2013年高中生物(人教版)同步課件：4-1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用(選修1)

2013年高中生物(人教版)同步(tóngbù)課件：4-1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用(選修1)第一頁，共44頁。課題1果膠酶在果汁生產(chǎn)(shēngchǎn)中的作用第二頁，共44頁。第三頁，共44頁。課程標(biāo)準(zhǔn)1.研究酶的存在和簡單制作的方法(fāngfǎ)。2.探究利用蘋果制成果汁的最正確條件。3.檢測果膠酶的活性。課標(biāo)解讀1.知道果膠酶的作用。2.理解影響果膠酶活性的因素。第四頁，共44頁。1．果膠酶的作用 (1)果膠的成分(chéngfèn)及作用：果膠是植物以及的主要組成成分(chéngfèn)之一，它是由聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。果膠酶的作用(zuòyòng)、酶活性及其影響因素細(xì)胞壁胞間層半乳糖醛酸第五頁，共44頁。(2)果膠酶的作用：果膠酶能夠分解，瓦解植物的 ，使榨取果汁(guǒzhī)變得，也使得渾濁的果汁(guǒzhī)變得。果膠酶能夠分解果膠的實質(zhì)是將果膠分解成可溶性的。(3)果膠酶的組成：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、和 等。果膠(ɡuǒjiāo)細(xì)胞壁及胞間層更容易(róngyì)澄清半乳糖醛酸多聚半乳糖醛酸酶果膠分解酶果膠酯酶第六頁，共44頁。2．酶的活性 是指酶的能力。酶活性的上下可以用在一定條件下，酶所催化的某一化學(xué)反響的來表示。3．酶的反響速度 用單位時間內(nèi)、單位體積中反響物的或產(chǎn)物(chǎnwù)的來表示。 影響酶活性的因素主要有、和等。催化一定化學(xué)(huàxué)反響反響(fǎnxiǎng)速度減少量增加量溫度pH酶的抑制劑第七頁，共44頁。4．酶的用量 酶用量過多，會導(dǎo)致酶的；酶用量過少，會酶促反響的速度。因此要得到適宜的酶用量，需通過設(shè)計實驗進(jìn)行探究。 [思維激活1]果膠酶的合成場所在哪里？果膠酶只存在于植物(zhíwù)細(xì)胞中嗎？ 提示果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，其合成場所為核糖體，果膠酶并非只存在于植物(zhíwù)細(xì)胞中，植物(zhíwù)、霉菌、酵母菌和細(xì)菌均能產(chǎn)生果膠酶。浪費(làngfèi)限制(xiànzhì)第八頁，共44頁。1．影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì)及處理方法 (1)影響果汁產(chǎn)量的物質(zhì) ①種類：纖維素、果膠。 ②造成的問題：果肉的出汁率低，耗時長；果汁渾濁、黏度高，易發(fā)生沉淀。 (2)處理方法——酶解法 常用(chánɡyònɡ)的酶及其作用特點(如下表)第九頁，共44頁。第十頁，共44頁。2.果膠酶的來源、化學(xué)本質(zhì)(běnzhì)、特性及功能(見下表)項目內(nèi)容解釋來源植物、微生物產(chǎn)自核糖體(由氨基酸縮合產(chǎn)生)功能生物催化劑可分解果膠、瓦解植物細(xì)胞壁及胞間層作用特性①高效性②專一性③作用條件較溫和——易受溫度pH及抑制劑影響催化效率非常高，可特異性地將果膠水解為可溶性半乳糖醛酸，但對反應(yīng)條件要求苛刻應(yīng)用食品加工業(yè)使用量最大的酶制劑之一在果汁加工中，應(yīng)用果膠酶制劑可使榨取果汁更容易，且使渾濁的果汁變得澄清第十一頁，共44頁。特別提醒自然界中的酶并不完全適于在生活和生產(chǎn)上應(yīng)用，可以利用“酶工程〞技術(shù)對酶進(jìn)行改造(gǎizào)，使之更加符合人們的需求。

