選修一生物技術(shù)實(shí)踐專題4酶的研究與應(yīng)用

1、選修一:生物技術(shù)實(shí)踐 專題4 酶的研究與應(yīng)用課題1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 六安市 壽縣正陽(yáng)中學(xué) 姚家良一、課題目標(biāo)一、課題目標(biāo) 1. 1.簡(jiǎn)述果膠酶的作用；簡(jiǎn)述果膠酶的作用； 2. 2.檢測(cè)果膠酶的活性；檢測(cè)果膠酶的活性； 3. 3.探究溫度和探究溫度和phph對(duì)果膠酶活性的對(duì)果膠酶活性的影響以及果膠酶的最適用量；影響以及果膠酶的最適用量； 4. 4.搜集有關(guān)果膠酶應(yīng)用的資料。搜集有關(guān)果膠酶應(yīng)用的資料。二、課題重點(diǎn)與難點(diǎn)二、課題重點(diǎn)與難點(diǎn) 課題重點(diǎn)：課題重點(diǎn)： 溫度和溫度和phph對(duì)果膠酶活性的影響。對(duì)果膠酶活性的影響。課題難點(diǎn)：課題難點(diǎn)： 果膠酶的最適用量。果膠酶的最適用量。三、基礎(chǔ)知識(shí)

2、分析三、基礎(chǔ)知識(shí)分析 知識(shí)要點(diǎn)知識(shí)要點(diǎn): :1.1.果膠酶的作用；果膠酶的作用；2.2.酶的活性的定義；酶的活性的定義；3.3.影響酶活性的因素；影響酶活性的因素；4.4.果膠酶的用量。果膠酶的用量。 (一)細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)及作用：v作用是什么？作用是什么？v特點(diǎn)？特點(diǎn)？v結(jié)構(gòu)組成？結(jié)構(gòu)組成？保護(hù)植物細(xì)胞；支撐植物細(xì)胞彈性?。蝗感岳w維素、果膠1.1.果膠果膠植物細(xì)胞壁及細(xì)胞之間胞間層的成分植物細(xì)胞壁及細(xì)胞之間胞間層的成分 植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一，它是由分之一，它是由半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚合而成的聚合而成的一種一種高分子化合物高分子化合物，不溶于水。

3、，不溶于水。果膠果膠: : 在果汁加工中，果膠不僅會(huì)影響出汁在果汁加工中，果膠不僅會(huì)影響出汁率，還會(huì)使果汁渾濁。果膠酶能夠分解率，還會(huì)使果汁渾濁。果膠酶能夠分解果果膠膠，瓦解植物細(xì)胞的，瓦解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁細(xì)胞壁及及胞間層胞間層，使，使榨取果汁更容易，而果膠分解成可溶性的榨取果汁更容易，而果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸半乳糖醛酸，也使得渾濁的果汁變得澄清。，也使得渾濁的果汁變得澄清。果膠酶果膠酶 果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括果膠的一類酶的總稱，包括多聚多聚半乳糖半乳糖醛酸醛酸酶酶、果膠分解酶果膠分解酶和和果膠脂酶果膠脂酶等。等。果膠酶果

4、膠酶: :2.2.酶的活性與影響酶活性的因素酶的活性與影響酶活性的因素 指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。酶反指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。酶反應(yīng)速度用應(yīng)速度用單位時(shí)間單位時(shí)間內(nèi)內(nèi)單位體積單位體積中中反應(yīng)物反應(yīng)物的減少量的減少量或或生成物的增加量生成物的增加量來(lái)表示來(lái)表示. .(1)(1)酶的活性酶的活性(2)(2)影響酶活性的因素影響酶活性的因素 a.a.溫度溫度b.phb.ph c. .酶的抑制劑酶的抑制劑. .果膠酶的用量果膠酶的用量d. 酶的激活劑酶的激活劑v()探究溫度和探究溫度和ph對(duì)酶活性的影響對(duì)酶活性的影響四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 1、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案 a、確定溫度確定溫度/ph梯度（梯

