2019-2020年高中生物 实验4 果汁中的果胶和果胶酶学习指导 浙科版选修1.doc

2019-2020年高中生物 实验4 果汁中的果胶和果胶酶学习指导 浙科版选修1一、基础知识1果胶是植物细胞壁的主要成分，也是植物胞间层的主要成分之一，使植物细胞粘合在一起，若去掉果胶，就会使植物细胞变得松散。果胶是由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。也不溶于乙醇，这是鉴别果胶的一种简易方法。果胶是很好的凝固剂，用煮沸的山楂泥可制成山楂糕，就是利用果胶的作用。果胶可结合大量的水分，降低植物组织的分散性。果胶在果汁加工中不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。2果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶脂酶等，而不是特指某一种酶。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁和胞间层，使榨取果汁变得更容易，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变得澄清。果胶酶除用于制备果汁外，还用于果酒澄清，同时也作为洗衣粉的添加剂。加果胶酶的洗衣粉可除去衣服上的果汁、果酱等污垢。3果胶酶的来源：植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶，如生成果胶酶的霉菌有黑曲霉、米曲霉和文氏曲霉等。由霉菌发酵生产的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一，被广泛地应用于果汁加工业。 4制作果汁的最佳条件：品质最好的果汁应该是尽量保留水果中的营养成分；具有水果的原始口味；有更多的固形物；分散程度好，不沉淀，不上浮；有原始的水果色彩；除去所有的机械组织，更易消化。因此，能使最多的水果成分溶解或分散在果汁中的条件就是最佳条件，达到这些条件的方法要温和，且对人体无害。 二、探究利用苹果或山楂匀浆制作果汁的最佳条件的实验设计1实验设计时一定要遵循单一变量原则和对照原则，严格控制无关变量。实验可以设计如右图所示。2疑问解释实验中需间歇搅拌2030min的目的是什么？答：目的是使果胶酶和反应物果胶充分接触，有利于化学反应顺利进行。实验中加热和不加热有何不同？为什么？答：沸水浴中或酒精灯上加热会使酶失活，因而使试管中加不加果胶酶结果都一样；不加热时果胶酶保持活性，加果胶酶的试管中果胶水解，而加水的试管中裹脚不能水解。实验中加入95%乙醇4mL后，会出现什么现象？为什么？答：果胶不溶于乙醇，可以用乙醇来鉴别果胶。加入95%乙醇4mL后，含有果胶的试管会出现沉淀，而果胶被水解后就不会出现沉淀。三、典例分析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，瓦解植物细胞壁和胞间层。在果汁生产中应用果胶酶可以提高出汁率和澄清度。请你帮助完成以下有关果胶酶和果汁生产的实验课题。实验用具和材料：磨浆机、烧杯、试管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、纱布等；苹果、质量分数为2的果胶酶溶液、蒸馏水等。【课题一】验证果胶酶在果汁生产中的作用实验方法及步骤：（1）将苹果洗净去皮，用磨浆机制成苹果泥，加入适量蒸馏水备用。（2）取两个100mL洁净的烧杯，编号1、2，按相应程序进行操作，请把表中未填写的内容填上。 烧杯操作顺序项目l2 在烧杯中加入苹果泥20mL 20mL 2mL / 注入蒸馏水/ 在恒温水浴中保温，并用玻璃棒不时搅拌10min 10min（3）取两个大烧杯，同时进行过滤，观察（比较） ，并记录结果。（4）实验结果的预测及结论：如果是 ，则说明果胶酶对果胶的水解具有催化作用。【课题二】探究果胶酶催化果胶水解的最适pH本课题实验步骤中，在完成课题一中的、步骤、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、7、8、9、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、7、8、9、10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。（1）请问上述哪种方法更科学? 。理由是： 。（2）该实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使 。（3）如果用曲线图方式记录比较实验结果，在现有的条件下，以横坐标表示pH，纵坐标表示 (填“果汁体积”或“试管体积”)，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，请在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线 。 解析：课题一中，实验目的“验证果胶酶可以提高出汁率和澄清度”，不难找出该实验的单一变量是“果胶酶溶液和蒸馏水”。实验结果应与前面的实验目的相对应，即相同时间内1号烧杯滤出的果汁体积比2号烧杯滤出的果汁体积大，澄清度高。课题二中方法二是将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的pH分别调至4、5、6、7、8、9、10，再把相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。这样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。对于实验结果如果要用坐标图的形式表示，纵坐标表示果汁体积较恰当，根据在一定范围内，随pH增加，果汁体积增大，当pH超过最适值，随pH增加酶活性减弱，果汁体积减少由此可知最可能是实验结果的曲线为A。答案：课题一（2）注入果胶酶溶液2mL（3）相同时间内滤出的果汁体积和果汁澄清度（4）相同时间内1号烧杯滤出的果汁体积比2号烧杯滤出的果汁体积大，澄清度高课题二（1）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（2）酶和反应物果胶充分地接触（3）果汁体积甲