第十二頁，共44頁。【穩(wěn)固1】以下關(guān)于果膠酶的表達(dá)，正確的選項是 ()。 A．果膠酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等 B．果膠酶的化學(xué)成分為固醇 C．果膠酶的催化(cuīhuà)作用不受溫度影響 D．果膠酶可以催化(cuīhuà)多種化學(xué)反響 解析果膠酶同其他大多數(shù)酶一樣，其主要成分是蛋白質(zhì)，其催化(cuīhuà)作用受溫度和pH等因素的影響，果膠酶只能催化(cuīhuà)果膠的分解。 答案A第十三頁，共44頁。1．探究溫度和pH對果膠酶活性的影響 (1)實驗流程包括制備蘋果泥、設(shè)置一系列具有梯度的和 、參加(cānjiā)果膠酶反響一段時間、。 (2)該實驗的自變量是，因變量是，檢測因變量是通過測定或來實現(xiàn)的。果膠酶活性影響因素的實驗(shíyàn)探究溫度(wēndù)pH過濾果汁溫度或pH果膠酶活性蘋果汁的體積蘋果汁的澄清度第十四頁，共44頁。2．探究果膠酶的用量 (1)該實驗的自變量(biànliàng)是，除此之外，影響果汁產(chǎn)量的因素還有、、酶催化反響的時間、蘋果泥的用量等無關(guān)變量(biànliàng)。 (2)判斷的思路是：如果隨著酶的用量增加，過濾到的果汁的體積也增加，說明；如果當(dāng)酶的用量增加到某個值后，再增加酶的用量，過濾到的果汁的體積不再改變，說明 。果膠酶的量溫度(wēndù)pH酶的用量缺乏(quēfá)酶的用量已經(jīng)足夠第十五頁，共44頁。[思維激活2]探究果膠酶活性的溫度或pH最適值，其實驗思路上有何共性？提示盡管(jǐnguǎn)實驗變量不同，但通過設(shè)置梯度來確定最適值是兩種實驗設(shè)計思路上的共性。第十六頁，共44頁。1．探究溫度對果膠酶活性的影響 (1)實驗原理 酶處于(chǔyú)最適溫度時，活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶的活性大小成正比。 (2)實驗變量 自變量是溫度，因變量是果汁的澄清度和出汁率。 (3)實驗流程第十七頁，共44頁。第十八頁，共44頁。2．探究pH對果膠酶活性的影響 (1)實驗原理 果膠酶的活性受pH的影響，處于最適pH時，活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶的活性大小成正比。 (2)實驗變量(biànliàng) 自變量(biànliàng)是pH，因變量(biànliàng)是果汁的澄清度和出汁率。 (3)實驗流程第十九頁，共44頁。第二十頁，共44頁。3．探究果膠酶的用量 (1)實驗原理 隨著酶濃度的增加，過濾(guòl(fā)ǜ)到的果汁體積也增加，說明酶的用量缺乏；當(dāng)酶的濃度增加到某個值后，再增加酶的用量，過濾(guòl(fā)ǜ)到的果汁的體積不再改變，說明酶的用量已經(jīng)足夠，那么，這個值就是酶的最適用量。 (2)實驗變量 自變量：果膠酶用量。因變量：果汁澄清度和出汁率。第二十一頁，共44頁。(3)實驗(shíyàn)流程第二十二頁，共44頁。特別提醒(1)實驗過程(guòchéng)中，除控制自變量外，須控制無關(guān)變量適宜且相同。(2)結(jié)果分析與評價①根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出的溫度(或pH)對果膠酶活性的影響曲線，如圖1。②不同果膠酶用量對出汁量的影響曲線，如圖2。第二十三頁，共44頁?！痉€(wěn)固2】下表是某同學(xué)探究溫度對果膠酶活性影響的實驗結(jié)果。該結(jié)果不能說明 ()。 B．40℃與60℃時酶的活性相等 C．50℃是該酶的最適溫度 D．假設(shè)溫度從10℃升高(shēnɡɡāo)到40℃，酶的活性將逐漸增強溫度/℃102030405060果汁量/mL234565第二十四頁，共44頁。解析溫度影響酶的活性，果膠酶的最適溫度在40～60℃之間，上表不能說明50℃就是最適溫度。在低于最適溫度時，隨溫度的升高，酶的活性增強；高于最適溫度時，隨溫度的升高，酶的活性降低(jiàngdī)。溫度對酶活性的影響曲線圖是鐘罩形的，故40℃與60℃時酶的催化效率相同。答案C第二十五頁，共44頁?！纠?】以下關(guān)于果膠酶的說法，正確的選項是 ()。 A．果膠酶可以分解細(xì)胞壁的主要(zhǔyào)成分——纖維素 B．果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物 C．果膠酶不特指某種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱 D．果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是RNA果膠酶及其功能(gōngnéng)第二十六頁，共44頁。思維(sīwéi)導(dǎo)圖：第二十七頁，共44頁。