1、專題4課題1課前預(yù)習(xí)巧設(shè)計名師課堂一點通重點突破創(chuàng)新演練大沖關(guān)知識清單案例師說課堂強化每課一練了解了解 1.1.果膠酶的組成和作用果膠酶的組成和作用 2. 2.果膠酶制備的一般步驟果膠酶制備的一般步驟理解理解 酶活性與影響酶活性的因素酶活性與影響酶活性的因素1.1.溫度和溫度和pHpH對果膠酶活性的影響對果膠酶活性的影響2.2.果膠酶最適用量的探究果膠酶最適用量的探究 一、果膠與果膠酶一、果膠與果膠酶 1果膠果膠 是植物細(xì)胞壁及是植物細(xì)胞壁及 的主要成分之一，它是由的主要成分之一，它是由 聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。 胞間層胞間層半乳糖半乳糖醛酸

2、醛酸 2果膠酶果膠酶 (1)作用：能夠把果膠分解成可溶性的作用：能夠把果膠分解成可溶性的 。 (2)組成：果膠酶并不特指組成：果膠酶并不特指 ，而是分解果膠的一類，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、 、 酶等。酶等。 (3)來源：植物、來源：植物、 、酵母菌和、酵母菌和 均能產(chǎn)生果膠酶。均能產(chǎn)生果膠酶。由霉菌發(fā)酵生產(chǎn)的果膠酶是食品加工業(yè)中使用量最大的酶制劑由霉菌發(fā)酵生產(chǎn)的果膠酶是食品加工業(yè)中使用量最大的酶制劑之一，被廣泛地應(yīng)用于果汁加工業(yè)。之一，被廣泛地應(yīng)用于果汁加工業(yè)。半乳糖醛酸半乳糖醛酸某一種酶某一種酶果膠分解酶果膠分解酶果膠酯果膠酯霉菌霉菌

3、細(xì)菌細(xì)菌 二、酶的活性與影響酶活性的因素二、酶的活性與影響酶活性的因素 1酶的活性酶的活性 指指 的能力，酶活性的高低可用在一的能力，酶活性的高低可用在一定條件下，酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的定條件下，酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的 來表示。來表示。 2酶的反應(yīng)速度酶的反應(yīng)速度 用單位時間內(nèi)、單位體積中用單位時間內(nèi)、單位體積中 或產(chǎn)物的或產(chǎn)物的 來表示。來表示。 3影響酶活性的因素影響酶活性的因素 、 、酶的、酶的 等。等。酶催化一定化學(xué)反應(yīng)酶催化一定化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)速度反應(yīng)速度反應(yīng)物的減少量反應(yīng)物的減少量增加量增加量溫度溫度pH抑制劑抑制劑 三、探究三、探究pH和溫度對酶活性的影響和溫度對酶活性的影響 1

4、設(shè)計思路設(shè)計思路 在一恒定溫度下，通過設(shè)置在一恒定溫度下，通過設(shè)置 來確定酶催化反應(yīng)的最來確定酶催化反應(yīng)的最適適pH；在一恒定的；在一恒定的pH下；通過設(shè)置下；通過設(shè)置 來確定酶催化反來確定酶催化反應(yīng)的最適溫度。應(yīng)的最適溫度。 2檢測方法檢測方法 (1)在研究溫度和在研究溫度和pH對唾液淀粉酶活性的影響時，通過用對唾液淀粉酶活性的影響時，通過用 檢測反應(yīng)后的溶液是否變檢測反應(yīng)后的溶液是否變 來判斷酶是否具有活性。來判斷酶是否具有活性。 (2)定量測定果膠酶的活性，判斷標(biāo)準(zhǔn)：一是果汁的定量測定果膠酶的活性，判斷標(biāo)準(zhǔn)：一是果汁的 ，二是果汁的二是果汁的 。pH梯度梯度溫度梯度溫度梯度碘液碘液藍(lán)藍(lán)出