5、度（5c0/ 10c0）/ph5、6、7、8 探究控制溫度探究控制溫度/ph的方法和措施的方法和措施 你的實(shí)驗(yàn)變量是什么？如何設(shè)定？你的實(shí)驗(yàn)變量是什么？如何設(shè)定？ b、確定水果的種類、確定水果的種類確定制備果汁的方確定制備果汁的方法法 確定實(shí)驗(yàn)用的水果用量確定實(shí)驗(yàn)用的水果用量 確定果膠酶的確定果膠酶的用量用量控制測(cè)定果膠酶活性的方法控制測(cè)定果膠酶活性的方法()探究溫度和ph對(duì)酶活性的影響v2、實(shí)驗(yàn)操作步驟：、實(shí)驗(yàn)操作步驟： 制備水果泥制備水果泥 配制果膠酶配制果膠酶 水果泥與果膠酶分別水浴保溫水果泥與果膠酶分別水浴保溫 將水果泥和果膠酶混合保溫將水果泥和果膠酶混合保溫 過(guò)濾出果汁過(guò)濾出果汁 記

6、錄果汁量記錄果汁量 改變不同的溫度改變不同的溫度/ph后重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)后重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)()探究溫度和ph對(duì)酶活性的影響 3、設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格、設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格 4、得出結(jié)論與分析：、得出結(jié)論與分析： 畫(huà)曲線圖；最適溫度畫(huà)曲線圖；最適溫度/ph是是溫度溫度/ph果汁果汁量量/ml在實(shí)際的操作過(guò)程中，還需要注意下列事項(xiàng)：在實(shí)際的操作過(guò)程中，還需要注意下列事項(xiàng)：1 1與其他工業(yè)用酶基本相同，果膠酶的與其他工業(yè)用酶基本相同，果膠酶的適宜溫度范圍也比較寬泛，因此，可以選用適宜溫度范圍也比較寬泛，因此，可以選用10 10 作為溫度梯度，設(shè)置的具體溫度為作為溫度梯度，設(shè)置的具體溫度為10 10 、20 20

7、 、30 30 、40 40 、50 50 和和60 60 等，等，也可以嘗試以也可以嘗試以5 5 作為溫度梯度。作為溫度梯度。2 2蘋(píng)果、橙子和葡萄等水果都可以作為蘋(píng)果、橙子和葡萄等水果都可以作為反應(yīng)物，水果不用去皮。如用蘋(píng)果為原材料，反應(yīng)物，水果不用去皮。如用蘋(píng)果為原材料，一般可按每個(gè)中等大小的蘋(píng)果加水一般可按每個(gè)中等大小的蘋(píng)果加水100100200 200 mlml的比例進(jìn)行攪拌，獲得稀的蘋(píng)果泥。的比例進(jìn)行攪拌，獲得稀的蘋(píng)果泥。3 3果泥的用量可以采用果泥的用量可以采用5 5 mlml左右，果左右，果膠酶的用量可采用質(zhì)量濃度為膠酶的用量可采用質(zhì)量濃度為2%2%的果膠酶的果膠酶溶液溶液2

8、2 mlml。4 4水浴時(shí)間可以為水浴時(shí)間可以為202030 min30 min。5 5過(guò)濾果汁時(shí)，漏斗中應(yīng)放置濾紙。過(guò)濾果汁時(shí)，漏斗中應(yīng)放置濾紙。6 6探究探究phph對(duì)果膠酶活性的影響，只須對(duì)果膠酶活性的影響，只須將溫度梯度改成將溫度梯度改成phph梯度，并選定一個(gè)適宜梯度，并選定一個(gè)適宜的溫度進(jìn)行水浴加熱。反應(yīng)液中的的溫度進(jìn)行水浴加熱。反應(yīng)液中的phph可以可以通過(guò)體積分?jǐn)?shù)為通過(guò)體積分?jǐn)?shù)為0.1%0.1%的氫氧化鈉或鹽酸溶的氫氧化鈉或鹽酸溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。液進(jìn)行調(diào)節(jié)。1 1為什么在混合蘋(píng)果泥和果膠酶之前，為什么在混合蘋(píng)果泥和果膠酶之前，要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒要將果泥和果膠酶分裝

9、在不同的試管中恒溫處理？溫處理？將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理，可以保證底物和酶在混合時(shí)的溫溫處理，可以保證底物和酶在混合時(shí)的溫度是相同的，避免了果泥和果膠酶混合時(shí)度是相同的，避免了果泥和果膠酶混合時(shí)影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性的問(wèn)題。的問(wèn)題。2 2在探究溫度或在探究溫度或phph的影響時(shí)，是否需要設(shè)的影響時(shí)，是否需要設(shè)置對(duì)照？如果需要，又應(yīng)該如何設(shè)置？為什么？置對(duì)照？如果需要，又應(yīng)該如何設(shè)置？為什么？需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，不同的溫度梯度之需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，不同的溫度梯度之間或不同的間或不同的phph梯度之間就

