2017-2018学年高二生物人教版选修1（课件+课下能力提升+教学案）：专题4　酶的研究与应用 （9份打包）

一、果胶与果胶酶 1．果胶 (1)作用：植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。 (2)成分：由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。 (3)特点：不溶于水。 (4)对果汁加工的影响：影响出汁率，且使果汁浑浊。 2．果胶酶 (1)组成：多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。 (2)作用 ①分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得更容易。 ②把不溶于水的果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，可使浑浊的果汁变得澄清。 (3)来源：植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶，由霉菌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。 二、酶的活性与影响酶活性的因素 1．酶的活性 (1)概念：酶催化一定化学反应的能力。 (2)表示方法——反应速率。 (3)酶反应速度的计算：单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量。 2．影响酶活性的因素：温度、pH、酶的抑制剂等。 三、探究温度和pH对酶活性的影响 1．操作思路 (1)探究最适pH：在一恒定温度下，通过设置pH梯度来确定。 (2)探究最适温度：在一恒定的pH下，通过设置温度梯度来确定。 2．操作方法：在不同温度或pH下，将一定量的果胶酶加入一定量的苹果泥中，反应相同时间，再将反应液过滤相同时间，收集滤液，用量筒测量并比较产生的苹果汁的体积。 3．判断果胶酶活性高低的方法 (1)测定单位时间内产生苹果汁的体积。获得的苹果汁越多，说明果胶酶的活性越高。 (2)比较果汁的澄清度。果汁越澄清，表明果胶酶的活性越高。 四、探究果胶酶的用量 1．实验的变量 (1)自变量：酶的用量。 (2)无关变量：温度、pH、酶催化反应的时间、苹果泥的用量等。 2．判断的方法 (1)酶的用量增加，过滤后果汁的体积增加，说明酶的用量不足。 (2)酶的用量增加到某个值后，继续增加酶的用量，过滤得到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够。 [共研探究] 盛夏时节，酷暑难当，这时可以利用各种水果压榨果汁，不但解渴消暑，还可以点缀生活，放飞心情。可是我们也发现，家庭榨制的果汁和从超市购买的果汁相比，在口感和澄清度上有很大差别。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．果胶及果胶酶 2．酶的活性及其影响因素 (1)酶的活性 ①指酶催化一定化学反应的能力。 ②在一定条件下，可以用酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。 (2)影响酶活性的因素 ①温度(如图1)：在较低温度时，随着温度的升高，酶的活性也逐渐提高；达到最适温度时，酶的催化能力最高；高于最适温度后，酶的催化能力迅速下降。温度过高，会使酶失活。 ②pH(如图2)：酶的催化能力的发挥有一个最适pH，在低于最适pH时，随着pH的升高，酶的催化能力也相应升高；高于最适pH时，随着pH的升高，酶的活性逐渐下降；pH过高或过低会使蛋白质变性；酶也就完全丧失了活性。 (3)有关酶失活的两点注意 ①高温、强酸、强碱可以使酶失活，而低温只是降低酶活性，但酶不失活。因此图1曲线的左端不与横轴相交。 ②酶的失活只是酶的空间结构的改变，而氨基酸的种类、数量、排列顺序都不发生改变。 3．酶反应速度及其影响因素 (1)酶反应速度：用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。 (2)影响酶反应速度的因素 ①酶活性：酶活性越高，酶反应速度越快。 ②底物浓度(如图3)：若酶的浓度为定值，底物的起始浓度较低时，酶反应速度与底物浓度成正比，即随底物浓度的增加而增加。当所有酶与底物结合生成中间产物后，即使再增加底物浓度，中间产物浓度也不会增加，酶反应速度也不增加。 ③酶浓度(如图4)：在有足够底物而又不受其他因素影响的情况下，酶反应速度与酶浓度成正比。 [总结升华] 1．果胶酶与纤维素酶的比较 名称 组成 作用 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 纤维 素酶 C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶 纤维素葡萄糖纤维二糖 2.果胶酶的应用 (1)果胶酶在果汁生产中的应用 ①水果中的果胶经果胶酶水解后，可降低果汁的黏度，有助于压榨并提高出汁率。 ②在进行果汁沉降和离心时，能破坏果汁中悬浮物的稳定性，使其凝聚沉淀，果汁得到澄清。 ③经果胶酶处理的果汁比较稳定，不再发生浑浊，在制备浓缩果汁时，果胶酶的作用显得尤为重要。 (2)其他方面的应用 ①在葡萄酒酿造中加入果胶酶能起澄清作用，还可促进葡萄汁中的酒石酸发生沉淀。 ②果胶酶可用于橘子脱囊衣，制造果粉和低糖果冻。 ③果胶酶与纤维素酶、半纤维素酶等配合，可降解植物细胞壁中的果胶和纤维素，促使淀粉、脂质、维生素和蛋白质等释放出来，从而提高了饲料的营养价值。 ④果胶酶可降低饲料的黏度，促进饲料