5、汁率出汁率澄清度澄清度 四、探究果膠酶的用量四、探究果膠酶的用量 (1)意義：生產(chǎn)果汁時，為了使果膠酶得到充分利用，節(jié)約意義：生產(chǎn)果汁時，為了使果膠酶得到充分利用，節(jié)約成本，需控制好酶的成本，需控制好酶的 。 (2)自變量：自變量： 。 (3)其他影響因素：其他影響因素： pH、溫度、酶催化反應(yīng)的、溫度、酶催化反應(yīng)的 、蘋果、蘋果泥的泥的 等。等。用量用量酶的用量酶的用量時間時間用量用量 1閱讀教材閱讀教材P4243基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識的相關(guān)內(nèi)容，歸納能夠的相關(guān)內(nèi)容，歸納能夠破壞植物細(xì)胞壁的酶有哪些？所起作用相同嗎？破壞植物細(xì)胞壁的酶有哪些？所起作用相同嗎？組成組成作用作用果膠酶果膠酶多聚半乳糖醛

6、酸多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、酶、果膠分解酶、果膠酯酶等果膠酯酶等將不溶的果膠分解為可溶性將不溶的果膠分解為可溶性的半乳糖醛酸的半乳糖醛酸纖維素纖維素酶酶C1酶、酶、Cx酶和葡酶和葡萄糖苷酶萄糖苷酶纖維素在纖維素在C1酶、酶、Cx酶的作用酶的作用下分解生成纖維二糖，再在下分解生成纖維二糖，再在葡萄糖苷酶的作用下將纖維葡萄糖苷酶的作用下將纖維二糖分解為葡萄糖二糖分解為葡萄糖 提示：提示： 2下圖是溫度、下圖是溫度、pH對酶活性影響曲線，分析曲線對酶活性影響曲線，分析曲線回答下列問題？回答下列問題？ (1)根據(jù)圖一曲線信息，回答下列問題：根據(jù)圖一曲線信息，回答下列問題： 描述溫度對酶活性具有怎樣

7、的影響？描述溫度對酶活性具有怎樣的影響？ 提示：提示：在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，酶的活性逐漸增在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，酶的活性逐漸增強；超過一定溫度之后，隨著溫度的升高，酶的活性逐漸降低；強；超過一定溫度之后，隨著溫度的升高，酶的活性逐漸降低；當(dāng)達(dá)到一定溫度后，酶的活性全部喪失。當(dāng)達(dá)到一定溫度后，酶的活性全部喪失。 圖一中溫度為圖一中溫度為t2、t4時，酶活性一樣，其原因是否相同？時，酶活性一樣，其原因是否相同？ 提示：提示：不相同。不相同。t2溫度低于最適溫度，酶活性未達(dá)到最大溫度低于最適溫度，酶活性未達(dá)到最大是因為溫度還較低；而是因為溫度還較低；而t4溫度超過該酶的最適溫度，部分

8、酶分溫度超過該酶的最適溫度，部分酶分子結(jié)構(gòu)被破壞，酶活性降低。子結(jié)構(gòu)被破壞，酶活性降低。 (2)根據(jù)圖二曲線信息，回答下列問題：根據(jù)圖二曲線信息，回答下列問題： 根據(jù)曲線分析根據(jù)曲線分析pH對酶活性的影響結(jié)果是怎樣的？對酶活性的影響結(jié)果是怎樣的？ 提示：提示：過酸、過堿都會使酶發(fā)生不可逆失活。過酸、過堿都會使酶發(fā)生不可逆失活。 當(dāng)酶在過酸或過堿的環(huán)境中一段時間后，將其環(huán)境再當(dāng)酶在過酸或過堿的環(huán)境中一段時間后，將其環(huán)境再恢復(fù)到該酶的最適恢復(fù)到該酶的最適pH，酶的活性會怎樣變化？分析原因。，酶的活性會怎樣變化？分析原因。 提示：提示：酶的活性不會改變。過酸或過堿都會使酶分子結(jié)構(gòu)酶的活性不會改變。過

