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预习导学预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用高中生物·选修1·人教版专题4酶的研究与应用课题1果胶酶在果汁生产中的作用预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用【目标导航】1.了解果胶酶的组成及其作用。2.理解酶的影响因素并学会相关探究的实验设计。预习导学预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用一、果胶酶的作用、酶活性及其影响因素1．果胶酶的作用(1)果胶的成分及作用：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。细胞壁胞间层半乳糖醛酸预习导学预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用(2)果胶酶的作用：果胶酶能够分解，瓦解植物的，使榨取果汁变得，也使得浑浊的果汁变得。果胶酶能够分解果胶的实质是将果胶分解成可溶性的。(3)果胶酶的组成：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、和等。果胶细胞壁及胞间层更容易澄清半乳糖醛酸多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶果胶酯酶预习导学预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用2．酶的活性是指酶的能力。酶活性的高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的来表示。3．酶的反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的或产物的来表示。影响酶活性的因素主要有、和等。催化一定化学反应反应速度减少量增加量温度pH酶的抑制剂预习导学预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用4．酶的用量酶用量过多，会导致酶的；酶用量过少，会酶促反应的速度。因此要得到适宜的酶用量，需通过设计实验进行探究。浪费限制预习导学预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用二、果胶酶活性影响因素的实验探究1．探究温度和pH对果胶酶活性的影响(1)实验流程包括制备苹果泥、设置一系列具有梯度的和、加入果胶酶反应一段时间、。(2)该实验的自变量是，因变量是，检测因变量是通过测定或来实现的。温度pH过滤果汁温度或pH果胶酶活性苹果汁的体积苹果汁的澄清度预习导学预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用2．探究果胶酶的用量(1)该实验的自变量是，除此之外，影响果汁产量的因素还有、、酶催化反应的时间、苹果泥的用量等无关变量。(2)判断的思路是：如果随着酶的用量增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明；如果当酶的用量增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明。果胶酶的量温度pH酶的用量不足酶的用量已经足够预习导学预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用判断正误：(1)果胶酶是一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。()(2)将果胶酶用于果胶生产，既能提高出汁率又能提高果汁的澄清度。()预习导学预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用(3)酶的活性受温度、pH和酶用量等因素的影响。()(4)在探究温度和pH对酶活性影响的实验中，如果温差或pH差值越小，则实验的误差就越大。()预习导学预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用(5)在探究果胶酶用量的实验中，自变量是果胶酶的用量，无关变量是果汁的出汁率或澄清度。()答案(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用一、果胶酶的组成及在果汁生产上的应用1．影响果汁产量的物质及处理方法(1)影响果汁产量的物质①种类：纤维素、果胶。②造成的问题：果肉的出汁率低，耗时长；果汁浑浊、黏度高，易发生沉淀。课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用(2)处理方法——酶解法常用的酶及其作用特点(如下表)组成本质作用果胶酶多聚半乳糖醛酸酶果胶分解酶果胶酯酶蛋白质催化果胶分解成为可溶性的半乳糖醛酸纤维素酶C1酶、CX酶葡萄糖苷酶蛋白质纤维素――→C1酶CX酶纤维二糖――――――→葡萄糖苷酶葡萄糖课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用2.果胶酶的来源、化学本质、特性及功能(见下表)项目内容解释来源植物、微生物产自核糖体(由氨基酸缩合产生)功能生物催化剂可分解果胶、瓦解植物细胞壁及胞间层课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用作用特性①高效性；②专一性；③作用条件较温和——易受温度pH及抑制剂影响催化效率非常高，可特异性地将果胶水解为可溶性半乳糖醛酸，但对反应条件要求苛刻应用食品加工业使用量最大的酶制剂之一在果汁加工中，应用果胶酶制剂可使榨取果汁更容易，且使浑浊的果汁变得澄清课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用1．果胶酶为什么可以提高果汁的产生量和澄清度？答案果胶是植物细胞壁和胞间层的主要成分之一，果胶酶可以水解果胶，从而瓦解细胞壁和胞间层，所以能提高果汁的出汁率。果胶会影响果汁的澄清度，所以果胶被水解后可以提高澄清度。课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用2．酶的活性和酶反应速率有何区别和联系？答案区别：酶的活性指的是酶催化一定化学反应的能力，而酶反应速度指的是酶促反应的速度，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。联系：酶的活性影响酶反应速度，但酶反应速度还受其他一些因素的影响，如酶用量；酶的活性可以用酶促反应速度来表示。