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高中生物 第2章 酶技术 第5课时 果胶酶的制作方法及作用同步备课教学案 北师大版选修1

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1 第5课时 果胶酶的制作方法及作用

[学习导航] 1.阅读教材P28～29内容，认识果胶、果胶酶，掌握果胶酶的制作。2.结合教材P30～31内容，观察果胶酶对苹果匀浆的作用。

[重难点击] 1.概述果胶酶和果胶的概念。2.尝试果胶酶的制作。3.观察果胶酶对苹果匀浆的作用。

一、果胶、果胶酶及其应用

在生产中，制作果汁时往往出汁率低、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。

1.果胶

果胶广泛存在于高等植物特别是水果和蔬菜的组织中，是植物细胞胞间层和初生壁的重要成分，在植物的细胞组织中起着黏合的作用，它的分解会引起细胞的离散。

2.果胶酶

(1)概念：是能够分解果胶的多种酶的总称，除了含有果胶分解酶外，还含有少量的纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶等。工业上生产的果胶酶全部是复合酶。国产的果胶酶多是利用黑曲霉菌种，经深层液体培养发酵后制得，含有酯酶、水解酶和裂解酶3个组分。

(2)分布：广泛存在于植物果实和微生物中。

(3)应用：在果蔬汁生产中，使用果胶酶的主要目的是提高果汁产量，降低果汁的黏度，有利于果汁的浓缩，同时还可改进果汁的透明度、可过滤性和稳定性。

3.酶技术

(1)酶技术中的重要内容包括酶的分离提纯及大批量生产。酶的提取及分离纯化的基本任务是把酶从生物体中提取出来，并使之达到与使用目的相适应的纯度。

(2)由于使用的目的、环境不同，对酶的纯度要求差异很大。

①工业上用的酶制剂，用量大，要求纯度不高，如纺织业上的织物退浆、皮革业中的动物皮脱毛等使用粗酶制剂即可。

②食品工业对酶制剂纯度有一定的特殊要求。

③在一些特定情况下，如鉴定酶、研究用酶和静脉注射用酶等，需要用纯化的酶。

1.果胶、果胶酶

(1)从果胶是植物细胞胞间层和初生壁的重要成分方面思考，果胶对果汁生产有哪些不利影 2 响？

答案 ①果胶会影响出汁率；②果胶还会使果汁浑浊。

(2)果胶酶是否特指分解果胶的一种酶？该酶的化学本质是什么？

答案 ①否，果胶酶是分解果胶的多种酶的总称；②果胶酶的化学本质是蛋白质。

(3)分析下图，回答果胶酶的作用原理。

答案 果胶酶能分解果胶，瓦解植物细胞胞间层和初生壁，使得浑浊的果汁变得澄清，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸。

2.产生果胶酶的生物

(1)能够产生果胶酶的生物有哪些？

答案 能够产生果胶酶的生物包括植物、霉菌、酵母菌和细菌等。

(2)食品工业生产中需要的果胶酶主要来自什么生物？

答案 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。

归纳总结 (1)纤维素与果胶的比较

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，将纤维素分解为葡萄糖

果胶 ①组成的基本单位：半乳糖醛酸

②分解所需的酶：果胶酶，将果胶分解为可溶性半乳糖醛酸

(2)果胶与果胶酶的比较

项目 基本单位 组成

果胶 半乳糖醛酸 半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物

果胶酶 氨基酸 果胶分解酶、纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶等

3

1.果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，它不包括( )

A.纤维素酶 B.果胶分解酶

C.乳糖分解酶 D.淀粉酶

答案 C

解析 果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括纤维素酶、半纤维素酶、果胶分解酶、淀粉酶，不含有乳糖分解酶。

2.蒸熟的苹果具有很好的止泻作用，这是因为苹果中果胶的“立场”不太坚定，未经加热的生果胶可软化大便，与膳食纤维共同起着通便的作用，而煮过的果胶则摇身一变，不仅具有吸收细菌和毒素的作用，而且还有收敛、止泻的功效。下列有关果胶的叙述，不正确的是( )

