教育专题：专题4课题1

山东水浒书业有限公司,优化方案系列丛书,专题,4,酶的研究与应用,基础自主梳理,核心要点突破,知能过关演练,课题,1,果胶酶在果汁生产中的作用,课标领航,1,简述果胶酶的作用。,2,检测果胶酶的活性。,3,探究温度和,pH,对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量。,4,搜集有关果胶酶应用的资料。,【,重点,】,探究温度和,pH,对果胶酶活性的影响及果胶酶的最适用量。,【,难点,】,相关的实验设计。,情境导引,由水果制作果汁要解决两个主要问,题：一是果肉的出汁率低，耗时长；二是榨,取的果汁浑浊、黏度高，容易发生沉淀。,而在生产中可用果胶酶和纤维素酶来解,决上述问题。,核心要点突破,知能过关演练,课题,1,果胶酶在果汁生产中的作用,基础自主梳理,基础自主梳理,一、果胶与果胶酶,1,果胶,(1),作用：是植物,_,及胞间层的主要组成成分之一。,(2),成分：由,_,聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。,细胞壁,半乳糖醛酸,2,果胶酶,(1),作用：能把,_,分解成可溶性的半乳糖醛酸。,(2),组成：是分解果胶的一类酶的总称，包括,_,、果胶分解酶和,_,等。,(3),来源：,_,、霉菌、酵母菌和,_,均能产生果胶酶。由霉菌,_,生产的果胶酶，被广泛地应用于果汁加工业。,果胶,多聚半乳糖醛酸酶,果胶酯酶,植物,细菌,发酵,二、酶的活性与影响酶活性的因素,1,酶的活性是指酶,_,一定化学反应的能力，其活性高低用一定条件下，酶所催化的某一化学反应的,_,来表示。,2,酶的反应速度是指单位时间内、单位体积中反应物的,_,或产物的,_,。,3,影响酶活性的条件有,_,、,pH,和,_,等。,催化,反应速度,减少量,增加量,温度,酶的抑制剂,思考感悟,高温使酶的活性丧失后，可否再恢复，为什么？,【,提示,】,不能恢复。高温破坏了酶分子的空间结构，对酶造成了不可逆的破坏。,三、果胶酶的用量,生产果汁时，为了使果胶酶得到充分的利用，需要控制好,_,，用量多少常要通过实验手段探究。,酶的用量,核心要点突破,要点一,探究酶活性最适条件的实验设计,1,探究温度对果胶酶活性的影响,(1),实验原理,果胶酶活性受温度影响。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),操作步骤,实验温度,30,35,40,45,50,55,60,65,70,果汁量,(mL),(3),注意事项,在混合苹果泥和果胶酶之前进行恒温处理的目的是保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免混合后的温度变化，确保实验结果的准确性。,通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶的活性的原理是：果胶酶将果胶分解为小分子物质，可通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化分解果胶的能力的大小。,本实验的实验对象是酶的活性，温度作为自变量，属于探究性的定量实验。自变量温度可设置梯度来确定最适值。温度梯度越小，实验结果越精确。,特别提醒,(1),本实验仍是对照实验,(,相互对照,),，每支试管中苹果泥和果胶酶的用量要严格控制相等。,(2),严格控制各实验组的,pH,、操作的程序等。,2,探究,pH,对果胶酶活性的影响,(1),用搅拌器搅拌制成苹果泥，苹果泥来源要相同,(2),将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水浴中保温,(3),将苹果泥和果胶酶分别加入,9,组实验用的试管中,(pH,梯度可设置为,5.0,、,5.5,、,6.0,、,6.5,、,7.0,、,7.5,、,8.0,、,8.5,、,9.0),，并快速混合调节,pH,(4),放进恒温水浴中反应一段时间,(5),将试管中的混合物过滤，并用量筒测量果汁体积，比较果汁的多少，确定最适,pH,(6),记录实验结果,pH,5.0,5.5,6.0,6.5,7.0,7.5,8.0,8.5,9.0,果汁量,(mL),(2011,年无锡高二检测,),本课题的实验步骤中，在完成,“,烧杯中分别加入苹果泥、试管中分别注入果胶酶溶液、编号、编组,”,之后，有下面两种操作：,方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的,pH,分别调至,4,、,5,、,6,10,。,方法二：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的,pH,分别调至,4,、,5,、,6,10,，再把,pH,相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。,(1),请问哪一种方法更为科学：,_,，说明理由：,_,。,例,1,(2),实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使,_,，以减少实验误差。