高中生物第二部分酶的应用第3课时果汁中的果胶和果胶酶同步备课教学案浙科版Word格式文档下载.docx
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不溶于乙醇，这是鉴别果胶的一种简易方法。
2.果胶酶
（1）化学本质：
蛋白质。
（2）作用：
果胶酶和果胶甲酯酶可水解果胶。
（3）可用于生产果胶酶的微生物有黑曲霉、苹果青霉等。
在生产中，制作果汁时由于果胶的存在，往往出汁率低、耗时长，而且果汁浑浊、易沉淀，人们常使用果胶酶来解决这些问题。
试结合教材思考果胶和果胶酶的知识。
1.填写下表掌握纤维素与果胶的区别
项目
相同点
不同点
纤维素
①都是高分子化合物
②都不溶于水
③都参与细胞壁的组成
①组成单位：
葡萄糖
②分解所需的酶：
纤维素酶
果胶
半乳糖醛酸、半乳糖醛酸甲酯
果胶酶
2.说明果胶酶的组成及特点
果胶酶不是特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称；
果胶酶的化学本质是蛋白质，其作用的底物为果胶。
能被蛋白质酶水解；
果胶酶具有酶的通性：
只改变反应速度，不改变反应的平衡点。
1.果胶酶的作用底物是果胶，下列有关叙述正确的是（ ）
A.果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一
B.果胶酶可催化果胶分解成可溶性的半乳糖，使得浑浊的果汁变澄清
C.果胶是由半乳糖聚合而成的一种高分子化合物
D.果胶酶就是果胶分解酶的简称
答案 A
解析 果胶是由半乳糖醛酸和半乳糖醛酸甲酯组成的；
果胶被果胶酶分解后的产物是半乳糖醛酸；
果胶酶是一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。
2.下列关于果胶酶的叙述，正确的是（ ）
①具有分泌功能的细胞产生的 ②凡是活细胞都能产生果胶酶 ③果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸 ④植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶 ⑤果胶酶特指分解果胶的一种酶 ⑥纤维素酶和果胶酶可用于去除植物细胞壁 ⑦组成果胶酶的基本单位是氨基酸或核苷酸
A.①②⑦B.②③⑥C.③④⑥D.③④⑤
答案 C
二、探究利用苹果或山楂匀浆制作果汁的最佳条件的实验
1.实验原理
（1）果胶
半乳糖醛酸＋半乳糖醛酸甲酯。
（2）果胶酶的活性受温度（或pH）的影响，处于最适温度（或pH）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。
（3）果胶不溶于乙醇。
2.实验步骤
3.实验结果
烧杯号
管号
处理
加酒精前现象
加酒精后现象
A
1
加热
较澄清
沉淀物较少
2
不加热
最澄清
沉淀物最少
B
3
最浑浊
沉淀物最多
4
较浑浊
沉淀物较多
4.实验结论
果胶酶能水解果胶，提高果汁的澄清度；
高温会破坏果胶酶活性，不利于制作果汁。
阅读教材，试完成检测果胶酶的活性、探究制作果汁的最佳条件的实验，分析并思考下面的问题：
1.制作果汁的最佳条件
品质最好的果汁应该是：
（1）尽量保留水果中的营养成分；
（2）具有水果的原始口味；
（3）有更多的固形物；
（4）分散程度好，不沉淀，不上浮；
（5）有原始的水果色彩；
（6）除去所有的机械组织，更易消化。
由此看出，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。
2.果胶酶在制作果汁中的作用
果胶是细胞间的黏连成分，也是果汁中的成分，加入果胶酶可将细胞离析，增加固形物的分散度。
此外，还降低了水果匀浆悬液的黏度，有利于过滤掉不溶物，并使果胶分解成半乳糖醛酸。
3.果胶酶的其他功能
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。
4.果胶酶水解果胶的最终产物是半乳糖醛酸。
要使果汁澄清，应同时使用果胶酶和果胶甲酯酶。
从微生物中获得的果胶酶都包括这两种酶。
因为，如果不使果胶完全降解成半乳糖醛酸，则不可能减少组织的分散性，许多水果中的固形物不能除去，这样会降低果汁的营养成分，也影响其澄清度。
5.探究温度、pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶用量的实验中，因变量都相同，该因变量是什么？
答案 三个实验的因变量都是果汁量或果汁的澄清度。
6.下表是某小组利用部分材料进行的有关实验（“/”表示不加），材料如下提供。
现有磨浆机、质量分数为2%的果胶酶溶液、蒸馏水、一定浓度的盐酸和氢氧化钠溶液等实验材料及试剂。
请回答下列4个问题：
编号
试管
甲
乙
丙
丁
在试管中加入苹果泥
2mL
①
/
加入不同的液体
2mL蒸馏水
4mL蒸馏水
2mL盐酸
2mL氢氧化钠
摇匀，恒温处理
15分钟
（1）表中①处的内容是加入质量分数为2%的果胶酶溶液。
（2）若要验证果胶酶的作用，应把甲与乙两个试管同时取出并过滤相同时间，观察并比较，预期的实验现象与结果是甲果汁比乙澄清。
（3）比较试管甲、丙、丁可知，其实验目的是探究pH对果胶酶活性的影响。
为确保实验成功，请将表中的编号正确排序（用数字和箭头表示）：
2→3→1→4。
7.画出温度和pH对果胶酶活性的影响曲线图。
答案 如图所示
3.我国水果生产发展迅速，但由于收获的季节性强，易造成积压，腐烂变质，为了解决上述问题且满足不同人群的需求，可以将水果加工制作成果汁、果酒、果醋等。
在果汁生产中要用到果胶酶，某生物研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如图所示实验。
（1）实验方法：
请将图中所示的操作进行排序______________________________________。
