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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,专题,4,酶的研究与应用,专题4 酶的研究与应用,课题,1,果胶酶在果汁生产中的应用,课题 1 果胶酶在果汁生产中的应用,基础知识,酶的基础知识,回忆,-,回答:,(,1,)酶的概念,(,2,)酶的化学本质,基本组成单位,(,3,)酶的功能及原因,(,4,)酶的特性,基础知识酶的基础知识回忆-回答:,1,、酶的概念,基础知识,酶是,活细胞,所产生的具有,生物催化作用,的一类特殊的,有机物,;,蛋白质(,大,多数)或,RNA,;基本组成单位:氨基酸或核糖核苷酸,酶能,降低,化学反应的活化能,从而使反应能够迅速的进行。在各种化学反应中起,催化,作用,2,、酶的本质,3,、酶的功能,4,、酶的特性,(,1,)高效性,(,2,)专一性,(,3,)需要适宜的条件,1、酶的概念基础知识 酶是活细胞所产生的具有生物催化作用的一,基础知识,思考:,你还能画出温度和,PH,值对酶影响的曲线吗?,关于酶的三个特性你能举例说明吗?,你认为影响酶促反应的因素有哪些?,阅读,课本,P42,的内容,,回答,以下问题:,(,1,)细胞壁的组成成分?,(,2,)果胶的单体是什么?,(,3,)果胶酶的作用?,基础知识思考:阅读课本P42的内容,回答以下,1,、果胶,是植物,细胞壁以及胞间层,的主要组成成分之一,它是由,半乳糖醛酸,聚合而成的一种,高分子化合物,,不溶于水。,思考:,要破坏植物的细胞壁,你有什么方法?,结果一样吗?,基础知识,(一)果胶酶的作用,1、果胶思考:基础知识(一)果胶酶的作用,植物细胞壁的结构示意图,基础知识,(一)果胶酶的作用,植物细胞壁的结构示意图基础知识(一)果胶酶的作用,植物细胞壁的结构示意图,基础知识,(一)果胶酶的作用,植物细胞壁的结构示意图基础知识(一)果胶酶的作用,基础知识,(一)果胶酶的作用,基础知识(一)果胶酶的作用,2,、果胶对果汁制作的影响:,果胶酶,是分解果胶的一类酶的总称,包括,半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶,等。,果胶酶,果胶 半乳糖醛酸,影响,果汁的,出汁率,,还会,使果汁浑浊,。,基础知识,(一)果胶酶的作用,3,、果胶酶:,4,、果胶酶在果汁制作中的作用,分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层;使果胶水解为半乳糖醛酸。提高水果的出汁率,并使果汁变得澄清。,1,、果胶,2、果胶对果汁制作的影响:果胶酶是分解果胶的一类酶的总称,1,、酶的活性,2,、酶催化能力高低的衡量标准,指酶催化一定化学反应的能力。,在一定的条件下,酶所催化的某一化学反应的,反应速度,来表示。,酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的,减少量,或产物的,增加量,来表示。,基础知识,(,二)酶的活性与影响酶活性的因素,3,、影响酶活性的因素:,温度,pH,:,酶的抑制剂:,1、酶的活性2、酶催化能力高低的衡量标准指酶催化一定化学反应,A,、温度对酶的影响,在较低温度时,随着温度的升高,酶的活性也逐渐提高,达到最适温度时,酶的催化能力最高,但高于最适温度后,酶的催化能力迅速下降,最后完全失去催化能力。,基础知识,(,二)酶的活性与影响酶活性的因素,3,、影响酶活性的因素:,温度,pH,酶的抑制剂,B,、果胶酶的最适温度,果胶酶的最适温度为,45,50,0,C,。,C,、讨论:,高温使酶的活性丧失后,酶的活性可否恢复?为什么?,不能恢复,因高温破坏了酶的分子结构,高温对酶造成不可逆的破坏。但低温使酶的活性丧失后,缓慢恢复其温度活性仍可恢复。,A、温度对酶的影响基础知识(二)酶的活性与影响酶活性的,1,、分别用,0,0,C,和,100,0,C,的温度处理某种酶后,酶都没有活性,但(),A,、经过,0,0,C,处理的酶活性能够恢复,B,、经过,100,0,C,处理的酶活性能够恢复,C,、经过,0,0,C,处理的酶的空间结构遭破坏,D,、经过,100,0,C,处理的酶被水解成了氨基酸,A,1、分别用00C和1000C的温度处理某种酶后,酶都没有活性,A,、,pH,对酶的影响,酶的催化能力的发挥有一个最适,pH,,在低于最适,pH,时,随着,pH,的升高,酶的催化能力也相应升高,高于最适,pH,时,随着,pH,的升高,酶的活性逐渐下降,,pH,过高或过低会使蛋白质变性,当蛋白质变性后,酶也就完全丧失了活性。