,(3),如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，当横坐标表示,pH,，纵坐标表示,_,时，实验操作和记录是比较切实可行的。根据你对酶特性的了解，在下图的甲、乙、丙、丁中选择一个最可能是实验结果的曲线图：,_,。若实验所获得的最适宜,pH,m,，请你在所选的曲线图中标出,“,m”,点的位置。,【,尝试解答,】,(1),方法二方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的,pH(,或回答,“,方法一的操作会在达到预定,pH,之前就发生了酶的催化反应,”,也可以,),(2),酶和反应物,(,果胶,),充分地接触,(3),果汁体积甲如图,【,解析,】,因为酶具有高效性，在有关酶的实验的操作中一定要注意在酶与底物混合之前就要先改变变量,(,如温度、,pH,等,),，否则实验结果就不准确。实验中搅拌的目的都是一致的，使酶和反应物,(,果胶,),充分地接触。果汁的体积便于测量和比较，易作为此实验的观察指标。果胶酶在催化果胶水解最适宜的,pH,条件下产生的果汁是最多的。,【,探规寻律,】,(1),在探究,pH,影响酶的活性时，也应该注意在混合前酶与底物的,pH,必须先达到实验要求的,pH,。,(2),探究最适温度时，,pH,为不变量；探究最适,pH,时，温度为不变量。第一轮实验通常设置梯度差较大，缩小范围后，在第二轮实验中可设置较小的梯度差。,跟踪训练,探究温度、,pH,对果胶酶活性的影响和探究果胶酶用量的三个实验中，实验变量依次为,(,),A,温度、酶活性、酶用量,B,苹果泥用量、,pH,、果汁量,C,反应时间、酶活性、酶用量,D,温度、,pH,、果胶酶用量,解析：,选,D,。首先要明确实验变量、反应变量等基本概念，在此基础上，针对三个探究实验进行分析。实验一为探究果胶酶的最适温度，实验二为探究果胶酶的最适,pH,，实验三为探究果胶酶的最适用量，从而选出正确答案。,要点二,探究果胶酶的用量,1,实验原理,本实验是一个探究性的实验，实验变量就是果胶酶的用量，反应变量就是过滤出的果汁的体积。在实验过程中，要注意控制,pH,、温度、酶催化反应的时间、苹果泥的用量等无关变量对实验的影响。,2,实验流程,(1),准确称取纯的果胶酶,1 mg,、,2 mg,、,3 mg,、,4 mg,、,5 mg,、,6 mg,、,7 mg,、,8 mg,、,9 mg,，配制成相等体积的酶溶液，取等量放入,9,支试管中，依次编号为,1,9,号,(2),制取苹果泥并称,45 g,苹果泥，分装入,9,支试管中，每支试管中分装,5 g,，依次编号为,1,9,号,(3),将上述试管放入,37,的恒温水浴中平衡内外温度,(4),一段时间后将装有不同含量的果胶酶的试管分别迅速与各自相对应编号的试管的苹果泥混合，然后再放入恒温水浴中,(5),记录反应时间，约,20 min,(6),过滤后测量果汁体积,盛有苹果泥的试管,1,2,3,4,5,6,7,8,9,盛有果胶酶的试管,1,2,3,4,5,6,7,8,9,果汁量,(mL),某同学已经探究了果胶酶的最适温度为,45,、最适,pH,为,4.8,。如果进一步研究果胶酶的最适用量，在合理设置果胶酶的用量梯度之后，通过苹果泥的出汁量来判断酶的最适用量，请完成实验并回答问题。,(1),材料用具：制备好的苹果泥、恒温水浴装置、试管、漏斗、滤纸、量筒、试管夹、质量分数为,2%,的果胶酶溶液、质量分数为,0.1%,的,NaOH,和,HCl,溶液。,(2),实验步骤：,取,6,支试管，编号,1,6,，分别加入,_,，调节,pH,至,4.8,。,例,2,向,1,6,号试管中分别加入,_,，,然后放入,45,恒温水浴,_,。,_,。,(3),分析讨论：,该实验的自变量是什么？,_,。,如何确定某一果胶酶的最适用量？,_,_,。,【,尝试解答,】,(2),等量的苹果泥,不同体积的果胶酶溶液保温相同时间,过滤苹果泥并记录果汁的体积,(3),果胶酶的用量,果胶酶用量增加，果汁体积也增加，当果汁增加到一定量，再增加果胶酶用量，果汁体积不再改变，则说明该值就是果胶酶最适用量,【,解析,】,本题考查了果胶酶的最适用量测定方法及实验分析。在探究果胶酶的用量时，应该把果胶酶的用量作为自变量，严格控制无关变量，即把温度和,pH,都控制在最适宜的条件下，还要把反应控制在一定时间之内。果胶酶的用量增多，得到的果汁体积增加，当果汁体积不再改变时，则说明果胶酶已经达到最适用量。,【,易误警示,】,探究果胶酶的用量一定要在明确果胶酶催化反应的最适,pH,和最适温度的基础上才能进行，因为,pH,和温度都会影响酶的活性。,跟踪训练,在,“,探究果胶酶的用量,”,实验中，下列说法不正确的是,(,),A,实验时可配制不同浓度的果胶酶溶液,B,底物浓度一定时，酶用量越大，滤出的果汁越多,C,本实验应控制在适宜温度和,pH,条件下,D,反应液的,pH,必须相同,答案：,B,知能过关演练,本部分内容讲解结束,点此进入课件目录,按,ESC,键退出全屏播放,谢谢使用,