（2）实验结果：
对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如图中曲线甲所示。
①图中自变量是温度，除此之外还可用________表示。
A.酶的浓度B.苹果泥的量
C.水的加入量D.pH
②图中的纵坐标还可用________来表示。
③实验小组改变了实验条件后重复做实验，得到曲线乙，两次实验中苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置的原因是_____________________________________。
④步骤c中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中进行恒温处理的目的是________________________________________________________________________。
（3）下表是某实验小组的详细实验结果：
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
80
果汁的产量/mL
8
13
15
25
12
11
根据上述实验结果可知，当温度为________时果汁的产量最多，能不能确定该温度就是果胶酶的最适温度？
如果不能，请设计出进一步探究果胶酶的最适温度的实验方案。
________________________________________________________________________。
答案
（1）acdb
（2）①D ②苹果汁的体积 ③同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物的量的不同而改变 ④保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免底物和果胶酶混合时因二者温度不同而影响混合物的温度，进而影响果胶酶活性 （3）40℃ 不能。
可以再设置多组实验，以40℃为中心，以更小的温度梯度（如0.5℃）设置自变量，测量在更小的温度范围内的果汁的产量，果汁的产量最高的温度更接近酶的最适温度
解析
（1）实验顺序：
准备苹果泥和配置果胶酶、苹果泥和果胶酶分别水浴保温、苹果泥和果胶酶混合保温、过滤果汁后用量筒计量。
（2）果胶酶的活性受温度、pH等的影响，而与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系。
每一种酶的最适pH和最适温度是一定的。
衡量实验结果的指标有两个，一个是果汁的产量，另一个是果汁的澄清度。
为使实验中反应的温度达到相应的设计温度，必须使酶与底物分别保温达到设计温度后才能混合。
在相同温度条件下，pH、酶的浓度和底物浓度也会影响反应速率。
（3）根据表格中数据可看出，在40℃时产生果汁量最多，因此40℃比较接近酶的最适温度。
要将最适温度确定得更加精确，可以40℃为中心，以更小的温度梯度（如0.5℃）设置自变量。
4.果胶酶是一种生物催化剂，很多因素都会影响该酶的活性。
下列叙述中正确的是（ ）
A.教材实验中沸水浴或酒精灯加热会使果胶酶失去活性，但温度下降后，其活性能再恢复
B.实验中间歇搅拌20～30min的目的是为了让果胶酶与果胶充分接触，使半乳糖醛酸的最终生成量增加
C.实验最后滴加乙醇所依据的原理是果胶不溶于乙醇
D.实验中选用黑曲霉提取液的原因是果胶酶只有在生物体内才能发挥催化作用
解析 高温使酶失活以后，活性不能再恢复，A错。
酶与底物充分接触可以加快反应速率，但最终生成量取决于底物的多少，B错。
酶在生物体外也能发挥作用，D错。
一题多变
判断正误：
（1）植物细胞壁只含有果胶一种成分（ ）
（2）果胶不溶于乙醇，但溶于水（ ）
（3）果胶酶特指可水解果胶的一种酶（ ）
（4）探究实验应严格控制无关变量（ ）
（5）果胶酶的用量会影响果胶酶的活性（ ）
答案
（1）×
（2）×
（3）×
（4）√ （5）×
1.在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下，下列哪种物质适于除去细胞壁（ ）
A.蛋白酶B.盐酸
C.果胶酶D.淀粉酶
解析 细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，用果胶酶和纤维素酶可达到目的。
2.在果汁生产中主要应用的酶包括（ ）
A.果胶酶、纤维素酶B.脂肪酶、淀粉酶
C.淀粉酶、果胶酶D.蛋白酶、纤维素酶
解析 榨取果汁必须使细胞破裂，释放出其中的细胞液。
破坏植物细胞首先必须将细胞壁破坏，细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。
3.在设计生物实验时，往往要科学地设计对照实验，以获得较为科学的结论，通常的对照可以分为自身对照、空白对照、相互对照、条件对照等。
在探究温度和pH对果胶酶活性的影响时，是否设置了对照实验，是什么对照实验（ ）
A.不需要对照实验B.有对照，空白对照
C.有对照，相互对照D.有对照，自身对照
解析 在探究温度或pH对果胶酶的活性的影响实验中，分别设计了一系列温度梯度或pH梯度的反应液对酶的活性进行研究，其他条件相同，在各种实验中，只有一个变量（温度或pH），因此在一系列温度或pH梯度实验中，各种条件的实验相互之间可以形成对照，探究不同条件（温度或pH）对酶活性的影响。
4.假设你已经探究了果胶酶的最适温度（45℃）和最适pH（4.8），你还想进一步研究果胶酶的最适用量。
此时的实验变量是________。
合理设置果胶酶用量的梯度后，可通过苹果泥出汁的多少来判断酶的用量是否合适。
请根据所给的材料和用具完成以下探究实验。
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