《果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用》學(xué)案管于春

專題 4 課題 1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用導(dǎo)學(xué)案班級： _姓名： _學(xué)號 :_學(xué)習(xí)目標(biāo)1 簡述果膠酶的作用2 理解影響果膠酶活性的因素。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學(xué)習(xí)重點、難點1. 溫度和 pH 對果膠酶活性的影響2. 果膠酶的最適用量。學(xué)習(xí)指導(dǎo)1、學(xué)生先閱讀課本基礎(chǔ)知識完成自主學(xué)習(xí)部分。2、師生對基礎(chǔ)知識進(jìn)行梳理。3、學(xué)生小組討論重點完成合作探究部分。4、教師給予適當(dāng)?shù)狞c評和強(qiáng)調(diào)。學(xué)習(xí)過程【自主學(xué)習(xí)】1基礎(chǔ)知識活動 1：閱讀“果膠酶的作用”，討論并回答下列問題：1 1 果膠是植物細(xì)胞壁和胞間層的主要組成成分之一。1 2 在果汁加工中，果膠的存在易導(dǎo)致果汁出汁率低，果汁渾濁。13 果膠酶分解果膠的作用是： 瓦解 植物的細(xì)胞壁及胞間層把果膠分解為 可溶性的半乳糖醛酸 ，使渾濁的果汁變得澄清，中出現(xiàn)的問題。，使榨取果汁更容易，因此可以解決果汁加工14 果膠酶是一類酶的總稱，包括：多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶。思考1在植物細(xì)胞工程中果膠酶的作用是與纖維素酶一起除去植物細(xì)胞的細(xì)胞壁?；顒?2：閱讀“酶的活性與影響酶活性的因素”，討論并回答下列問題：1 5 酶的活性是指：酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力。1 6 酶的活性高低可用一定條件下的酶促內(nèi)反應(yīng)物消耗量或產(chǎn)物生成量來表示。反應(yīng)速度來表示，即單位時間、單位體積1 7 影響酶活性的因素有：溫度、PH、激活劑和抑制劑等?；顒?3：閱讀“果膠酶的用量”，討論并回答下列問題：1.8 食品工業(yè)生產(chǎn)中最常用的果膠酶是通過霉菌發(fā)酵產(chǎn)生。1.9 根據(jù)影響酶活性的因素，在實際生產(chǎn)中我們?nèi)绾潍@得果膠酶的最高活性？確定果膠酶的最適溫度、最適PH等條件?！竞献魈骄俊?實驗設(shè)計活動 4：閱讀“資料一：探究溫度和 PH對酶的活性的影響”，思考下列問題并嘗試寫出實驗過程：2 1 實驗?zāi)康模憾繙y定溫度或pH 對果膠酶活性的影響。思考 2該實驗與必修I 中探究“影響酶活性的條件”實驗有何不同？前者屬于是定量分析實驗，后者屬于定性分析實驗。22 實驗原理： 果膠酶瓦解細(xì)胞壁和胞間層增大果汁產(chǎn)量；果膠酶催化分解果膠增大果汁澄清度。2 3 變量設(shè)計與控制：你確定的溫度梯度（或pH 梯度）為10 或 5（或 0.5 、 1.0 ）。實驗的自變量是溫度（或pH） ，控制自變量的方法是利用恒溫水浴鍋（或滴加酸堿等）。實驗的因變量是酶的活性，檢測因變量的方法是測定果汁的產(chǎn)出量或澄清度。思考 3果汁與果膠酶在混合之前，分裝在不同試管中用同一恒溫處理的目的是什么？保證果汁與果膠酶混合前后的溫度相同，避免因混合導(dǎo)致溫度變化而影響果膠酶活性。思考 4該實驗中是否設(shè)置了對照？若設(shè)置，那么它是如何設(shè)置的？若沒有，則如何進(jìn)行設(shè)置？已經(jīng)設(shè)置了對照。不同的溫度設(shè)置之間可以相互對照。思考 5怎樣排除PH和其他因素對實驗結(jié)果的干擾？目的是什么?控制 PH和其他因素相同，保證只有溫度一個變量對果膠酶的活性產(chǎn)生影響。思考 6教材中 A、 B 兩個同學(xué)的實驗設(shè)計有何不同？