选修一生物4.1果胶酶在果汁生产中的作用学案(人教版)

选修一生物4.1果胶酶在果汁生产中的作用学案（人教版）
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m 课题1 果胶酶在果汁生产中的作用
．简述果胶酶的作用。

2．检测果胶酶的活性。

3．探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量。

4．搜集有关果胶酶应用的资料。

一、果胶酶的作用
．果胶是植物________以及________的主要组成成分之一，它是由____________聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。

在果汁加工中，果胶不仅会影响________，还会使果汁______。

2．果胶酶能够分解______，瓦解植物的________及________，使榨取果汁更容易，而果胶分解成可溶性的____________，也使得浑浊的果汁变得澄清。

3．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________________酶、__________酶和________酶等。

思考：利用果胶酶进行果泥处理时，可不可以再加入蛋白酶促进细胞壁分解？
二、酶的活性与影响酶活性的因素
．酶的活性：酶催化______________的能力。

2．酶活性的高低可用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的__________来表示，即单位时间内、单位体积中反应物的________或产物的________来表示。

3．影响酶活性的因素有：__________、pH和________________等。

4．实验设计
（1）探究温度对果胶酶活性的影响
①实验原理：果胶酶活性受温度影响，处于最适温度时，活性最高。

果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶活性大小成______。

②实验的变量：自变量是温度，因变量是果汁的澄清度和出汁率。

（2）探究pH对酶活性的影响
①实验原理：果胶酶活性受pH影响，处于最适pH时，活性最高，高于或低于最适pH时酶活性降低。

②实验变量：自变量是______，因变量是果汁的________和出汁率。

三、果胶酶的用量
．果胶生产时，为了使果胶酶得到充分利用，应控制好酶的用量，用量多少常通过测量____________来探究。

2．实验设计：自变量是________的用量，因变量是果汁的______。

答案：一、1.细胞壁胞间层半乳糖醛酸出汁率浑浊
2．果胶细胞壁胞间层半乳糖醛酸
3．多聚半乳糖醛酸果胶分解果胶酯
思考：不可以。

因为果胶酶是蛋白质，加入蛋白酶后会使果胶酶被分解。

二、1.一定化学反应
2．反应速度减少量增加量
3．温度酶的抑制剂
4．（1）正比（2）pH 澄清度
三、1.果汁的体积
2．果胶酶体积
．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，能被蛋白质酶水解掉；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。

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生产。

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。

2．探究温度和pH对酶活性的影响及探究果胶酶用量的两个实验的注意事项
（1）在探究温度或pH的影响时，需要设置对照实验，不同的温度梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互对照。

如果将温度或pH作为变量，控制不变的量应有苹果泥的用量、果胶酶的用量、反应的时间和过滤的时间等。

只有在实验中保证一个自变量，实验结果才能说明问题。

（2）在混合苹果泥和果胶酶之前，要将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理。

这样可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的，避免了苹果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。

（3）在用果胶酶处理苹果泥时，为了使果胶酶能充分地催化反应，应用玻璃棒不时搅拌。

题型一
果胶酶的作用及影响因素
【例题1】果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。

果胶酶能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层。

请你完成以下有关果胶酶和果汁生产的问题。

（1）在果汁生产中应用果胶酶可以提高________和
________。

（2）某实验小组进行了“探索果胶酶催化果胶水解最适宜的pH”的课题研究。

本课题的实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹果泥、试管中分别注入果胶酶溶液、编号、编组”之后，有下面两种操作：
方法一：将试管中果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液的pH分别调至4、5、6……10。

方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥pH分别调至4、5、6……10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。

①请问哪一种方法更为科学？__________，并说明理由：______________________
___________________________________________________
_____________________
___________________________________________________
_____________________。

②实验操作中要用玻璃棒不时搅拌，其目的是________，以减少实验误差。

③如果用曲线图的方式记录实验结果，在现有的条件下，当横坐标表示pH，纵坐标表示________时，实验的操作和记
录是比较切实可行的。

根据你对酶特性的了解，在下图中选择一个最可能是实验结果的曲线图：________。

若实验所获得的最适pH＝m，请你在所选的曲线图中标出“m”点的位置。

解析：果胶酶可以提高果汁的出汁率和澄清度。

方法二是将试管中的果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的pH分别调至4、5、6……10，再把pH相等的两溶液相混合，这样操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH环境。

否则，由于酶在pH升高或降低时把果胶分解了，造成误差。

实验操作中要用玻璃棒不时搅拌的目的是使酶和反应物（果胶）充分地接触，以减少实验误差。

实验中的坐标图，横坐标表示pH，纵坐标表示果汁体积最合适。

在一定范围内，随pH增大，酶的活性增强，生产的果汁多，体积增大；超过最适pH，随pH增大，酶的活性减弱，生产的果汁少，体积减小。

答案：（1）出汁率澄清度
（2）①方法二方法二的操作能够确保酶的反应环境从一开始便达到实验预设的pH环境（或“方法一的操作会在达到预定pH之前就发生了酶的催化反应”）
②使酶和反应物（果胶）充分地接触
③果汁体积甲如下图所示
甲
题型二
实验变量
【例题2】探究温度、pH对果胶酶活性的影响和探究果胶酶用量的三个实验中，实验变量依次为（）。

A．温度、酶活性、酶用量
B．苹果泥用量、pH、果汁量
c．反应时间、酶活性、酶用量
D．温度、pH、果胶酶用量
解析：首先要明确实验变量、反应变量等基本概念，在此基础上，针对三个探究实验进行分析。

实验一为探究果胶酶的最适温度，实验二为探究果胶酶的最适pH，实验三为探究果胶酶的最适用量，从而选出正确答案。

答案：D
反思领悟：设计实验时应该遵循单一变量原则、对照原则和等量原则进行实验设计，才能得出正确的结论。

．下列关于酶的叙述不正确的是（）。

A．绝大多数酶是活细胞产生的具有催化能力的一类特殊的蛋白质
B．参加反应的前后，酶的化学性质不变
c．酶的活性受环境的pH和温度的影响
D．酶在细胞内才能发挥作用，离开细胞即失效
2．以下关于果胶酶的叙述正确的是（）。

A．果胶酶包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶
酯酶等
B．果胶酶的化学成分为固醇
c．果胶酶的催化作用不受温度影响
D．果胶酶可以催化多种化学反应
3．下列哪一项说法是错误的？（）
A．酶是细胞合成的生物催化剂
B．温度、pH和酶的抑制剂等条件会影响果胶酶的活性
c．果胶酶能催化果胶分解，但不能提高水果的出汁率，只能使果汁变得澄清
D．生产果汁时，为了使果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的用量
4．在用果胶酶处理果泥时，为了使果胶酶能够充分地催化反应，应采取的措施是（）。

A．加大果泥用量
B．加大果胶酶用量
c．进一步提高温度
D．用玻璃棒不时地搅拌反应混合物
答案：1．D 酶是活细胞产生的，但酶发挥作用并不一定都在细胞内。

如各类消化酶是消化腺细胞产生并分泌的，在消化道内消化有机物。

2．A 果胶酶同其他大多数酶一样，其主要成分是蛋白质，其催化作用受温度和pH等因素的影响，果胶酶只能催
化果胶的分解。

3．c 果胶酶能使果汁变得澄清，并能提高水果的出汁率。

4．D 用玻璃棒不断搅拌反应混合物，可使果胶酶和果泥充分接触，更好地催化反应。

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