A.果胶是植物细胞壁的主要成分之一

B.酵母菌可产生果胶酶，是因为酵母菌的细胞壁中也含有果胶

C.果胶酶能够分解果胶

D.果胶影响出汁率

答案 B

解析 果胶是植物细胞壁的组成成分。细菌、真菌等虽然有细胞壁，但其细胞壁中不含果胶成分。

一题多变

(1)两位同学用足量的果肉制作果汁，甲同学使用了果胶酶而乙同学没有使用，过了相同的时间后，二位同学制作的果汁有何区别？

答案 在果汁量和果汁澄清度两个方面均有区别，甲同学由于使用了果胶酶，所以果汁量较多且澄清度也较高。

(2)果胶酶可以催化果胶的水解，而纤维素酶不能催化果胶的水解，这体现了酶的何种特性？

答案 酶的专一性。

二、果胶酶的制作及对苹果匀浆的作用

果胶酶有着重要的工业用途，我们可以通过下面的实验来提取果胶酶并验证它在果汁生产中的作用。

1.实验原理

(1)在低温下用水或低盐缓冲液从破碎组织匀浆中抽提酶，即让酶溶解在低盐缓冲液中，这样得到的酶液叫做酶的粗提液。果胶酶可被NaCl溶液抽提并激活。由于酶是有活性的蛋白质，其活性受许多因素的影响，所以酶的提取要在低温、合适的pH下进行。为了提高酶的活性有时还要加入酶的激活剂。 4 (2)果胶溶于水形成黏稠状液体，新鲜苹果汁由于含果胶而混浊，在果胶酶的作用下，苹果汁中的果胶会被分解而使果汁变得澄清。

2.果胶酶制作的基本步骤

步骤 操作 操作提示

①制匀浆 取材→洗净→剪碎→研磨，边研磨边加入质量分数为10%的NaCl溶液 不要一次加够，如果一次全部加入，材料易漂浮，不易研磨碎，抽提效果不好

②过滤 用滤纸或5层纱布过滤，取滤液 此操作的目的是为了除去不溶物

③离心 将滤液倒入离心管中，4 000 rpm下离心15 min 离心前要将盛有样品的离心管等重对称放置。此操作的目的也是为了除去不溶物

④保存 取上清液，用0.1 mol/L的冰乙酸调节pH为3～4，0～4℃保存备用 果胶酶的最适pH在3～4的范围之间，调pH为3～4的目的是保证酶的最大活性。低温可以抑制酶的活性，便于酶的保存

3.观察果胶酶对苹果匀浆的作用

(1)制作苹果滤液：制匀浆→90 ℃保温→冷却→过滤→滤液。制作的苹果匀浆要在90 ℃水浴条件下保温4 min，目的是把苹果匀浆本身的果胶酶灭活。

(2)分组编号：取两支试管，编号为试管1和试管2，各加入40 mL滤液。

(3)自变量处理：试管1加入适量的酶液，试管2加入煮沸的等量酶液，振荡摇匀。

(4)观察结果：一段时间后，观察并记录苹果匀浆的澄清度。

5 1.观察果胶酶对苹果匀浆的作用实验中，如果提取的酶浓度较低，而对样品的澄清效果用肉眼观察不明显或澄清时间过长，应如何处理？

答案 可用721分光光度计测波长为660 nm时的透光率，透光率越大，表明澄清度越高。

2.观察果胶酶对苹果匀浆作用时，为什么要设置对照管？对照管与样品管有何区别？

答案 在观察果胶酶对苹果匀浆的作用时，反应体系中除了酶以外，还有许多其他的成分，为了检测苹果匀浆澄清的原因只是由于酶的存在而不是由于其他成分的作用引起的，必须设置对照实验，样品管和对照管除了酶的成分(对照管中的酶是灭活的)以外，其他成分是一样的。

