果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 教學(xué)設(shè)計(jì)

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1、 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用?? 教學(xué)設(shè)計(jì) ?? 顏為棟 一、教材分析 “果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用”是人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《生物技術(shù)實(shí)踐》（選修一）專題四“酶的研究與應(yīng)用”中的課題一。課題要求學(xué)生能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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，此內(nèi)容與學(xué)生的日常生活聯(lián)系緊密，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)并不困難，適合進(jìn)行動(dòng)手操作。通過(guò)親自設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟并動(dòng)手操作，使學(xué)生深入理解工業(yè)生產(chǎn)中果膠酶的作用。同時(shí)，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)，同學(xué)們可能會(huì)有不同的實(shí)驗(yàn)方法，可通過(guò)同學(xué)之間的討論交流，得出最佳的實(shí)驗(yàn)方法，可增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手和協(xié)作意識(shí)。 二、學(xué)情分析 高中階段學(xué)生的思維水平、學(xué)習(xí)能力

2、已經(jīng)發(fā)展到了較高階段，大多數(shù)學(xué)生喜歡自主探究和親自動(dòng)手操作，并且又有必修一“探究影響酶活性的條件”作基礎(chǔ)，因此對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)該課題并不困難，適合進(jìn)行實(shí)際動(dòng)手操作。但是，該課題比較偏重實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，考慮的變量相對(duì)較多，還涉及到實(shí)驗(yàn)變量的梯度設(shè)計(jì)，要想獲得理想的結(jié)果，必須進(jìn)行反復(fù)多次的實(shí)驗(yàn)和摸索。因此，教學(xué)過(guò)程中可通過(guò)實(shí)驗(yàn)方案的討論，實(shí)驗(yàn)的分組實(shí)施方法來(lái)進(jìn)行。 三、教學(xué)目標(biāo) 1、簡(jiǎn)述果膠酶的作用； 2、檢測(cè)果膠酶的活性； 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； 4、搜集有關(guān)果膠酶應(yīng)用的資料。 四、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 1、重點(diǎn)：溫度和PH對(duì)果膠酶活性的影響。 2、難點(diǎn)

3、：果膠酶的最適用量。 五、教學(xué)策略與手段 由于必修一已經(jīng)學(xué)過(guò)酶的定義和影響因素，因此本節(jié)課可通過(guò)復(fù)習(xí)的方法進(jìn)行引入。 關(guān)于果膠酶的作用和酶活性的定義的教學(xué)，教師可以通過(guò)先由學(xué)生預(yù)習(xí)，然后課堂上回答，教師總結(jié)，說(shuō)明植物細(xì)胞壁的成分和細(xì)胞與細(xì)胞之間的胞間層成分就有果膠，說(shuō)明這些成分的理化性質(zhì)，以及這些成分對(duì)果汁制作的影響，從而引出果膠酶在果汁生產(chǎn)過(guò)程中的作用。 關(guān)于溫度和PH對(duì)果膠酶活性的影響，可通過(guò)要求學(xué)生參考教材的提示設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，并思考相關(guān)問(wèn)題。如如何設(shè)計(jì)溫度或PH的梯度，反應(yīng)底物和酶混合之前還要注意哪些注意事項(xiàng)等等。同學(xué)們?cè)谠O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)可能會(huì)有不同的想法，這是可通過(guò)適當(dāng)引導(dǎo)，展開(kāi)討論

4、，完善設(shè)計(jì)步驟。 關(guān)于探究果膠酶的最適用量，是建立在探究最適溫度和PH對(duì)果膠酶活性影響的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，此時(shí)也可以引導(dǎo)并組織同學(xué)們討論，最后確定實(shí)驗(yàn)操作方案。 最后，根據(jù)討論匯總的實(shí)驗(yàn)方案，分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（根據(jù)實(shí)際情況確定是否進(jìn)行） 六、教學(xué)實(shí)施程序 教學(xué)內(nèi)容 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 教學(xué)意圖 ? ? ? 引入 在必修一中我們已經(jīng)學(xué)過(guò)了酶的內(nèi)容，那么，請(qǐng)同學(xué)們回憶到底酶的概念是什么？酶的特性有哪些？酶活性的影響因素有哪些？ 通過(guò)討論，得出酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物；酶具有微量性、高效性、專一性以及作用條件較溫和；影響酶活性的因素有溫度、PH和抑制劑等。 溫故而知

