高中生物41果胶酶在果汁生产中的作用导学案新人教版选修1.docx
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高中生物41果胶酶在果汁生产中的作用导学案新人教版选修1
选修1课时9果胶酶在果汁生产中的作用
班级:
__________姓名:
__________设计人__________日期__________
课前预习·预习案
1．简述果胶酶的作用。
2．检测果胶酶的活性。
3．搜集有关果胶酶应用的资料。
1．果胶和果胶酶的成分、特点及作用
2．酶的活性与影响酶活性的因素：
（1）酶的活性。
①概念：
指酶催化一定________的能力。
②表示方法：
可用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的________来表示。
酶反应速度用单位时间内、单位体积中________________________来表示。
（2）影响酶活性的因素：
________、________和酶的抑制剂等。
3．探究温度和pH对果胶酶活性的影响：
（1）实验原理。
①果胶酶的活性受温度（或pH）影响，处于________________时，酶的活性最高。
②果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成________。
（2）实验流程。
①处理原料：
搅拌器搅拌制________
↓
②分组处理：
将分别装有苹果泥和果胶酶的试管在________的恒温水浴中保
温（或调节至不同的pH）
↓
③反应阶段：
加入果胶酶反应一段时间
↓
④测量记录：
过滤果汁，用量筒测量________并记录
4．探究果胶酶的用量：
（1）自变量：
________。
（2）无关变量：
温度、pH、酶催化反应的时间、________等。
（3）判断的思路：
①如果随着酶的用量增加，过滤到的果汁体积也增加，说明酶的用量不足。
②如果酶的用量增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁体积不再改变，说明_______
_。
1．判断正误：
果胶酶是由半乳糖醛酸组成的高分子化合物。
2．判断正误：
纤维素和果胶都是细胞壁的主要成分，在制取果汁时可同时加入纤维素酶和果胶酶。
3．判断正误：
不同酶的最适温度可能相同。
4．判断正误：
高温下酶失活是酶空间结构破坏的结果。
5．判断正误：
过滤得到的果汁体积越大，说明果胶酶的活性越低。
6．判断正误：
可通过观察果汁的澄清度判断果胶酶的最适pH。
7．判断正误：
探究果胶酶的用量时，温度和pH不影响实验结果。
♒♒♒♒♒♒♒知识拓展·探究案♒♒♒♒♒♒♒
1．果胶是植物________以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。
2．果胶酶的作用：
果胶酶能够把果胶分解成可溶性的________________。
3．果胶酶的组成：
果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括________、________和________等
4．果胶酶的来源：
植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。
由________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。
5．酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力。
酶活性的高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的________来表示。
6．酶的反应速度：
用单位时间内、单位体积中反应物的________或产物的________来表示。
影响酶活性的因素主要有________、________和酶的抑制剂等。
7．酶用量过多，会导致酶的浪费；酶用量过少，会________酶促反应的速度。
因此要得到适宜的酶用量，需通过设计实验进行探究。
8．纤维素与果胶的比较（见下表）
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组成的基本单位:
葡萄糖
②分解所需的酶:
纤维素酶
果胶
①组成的基本单位:
半乳糖醛酸
②分解所需的酶:
果胶醇
9．果胶酶和纤维素酶都能水解植物细胞的细胞壁，但二者有不同之处（见下表）。
组成
作用
纤维素酶
C1酶、
cx酶、
葡萄糖苷酶
纤维素在C1酶、cx酶的作用下分解生成纤维二糖，再在葡萄糖苷酶的作用下将纤维二糖分解为葡萄糖
果胶酶
多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等
将不溶性的果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸
10．温度、pH、底物浓度以及酶的浓度对酶活性的影响曲线图
下列材料中可获得较多的活性较强的果胶酶的是