測定的因變量不同（A 測定果汁產(chǎn)量，B測定果汁澄清度）。3操作提示活動 6：閱讀“操作提示”，回答下列問題3 1 制備果泥：用榨汁機(jī)榨制果泥。在榨制橙子汁時應(yīng)怎樣處理橙皮?不必去橙皮3 2 在探究不同PH 對果膠酶活性的影響時，可以用0.1% 的 NaOH溶液和鹽酸調(diào)節(jié)pH。3 3 在果膠酶處理果泥時，為了是果膠酶能充分地催化反應(yīng)，如何操作?用玻璃棒不時攪拌。4結(jié)果分析與評價將以下某同學(xué)實驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成曲線圖。將實驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成曲線圖的方法以自變量為橫坐標(biāo)、以因變量為縱坐標(biāo)建立直角坐標(biāo)系。注明坐標(biāo)軸名的名稱、單位、坐標(biāo)原點以及曲線名稱。每個坐標(biāo)軸上的取值單位要相等。將實驗數(shù)據(jù)標(biāo)在坐標(biāo)系中，并用各種線型連接起來。溫度101520253035404550果汁量 /ml124654321（三）課堂總結(jié)、點評制備水果泥設(shè)計實驗方案配制果膠酶動手實驗水果泥與果膠酶分別水浴保溫將水果泥和果膠酶混合保溫記錄實驗數(shù)據(jù)過濾出果汁得出結(jié)論記錄果汁量改變不同的溫度后重復(fù)上面的實驗（四）實例探究例 1. 水果罐頭蓋上印有“如發(fā)現(xiàn)蓋子鼓起，請勿選購”的字樣，引起蓋子鼓起的最可能原因是（）A 、好氧型細(xì)菌呼吸，產(chǎn)生 CO2 和 H2O B 、酵母菌呼吸，產(chǎn)生 CO2 和 C2H5OH C、乳酸菌呼吸，產(chǎn)生 CO2 和 C3H6O3 D 、酵母菌呼吸，產(chǎn)生 CO2 和 H2O 解析 罐頭是密封、殺菌的，但不排除有微生物的孢子等存活下來，只有進(jìn)行無氧呼吸的微生物可以生存；罐頭鼓脹是過期后微生物生活產(chǎn)氣的結(jié)果，乳酸菌無氧呼吸產(chǎn)生乳酸，無氣體產(chǎn)生； 酵母菌既可以在有氧條件下生活， 也可以在無氧條件下發(fā)酵產(chǎn)生酒精和二氧化碳。 答案 B例 2. 有人測定了 A 、 B、 C、 D 四種植物體內(nèi)多種酶的活性與溫度的關(guān)系，結(jié)果如下圖所示。根據(jù)圖中的信息，你認(rèn)為在25 攝氏度條件下，競爭能力最強(qiáng)的生物和對溫度適應(yīng)范圍最廣的生物分別是（）催CD化 100AB效率 50（ %） 0 5 10 15 20 25 30 35 40A.B 和 DB.B和 CC.B和 AD.A和 C 解析 酶活性具有一定的溫度范圍和適宜溫度， 溫度過高酶會失活， 低溫對酶活性抑制；在一定溫度下， 最適宜該溫度的酶活性最強(qiáng)， 該生物生活的也最好，競爭力就強(qiáng)； 酶有活性的范圍最大，生物的生存溫度范圍就越廣。 答案 C綜合應(yīng)用例 3.實驗研究 pH 對酶活性的影響，準(zhǔn)備5 支含有等量胃蛋白酶溶液但pH 各不相同的試管，每支試管加1 塊 1 cm3 的正方體凝固蛋白塊，試管均置于25 室溫條件下，將各試管蛋白塊消失的時間記錄于下表：酶溶液的 pH蛋白塊消失的時間（min ）113293114455>60（ 1）酶活性最強(qiáng)時的 pH 是 _。（ 2）蛋白塊消失的時間與酶活性強(qiáng)弱的關(guān)系是_。（ 3）請以 2 種方法改進(jìn)實驗，使實驗在更短的時間內(nèi)完成。（ 4）在人體消化道中，能分泌本實驗中酶的部位是_。（ 5）為確認(rèn)蛋白塊的消失是由于酶的作用，還應(yīng)對實驗進(jìn)行什么設(shè)計 解析 在其他條件相同情況下，利用酶的特性知識和有關(guān)生物學(xué)知識，設(shè)計一定的濃度梯度進(jìn)行對照，觀察酶分解蛋白塊的時間，判斷蛋白酶的適宜pH 值。