课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用3．用酶解法破坏植物细胞壁，常用的酶有哪两种？为什么这两种酶可以破坏细胞壁？答案纤维素酶和果胶酶，因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用1．下列关于果胶酶的说法，正确的是()A．果胶酶可以分解细胞壁的主要成分——纤维素B．果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物C．果胶酶不特指某种酶，而是分解果胶的一类酶的总称D．果胶酶的化学本质是RNA课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用【问题导析】(1)植物细胞壁中的纤维素可以被酶水解，果胶成分可以被酶水解。(2)果胶酶是一类酶，其化学本质是蛋白质，所以基本单位是。(3)大部分酶是，少数酶是。纤维素果胶氨基酸蛋白质RNA课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用解析植物细胞壁的主要成分有纤维素和果胶，它们分别被纤维素酶和果胶酶水解，A错误。半乳糖醛酸是构成果胶的基本单位，B错误。果胶酶是一类酶的总称，其化学本质是蛋白质，C正确、D错误。答案C课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用【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？答案体现了酶具有专一性。课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用二、果胶酶相关探究实验的设计1．探究温度对果胶酶活性的影响(1)实验原理酶处于最适温度时，活性最高，果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。(2)实验变量自变量是温度，因变量是果汁的澄清度和出汁率。课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用(3)实验流程课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用2．探究pH对果胶酶活性的影响(1)实验原理果胶酶的活性受pH的影响，处于最适pH时，活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。(2)实验变量自变量是pH，因变量是果汁的澄清度和出汁率。课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用(3)实验流程课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用3．探究果胶酶的用量(1)实验原理随着酶浓度的增加，过滤到的果汁体积也增加，说明酶的用量不足；当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够，那么，这个值就是酶的最适用量。(2)实验变量自变量：果胶酶用量。因变量：果汁澄清度和出汁率。课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用(3)实验流程课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用1．探究温度、pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶用量的实验中，因变量都相同，该因变量是什么？答案三个实验的因变量都是果汁量或果汁的澄清度。2．探究温度、pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶用量的实验中，都需要设置多组实验，相邻两组之间都有一定的“差值”(如“温差”、“pH差”)，该“差值”的大小与实验的误差大小有何联系？答案该差值大小与实验误差的大小成正相关，即差值越小则误差越小，差值越大则误差越大。课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用3．在探究温度和pH对果胶酶活性的影响的实验中，是否能先将果胶酶和果胶混合再控制温度或pH？为什么？答案不能，因为果胶和果胶酶一旦混合就开始了反应，再控制温度或pH则每一组实验没有在预定的温度或pH下进行反应，实验的可信度大大降低。课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用2．下表是某同学探究温度对果胶酶活性影响的实验结果。该结果不能说明()温度/℃102030405060果汁量/mL234565课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用A．温度影响果胶酶的活性B．40℃与60℃时酶的活性相等C．50℃是该酶的最适温度D．若温度从10℃升高到40℃，酶的活性将逐渐增强课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用【问题导析】(1)该实验的自变量是，因变量是。果汁量越多表明果胶酶的活性。(2)某两个温度不同但果汁量相同，说明在这两种温度下果胶酶的活性。(3)本实验中两个相邻组别之间的温差太，无法判断某个温度就是果胶酶的最适温度。温度果汁量越高相同大课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用解析温度影响酶的活性，上表不能说明50℃就是最适温度，只能说明果胶酶的最适温度在40～60℃之间。在低于最适温度时，随温度的升高，酶的活性增强；高于最适温度时，随温度的升高，酶的活性降低。温度对酶活性的影响曲线图是钟罩形的，故40℃与60℃时酶的催化效率相同。答案C课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用【一题多变】1．请根据本题中表格中的实验结果及必修1中的相关知识，描述温度对酶活性的影响。答案在一定范围内，随着温度的升高，酶的活性逐渐升高；当达到最适温度时，酶的活性最高；超过最适温度后，随着温度的升高，酶的活性逐渐降低。课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用2．本题中的实验及其结果无法确定果胶酶的最适温度，如何通过实验进一步进行探究？答案可以在40～60℃再设置多组实验，将相邻两组的温差缩小，然后通过比较果汁量确定比较适合的温度，再以同样的思路进一步探究，可以探究出酶的最适温度。课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用课堂讲义预习导学课堂讲义专题4酶的研究与应用再见