A.水稻种子
B.未熟的苹果
C.成熟的苹果
D.煮熟的梨
根据下图依次指出每个图像最可能代表哪种因素对酶的作用的影响。
图中纵坐标表示反应速度，横坐标表示影响因素。
正确的是
①酶浓度 ②底物的浓度 ③温度 ④pH
A.①②③④
B.②③④①
C.③④①②
D.④③②①
11．探究温度和pH对酶活性的影晌：
（1）在一恒定温度下通过设置_________来确定酶催化反应
的最适pH。
在一恒定的pH下通过设置_________来确定酶催化反应的最适温度。
（2）在研究温度和pH对唾液淀粉酶活性的影响时，通过用_________检测反应后的溶液是否_________来判断酶是否有活性。
本课题的要求更进一步，需要定量测定果胶酶的活性。
（3）在测定果胶酶的活性时，可以通过测定单位时间内产生的_________来判断果胶酶活性的高低。
单位时间内获得的苹果汁越多，说明果胶酶的活性越_____。
或者比较果汁的_________来比较果胶酶的活性。
12．探究果胶酶的用量：
（1）生产果汁时，为了使果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的________。
（2）该实验是在探究了________和pH对果胶酶的活性的影响之后进行的，实验的变量不再是________或pH，而是________。
（3）在探究酶的用量实验中，除了酶的用量以外，影响果汁产量的因素还有：
pH、温
度、________________、________________等，这些因素应相同且适宜。
13．探究温度、pH对酶活性的影晌的实验原理：
酶处于最适温度或最适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。
14．探究温度、pH对酶活性的影晌的实验流程：
搅拌器搅拌制苹果泥 果胶酶水溶液
↓均分装人 ↓等量
9支试管 9支试管
↘ ↙
将分别装有苹果泥和果胶酶的试管放人30℃、35℃、40°C、45°C、50°C、55°C、60°C、65°C、70℃恒温水浴中保温（或另准备一组试管，将每个试管
中的反应混合物的pH分别调节为5、6、7、8、9，置于同一恒温水浴中）。
↓
将果胶酶加入相同温度（或pH）的苹果泥内。
↓
反应一段时间，如10min。
↓
过滤果汁，并且用量筒测量各试管中的果汁量，记录。
记录结果（如下表）：
温度/℃
3
60
65
70
果汁量
5.0
6.8
8.4
9.0
8.5
8.0
7.5
7.0
6.5
mL
15．探究果胶酶的用量的实验原理：
随着酶浓度的增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的用量不足；当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过
滤到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够，那么，这个值
就是酶的最适用量。
1
6．探究果胶酶的用量的实验流程：
准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg，配制成相等体积的酶的水溶液，取等量放入9支试管中，依次编号为1〜9号。
制取苹果泥并称45g苹果泥，分装入9支试管中，每支试管中分装5g，依次编号为1〜9号。
↓
将上述试管放入37°C的恒温水浴锅中平衡内外温度。
↓
一段时间后将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合，然后再放入恒温水浴锅中，反应约20min。
↓
过滤后测量果汁体积，并绘制出不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图。
盛有苹果泥的试管
1
2
3
4
5
6
7
8
9
盛有果胶酶的试管
1
2
3
4
5
6
7
8
9
果汁量/mL
17．探究温度和pH对果胶酶活性的影响及果胶酶的最适用量。
我国水果生产发展迅速，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，进行了下面的实验。
（1）实验方法
按如图甲所示的顺序迸行操作。
（2）实验结果
对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如图乙所示：
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b，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b中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中，恒温的目的是________________________________________________________。
（果胶酶的作用）下列关于果胶酶的叙述中，错误的是
A.果胶酶被水解后的最终产物是氨基酸
B.果胶酶能瓦解植物的细胞壁及胞间层