9、酸或過堿都會使酶分子結(jié)構(gòu)被破壞，再調(diào)整到最適被破壞，再調(diào)整到最適pH時，酶活性也無法恢復(fù)。時，酶活性也無法恢復(fù)。 3讀教材讀教材P43實驗設(shè)計實驗設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容，歸納并回答下列問的相關(guān)內(nèi)容，歸納并回答下列問題：題： (1)探究不同溫度探究不同溫度(或或pH)對酶活性的影響實驗中，實驗的自對酶活性的影響實驗中，實驗的自變量是什么？無關(guān)變量有哪些？變量是什么？無關(guān)變量有哪些？ 提示：提示：自變量：溫度自變量：溫度(或或pH)；無關(guān)變量：；無關(guān)變量：pH(溫度溫度)、蘋果、蘋果泥的用量、果膠酶的用量和濃度、反應(yīng)時間等。泥的用量、果膠酶的用量和濃度、反應(yīng)時間等。 (2)觀察教材觀察教材P43圖圖43實

10、驗流程圖，分析并討論實驗中將實驗流程圖，分析并討論實驗中將每一組盛有果膠酶和蘋果泥兩支試管放在所設(shè)定同一溫度每一組盛有果膠酶和蘋果泥兩支試管放在所設(shè)定同一溫度(或或pH)下一段時間后再混合的原因。下一段時間后再混合的原因。 提示：提示：保證蘋果泥和果膠酶混合后的溫度保證蘋果泥和果膠酶混合后的溫度(或或pH)相同，避相同，避免了二者因溫度免了二者因溫度(pH)不同，混合后的混合液沒有到達(dá)預(yù)設(shè)的溫不同，混合后的混合液沒有到達(dá)預(yù)設(shè)的溫度度(pH)，從而影響酶活性。，從而影響酶活性。 (3)在預(yù)實驗的基礎(chǔ)上，若要進一步探究的果膠酶的最適溫在預(yù)實驗的基礎(chǔ)上，若要進一步探究的果膠酶的最適溫度度(或或pH)

11、更接近該酶的實際最適溫度更接近該酶的實際最適溫度(或或pH)，應(yīng)怎樣操作？，應(yīng)怎樣操作？ 提示：提示：在原來預(yù)實驗基礎(chǔ)上，進一步縮小溫度在原來預(yù)實驗基礎(chǔ)上，進一步縮小溫度(或或pH)梯度，梯度，進行重復(fù)實驗。進行重復(fù)實驗。 (4)探究果膠酶用量實驗中，自變量、因變量和無關(guān)變量是探究果膠酶用量實驗中，自變量、因變量和無關(guān)變量是什么？什么？ 提示：提示：自變量：果膠酶的用量；因變量：過濾出的果汁體自變量：果膠酶的用量；因變量：過濾出的果汁體積；無關(guān)變量：積；無關(guān)變量：pH、溫度、酶催化反應(yīng)的時間、蘋果泥的用、溫度、酶催化反應(yīng)的時間、蘋果泥的用量等。量等。 (5)根據(jù)你的實驗結(jié)果并結(jié)合所學(xué)知識，嘗試

12、構(gòu)建榨出根據(jù)你的實驗結(jié)果并結(jié)合所學(xué)知識，嘗試構(gòu)建榨出的果汁體積與果膠酶用量之間關(guān)系的曲線模型。的果汁體積與果膠酶用量之間關(guān)系的曲線模型。 提示：提示：如下圖所示：如下圖所示： 下圖中曲線表示的是溫度和果膠酶活性之間的關(guān)系，下圖中曲線表示的是溫度和果膠酶活性之間的關(guān)系，此曲線不能說明的是此曲線不能說明的是 () A在在b點之前，果膠酶的活性和溫度接近成正比；之后，點之前，果膠酶的活性和溫度接近成正比；之后，接近成反比接近成反比 B當(dāng)溫度達(dá)到當(dāng)溫度達(dá)到b點時，果膠酶的活點時，果膠酶的活性最高，催化能力最強性最高，催化能力最強 Ca點時，果膠酶的活性很低，但隨著溫度升高，果膠酶點時，果膠酶的活性很低