5、新，使學(xué)生既復(fù)習(xí)了原先學(xué)過(guò)的內(nèi)容，同時(shí)也為本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。 ? 酶的活性及酶促反應(yīng)速度的表示 酶具有一定的催化作用，我們就可以用酶所具有的催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力稱為酶的活性，那么，我們又該如何表示酶的活性大小呢？ 學(xué)生通過(guò)閱讀教材得出酶反應(yīng)速度可用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的較少量或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示。 學(xué)習(xí)新知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生閱讀教材，總結(jié)教材的能力。 ? ? ? 果膠酶的作用 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 果膠酶的種類 ? 酶的應(yīng)用很廣泛，如在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要的作用。果膠酶在果汁生產(chǎn)中能夠提高水果的出汁率，并使果汁變得澄清。那么

6、，果膠酶為什么具有如此重要的功能呢？ ? ? ? ? ? ? 果膠酶是否特指一種酶？ 學(xué)生通過(guò)閱讀教材，回答植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要成分就含有果膠，它是半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。在果汁加工中，利用果膠酶能夠分解果膠，得到可溶性的半乳糖醛酸，瓦解植物細(xì)胞壁以及胞間層，是榨取果汁變得更容易。 ? 學(xué)生回答：不是。而是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。 ? ? ? ? 學(xué)習(xí)新知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生閱讀教材，總結(jié)教材的能力。 ? ? ? ? 探究溫度和PH對(duì)果膠酶活性的影響 果膠酶能分解果膠，提高果汁的出汁率

7、，但它的活性也受到溫度、PH等因素的影響。下面我們共同探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響。請(qǐng)同學(xué)們參考教材圖4—3，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響。 思考問(wèn)題： （1）如何設(shè)置溫度梯度？ （2）為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將蘋果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？ （3）該實(shí)驗(yàn)是否需要設(shè)置對(duì)照？ ? ? ? 溫度能夠影響果膠酶的活性，其中出汁率最多或澄清度最高的溫度就是果膠酶的最適溫度。同理，我們將實(shí)驗(yàn)步驟中的溫度梯度改為PH梯度，就能探究PH對(duì)果膠酶活性的影響。 學(xué)生通過(guò)閱讀教材，討論，最后得出實(shí)驗(yàn)步驟如下：制備蘋果泥→配置果膠酶→蘋果泥和果膠酶分別水浴保溫→

8、將蘋果泥和果膠酶混合保溫→過(guò)濾出果汁→記錄果汁量→繪制出溫度對(duì)果膠酶活性影響的曲線圖。 （1）可選取的溫度梯度為30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃和70℃。 （2）保證底物和酶在混合時(shí)溫度是相同的，避免兩者混合時(shí)溫度影響酶的活性。（3）需要。不同溫度梯度之間可以相互對(duì)照。 ? 選擇出汁率最多的那個(gè)溫度，保持溫度不變，探究PH對(duì)果膠酶活性的影響，方法與溫度探究相同。PH梯度可選擇5、6、7、8、9。 ? 閱讀教材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，討論交流，得出最佳實(shí)驗(yàn)方案。理解溫度和PH對(duì)果膠酶活性的影響，并培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力。 ? ? ? 探究果膠酶的最適用量

9、我們探究了果膠酶催化反應(yīng)的最適溫度和最適PH。那么，對(duì)于一定的蘋果泥，為了使果膠酶得到充分的利用，節(jié)約成本，使用多少果膠酶最合適？ 閱讀教材資料二，討論得出：可保持各試管中蘋果泥的量一定，溫度和PH不變，設(shè)置果膠酶的使用量為自變量，可配置不同濃度的果膠酶溶液，也可以只配置一種濃度的果膠酶溶液，然后使用不同的體積進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。方法與溫度探究相同。 閱讀教材，討論交流，理解果膠酶的最適用量。 七、教學(xué)反思 本節(jié)課只是從理論中設(shè)計(jì)了影響果膠酶活性的溫度和PH的實(shí)驗(yàn)步驟，以及探究果膠酶的最適用量的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)步驟。但是對(duì)于沒(méi)有實(shí)驗(yàn)條件的學(xué)校本節(jié)課題可能就沒(méi)法組織學(xué)生親自動(dòng)手完成，如很多學(xué)校都沒(méi)有恒溫水浴鍋等實(shí)驗(yàn)條件。但我們也可以適當(dāng)根據(jù)本校條件，改造實(shí)驗(yàn)步驟，如沒(méi)有恒溫水浴鍋，對(duì)溫度梯度的調(diào)節(jié)可用不同比例的熱水和冰水來(lái)調(diào)制而成。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出溫度和PH對(duì)果膠酶活性影響的曲線圖；不同果膠酶用量對(duì)出汁量影響的曲線圖；最終得到果膠酶的最適溫度、PH和最適用量。 ? ?