,基础知识,(,二)酶的活性与影响酶活性的因素,3,、影响酶活性的因素:,温度,pH,酶的抑制剂,B,、果胶酶的最适,pH,果胶酶的最适,pH,范围为,3.0,6.0,。,A、pH对酶的影响基础知识(二)酶的活性与影响酶活性,2,、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合装入一个容器内,调整,pH,至,2.0,,保存于,37,0,C,的水浴锅内。过一段时间后,容器内剩余的物质是(),A,、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水,B,、唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水,C,、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水,D,、唾液淀粉酶、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水,A,提示:,唾液淀粉酶最适,pH,6.8,,其化学本质是蛋白质,基础知识,(,二)酶的活性与影响酶活性的因素,2、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合装入,酶的抑制剂:,Fe,3,、,Ca,2,、,Zn,2,等金属离子对果胶酶有抑制作用。,基础知识,(,二)酶的活性与影响酶活性的因素,3,、影响酶活性的因素:,温度,pH,酶的抑制剂,你知道这些离子为什么能抑制酶的活性?,酶的抑制剂:基础知识(二)酶的活性与影响酶活性的因素,1,、酶的生产,提取法:,采用各种技术,直接从动物或微生物的细胞或组织中将酶提取出来(在原料充分的地区得以应用)。,发酵法:,通过微生物发酵来获得人们所需的酶(,20,世纪,50,年代以来生产酶的主要方法),如用,曲霉、青霉,等微生物发酵生产果胶酶。,基础知识,(三)果胶酶的用量,化学合成法:,成本比较高,只能合成已知结构的酶。,2,、控制酶的用量,为了果胶酶得到充分的利用,节约成本,需要控制好酶的用量。,1、酶的生产提取法:采用各种技术,直接从动物或微生物的细胞,果胶酶的活性受温度影响。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。,1,、实验原理,2,、实验操作流程,你能设计吗?,实验设计,(,1-1,)探究温度对果胶酶活性的影响,思考:,1,、你打算设置多少个温度值?,2,、你如何得到苹果泥?,3,、你怎样保证在任一温度装置中苹果泥和果胶酶及混合后温度的一至?,4,、你依据什么来判定果胶酶的活性大小的大小?,果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时,活性,搅拌器搅拌制成苹果泥,均分 装入,9,支试管,果胶酶水溶液,等 量,9,支试管,各取一支分,9,组分别放入,30,0,C,、,35,0,C,、,40,0,C,、,45,0,C,、,50,0,C,、,55,0,C,、,60,0,C,、,65,0,C,和,70,0,C,的恒温水箱中恒温加热,试管内温度稳定后,将果胶酶加入相同温度的苹果泥内,恒温保持,10,分钟,过滤果汁,用量筒测量果汁的量,填入表格,实验设计,(,1-1,)探究温度对果胶酶活性的影响,搅拌器搅拌制成苹果泥均分 装入9支试管果胶酶水溶液等 量9,(,1,)获取苹果泥;,(,2,)保温,苹果泥和果胶酶分别进行;(多个温度),(,3,)混合后保温;,(,4,)过滤。,实验设计,(,1-1,)探究温度对果胶酶活性的影响,(1)获取苹果泥;实验设计(1-1)探究温度对果胶酶活性的,保证底物和酶在混合时的,温度是相同,的,避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度,从而影响果胶酶活性的问题。