍。果膠酶可用于橘子脫囊衣，制造果粉和低糖果凍。 (6)果膠酶與纖維素酶、半纖維素酶等配合，可降解植果膠酶與纖維素酶、半纖維素酶等配合，可降解植 物細(xì)胞壁中的果膠和纖維素，促使淀粉、脂質(zhì)、維生素和物細(xì)胞壁中的果膠和纖維素，促使淀粉、脂質(zhì)、維生素和 蛋白質(zhì)等釋放出來(lái)，從而提高了飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。蛋白質(zhì)等釋放出來(lái)，從而提高了飼料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。 (7)果膠酶可降低飼料的黏度，促進(jìn)飼料在動(dòng)物消化道果膠酶

7、可降低飼料的黏度，促進(jìn)飼料在動(dòng)物消化道 內(nèi)的消化吸收。內(nèi)的消化吸收。 自讀教材自讀教材夯基礎(chǔ)夯基礎(chǔ) 1探究溫度和探究溫度和pH對(duì)果膠酶活性的影響對(duì)果膠酶活性的影響 (1)實(shí)驗(yàn)流程：實(shí)驗(yàn)流程： 一系列具有梯度一系列具有梯度 果膠酶果膠酶 過(guò)濾果汁過(guò)濾果汁 (2)該實(shí)驗(yàn)的自變量是該實(shí)驗(yàn)的自變量是 或或 ，因變量是，因變量是 ， 檢測(cè)因變量是通過(guò)測(cè)定果汁的檢測(cè)因變量是通過(guò)測(cè)定果汁的 或或 來(lái)實(shí)現(xiàn)的。來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 溫度溫度pH酶的活性酶的活性 體積體積澄清度澄清度 2.探究果膠酶的用量探究果膠酶的用量 (1)控制酶用量的目的：控制酶用量的目的： 使果膠酶得到使果膠酶得到 ； 。 (2)酶用量多少的探究：

8、酶用量多少的探究： 影響因素：影響因素： 該實(shí)驗(yàn)的自變量是該實(shí)驗(yàn)的自變量是 ，除此之外，影響果汁，除此之外，影響果汁 產(chǎn)量的因素還有產(chǎn)量的因素還有 、pH、 的時(shí)間、蘋果的時(shí)間、蘋果 泥的用量等。泥的用量等。 充分地利用充分地利用 節(jié)約成本節(jié)約成本 酶的用量酶的用量 溫度溫度 酶催化反應(yīng)酶催化反應(yīng) 判斷的思路：判斷的思路： a如果隨著酶的用量增加，過(guò)濾到的果汁的體積也如果隨著酶的用量增加，過(guò)濾到的果汁的體積也 增加，說(shuō)明增加，說(shuō)明 ； b如果當(dāng)酶的用量增加到某個(gè)數(shù)值后，再增加酶的如果當(dāng)酶的用量增加到某個(gè)數(shù)值后，再增加酶的 用量，過(guò)濾到的果汁的體積不再改變，說(shuō)明用量，過(guò)濾到的果汁的體積不再改變，

9、說(shuō)明 。 酶的用量不足酶的用量不足 酶的用量已酶的用量已 經(jīng)足夠經(jīng)足夠 跟隨名師跟隨名師解疑難解疑難 1探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響 (1)實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理： 果膠酶活性受溫度影響。處于最適溫度時(shí)，酶活性最果膠酶活性受溫度影響。處于最適溫度時(shí)，酶活性最 高。在一定范圍內(nèi)，果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠高。在一定范圍內(nèi)，果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠 酶的活性大小成正相關(guān)。酶的活性大小成正相關(guān)。 (2)操作步驟：操作步驟： 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 溫度溫度 果汁量果汁量 (mL) (3)操作提示：操作提示： 在混合蘋果泥和果膠酶之前要進(jìn)行恒溫處理，目的在混合蘋果泥和果膠酶之前要進(jìn)

10、行恒溫處理，目的 是保證底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的，避免混合后的是保證底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的，避免混合后的 溫度變化，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。溫度變化，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。 通過(guò)測(cè)定濾出的蘋果汁的體積大小來(lái)判斷果膠酶活通過(guò)測(cè)定濾出的蘋果汁的體積大小來(lái)判斷果膠酶活 性的原因是果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，這些小分子性的原因是果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，這些小分子 物質(zhì)可通過(guò)濾紙，因此蘋果汁的體積大小反映了果膠酶催物質(zhì)可通過(guò)濾紙，因此蘋果汁的體積大小反映了果膠酶催 化分解果膠能力的大小?；纸夤z能力的大小。 本實(shí)驗(yàn)的探究對(duì)象是酶的活性，溫度作為自變量，本實(shí)驗(yàn)的探究對(duì)象是酶的活性，溫