既考查了基本知識，又能提高實驗探究的能力 答案 （ 1） 2（ 2）酶活性越大，蛋白質(zhì)分解越快，蛋白塊消失的時間越短（ 3）方法：將題給溫度由 25提高至大約 37。方法：將原題中正方體蛋白塊處理得更小（如切成 0.5 0.50.5=0.125 cm 3)，這相當(dāng)于消化道內(nèi)進(jìn)行的物理性消化（4）胃（答小腸不給分，因pH 與題意不符）（5）另增加一個試管，放入等量的蛋白塊并將pH 調(diào)得適當(dāng)，但不加酶溶液教材思考題提示答案：1.A 同學(xué)將哪個因素作為變量，控制哪些因素不變？為什么要作這樣的處理？B 同學(xué)呢？提示： A 同學(xué)將溫度或pH 作為變量，控制不變的量有蘋果泥的用量、果膠酶的用量、反應(yīng)的時間和過濾的時間等。只有在實驗中保證一個自變量，實驗結(jié)果才能說明問題。B 同學(xué)對于變量的處理應(yīng)該與A 同學(xué)相同，只是觀察因變量的角度不同2. 在探究溫度或 pH 的影響時，是否需要設(shè)置對照？如果需要，又應(yīng)該如何設(shè)置？為什么？提示：需要設(shè)置對照實驗，不同的溫度梯度之間或不同的pH 梯度之間就可以作為對照，這種對照稱為相互對照3. 為什么能夠通過測定濾出的蘋果汁的體積大小來判斷果膠酶活性的高低？果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過濾紙，因此蘋果汁的體積大小反應(yīng)了果膠酶的催化分解果膠的能力。在不同的溫度和pH 下，果膠酶的活性越大，蘋果汁的體積就越大。4. 當(dāng)探究溫度對果膠酶活性的影響時，哪個因素是變量，哪些因素應(yīng)該保持不變？提示： 溫度是變量， 應(yīng)控制果泥量、果膠酶的濃度和用量、水浴時間和混合物的pH等所有其他條件不變。只有這樣才能保證只有溫度一個變量對果膠酶的活性產(chǎn)生影響5. 為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理，可以保證底物和酶在混合時的溫度是相同的，避免了果泥和果膠酶混合時影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性的問題。6. 在最適溫度和 pH 條件下制作 1 升蘋果汁，使用多少果膠酶最合適？一般為 50mg/L 左右，因為用此濃度處理果汁2 4 小時后果汁率增加10后不再增加。（五）鞏固練習(xí)1同一個體內(nèi)的各類活細(xì)胞所含的酶A 種類有差異，數(shù)量相同B 種類有差異，數(shù)量不同C種類無差異，數(shù)量相同D 種類無差異，數(shù)量不同2果子酒放久了易產(chǎn)生沉淀，只要加入少量蛋白酶就可使沉淀消失，而加入其他酶則無濟(jì)于事，這說明A 酶具有專一性B酶的成分是蛋白質(zhì)C酶的活性受環(huán)境影響D該沉淀的是氨基酸3下列說法不正確的是A 酸堿度和溫度是通過影響酶來影響果汁產(chǎn)量的B 酶的數(shù)量越多， 果汁產(chǎn)量越多C酶的催化反應(yīng)時間能夠影響果汁的產(chǎn)量D蘋果泥的數(shù)量也能夠影響果汁的產(chǎn)量4活細(xì)胞內(nèi)合成酶的原料是A 脂肪酸B氨基酸C核苷酸D 氨基酸和核苷酸5下列可表示酶反應(yīng)速度的是A 單位時間內(nèi)反應(yīng)物的減少量B單位體積內(nèi)產(chǎn)物的增加量C單位時間內(nèi)產(chǎn)物的增加量D單位時間、單位體積內(nèi)反應(yīng)物的減少量6下列不能產(chǎn)生果膠酶的是A 植物B霉菌C酵母菌D放線菌7下列不屬于果膠酶的是A 多聚半乳糖醛酸酶B果膠分解酶C果膠酯酶D 半乳糖醛酸酶8下列不能影響酶活性的是A 溫度B pHC酶的抑制劑D 酶的數(shù)量9下列能影響酶的活性，但不會使酶的分子結(jié)構(gòu)遭到破壞的是A 低溫B高溫C過酸D過堿10下列不是影響果汁產(chǎn)量的是A pHB 溫度C酶的數(shù)量D蘋果的用量答案： 1 B2 A 3 B 4 B5 D 6 D 7 D8D9 A 10 C