归纳总结 果胶酶的制作的实验操作要点

1选材：选用不含色素或含色素少的新鲜水果蔬菜为材料，因为色素含量多会影响肉眼对经果胶酶处理后的样品透明度的观察。

2抽提：取适量的新鲜水果、蔬菜，量的多少关系着酶浓度大小，用剪刀剪碎后，边研磨，边逐次加入抽提液，使酶液溶到抽提液中。

3过滤和离心：这两个过程的操作都是为了除去不溶物。

4制作的苹果匀浆要在90 ℃水浴条件下保温的目的是把苹果匀浆本身的果胶酶灭活，防止对实验结果的干扰。

3.果胶酶的作用底物是果胶，下列有关叙述正确的是( )

A.果胶是植物细胞胞间层和初生壁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，使得混浊的果汁变澄清

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聚合而成的一种高分子化合物；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，是一种复合酶制剂，包括果胶分解酶、纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶和蛋白酶等。

4.观察果胶酶对苹果匀浆的作用时，关于对照组的设计不正确的是( )

A.必须设置对照实验

B.对照组和实验组除了酶的成分以外，其他成分是一样的

C.对照管中的灭活的酶也可以用蒸馏水代替

D.对照管中的灭活的酶不能用蒸馏水代替 6 答案 D

解析 为了检测苹果匀浆澄清的原因只是由于酶的存在而不是由于其他成分的作用引起的，必须设置对照实验，样品管和对照管除了酶的成分(对照管中的酶是灭活的)以外，其他成分都是一样的，对照管中的灭活的酶也可以用蒸馏水代替。

技巧提炼 对照实验中的变量

(1)变量：实验过程中可以变化的因素称为变量。

(2)自变量：人为改变的变量称做自变量。

(3)因变量：随着自变量的变化而变化的变量称做因变量。

(4)无关变量：除自变量外，实验过程中可能还会存在一些可变因素，对实验结果造成影响，这些变量称为无关变量。

果胶酶的制作方法及作用 果胶酶 成分：包括果胶分解酶、纤维素酶、半纤维

素酶、淀粉酶和蛋白酶等作用：提高果汁产量，降低果汁黏度，增加

果汁的透明度、可过滤性和稳定性果胶酶的制作：制匀浆→过滤→离心→保存观察果胶酶的作用：制匀浆→90℃处理→分组处 理→观察澄清度

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

答案 C

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.酶的水解产物是( )