,问,1,:,为什么在混合苹果泥和果胶酶之前,要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理?,实验设计,(,1-1,)探究温度对果胶酶活性的影响,保证底物和酶在混合时的温度是相同的,避免了果泥和果胶酶混合时,工业生产果汁时,常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出果汁率,为研究温度对果胶酶活性的影响某学生设计了如下实验:,温度,/,10,20,30,40,50,60,70,80,出汁量,/ml,8,13,15,25,15,12,11,10,将果胶酶与苹果泥分装于不同试管,在,10,水浴中恒温处理,10,分钟(如图,A,),将步骤处理后的果胶酶和苹果泥混合,再次在,10,水浴中恒温处理,10,分钟(如图,B,),将步骤处理后的混合物过滤,收集滤液,测量果汁量,(,如图,C.,不同温度条件下重复以上实验步骤,并记录果汁量,结果如下表,实验设计,(,1-1,)探究温度对果胶酶活性的影响,工业生产果汁时,常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出果汁率,,根据上述实验,请分析回答下列问题:,(,1,)果胶酶能破除细胞壁,是因为果胶酶可以促进细胞壁中,_,的,水解。,(,2,)实验结果表明,当温度为,_,时果汁量最多,此时果胶酶的活性,_,。当温度再升高时,果汁量降低,说明,,_,。,(,3,)实验步骤的目的是:,_,。,果胶,40,最高,温度升高,降低了酶的活性,使得酶与果泥处于同一温度条件下。,实验设计,(,1-1,)探究温度对果胶酶活性的影响,根据上述实验,请分析回答下列问题:果胶 40最高温度升高,,实验设计,(,1-1,)探究温度对果胶酶活性的影响,实验设计(1-1)探究温度对果胶酶活性的影响,实验设计,实验设计,果胶酶的活性受,pH,影响,处于最适,pH,,酶的活性最高,高于或低于此值活性均下降。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。,1,、实验原理,2,、实验操作流程,请你设计。,实验设计,(,1-2,)探究,pH,对果胶酶活性的影响,果胶酶的活性受pH影响,处于最适pH,酶的活,将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水箱中,恒温加热,保持恒温一段时间,过滤果汁,用量筒测量果汁的量,,填入表格,确定最适,pH,搅拌器搅拌制成苹果泥,均分 装入,9,支试管,果胶酶水溶液,等量,9,支试管,将苹果泥和果胶酶分别加入,9,组试管中(选取的,pH,梯度:,5.0,、,5.5,、,6.0,、,6.5,、,7.0,、,7.5,、,8.0,、,8.5,、,9.0,),将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在恒温水箱中保持恒温一段时间过,问,2,在探究温度或,pH,的影响时,是否需要设置对照?如果需要,又应该如何设置?为什么?,提示:需要设置对照实验,不同的温度梯度之间或不同的,pH,梯度之间就可以作为对照,这种对照称为,相互对照,。,间,3,A,同学将哪个因素作为变量,控制哪些因素不变?为什么要作这样的处理?,B,同学呢?,提示:,A,同学将温度或,pH,作为变量,控制不变的量有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应的时间和过滤的时间等。只有在实验中保证一个自变量,实验结果才能说明问题。,B,同学对于变量的处理应该与,A,同学相同,只是观察因变量的角度不同,实验设计,(,1-2,)探究,pH,对果胶酶活性的影响,问2在探究温度或pH的影响时,是否需要设置对照?如果需要,,果胶酶将果胶分解为小分子物质,小分子物质可以通过滤纸,因此苹果汁的体积大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能力。在不同的温度和,pH,下,果胶酶的活性越大,苹果汁的体积就越大。,4,想一想,:,为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低?,提示:温度是变量,应控制果泥量、果胶酶的浓度和用量、水浴时间和混合物的,pH,等所有其他条件不变。只有这样才能保证只有温度一个变量对果胶酶的活性产生影响。,间,5,当探究温度对果胶酶活性的影响时,哪个因素是变量,哪些因素应该保持不变?,实验设计,(,1-2,)探究,pH,对果胶酶活性的影响,果胶酶将果胶分解为小分子物质,小分子物质可以通过滤纸,果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果胶酶能够分解果胶,从而分解植物的细胞壁及胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高果汁的澄清度。下面是某研究性学习小组同学在,“,探究果胶酶催化果胶水解的适宜,pH,”
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