C.在果汁生产中应用果胶酶能使果汁变得澄清
D.果胶酶能将
果胶分解成可溶性的半乳糖
1．果胶是植物细胞的组成成分之一，它主要存在于植
物组织的哪一部分
A.细胞核
B.细胞质
C.细胞间隙
D.细胞壁及胞间层
2．下列不是果胶酶成分的是
A.纤维素酶
B.果胶分解酶
C.多聚半乳糖醛酸酶
D.果胶酯酶
3．下列不能表示酶活性高低的是
A.一定条件下所催化的某一化学反应的反应速度
B.单位时间内、单位体积中反应物的减少量
C.单位时间内、单位体积中酶的变化量
D.单位时间内、单位体积中产物的增加量
4．在探究果胶酶的用
量时，下列说法不正确的是
A.在实验时可配制相同浓度的果胶酶溶液
B.苹果泥量一定时，酶用量越多，滤出的果汁就越多
C.本实验应控制在适宜温度和pH条件下
D.反应液的pH必须相同
5．某一有机物加酶后，先置于pH为2的环境中一段时间，然后把pH逐渐由2调到
10，则此过程中，底物量的变化为
6．A、B、C三图依次表示酶浓度一定时，反应速率和反应物浓度、温度、pH的关系。
请据图回答下列问题。
（1）图A中，反应物达到某一浓度时，反应速率不再上升,其原因是________。
（2）图B中，a点所对应的温度称__________________________。
（3）图B中，a点到b点曲线急剧下降，其原因是________________。
（4）将装有酶与反应物的甲、乙两试管分别放入12℃和75℃水浴锅中，20min后取出转入37℃的水浴锅中保温，两试管内反应分别应为：
甲_______，乙____________。
（5）若图C表示的是果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速率随pH变化的曲线，实验时可根据______________来判定果胶酶的最适pH。
1．特别提醒：
探究最适温度时，pH为不变量，一般为最适pH。
探究最适pH时，温度最好为最适温度。
2．特别提醒：
探究果胶酶的用量的实验是建立在探究最适温度和pH对果胶酶活性影响的基础之上的。
此时，研究的变量是果胶酶的用量，其他因素都应保持相同且适宜。
选修1课时9果胶酶在果汁生产中的作用
详细答案
课前预习·预习案
【自主梳理】
1．半乳糖醛酸 细胞壁 胞间层
多聚半乳糖醛酸酶 细胞壁及胞间层 半乳糖醛酸
2．
（1）①化学反应 ②反应速度 反应物的减少量或产物的增加量
（2）温度 pH
3．
（1）①最适温度（或pH） ②正比
（2）①苹果泥 ②不同温度 ④果汁体积
4．
（1）果胶酶的用量
（2）苹果泥的用量
（3）②酶的用量已经足够
【预习小测】
1．×2．√3．√4．√5．×6．√7．×
♒♒♒♒♒♒♒知识拓展·探究案♒♒♒♒♒♒♒
【探究1果胶酶、影响国脚酶活性的因素、酶的用量】
1．细胞壁
2．半乳糖醛酸
3．多聚半乳糖醛酸酶 果胶分解酶果胶酯酶
4．霉菌
5．反应速度
6．减少量 增加量 温度 pH
7．限制
【典例精析】
C
【解析】苹果成熟过程中，果胶酶分解果胶，从而使果肉疏松，而煮熟的梨中酶在高温下丧失活性。
【备注】能够产生果胶酶的生物包括植物、霉菌、酵母菌和细菌等，食品工业生产中需要的果胶酶主要来自霉菌发酵。
可生成果胶酶的霉菌有黑曲霉、米曲霉和文氏曲霉等。
培养曲霉可用液体培养法，需添加果胶作为诱导物。
【变式训练】
A
【探究2探究温度、pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量】
11．（l）pH梯度温度梯度
（2）碘液变蓝
（3）苹果汁的体积 高 澄清度
12．
（1）用量
（2）温度 温度 酶的用量
（3）酶催化反应的时间 苹果泥的用量
【典例精析】
（
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影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性
【解析】该题考查的是温度、pH对果胶酶活性的影响。
正确解答该题应明确实验的自变量、因变量及无关变量的内容及三者之间的关系，还应熟悉探究实验的实验流程及每一步操作的目的。
【备注】该题易错答第
（2）中③，其原因是没有弄清楚酶的最适温度或最适pH是酶本身的特性，无论酶浓度或底物浓度怎样改变，最适温度或pH不变。
【变式训练】
D
【随堂自测】
1．D
2．A
3．C
4．B
5．B
6．
（1）受反应液中酶浓度的限制
（2）酶反应的最适温度
（3）温度升高使酶活性下降
（4）反应速度加快 无催化反应
（5）果汁体积
【解析】酶的催化作用受温度、pH的影响，还受底物浓度的影响。
其他条件不变时，在一定范围内反应速率随底物浓度的增加而加快，当底物浓度达到一定限度时，反应速率不再变化。
酶一般是蛋白质，较高的溫度能使其变性，从而丧失催化功能，当再恢复其正常温度后也不再具有催化能力；而低温通常只是让酶活性降低，不使酶变性。
探究果胶酶最适pH时，可根据果汁体积判定最适pH，获得果汁越多，说明酶活性越高，pH越接近最适值。
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