A.氨基酸

B.葡萄糖

C.核糖核苷酸

D.氨基酸或核糖核苷酸

答案 D

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人教版高中生物同步学案 酶的作用和本质

人教版高中生物同步学案 酶的作用和本质

第5章 细胞的能量供应和利用第1节 降低化学反应活化能的酶

第1课时 酶的作用和本质

课标要求 核心素养

1.概述酶的作用和本质。

2.通过对有关酶实验的分析,学会控制变量和设计对照实验。 1.生命观念——结构与功能观：酶的功能是由其独特的空间结构决定的。

2.科学探究——实验思路及设计：能够根据实验目的,设计比较过氧化氢在不同条件下的分解实验,分析结果得出结论。

知识导图

新知预习·双基夯实

一、酶在细胞代谢中的作用

1．细胞代谢：

(1)概念：细胞中每时每刻都进行着许多__化学反应__,统称为细胞代谢。

(2)细胞代谢的条件：需__酶__的催化。

(3)意义：细胞代谢是__细胞生命活动__的基础。

2．比较过氧化氢在不同条件下的分解实验：

(1)实验原理：

H2O2――――――――――→水浴加热或FeCl3溶液或过氧化氢酶H2O＋O2

(2)实验过程和现象：

试管编号 试剂 处理 现象

1 2 mL H2O2溶液 常温 几乎无气泡产生

2 2 mL H2O2溶液 90 ℃水浴加热 有__较少__气泡

3 2 mL H2O2溶液 3.5% FeCl3溶液2滴 有__较多__气泡

4 2 mL H2O2溶液 新鲜肝脏研磨液2滴 有__大量__气泡

(3)实验结论：酶具有__催化__作用,同无机催化剂相比,酶的催化效率__更高__。

二、酶的作用原理和本质及意义

1．酶的作用原理：

(1)活化能：分子从__常态__转变为容易发生化学反应的__活跃__状态所需要的能量。

(2)作用机理：同无机催化剂相比,酶降低__活化能__的作用更显著,因而催化效率更高。

2．酶的本质 产生场所：__活细胞__生理作用：__催化作用__化学本质：__蛋白质或RNA__

3．意义：使细胞代谢能在__温和__条件下快速进行。

┃┃活学巧练__■

(1)酶的作用是为化学反应提供能量。(×)

(2)酶通过为反应物供能和降低活化能来提高化学反应速率。(×)

高中生物_降低化学反应活化能的酶教学设计学情分析教材分析课后反思

高中生物_降低化学反应活化能的酶教学设计学情分析教材分析课后反思

1 第5章 细胞的能量供应和利用

第1节 降低化学反应活化能的酶

（第一课时）

教学目标

1.说明酶在细胞代谢中的作用。

2.通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的探索和争论中前进的。

3.进行有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组。

教学重点和难点

1.教学重点：酶在细胞代谢中的作用

2.教学难点

（1）酶降低化学反应活化能的原理。

（2）控制变量的科学方法。

设计思路：

“降低化学反应活化能的酶”是人教版普通高中课程标准实验教科书生物必修1 第5章第1节的内容。关于酶的作用，教材安排了一个学生实验——比较过氧化氢在不同条件下的分解。在进行教学设计时，充分利用这个实验，通过对本实验的分析，引导学生自己得出结论，切身体会到酶的高效催化作用，继而揭示酶具有高效催化性的原理。这种设计有助于引导学生学会确认和控制变量，有助于培养学生的科学探究能力。

●活动设计：

一、酶的作用和本质

【回顾】叶绿体，线粒体，核糖体的功能（引入细胞代谢的概念）

1、 细胞代谢:

【小结】对于一个生物体来说，要进行的生理活动非常多，这些生理活动的进行依赖于细胞内发生的各种生物化学反应。对细胞来说，能量的获得和利用也必须通过化学反应。

细胞中每时每刻都进行着许多化学反应，统称为细胞代谢。

【过渡】现实中的化学反应我们知道很多情况下，反应的进行都需要一定的条件，比如高温、高压、强酸、强碱等等

【问１】在化学反应中有没有不通过高温高压等条件，来提高化学反应速率的方法呢？（有，催化剂） 2 【问２】细胞生存的条件是很温和的，那么细胞内数量如此巨大的生物化学反应如何在常温、常压、pH接近中性的条件下，迅速高效地进行呢？ （细胞也有类似于催化剂的物质存在，如酶）

细胞代谢离不开酶。那么，细胞代谢为什么离不开酶呢？

那我们就要看看酶在细胞代谢中究竟起着什么样的作用。

人教版教学教案高中生物人教版必修一酶的特性(教案)

人教版教学教案高中生物人教版必修一酶的特性(教案)

路漫漫其修远兮，吾将上下而求索 - 百度文库

1 酶的特性教学设计

设计理念

在次节教学设计中主要采用探究式教学模式，充分利用学生已有知识，精心安排教学过程，让学生通过探究活动理解科学探究的过程、方法和技能，从而全面提高其科学素养以及交流合作能力。同时，注意增强课程内容与社会发展、科技进步、现实生活的联系，以及课程与学生自我发展的联系，促进学生全面发展。