10、可以作為對(duì)照，梯度之間就可以作為對(duì)照，這種對(duì)照稱為相互對(duì)照。這種對(duì)照稱為相互對(duì)照。 3 3a a同學(xué)將哪個(gè)因素作為變量，控制哪些因同學(xué)將哪個(gè)因素作為變量，控制哪些因素不變？為什么要作這樣的處理？素不變？為什么要作這樣的處理？b b同學(xué)呢？同學(xué)呢？ a a同學(xué)將溫度或同學(xué)將溫度或phph作為變量，控制不變作為變量，控制不變的量有蘋(píng)果泥的用量、果膠酶的用量、反的量有蘋(píng)果泥的用量、果膠酶的用量、反應(yīng)的時(shí)間和過(guò)濾的時(shí)間等。只有在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)的時(shí)間和過(guò)濾的時(shí)間等。只有在實(shí)驗(yàn)中保證一個(gè)自變量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果才能說(shuō)明問(wèn)題。保證一個(gè)自變量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果才能說(shuō)明問(wèn)題。b b同學(xué)對(duì)于變量的處理應(yīng)該與同學(xué)對(duì)于變量的處理應(yīng)該與a

11、a同學(xué)相同，同學(xué)相同，只是觀察因變量的角度不同。只是觀察因變量的角度不同。4 4想一想，為什么能夠通過(guò)測(cè)定濾想一想，為什么能夠通過(guò)測(cè)定濾出的蘋(píng)果汁的體積大小來(lái)判斷果膠酶活性出的蘋(píng)果汁的體積大小來(lái)判斷果膠酶活性的高低？的高低？果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過(guò)濾紙，因此蘋(píng)果汁的體分子物質(zhì)可以通過(guò)濾紙，因此蘋(píng)果汁的體積大小反應(yīng)了果膠酶的催化分解果膠的能積大小反應(yīng)了果膠酶的催化分解果膠的能力。在不同的溫度和力。在不同的溫度和phph下，果膠酶的活下，果膠酶的活性越大，蘋(píng)果汁的體積就越大。性越大，蘋(píng)果汁的體積就越大。( () )探究果膠酶的用量探究果膠酶的

12、用量 探究果膠酶的用量是建立在探究最適溫探究果膠酶的用量是建立在探究最適溫度和度和phph對(duì)果膠酶活性影響的基礎(chǔ)之上的。對(duì)果膠酶活性影響的基礎(chǔ)之上的。此時(shí)，研究的變量是此時(shí)，研究的變量是 ，其他因素，其他因素都應(yīng)都應(yīng) 。果膠酶的用量果膠酶的用量保持不變保持不變方案方案：可以配制不同濃度的果膠酶溶液，：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即可。需要注意的是，后使用不同的體積即可。需要注意的是，反應(yīng)液的反應(yīng)液的ph必須相同，否則將影響實(shí)驗(yàn)必須相同，否則將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。結(jié)果的準(zhǔn)確性。當(dāng)探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響時(shí)，哪當(dāng)探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響時(shí)，哪個(gè)因素是變量，哪些因素應(yīng)該保持不變？個(gè)因素是變量，哪些因素應(yīng)該保持不變？溫度是變量，應(yīng)控制果泥量、果膠酶的溫度是變量，應(yīng)控制果泥量、果膠酶的濃度和用量、水浴時(shí)間和混合物的濃度和用量、水浴時(shí)間和混合物的phph等等所有其他條件不變。只有這樣才能保證只所有其他條件不變。只有這樣才能保證只有溫度一個(gè)變量對(duì)果膠酶的活性產(chǎn)生影響。有溫度一個(gè)變量對(duì)果膠酶的活性產(chǎn)生影響。五、結(jié)果分析與評(píng)價(jià)五、結(jié)果分析與評(píng)價(jià) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出的溫度和根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出的溫度和phph對(duì)對(duì)果膠酶活性影響的曲線圖；果膠酶活性影響的曲線圖； 不同果膠酶用量對(duì)出