11、度作為自變量， 屬于探究的定量。自變量溫度可設(shè)置梯度來(lái)確定最適值。屬于探究的定量。自變量溫度可設(shè)置梯度來(lái)確定最適值。 溫度梯度越小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果越精確。溫度梯度越小，實(shí)驗(yàn)結(jié)果越精確。 2探究探究pH對(duì)果膠酶活性的影響對(duì)果膠酶活性的影響 (1)實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理： 果膠酶的活性受果膠酶的活性受pH影響，其催化作用具有最適影響，其催化作用具有最適pH， 在低于或高于此值時(shí)，酶活性都會(huì)減弱，過(guò)酸或過(guò)堿則導(dǎo)在低于或高于此值時(shí)，酶活性都會(huì)減弱，過(guò)酸或過(guò)堿則導(dǎo) 致酶變性失活。致酶變性失活。 (2)實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟： 制備蘋果泥分裝制備蘋果泥分裝,調(diào)調(diào)pH加果膠酶加果膠酶反應(yīng)一段時(shí)反應(yīng)一段時(shí) 間間過(guò)濾果汁過(guò)濾

12、果汁觀察、記錄、比較果汁量觀察、記錄、比較果汁量 (3)注意事項(xiàng)：注意事項(xiàng)： 本實(shí)驗(yàn)是對(duì)照實(shí)驗(yàn)，其變量是本實(shí)驗(yàn)是對(duì)照實(shí)驗(yàn)，其變量是pH。每支試管中加入。每支試管中加入 的蘋果泥和果膠酶的量應(yīng)相等，溫度也應(yīng)相同的蘋果泥和果膠酶的量應(yīng)相等，溫度也應(yīng)相同(可取上一實(shí)可取上一實(shí) 驗(yàn)測(cè)出的最適溫度驗(yàn)測(cè)出的最適溫度)。 pH梯度調(diào)節(jié)時(shí)可用體積分?jǐn)?shù)均為梯度調(diào)節(jié)時(shí)可用體積分?jǐn)?shù)均為0.1%的的NaOH溶液溶液 或或HCl溶液。溶液。 為了使果膠酶充分地催化反應(yīng)，應(yīng)用玻璃棒不時(shí)地為了使果膠酶充分地催化反應(yīng)，應(yīng)用玻璃棒不時(shí)地 攪拌反應(yīng)混合物。攪拌反應(yīng)混合物。 可通過(guò)比較果汁體積大小來(lái)判斷酶活性的高低，也可通過(guò)比較果

13、汁體積大小來(lái)判斷酶活性的高低，也 可以通過(guò)觀察果汁的澄清度來(lái)判斷果膠酶活性的強(qiáng)弱?？梢酝ㄟ^(guò)觀察果汁的澄清度來(lái)判斷果膠酶活性的強(qiáng)弱。 特別提醒特別提醒 本實(shí)驗(yàn)仍是對(duì)照實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)仍是對(duì)照實(shí)驗(yàn)(相互對(duì)照相互對(duì)照)，每支試管中蘋果，每支試管中蘋果 泥和果膠酶的用量要嚴(yán)格控制相等。泥和果膠酶的用量要嚴(yán)格控制相等。 嚴(yán)格控制各實(shí)驗(yàn)組的嚴(yán)格控制各實(shí)驗(yàn)組的pH、操作的程序等。、操作的程序等。 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中被操縱的特定因素或條件稱為自變量在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中被操縱的特定因素或條件稱為自變量 。 3探究果膠酶的用量探究果膠酶的用量 (1)實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)原理： 檢查酶的含量及存在，常用它催化某一特定反應(yīng)的檢查酶的含量及存在

14、，常用它催化某一特定反應(yīng)的 能力來(lái)表示，即酶的活力。能力來(lái)表示，即酶的活力。 酶活力的大小可以用在一定條件下，它所催化的某酶活力的大小可以用在一定條件下，它所催化的某 一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來(lái)表示，酶反應(yīng)速度可用單位時(shí)間一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來(lái)表示，酶反應(yīng)速度可用單位時(shí)間 內(nèi)、單位體積中底物的減少量或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示。內(nèi)、單位體積中底物的減少量或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示。 (2)實(shí)驗(yàn)方案：可以配制不同濃度的果膠酶溶液，也可實(shí)驗(yàn)方案：可以配制不同濃度的果膠酶溶液，也可 以只配制一種濃度的果膠酶溶液，然后使用不同的體積。以只配制一種濃度的果膠酶溶液，然后使用不同的體積。 需要注意的是，反應(yīng)液的需要注意的是

15、，反應(yīng)液的pH必須相同，否則將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)必須相同，否則將影響實(shí)驗(yàn)結(jié) 果的準(zhǔn)確性。果的準(zhǔn)確性。 (3)操作步驟：操作步驟： 盛有蘋果泥試管盛有蘋果泥試管123456789 盛有果膠酶試管盛有果膠酶試管123456789 果汁量果汁量(mL) 例例1 下圖曲線表示的是溫度與果膠酶活性之間的關(guān)下圖曲線表示的是溫度與果膠酶活性之間的關(guān) 系，此曲線不能說(shuō)明的是系，此曲線不能說(shuō)明的是 () A在在b點(diǎn)之前，果膠酶的活性和溫度呈正相關(guān)；之點(diǎn)之前，果膠酶的活性和溫度呈正相關(guān)；之 后，呈負(fù)相關(guān)后，呈負(fù)相關(guān) B當(dāng)溫度達(dá)到當(dāng)溫度達(dá)到b點(diǎn)時(shí)，果膠酶的活性最高、酶的催點(diǎn)時(shí)，果膠酶的活性最高、酶的催 化作用最強(qiáng)化作用最強(qiáng)