教材地位分析

酶的特性是《普通高中课程标准生物教科书 分子与细胞（必修1）》（人教版）第五单元第一节《降低化学反应活化能的酶》第二课时的内容，在学习了第1课时“酶的作用和本质”，以及初中人体内消化酶知识的基础上，结合探究“影响酶活性的条件”实验，进一步理解酶的三大特性，不仅巩固了第一节的探究实验方案设计中变量的控制内容，也为后面学习ATP的合成与分解，光合作用，细胞呼吸等重要内容奠定了坚实的基础。

一、教学目标

1、知识与技能

（1）说明酶在细胞代谢中的特性。

（2）通过学生主动参与科学探究的虚拟实验活动，使学生掌握科学探究的程序和方法，培养学生创造性思维能力和动手实践的能力。

（3）通过以小组为单位的学习，使学生学会与人交流和合作的能力

2、过程与方法

（1）通过本节课教学，让学生进行有关的实验和探索，巩固自变量的控制，观察和检测因变量的变化，以及实验设计的单一变量原则，对照组和重复实验的设置。

（2）通过讨论酶在生产生活中的应用，使学生认识到生物科学技术与社会生产生活的联系，体会科学、技术、社会之间相互促进的关系，进而体会研究生命科学的价值。

（3）在实验能力提高的基础上，提高学生运用语言表达的能力和分享信息分享实验成果的能力。

3、情感态度与价值观 路漫漫其修远兮，吾将上下而求索 - 百度文库

2 （1）通过设计实验方案、进行实验探究活动，使学生具有探索、创新、合作和勇于实践的科学精神与态度。

（2）通过联系生活、生产实际，激发学习生物学的兴趣，形成关心科技发展、关心社会生活的意识。

《酶的作用和本质》说课稿

《酶的作用和本质》说课稿

《酶的作用和本质》说课稿

《酶的作用和本质》说课稿1

一、说教材

1．教材地位和作用

本教材选自高中必修1第五章第一节《酶的作用和本质 》这一部分内容是第五章的重点内容。新陈代谢是生物体进行一切生命活动的基础，而新陈代谢的进行又离不开酶的催化作用，因此，了解酶的作用和本质，为理解细胞中复杂的生命活动的顺利进行奠定了基础。本节内容还与选修模块的相关内容有着内在联系。例如，选修模块中有关酶的应用等，都是以“酶与代谢”部分的相关内容为基础的。

知识目标：

（1）、说明酶在细胞代谢中的作用、本质。

（2）、阐述细胞代谢的概念

能力目标：

（1）、通过自主学习，培养学生推理、比较、分析、归纳总结的能力。

（2）、通过有关的实验和探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。

（3）、在有关实验、资料分析、思考与讨论、探究等的问题讨论中，提高运用语言表达的能力以及分享信息的能力。

情感态度与价值观目标：

（1）、通过阅读分析“关于酶本质的探索”的资料，认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的，。认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神和态度。

（2）、通过小组间的讨论、合作与交流，培养学生的合作互助精神。

（3）、通过让学生了解酶的发现过程，使学生体会实验在生物学研究中的作用和地位；通过讨论酶在生产、生活中的应用，使学生认识到生物科学技术与社会生产、生活的关系。 3、教学重点和难点

1、教学重点：酶的作用、本质

2、教学难点：酶降低化学反应活化能的原理

二、说教法

1．实验法：比较过氧化氢在不同条件下的分解。

2．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习

三、说学法

学生通过初三、高一阶段化学的学习，对于纯化学反应已比较熟悉，但是对于细胞内部的化学反应及生物催化剂──酶的认识有限。工业制氨的化学反应是在高温高压并且催化剂作用下进行的，细胞内部却是常温常压的温和状态，而细胞代谢包括一系列的化学反应，这些化学反应的进行应该有生物催化剂──酶的参与，才能使其高效有序的进行，由此从学生熟悉的知识引入对酶相关知识的学习。