4-1果胶酶在果汁生产中的作用

,预习导学,预习导学,课堂讲义,单击此处编辑母版文本样式,专题4酶的研究与应用,课堂讲义,单击此处编辑母版文本样式,预习导学,课堂讲义,专题4酶的研究与应用,单击此处编辑母版文本样式,预习导学,课堂讲义,专题4酶的研究与应用,高中生物选修1人教版,专题4酶的研究与应用,课题1果胶酶在果汁生产中的作用,【,目标导航,】1.,了,解果胶酶的组成及其作用。2.理解酶的影响因素并学会相关探究的实验设计。,一、果胶酶的作用、酶活性及其影响因素,1果胶酶的作用,(1),果,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。,细胞壁,胞间层,半乳糖醛酸,(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,2酶的活性,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,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,4酶的用量,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。,浪费,限制,二、果胶酶活性影响因素的实验探究,1,探,究温度和pH对果胶酶活性的影响,(1)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。,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,2探究果胶酶的用量,(1),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,判断正误：,(1)果胶酶是一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。,(),(2)将果胶酶用于果胶生产，既能提高出汁率又能提高果汁的澄清度。,(),(3)酶的活性受温度、pH和酶用量等因素的影响。,(),(4)在探究温度和pH对酶活性影响的实验中，如果温差或pH差值越小，则实验的误差就越大。,(),(5)在探究果胶酶用量的实验中，自变量是果胶酶的用量，无关变量是果汁的出汁率或澄清度。,(),答案,(1)(2)(3)(4)(5),一、果胶酶的组成及在果汁生产上的应用,1,影,响果汁产量的物质及处理方法,(1)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、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),2.果胶酶的来源、化学本质、特性及功能(见下表),项目,内容,解释,来源,植物、微生物,产自核糖体(由氨基酸缩合产生),功能,生物催化剂,可分解果胶、瓦解植物细胞壁及胞间层,作用,特性,高效性；,专一性；,作用条件较温和易受温度pH及抑制剂影响,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酸，但对反应条件要求苛刻,应用,食品加工业使用量最大的酶制剂之一,在果汁加工中，应用果胶酶制剂可使榨取果汁更容易，且使浑浊的果汁变得澄清,1果胶酶为什么可以提高果汁的产生量和澄清度？,答案,果,胶是植物细胞壁和胞间层的主要成分之一，果胶酶可以水解果胶，从而瓦解细胞壁和胞间层，所以能提高果汁的出汁率。果胶会影响果汁的澄清度，所以果胶被水解后可以提高澄清度。,2酶的活性和酶反应速率有何区别和联系？,答案,区,别：酶的活性指的是酶催化一定化学反应的能力，而酶反应速度指的是酶促反应的速度，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。联系：酶的活性影响酶反应速度，但酶反应速度还受其他一些因素的影响，如酶用量；酶的活性可以用酶促反应速度来表示。,3用酶解法破坏植物细胞壁，常用的酶有哪两种？为什么这两种酶可以破坏细胞壁？,答案,纤,维素酶和果胶酶，因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。,1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,【问题导析】,(1),植,物细胞壁中的纤维素可以被,酶水解，果胶成分可以被,酶水解。,(2)果胶酶是一类酶，其化学本质是蛋白质，所以基本单位是,。,(3)大部分酶是,，少数酶是,。,纤维素,果胶,氨基酸,蛋白质,RNA,解析,植物细胞壁的主要成分有纤维素和果胶，它们分别被纤维素酶和果胶酶水解，A错误。半乳糖醛酸是构成果胶的基本单位，B错误。果胶酶是一类酶的总称，其化学本质是蛋白质，C正确、D错误。,答案,C,【一题多变】,1,两,位同学用足量的果肉制作果汁，甲同学使用了果胶酶而乙同学没有使用，过了相同的时间后，二位同学制作的果汁有何区别？,答案,在,果汁量和果汁澄清度两个方面均有区别，甲同学由于使用了果胶酶，所以果汁量较多且澄清度也较高。,2果胶酶可以催化果胶的水解，而纤维素酶不能催化果胶的水解，这体现了酶的何种特性？,答案,体,现了酶具有专一性。,二、果胶酶相关探究实验的设计,1,探,究温度对果胶酶活性的影响,(1)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,2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,3探究果胶酶的用量,(1),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。,(3)实验流程,1探究温度、pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶用量的实验中，因变量都相同，该因变量是什么？,答案,三,个实验的因变量都是果汁量或果汁的澄清度。,2探究温度、pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶用量的实验中，都需要设置多组实验，相邻两组之间都有一定的“差值”(如“温差”、“pH差”)，该“差值”的大小与实验的误差大小有何联系？,答案,该,差值大小与实验误差的大小成正相关，即差值越小则误差越小，差值越大则误差越大。,3在探究温度和pH对果胶酶活性的影响的实验中，是否能先将果胶酶和果胶混合再控制温度或pH？为什么？,答案,不,能，因为果胶和果胶酶一旦混合就开始了反应，再控制温度或pH则每一组实验没有在预定的温度或pH下进行反应，实验的可信度大大降低。,2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,(),温度/,10,20,30,40,50,60,果汁量/mL,2,3,4,5,6,5,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,【问题导析】,(1),该,实验的自变量是,，因变量是,。果汁量越多表明果胶酶的活性,。,(2)某两个温度不同但果汁量相同，说明在这两种温度下果胶酶的活性,。,(3),本实验中两个相邻组别之间的温差太,，无法判断某个温度就是果胶酶的最适温度。,温度,果汁量,越高,相同,大,解析,温度影响酶的活性，上表不能说明50 就是最适温度，只能说明果胶酶的最适温度在4060 之间。在低于最适温度时，随温度的升高，酶的活性增强；高于最适温度时，随温度的升高，酶的活性降低。温度对酶活性的影响曲线图是钟罩形的，故40 与60 时酶的催化效率相同。,答案,C,【一题多变】,1,请,根据本题中表格中的实验结果及必修1中的相关知识，描述温度对酶活性的影响。,答案,在,一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐升高；当达到最适温度时，酶的活性最高；超过最适温度后，随着温度的升高，酶的活性逐渐降低。,2本题中的实验及其结果无法确定果胶酶的最适温度，如何通过实验进一步进行探究？,答案,可,以在4060再设置多组实验，将相邻两组的温差缩小，然后通过比较果汁量确定比较适合的温度，再以同样的思路进一步探究，可以探究出酶的最适温度。,再见,