深度剖析因為酶具有專一性，因此果膠酶只能分解果膠而不能分解纖維素，因此A錯誤；半乳糖醛酸是果膠的組成單位(dānwèi)，而不是果膠酶的組成單位(dānwèi)，因此B錯誤；果膠酶是能夠分解果膠的一類酶的總稱，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，根本組成單位(dānwèi)是氨基酸，因此D錯誤。答案C第二十八頁，共44頁?！纠?】以下A、B、C圖依次表示果膠酶濃度(nóngdù)一定時，果膠酶的反響速度與反響物濃度(nóngdù)、溫度、pH之間的關(guān)系，據(jù)圖完成問題。果膠酶活性的影響(yǐngxiǎng)因素第二十九頁，共44頁。(1)圖A中，反響物到達(dá)某一濃度(nóngdù)時反響速度不再上升的原因是_____________。(2)圖B中，b點所對應(yīng)的溫度稱為______。如果你根據(jù)實驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成的曲線圖無法判斷果膠酶的最適溫度，你將如何改進(jìn)？________________________。(3)圖B中，曲線ab段說明________，bc段說明________。(4)將裝有果膠酶與反響物的甲、乙兩試管分別放入12℃和90℃水浴鍋中，20min后取出，轉(zhuǎn)入40℃的水浴鍋中保溫，兩試管內(nèi)的反響：甲試管________，乙試管________。第三十頁，共44頁。(5)圖C表示了果膠酶濃度(nóngdù)、反響物濃度(nóngdù)、溫度等一定時，果膠酶催化反響的速度隨pH變化的曲線，實驗時可根據(jù)________來判定果膠酶的最適pH。思維導(dǎo)圖：第三十一頁，共44頁。深度剖析(1)酶的催化能力也是有一定限度的，并不會隨反響物濃度的上升而無限上升。(2)圖B中b點所對應(yīng)的為酶的最適溫度。在適宜溫度附近設(shè)置差值間隔更小的溫度梯度將有利于確認(rèn)最適溫度。(3)圖B中曲線(qūxiàn)ab段說明，在最適溫度之前，隨溫度升高，酶活性升高，在最適溫度之后，隨溫度升高，酶活性降低。(4)低溫可抑制酶活性，當(dāng)溫度升高時酶活性尚可恢復(fù)，但高溫可破壞酶分子的空間結(jié)構(gòu)，即使溫度降低，酶活性也不再恢復(fù)。(5)確認(rèn)果膠酶活性，可依據(jù)果汁量作為因變量。第三十二頁，共44頁。答案(1)酶雖然有高效性，但催化能力也有一定(yīdìng)限度，當(dāng)所有酶都發(fā)揮了最高效能后，反響物濃度再增加，反響速度也不增加，這時受酶濃度影響(2)最適溫度應(yīng)據(jù)適宜溫度范圍確定間隔近的溫度梯度，重新實驗(3)溫度升高，酶活性升高溫度升高，酶活性降低(4)反響速度迅速增加無催化反響(5)果汁的量第三十三頁，共44頁。[思維深化(shēnhuà)]自變量與因變量及其之間的關(guān)系變量名稱含義實例關(guān)系實驗變量(自變量)實驗中實驗者所操縱的因素或條件溫度或pH實驗變量為原因，反應(yīng)變量是結(jié)果，二者是因果關(guān)系反應(yīng)變量(因變量)由于實驗變量而引起的變化和結(jié)果果汁量無關(guān)變量除實驗變量以外的影響實驗現(xiàn)象或結(jié)果的因素酶的新鮮程度第三十四頁，共44頁。單擊此處進(jìn)入隨堂達(dá)標(biāo)(dábiāo)檢測第三十五頁，共44頁。旁欄思考題1．為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前要將蘋果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？提示將蘋果泥和果膠酶分裝在不同試管中有利于確保(quèbǎo)在酶和底物混合前分別到達(dá)預(yù)設(shè)的溫度，以排除溫度差對實驗結(jié)果的干擾。第三十六頁，共44頁。2．在探究溫度(wēndù)和pH的影響時，是否需要設(shè)置對照？如果需要，又應(yīng)該如何設(shè)置，為什么？提示本實驗中有對照實驗，但不需額外設(shè)置，因為不同溫度(wēndù)和pH梯度之間就可以作為對照，這種對照稱為相互對照。第三十七頁，共44頁。3．A同學(xué)將哪個因素作為變量，控制哪些因素不變？為什么要做這樣的處理？B同學(xué)呢？提示A同學(xué)將溫度或pH作為變量，控制不變的量有蘋果泥的用量、果膠酶的用量、反響的時間和過濾的時間等。只有在實驗中保證一個(yīɡè)自變量，實驗結(jié)果才能說明問題。B同學(xué)對于變量的處理應(yīng)該與A同學(xué)相同，只是觀察因變量的角度不同。第三十八頁，共44頁。4．想一想，為什么能夠通過測定濾出的蘋果汁的體積大小來判斷