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1、果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 教學設計 顏為棟一、教材分析“果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用”是人教版普通高中課程標準實驗教科書生物技術實踐（選修一）專題四“酶的研究與應用”中的課題一。課題要求學生能設計實驗探究溫度和pH對果膠酶活性的影響以及果膠酶的最適用量，此內(nèi)容與學生的日常生活聯(lián)系緊密，對于學生來說并不困難，適合進行動手操作。通過親自設計實驗步驟并動手操作，使學生深入理解工業(yè)生產(chǎn)中果膠酶的作用。同時，在設計實驗步驟時，同學們可能會有不同的實驗方法，可通過同學之間的討論交流，得出最佳的實驗方法，可增強學生的動手和協(xié)作意識。二、學情分析高中階段學生的思維水平、學習能力已經(jīng)發(fā)展到了較高階段，大多數(shù)學生喜歡
2、自主探究和親自動手操作，并且又有必修一“探究影響酶活性的條件”作基礎，因此對于學生來說該課題并不困難，適合進行實際動手操作。但是，該課題比較偏重實驗方案的設計，考慮的變量相對較多，還涉及到實驗變量的梯度設計，要想獲得理想的結果，必須進行反復多次的實驗和摸索。因此，教學過程中可通過實驗方案的討論，實驗的分組實施方法來進行。三、教學目標1、簡述果膠酶的作用；2、檢測果膠酶的活性；3、探究溫度和PH對果膠酶活性的影響以及果膠酶的最適用量；4、搜集有關果膠酶應用的資料。四、教學重點與難點1、重點：溫度和PH對果膠酶活性的影響。2、難點：果膠酶的最適用量。五、教學策略與手段由于必修一已經(jīng)學過酶的定義和影
3、響因素，因此本節(jié)課可通過復習的方法進行引入。關于果膠酶的作用和酶活性的定義的教學，教師可以通過先由學生預習，然后課堂上回答，教師總結，說明植物細胞壁的成分和細胞與細胞之間的胞間層成分就有果膠，說明這些成分的理化性質(zhì)，以及這些成分對果汁制作的影響，從而引出果膠酶在果汁生產(chǎn)過程中的作用。關于溫度和PH對果膠酶活性的影響，可通過要求學生參考教材的提示設計實驗步驟，并思考相關問題。如如何設計溫度或PH的梯度，反應底物和酶混合之前還要注意哪些注意事項等等。同學們在設計實驗時可能會有不同的想法，這是可通過適當引導，展開討論，完善設計步驟。關于探究果膠酶的最適用量，是建立在探究最適溫度和PH對果膠酶活性影響
4、的基礎上進行的，此時也可以引導并組織同學們討論，最后確定實驗操作方案。最后，根據(jù)討論匯總的實驗方案，分組進行實驗。（根據(jù)實際情況確定是否進行）六、教學實施程序教學內(nèi)容教師活動學生活動教學意圖引入在必修一中我們已經(jīng)學過了酶的內(nèi)容，那么，請同學們回憶到底酶的概念是什么？酶的特性有哪些？酶活性的影響因素有哪些？通過討論，得出酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物；酶具有微量性、高效性、專一性以及作用條件較溫和；影響酶活性的因素有溫度、PH和抑制劑等。溫故而知新，使學生既復習了原先學過的內(nèi)容，同時也為本節(jié)內(nèi)容的學習打下基礎。酶的活性及酶促反應速度的表示酶具有一定的催化作用，我們就可以用酶所具有的催化一定
5、化學反應的能力稱為酶的活性，那么，我們又該如何表示酶的活性大小呢？學生通過閱讀教材得出酶反應速度可用單位時間內(nèi)、單位體積中反應物的較少量或產(chǎn)物的增加量來表示。學習新知識，培養(yǎng)學生閱讀教材，總結教材的能力。果膠酶的作用果膠酶的種類酶的應用很廣泛，如在工業(yè)生產(chǎn)中具有重要的作用。果膠酶在果汁生產(chǎn)中能夠提高水果的出汁率，并使果汁變得澄清。那么，果膠酶為什么具有如此重要的功能呢？果膠酶是否特指一種酶？學生通過閱讀教材，回答植物細胞壁以及胞間層的主要成分就含有果膠，它是半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。在果汁加工中，利用果膠酶能夠分解果膠，得到可溶性的半乳糖醛酸，瓦解植物細胞壁以及胞間層，是
6、榨取果汁變得更容易。學生回答：不是。而是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。學習新知識，培養(yǎng)學生閱讀教材，總結教材的能力。探究溫度和PH對果膠酶活性的影響果膠酶能分解果膠，提高果汁的出汁率，但它的活性也受到溫度、PH等因素的影響。下面我們共同探究溫度對果膠酶活性的影響。請同學們參考教材圖43，如何設計實驗步驟，探究溫度對果膠酶活性的影響。思考問題：（1）如何設置溫度梯度？（2）為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將蘋果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？（3）該實驗是否需要設置對照？溫度能夠影響果膠酶的活性，其中出汁率最多或澄清度最高的溫度就是果膠酶的最適溫度
7、。同理，我們將實驗步驟中的溫度梯度改為PH梯度，就能探究PH對果膠酶活性的影響。學生通過閱讀教材，討論，最后得出實驗步驟如下：制備蘋果泥配置果膠酶蘋果泥和果膠酶分別水浴保溫將蘋果泥和果膠酶混合保溫過濾出果汁記錄果汁量繪制出溫度對果膠酶活性影響的曲線圖。（1）可選取的溫度梯度為30、35、40、45、50、55、60、65和70。（2）保證底物和酶在混合時溫度是相同的，避免兩者混合時溫度影響酶的活性。（3）需要。不同溫度梯度之間可以相互對照。選擇出汁率最多的那個溫度，保持溫度不變，探究PH對果膠酶活性的影響，方法與溫度探究相同。PH梯度可選擇5、6、7、8、9。閱讀教材，設計實驗步驟，討論交流，
8、得出最佳實驗方案。理解溫度和PH對果膠酶活性的影響，并培養(yǎng)學生的協(xié)作能力。探究果膠酶的最適用量我們探究了果膠酶催化反應的最適溫度和最適PH。那么，對于一定的蘋果泥，為了使果膠酶得到充分的利用，節(jié)約成本，使用多少果膠酶最合適？閱讀教材資料二，討論得出：可保持各試管中蘋果泥的量一定，溫度和PH不變，設置果膠酶的使用量為自變量，可配置不同濃度的果膠酶溶液，也可以只配置一種濃度的果膠酶溶液，然后使用不同的體積進行實驗。方法與溫度探究相同。閱讀教材，討論交流，理解果膠酶的最適用量。七、教學反思本節(jié)課只是從理論中設計了影響果膠酶活性的溫度和PH的實驗步驟，以及探究果膠酶的最適用量的實驗設計步驟。但是對于沒有實驗條件的學校本節(jié)課題可能就沒法組織學生親自動手完成，如很多學校都沒有恒溫水浴鍋等實驗條件。但我們也可以適當根據(jù)本校條件，改造實驗步驟，如沒有恒溫水浴鍋，對溫度梯度的調(diào)節(jié)可用不同比例的熱水和冰水來調(diào)制而成。學生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出溫度和PH對果膠酶活性影響的曲線圖；不同果膠酶用量對出汁量影響的曲線圖；最終得到果膠酶的最適溫度、PH和最適用量。
果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 教學設計