16、 Ca點(diǎn)時(shí)，果膠酶的活性很低，但隨著溫度升高，點(diǎn)時(shí)，果膠酶的活性很低，但隨著溫度升高， 果膠酶的活性可以上升果膠酶的活性可以上升 Dc點(diǎn)時(shí)，果膠酶的活性很低，當(dāng)溫度降低時(shí)，酶點(diǎn)時(shí)，果膠酶的活性很低，當(dāng)溫度降低時(shí)，酶 的活性可以恢復(fù)上升的活性可以恢復(fù)上升 解析解析從圖中可以看出隨著溫度的不斷升高，果膠從圖中可以看出隨著溫度的不斷升高，果膠 酶的活性在上升，達(dá)到酶的活性在上升，達(dá)到b點(diǎn)時(shí)，酶的活性達(dá)到最高；隨后點(diǎn)時(shí)，酶的活性達(dá)到最高；隨后 ，隨著溫度的繼續(xù)上升，酶的活性迅速下降。，隨著溫度的繼續(xù)上升，酶的活性迅速下降。a點(diǎn)和點(diǎn)和c點(diǎn)相點(diǎn)相 比，雖然酶的活性都很低，但是比，雖然酶的活性都很低，但是a

17、點(diǎn)是低溫條件，對(duì)酶的分點(diǎn)是低溫條件，對(duì)酶的分 子結(jié)構(gòu)無(wú)影響，所以，隨著溫度的上升，其活性也會(huì)不斷子結(jié)構(gòu)無(wú)影響，所以，隨著溫度的上升，其活性也會(huì)不斷 上升，而上升，而c點(diǎn)是高溫條件，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)破壞酶的分子點(diǎn)是高溫條件，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)破壞酶的分子 結(jié)構(gòu)，使酶的活性發(fā)生不可逆的變化。結(jié)構(gòu)，使酶的活性發(fā)生不可逆的變化。 答案答案D 例例2 在驗(yàn)證在驗(yàn)證“果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用”的實(shí)驗(yàn)步的實(shí)驗(yàn)步 驟中，在完成驟中，在完成“燒杯中分別加入蘋果泥、試管中分別加入燒杯中分別加入蘋果泥、試管中分別加入 果膠酶溶液、編號(hào)、編組果膠酶溶液、編號(hào)、編組”之后，有下列兩種操作：之后，有

18、下列兩種操作： 第一種：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥相第一種：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥相 混合，再把混合液的混合，再把混合液的pH分別調(diào)至分別調(diào)至4,5,610。 第二種：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥的第二種：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥的 pH分別調(diào)至分別調(diào)至4,5,610，再把，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋相等的果膠酶溶液和蘋 果泥相混合。果泥相混合。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題：請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)哪一種方法更為科學(xué)？哪一種方法更為科學(xué)？_。請(qǐng)說(shuō)明理由：。請(qǐng)說(shuō)明理由：_ 。 (2)實(shí)驗(yàn)步驟中也有玻璃棒攪拌的操作，其目的是使實(shí)驗(yàn)步驟中也有玻璃棒攪拌的操作，其目的

19、是使_ ，以減少實(shí)驗(yàn)誤差。，以減少實(shí)驗(yàn)誤差。 (3)如果用曲線圖的方式記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下如果用曲線圖的方式記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下 ，當(dāng)橫坐標(biāo)表示，當(dāng)橫坐標(biāo)表示pH，縱坐標(biāo)表示，縱坐標(biāo)表示_，實(shí)驗(yàn)的操作和記，實(shí)驗(yàn)的操作和記 錄是比較切實(shí)可行的。根據(jù)你對(duì)酶特性的了解，在下圖中選錄是比較切實(shí)可行的。根據(jù)你對(duì)酶特性的了解，在下圖中選 擇一個(gè)最可能是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖：擇一個(gè)最可能是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的曲線圖：_。 解析解析方法二是將試管中的果膠酶溶液和燒杯中蘋果泥方法二是將試管中的果膠酶溶液和燒杯中蘋果泥 的的pH分別調(diào)至分別調(diào)至4,5,6，10，再把，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋相等的果膠酶溶液和蘋 果泥相混合。這樣操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開(kāi)始便達(dá)到果泥相混合。這樣操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開(kāi)始便達(dá)到 實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)的實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)的pH。否則，由于酶有高效性，在升高或降低。否則，由于酶有高效性，在升高或降低pH過(guò)過(guò) 程中把果膠分解了，造成實(shí)驗(yàn)誤差。實(shí)驗(yàn)中玻璃棒攪拌的目的程中把果膠分解了