《果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用》學(xué)案管于春

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1、 專題 4 課題 1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用導(dǎo)學(xué)案 班級(jí)： _________姓名： ____________學(xué)號(hào) :__________ 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 ．簡述果膠酶的作用 2 ．理解影響果膠酶活性的因素。 3. 探究溫度和 pH 對(duì)果膠酶活性的影響以及果膠酶的最適用量 學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn) 1. 溫度和 pH 對(duì)果膠酶活性的影響 2. 果膠酶的最適用量。 學(xué)習(xí)指導(dǎo) 1、學(xué)生先閱讀課本基礎(chǔ)知識(shí)完成《自主學(xué)習(xí)》部分。 2、師生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行梳理。 3、學(xué)生小組討論重點(diǎn)完成《合作探究》部分。 4

2、、教師給予適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)評(píng)和強(qiáng)調(diào)。 學(xué)習(xí)過程 【自主學(xué)習(xí)】 1．基礎(chǔ)知識(shí) 活動(dòng) 1：閱讀“果膠酶的作用”，討論并回答下列問題： 1． 1 果膠是 植物細(xì)胞壁和胞間層  的主要組成成分之一。 1． 2 在果汁加工中，果膠的存在易導(dǎo)致  果汁出汁率低，果汁渾濁  。 1．3 果膠酶分解果膠的作用是： ①瓦解 植物的細(xì)胞壁及胞間層②把果膠分解為 可溶性的半乳糖醛酸 ，使渾濁的果汁變得澄清，中出現(xiàn)的問題。  ，使榨取果汁更容易，因此可以解決果汁加工 1．4 果膠酶是一類酶的總稱，包括：

3、 多聚半乳糖醛酸  酶、  果膠分解  酶和  果膠 酯 酶。 〖思考  1〗在植物細(xì)胞工程中果膠酶的作用是  與纖維素酶一起除去植物細(xì)胞的細(xì)胞 壁 。 活動(dòng) 2：閱讀“酶的活性與影響酶活性的因素”，討論并回答下列問題： 1． 5 酶的活性是指：酶催化  一定化學(xué)反應(yīng)  的能力。 1． 6 酶的活性高低可用一定條件下的酶促 內(nèi) 反應(yīng)物消耗量 或 產(chǎn)物生成量 來表示。  反應(yīng)速度  來表示，即單位時(shí)間、單位體

4、積 1． 7 影響酶活性的因素有：  溫度  、  PH  、 激活劑  和 抑制劑  等。 活動(dòng) 3：閱讀“果膠酶的用量”，討論并回答下列問題： 1.8 食品工業(yè)生產(chǎn)中最常用的果膠酶是通過 霉菌發(fā)酵 產(chǎn)生。 1.9 根據(jù)影響酶活性的因素，在實(shí)際生產(chǎn)中我們?nèi)绾潍@得果膠酶的最高活性？ 確定果膠酶的最適溫度、最適 PH等條件。 【合作探究】 2．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 活動(dòng) 4：閱讀“資料一：探究溫度和 PH對(duì)酶的活性的影響”，思考下列問題并嘗試寫出實(shí)驗(yàn)過程：

5、 2． 1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?定量測定溫度或 pH 對(duì)果膠酶活性的影響 。 〖思考 2〗該實(shí)驗(yàn)與必修 I 中探究“影響酶活性的條件”實(shí)驗(yàn)有何不同？ 前者屬于是定量分析實(shí)驗(yàn)，后者屬于定性分析實(shí)驗(yàn)。 2．2 實(shí)驗(yàn)原理： 果膠酶瓦解細(xì)胞壁和胞間層增大果汁產(chǎn)量； 果膠酶催化分解果膠增大果 汁澄清度。 2． 3 變量設(shè)計(jì)與控制： ①你確定的溫度梯度（或 pH 梯度）為 10 ℃或 5℃（或 0.5 、 1.0 ） 。 ②實(shí)驗(yàn)的自變量是  溫度（或  pH） ，控制自變量的方法是利用  恒溫水浴鍋（或滴加酸 堿等）

6、 。 ③實(shí)驗(yàn)的因變量是  酶的活性  ，檢測因變量的方法是測定  果汁的產(chǎn)出量或澄清 度 。 〖思考 3〗果汁與果膠酶在混合之前， 分裝在不同試管中用同一恒溫處理的目的是什么？ 保證果汁與果膠酶混合前后的溫度相同，避免因混合導(dǎo)致溫度變化而影響果膠酶活性。 〖思考 4〗該實(shí)驗(yàn)中是否設(shè)置了對(duì)照？若設(shè)置，那么它是如何設(shè)置的？若沒有，則如何進(jìn)行設(shè)置？ 已經(jīng)設(shè)置了對(duì)照。不同的溫度設(shè)置之間可以相互對(duì)照。 〖思考 5〗怎樣排除 PH和其他因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾？目的是什么 ? 控制 PH和其他因素相同，保證只