13、，但隨著溫度升高，果膠酶的活性可以上升的活性可以上升 Dc點時，果膠酶的活性很低，當(dāng)溫度降低時，酶的活性點時，果膠酶的活性很低，當(dāng)溫度降低時，酶的活性可以上升可以上升 解析解析從圖中可以看出：在溫度較低時，隨著溫度的不從圖中可以看出：在溫度較低時，隨著溫度的不斷升高，果膠酶的活性不斷上升，到斷升高，果膠酶的活性不斷上升，到b點時，酶的活性達(dá)到最點時，酶的活性達(dá)到最高；之后，隨著溫度的繼續(xù)上升，酶的活性不斷下降。高；之后，隨著溫度的繼續(xù)上升，酶的活性不斷下降。a點和點和c點相比，雖然酶的活性都很低，但是點相比，雖然酶的活性都很低，但是a點是低溫條件，對酶的點是低溫條件，對酶的分子結(jié)構(gòu)無影響，所以

14、，隨著溫度的上升，其活性也會不斷上分子結(jié)構(gòu)無影響，所以，隨著溫度的上升，其活性也會不斷上升，而升，而c點是高溫條件，已破壞酶的分子結(jié)構(gòu)，使酶的活性發(fā)點是高溫條件，已破壞酶的分子結(jié)構(gòu)，使酶的活性發(fā)生不可逆的變化，即使再降低溫度，酶的活性也不會上升。生不可逆的變化，即使再降低溫度，酶的活性也不會上升。 答案答案D 不同條件下酶活性降低的本質(zhì)不同不同條件下酶活性降低的本質(zhì)不同 酶作為生物催化劑，與無機催化劑相比，其成分是生物酶作為生物催化劑，與無機催化劑相比，其成分是生物大分子，易受溫度、大分子，易受溫度、pH和某些化合物影響而變性失活。和某些化合物影響而變性失活。 低溫抑制酶活性，但不破壞酶的空間

15、結(jié)構(gòu)；高溫破壞酶低溫抑制酶活性，但不破壞酶的空間結(jié)構(gòu)；高溫破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶永久失活；過酸、過堿均可破壞酶的空間的空間結(jié)構(gòu)，使酶永久失活；過酸、過堿均可破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，使酶永久失活，不可再恢復(fù)。結(jié)構(gòu)，使酶永久失活，不可再恢復(fù)。 果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要成分之一。果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要成分之一。果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁和胞間層。在果汁果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁和胞間層。在果汁生產(chǎn)中應(yīng)用果膠酶可以提高出汁率和澄清度。請你幫助完成生產(chǎn)中應(yīng)用果膠酶可以提高出汁率和澄清度。請你幫助完成以下有關(guān)果膠酶和果汁生產(chǎn)的實驗課題。以下有關(guān)果膠酶和果汁生產(chǎn)的實驗課題。

16、實驗用具和材料：磨漿機、燒杯、試管、量筒、刀片、實驗用具和材料：磨漿機、燒杯、試管、量筒、刀片、玻璃棒、漏斗、紗布等；蘋果、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為玻璃棒、漏斗、紗布等；蘋果、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠酶溶的果膠酶溶液、蒸餾水等。液、蒸餾水等。 課題一課題一驗證果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用。驗證果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用。 實驗方法及步驟：實驗方法及步驟： (1)將蘋果洗凈去皮，用磨漿機制成蘋果泥，加入適量蒸將蘋果洗凈去皮，用磨漿機制成蘋果泥，加入適量蒸餾水備用。餾水備用。 (2)取兩個取兩個100 mL的潔凈燒杯，編號的潔凈燒杯，編號1、2，按相應(yīng)程序，按相應(yīng)程序進行操作，請把表中進行操作，請把表中a、b兩處未填寫的

17、內(nèi)容填上。兩處未填寫的內(nèi)容填上。 操作操作順序順序項目項目燒杯燒杯12在燒杯中加入蘋果泥在燒杯中加入蘋果泥20 mL20 mLa2 mL注入蒸餾水注入蒸餾水b在恒溫水浴中保溫，在恒溫水浴中保溫，并用玻璃棒不時攪拌并用玻璃棒不時攪拌10 min10 min (3)取兩個燒杯，同時進行過濾。觀察取兩個燒杯，同時進行過濾。觀察(或比較或比較)_，并記錄結(jié)果。并記錄結(jié)果。 (4)實驗結(jié)果的預(yù)測及結(jié)論：如果是實驗結(jié)果的預(yù)測及結(jié)論：如果是_，則說明果膠酶對果膠的水解具有催化作用。則說明果膠酶對果膠的水解具有催化作用。 課題二課題二探究果膠酶催化果膠水解的最適探究果膠酶催化果膠水解的最適pH。本課題實驗步驟

