4.1 果胶酶在果汁生产中的作用课件-2023-2024学年高二生物下学期人教版选择性必修一

果肉的出汁率低，耗时长。 榨取的果汁浑浊，黏度高，易发生沉淀。 刘老板是苹果种植大户，今年因为产量高、价格低，大量苹果滞销。于是她开始转型经营果汁厂。经过一段时间，她发现工厂生产面临以下的问题： 原因：植物细胞壁不溶于水 为什么会出现这样的情况？沉淀主要来自细胞的哪个结构？ 植物细胞壁成分？ 纤维素和果胶 使用纤维素酶和果胶酶 果汁行业，往往采用果胶酶。 如何高效地去除植物的细胞壁呢？ 专题4 酶的研究与利用 课题1 果胶酶在果汁生产中的作用 3 学习目标 1、通过类比学习纤维素与纤维素酶，总结梳理果胶的性质、果胶酶的特点及酶活性的表示方法。 2、通过小组讨论，进行变量分析并设计完整的实验流程，探究温度和pH对影响果胶酶活性的影响。 3、通过体验“为果汁厂老板出谋划策”的情境，设计实验探究果胶酶的最适用量。 1.酶的概念: 酶是活细胞产生的具有生物催化作用的一类特殊的有机物。 蛋白质（绝大多数）或RNA（少数）；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 降低化学反应的活化能 2.酶的本质: 3.酶的作用机理:　 4.酶的特性: （1）高效性 （2）专一性 （3）作用条件较温和 基本单位：氨基酸或核糖核苷酸 【活动一】展示课前预习成果并互评。8min 植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一 由半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物，不溶于水 影响出汁率、果汁澄清度 植物细胞模式图 1.果胶 （1）作用： （2）本质： a.果胶不溶于水，果汁浑浊 b.果胶与水有强大结合力，果胶堵塞滤膜，果汁滤液量较少 （3）果胶对果汁制作的影响： 果胶 　　　 半乳糖醛酸（可溶性） 果胶酶 2.果胶酶： （1）在果汁制作中的作用： ①分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，提高水果的出汁率 ②使果胶水解为可溶性半乳糖醛酸 ，使果汁变得澄清。 （2）来源： 加 果 胶 酶 多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等一类酶的总称。 植物、霉菌、酵母菌和细菌。 果胶酶与纤维素酶的区别 C1酶、CX酶 葡萄糖苷酶 纤维 素酶 将不溶性的果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸 多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶 果胶酯酶等 果胶酶 作用 组成 名称 （1）纤维素酶是一种复合酶，复合酶则需要各种成分共同协作完成催化作用；而果胶酶是一类酶，一类酶中每一种酶都能独立发挥作用。 （2）原核生物细胞壁的主要成分是肽聚糖，真菌细胞壁的主要成分是几丁质，这两类生物的细胞壁不能用纤维素酶和果胶酶去除。 (2)由于植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此可以用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁。 8 3.酶的活性与影响酶活性的因素 （1）定义: （2）表示方法: 指酶催化一定化学反应的能力。 一定条件下，酶催化的某一化学反应的反应速度来表示。 单位时间内、单位体积中，反应物的减少量或产物的增加量。 （3）具体指标: （4）影响酶活性的因素： ①温度 ②pH ③果胶酶的抑制剂： Fe3＋、Ca2＋、Zn2＋等金属离子 果胶酶的激活剂： NaCl 没想到大家对果胶酶如此了解！刘老板不禁称赞。 刘老板想进一步知道：什么条件下，果胶酶才能发挥最大活性，又应该如何定量测定酶活性？ 影响酶活性的主要因素是：温度和pH 【探究性实验的设计】 1.明确实验目的 找到研究对象，自变量，因变量，无关变量 2.分析实验原理 3.梳理实验思路 4.设计实验步骤 5.得出预期结果 找到检测因变量的方法 单一变量，控制无关变量，设置对照、重复…… 2.变量分析 自变量： 温度 因变量： 果胶酶活性。 果肉出汁率、澄清度。 无关变量： pH、苹果泥、果胶酶用量、反应时间、过滤时间 观察什么指标？ 等量、相同且适宜。 无关变量应该如何控制？ 1.实验原理 果胶酶活性受温度的影响，在最适温度下，其活性最高。果肉出汁率、澄清度与果胶酶活性成正比。 恒温水浴锅 等温度梯度如何设置？ 【活动二】小组讨论，设计实验探究温度/pH对果胶酶活性的影响。将分析过程体现在学案上，10min后进行展示交流。 （一）探究温度对果胶酶活性的影响 思考： 1、你打算设置多少个温度值？ 4、你依据什么来判定果胶酶活性的大小？果肉出汁率、澄清度。你从哪里获得的信息 13 3.实验思路 公式：在无关变量相同且适宜的条件下，如何改变自变量，如何检测因变量。 例：保证pH等相同且适宜，通过设置不同的温度梯度，测定果汁产量或者观察果汁澄清度。 搅拌器搅拌制成苹果泥 均分 装入 9支试管，并编号 果胶酶水溶液 等 量 9支试管，并编号 各取一支分别放入300C、350C、400C、450C、500C、550C、600C、650C和700C的恒温水箱中恒温加热 试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内 恒温保持10分钟