7、有溫度一個(gè)變量對(duì)果膠酶的活性產(chǎn)生影響。 〖思考 6〗教材中 A、 B 兩個(gè)同學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有何不同？ 測定的因變量不同（ A 測定果汁產(chǎn)量， B測定果汁澄清度）。 3．操作提示 活動(dòng) 6：閱讀“操作提示”，回答下列問題 3． 1 制備果泥：用 榨汁機(jī) 榨制果泥。在榨制橙子汁時(shí)應(yīng)怎樣處理橙皮 ? 不必去橙 皮 3． 2 在探究不同 PH 對(duì)果膠酶活性的影響時(shí)，可以用 0.1% 的 NaOH溶液和鹽酸 調(diào)節(jié) pH。 3． 3 在果膠酶處理果泥時(shí)，為了是果膠酶能充分地催化反應(yīng)，如何操作 ? 用玻璃棒不 時(shí)攪拌。

8、 4．結(jié)果分析與評(píng)價(jià) 將以下某同學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成曲線圖。 將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成曲線圖的方法 ①以自變量為橫坐標(biāo)、 以因變量為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系。 ②注明坐標(biāo)軸名的名稱、單位、坐標(biāo)原點(diǎn)以及曲線名稱。 ③每個(gè)坐標(biāo)軸上的取值單位要相等。 ④將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)在坐標(biāo)系中，并用各種線型連接起來。 溫度℃ 10 15 20 25 30 35 40 45 50 果汁量 /ml 1 2 4 6 5 4 3 2 1 （三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) 制備水果泥 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

9、 配制果膠酶 動(dòng)手實(shí)驗(yàn) 水果泥與果膠酶分別水浴保溫 將水果泥和果膠酶混合保溫 記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) 過濾出果汁 得出結(jié)論 記錄果汁量 改變不同的溫度后重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn) （四）實(shí)例探究 例 1. 水果罐頭蓋上印有“如發(fā)現(xiàn)蓋子鼓起，請(qǐng)勿選購”的字樣，引起蓋子鼓起的最可 能原因是（） A 、好氧型細(xì)菌呼吸，產(chǎn)生 CO2 和 H2O B 、酵母菌呼吸，產(chǎn)生 CO2 和 C2H5OH C、乳酸菌呼吸，產(chǎn)生 CO2 和 C3H6O3 D 、酵母菌呼吸，產(chǎn)生 CO2 和 H2O [ 解析 ] 罐頭是密封、殺菌

10、的，但不排除有微生物的孢子等存活下來，只有進(jìn)行無氧呼吸的微生物可以生存；罐頭鼓脹是過期后微生物生活產(chǎn)氣的結(jié)果，乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生乳酸， 無氣體產(chǎn)生； 酵母菌既可以在有氧條件下生活， 也可以在無氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生酒精和二氧化碳。 [答案 ] B 例 2. 有人測定了 A 、 B、 C、 D 四種植物體內(nèi)多種酶的活性與溫度的關(guān)系，結(jié)果如下圖 所示。根據(jù)圖中的信息，你認(rèn)為在25 攝氏度條件下，競爭能力最強(qiáng)的生物和對(duì)溫度適應(yīng)范 圍最廣的生物分別是（ ） 催  C  D

11、 化 100  A  B 效 率 50 （ %） 0 5 10 15 20 25 30 35 40 A.B 和 D B.B 和 C C.B 和 A D.A 和 C [ 解析 ] 酶活性具有一定的溫度范圍和適宜溫度， 溫度過高酶會(huì)失活， 低溫對(duì)酶活性抑制；在一定溫度下， 最適宜該溫度的酶活性最強(qiáng)， 該生物生活的也最好，競爭力就強(qiáng)； 酶有活性的范圍最大，生物的生存溫度范圍就越廣。 [ 答案 ] C ☆綜合應(yīng)用 例 3.實(shí)驗(yàn)研究 pH 對(duì)酶活性的影響，準(zhǔn)備 5 支含有

12、等量胃蛋白酶溶液但 pH 各不相同的 試管，每支試管加 1 塊 1 cm3 的正方體凝固蛋白塊，試管均置于25 ℃室溫條件下，將各試 管蛋白塊消失的時(shí)間記錄于下表： 酶溶液的 pH 蛋白塊消失的時(shí)間（ min ） 1 13 2 9 3 11 4 45 5 >60 （ 1）酶活性最強(qiáng)時(shí)的 pH 是 _________。 （ 2）蛋白塊消失的時(shí)間與酶活性強(qiáng)弱的關(guān)系是_________。 （ 3）請(qǐng)以 2 種方法改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)在更短的時(shí)