18、中，在完成本課題實驗步驟中，在完成課題一課題一中的中的、步驟、編號、步驟、編號、編組之后，有下面兩種操作：編組之后，有下面兩種操作： 方法一：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥相混方法一：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥相混合，再把混合液的合，再把混合液的pH分別調(diào)至分別調(diào)至4、5、6、10。 方法二：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥的方法二：將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的蘋果泥的pH分別調(diào)至分別調(diào)至4、5、6、10，再把，再把pH相同的果膠酶溶液和蘋果泥相同的果膠酶溶液和蘋果泥相混合。相混合。 (1)請問上述哪一種操作更科學(xué)？請問上述哪一種操作更科學(xué)？_。 理由是：理由是：_。 (

19、2)該實驗步驟中也有用玻璃棒攪拌的操作，其目的是該實驗步驟中也有用玻璃棒攪拌的操作，其目的是_，以減少實驗誤差。，以減少實驗誤差。 (3)如果用曲線圖的方式記錄實驗結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下，以如果用曲線圖的方式記錄實驗結(jié)果，在現(xiàn)有的條件下，以橫坐標(biāo)表示橫坐標(biāo)表示pH，縱坐標(biāo)表示，縱坐標(biāo)表示_(果汁體積或試管體積果汁體積或試管體積)，實，實驗操作和記錄是比較切實可行的。根據(jù)你對酶特性的了解，請在驗操作和記錄是比較切實可行的。根據(jù)你對酶特性的了解，請在下圖中選擇一個最可能是實驗結(jié)果的曲線圖下圖中選擇一個最可能是實驗結(jié)果的曲線圖_。 解析解析課題一課題一中，實驗?zāi)康暮苊鞔_為中，實驗?zāi)康暮苊鞔_為“驗證果膠

20、酶驗證果膠酶可以提高出汁率和澄清度可以提高出汁率和澄清度”，不難找出對照實驗的單一變，不難找出對照實驗的單一變量是是否加入果膠酶溶液。由于是驗證性實驗，結(jié)果應(yīng)與量是是否加入果膠酶溶液。由于是驗證性實驗，結(jié)果應(yīng)與前面的實驗?zāi)康南鄬?yīng)，即相同時間內(nèi)前面的實驗?zāi)康南鄬?yīng)，即相同時間內(nèi)1號燒杯濾出的果號燒杯濾出的果汁體積比汁體積比2號燒杯濾出的果汁體積大，澄清度高。號燒杯濾出的果汁體積大，澄清度高。 課題二課題二中方法二是將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的中方法二是將試管中的果膠酶溶液和燒杯中的pH分別調(diào)至分別調(diào)至4、5、6、10，再把，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋果泥相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合，這樣

21、操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開始便達(dá)到實驗相混合，這樣操作能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開始便達(dá)到實驗預(yù)設(shè)的預(yù)設(shè)的pH，否則，由于酶有高效性，在升高或降低，否則，由于酶有高效性，在升高或降低pH過程中過程中分解果膠，造成實驗結(jié)果誤差較大。實驗中玻璃棒攪拌的目的分解果膠，造成實驗結(jié)果誤差較大。實驗中玻璃棒攪拌的目的是使酶和果膠充分地接觸，以減少實驗誤差。實驗結(jié)果以坐標(biāo)是使酶和果膠充分地接觸，以減少實驗誤差。實驗結(jié)果以坐標(biāo)圖的形式表示，以橫坐標(biāo)表示圖的形式表示，以橫坐標(biāo)表示pH，縱坐標(biāo)表示果汁體積較恰，縱坐標(biāo)表示果汁體積較恰當(dāng)。根據(jù)在一定范圍內(nèi)，隨著當(dāng)。根據(jù)在一定范圍內(nèi)，隨著pH的增加，酶的活性增強，果的增加，酶的活性增強，果汁體積增大，當(dāng)超過最適汁體積增大，當(dāng)