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专题4酶的研究与应用课题1果胶酶在果汁生产中的作用一、课题目标1.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。二、课题重点与难点课题重点：温度和pH对果胶酶活性的影响。课题难点：果胶酶的最适用量。(一)细胞壁的结构及作用：作用是什么？特点？结构组成？保护植物细胞；支撑植物细胞弹性小；全透性纤维素、果胶（二）果胶植物细胞壁及细胞之间胞间层的成分活动1：阅读“果胶酶的作用”，讨论并回答一下问题1果胶是的主要组成成分之一2.在果汁加工中，果胶存在易导致3.果胶酶的作用：①使榨汁更容易②使果汁变得澄清4.植物细胞壁以及胞间层出汁率低，果汁浑浊把果胶分解为可溶的半乳糖醛酸瓦解植物的细胞壁及胞间层果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶脂酶等。【思考1】在植物细胞工程中果胶酶的作用是什么？与纤维素酶一起除去植物细胞的细胞壁活动2：阅读“酶的活性与影响酶活性的因素”，讨论并回答一下问题5酶的活性是指6.酶的活性高低用表示7.影响果胶酶活性的因素：酶催化一定化学反应的能力所催化的某一化学反应的反应速率温度、pH、酶的抑制剂等酶反应速度用单位时间内单位体积中反应物的减少量或生成物的增加量来表示.(2)影响酶活性的因素a.温度b.pHC.酶的抑制剂(3)果胶酶的用量(１)探究温度和pH对酶活性的影响四、实验设计1、设计实验方案A、确定温度/PH梯度（5C0/10C0）/PH5、6、7、8→探究控制温度/PH的方法和措施你的实验变量是什么？如何设定？B、确定水果的种类→确定制备果汁的方法→确定实验用的水果用量→确定果胶酶的用量→控制测定果胶酶活性的方法(１)探究温度和pH对酶活性的影响2、实验操作步骤：⑴制备水果泥⑵配制果胶酶⑶水果泥与果胶酶分别水浴保温⑷将水果泥和果胶酶混合保温⑸过滤出果汁⑹记录果汁量⑺改变不同的温度/PH后重复以上实验(１)探究温度和pH对酶活性的影响3、设计记录数据的表格4、得出结论与分析：画曲线图；最适温度/PH是……温度/PH果汁量/ml在实际的操作过程中，还需要注意下列事项：1．与其他工业用酶基本相同，果胶酶的适宜温度范围也比较宽泛，因此，可以选用10℃作为温度梯度，设置的具体温度为10℃、20℃、30℃、40℃、50℃和60℃等，也可以尝试以5℃作为温度梯度。2．苹果、橙子和葡萄等水果都可以作为反应物，水果不用去皮。如用苹果为原材料，一般可按每个中等大小的苹果加水100～200mL的比例进行搅拌，获得稀的苹果泥。3．果泥的用量可以采用5mL左右，果胶酶的用量可采用质量浓度为2%的果胶酶溶液2mL。4．水浴时间可以为20～30min。5．过滤果汁时，漏斗中应放置滤纸。6．探究pH对果胶酶活性的影响，只须将温度梯度改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进行水浴加热。反应液中的pH可以通过体积分数为0.1%的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。【思考3】果汁与果胶酶在混合之前，分装在不同试管中用同一恒温处理的目的是什么？保证果汁与果胶酶混合前后的温度相同，避免因混合导致温度变化而影响果胶酶活性。【思考4】该实验中是否设置了对照？若设置，那么它是如何设置的？若没有，则如何进行设置？已经设置了对照。不同的温度设置之间可以相互对照。【思考5】教材中A、B两个同学的实验设计有何不同？测定的因变量不同（A测定果汁产量，B测定果汁澄清度）。(２)探究果胶酶的用量探究果胶酶的用量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，其他因素都应。果胶酶的用量保持不变方案：可以配制不同浓度的果胶酶溶液，也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液，然后使用不同的体积即可。需要注意的是，反应液的pH必须相同，否则将影响实验结果的准确性。五、结果分析与评价１．根据实验数据绘制出的温度和pH对果胶酶活性影响的曲线图；２．不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图（在浓度和体积相同的条件下）；３．果胶酶最适温度、pH以及果胶酶的最适用量。（四）实例探究例1.水果罐头盖上印有“如发现盖子鼓起，请勿选购”的字样，引起盖子鼓起的最可能原因是（）A、好氧型细菌呼吸，产生CO2和H2OB、酵母菌呼吸，产生CO2和C2H5OHC、乳酸菌呼吸，产生CO2和C3H6O3D、酵母菌呼吸，产生CO2和H2O[解析]罐头是密封、杀菌的，但不排除有微生物的孢子等存活下来，只有进行无氧呼吸的微生物可以生存；罐头鼓胀是过期后微生物生活产气的结果，乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，无气体产生；酵母菌既可以在有氧条件下生活，也可以在无氧条件下发酵产生酒精和二氧化碳。[答案]B例3.实验研究pH对酶活性的影响，准备5支含有等量胃蛋白酶溶液但pH各不相同的试管，每支试管加1块1cm3的正方体凝固蛋白块，试管均置于25℃室温条件下，将各试管蛋白块消失的时间记录于下表：（1）酶活性最强时的pH是_________。（2）蛋白块消失的时间与酶活性强弱的关系是_________。（3）请以2种方法改进实验，使实验在更短的时间内完成。（4）在人体消化道中，能分泌本实验中酶的部位是___（5）为确认蛋白块的消失是由于酶的作用，还应对实验进行什么设计酶溶液的pH蛋白块消失的时间min）12345139114560[解析]在其他条件相同情况下，利用酶的特性知识和有关生物学知识，设计一定的浓度梯度进行对照，观察酶分解蛋白块的时间，判断蛋白酶的适宜pH值。既考查了基本知识，又能提高实验探究的能力[答案]（1）2（2）酶活性越大，蛋白质分解越快，蛋白块消失的时间越短（3）方法Ⅰ：将题给温度由25℃提高至大约37℃。方法Ⅱ：将原题中正方体蛋白块处理得更小（如切成0.5×0.5×0.5=0.125cm3)，这相当于消化道内进行的物理性消化（4）胃（答小肠不给分，因pH与题意不符）（5）另增加一个试管，放入等量的蛋白块并将pH调得适当，但不加酶溶液