13、間內(nèi)完成。 （ 4）在人體消化道中，能分泌本實(shí)驗(yàn)中酶的部位是_________。 （ 5）為確認(rèn)蛋白塊的消失是由于酶的作用，還應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行什么設(shè)計(jì) [ 解析 ] 在其他條件相同情況下， 利用酶的特性知識(shí)和有關(guān)生物學(xué)知識(shí)， 設(shè)計(jì)一定的濃度 梯度進(jìn)行對(duì)照，觀察酶分解蛋白塊的時(shí)間，判斷蛋白酶的適宜 pH 值。既考查了基本知識(shí)， 又能提高實(shí)驗(yàn)探究的能力 [ 答案 ] （ 1） 2 （ 2）酶活性越大，蛋白質(zhì)分解越快，蛋白塊消失的時(shí)間越短 （ 3）方法Ⅰ：將題給溫度由 25℃提高至大約 37℃。方法Ⅱ：將原題中正方體蛋白塊處理得更?。ㄈ缜谐?0.5

14、 0.50.5=0.125 cm 3)，這相當(dāng)于消化道內(nèi)進(jìn)行的物理性消化 （4）胃（答小腸不給分，因 pH 與題意不符） （5）另增加一個(gè)試管，放入等量的蛋白塊并將 pH 調(diào)得適當(dāng)，但不加酶溶液 教材思考題提示答案： 1.A 同學(xué)將哪個(gè)因素作為變量，控制哪些因素不變？為什么要作這樣的處理？ 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、 反應(yīng)的時(shí)間和過濾的時(shí)間等。只有在實(shí)驗(yàn)中保證一個(gè)自變量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果才能說明問題。 B 同 學(xué)對(duì)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

15、 2. 在探究溫度或 pH 的影響時(shí)，是否需要設(shè)置對(duì)照？如果需要，又應(yīng)該如何設(shè)置？為什么？ 提示：需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，不同的溫度梯度之間或不同的 pH 梯度之間就可以作為對(duì)照， 這種對(duì)照稱為相互對(duì)照 3. 為什么能夠通過測定濾出的蘋果汁的體積大小來判斷果膠酶活性的高低？ 果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過濾紙，因此蘋果汁的體積大小反 應(yīng)了果膠酶的催化分解果膠的能力。在不同的溫度和 pH 下，果膠酶的活性越大，蘋果汁的 體積就越大。 4. 當(dāng)探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響時(shí)，哪個(gè)因素是變量，哪些因素應(yīng)該保持不變？ 提示： 溫度是變量

16、， 應(yīng)控制果泥量、 果膠酶的濃度和用量、水浴時(shí)間和混合物的 pH等所 有其他條件不變。只有這樣才能保證只有溫度一個(gè)變量對(duì)果膠酶的活性產(chǎn)生影響 5. 為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理，可以保證底物和酶在混合時(shí)的溫度是相 同的，避免了果泥和果膠酶混合時(shí)影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性的問題。 6. 在最適溫度和 pH 條件下制作 1 升蘋果汁，使用多少果膠酶最合適？ 一般為 50mg/L 左右，因?yàn)橛么藵舛忍幚砉?2～ 4 小時(shí)后果汁率增加 10％后不再增加。

17、 （五）鞏固練習(xí) 1．同一個(gè)體內(nèi)的各類活細(xì)胞所含的酶 A ．種類有差異，數(shù)量相同 B ．種類有差異，數(shù)量不同 C．種類無差異，數(shù)量相同 D ．種類無差異，數(shù)量不同 2．果子酒放久了易產(chǎn)生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶則 無濟(jì)于事，這說明 A ．酶具有專一性 B．酶的成分是蛋白質(zhì) C．酶的活性受環(huán)境影響 D．該沉淀的是氨基酸 3．下列說法不正確的是 A ．酸堿度和溫度是通過影響酶來影響果汁產(chǎn)量的 B ．酶的數(shù)量越多， 果汁產(chǎn)量越多 C．酶的催化反應(yīng)時(shí)間能夠影響果汁

18、的產(chǎn)量 D．蘋果泥的數(shù)量也能夠影響果汁的產(chǎn)量 4．活細(xì)胞內(nèi)合成酶的原料是 A ．脂肪酸 B．氨基酸 C．核苷酸 D ．氨基酸和核苷酸 5．下列可表示酶反應(yīng)速度的是 A ．單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物的減少量 B．單位體積內(nèi)產(chǎn)物的增加量 C．單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物的增加量 D．單位時(shí)間、單位體積內(nèi)反應(yīng)物的減少量 6．下列不能產(chǎn)生果膠酶的是 A ．植物 B．霉菌 C．酵母菌 D．放線菌 7．下列不屬于果膠酶的是 A ．多聚半乳糖醛酸酶 B．果膠分解酶 C．果膠酯酶 D ．半乳糖醛酸酶 8．下列不能影響酶活性的是 A ．溫度 B． pH C．酶的抑制劑 D ．酶的數(shù)量 9．下列能影響酶的活性，但不會(huì)使酶的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞的是 A ．低溫 B．高溫 C．過酸 D．過堿 10．下列不是影響果汁產(chǎn)量的是 A ． pH B ．溫度 C．酶的數(shù)量 D．蘋果的用量 答案： 1． B 2． A 3 ． B 4． B 5． D 6． D 7 ． D 8．D 9． A 10 ． C．