果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用 教學(xué)設(shè)計

果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用   教學(xué)設(shè)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(biāo)準(zhǔn)實驗教科書生物技術(shù)實踐（選修一）專題四“酶的研究與應(yīng)用”中的課題一。課題要求學(xué)生能設(shè)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(xué)生的日常生活聯(lián)系緊密，對于學(xué)生來說并不困難，適合進(jìn)行動手操作。通過親自設(shè)計實驗步驟并動手操作，使學(xué)生深入理解工業(yè)生產(chǎn)中果膠酶的作用。同時，在設(shè)計實驗步驟時，同學(xué)們可能會有不同的實驗方法，可通過同學(xué)之間的討論交流，得出最佳的實驗方法，可增強學(xué)生的動手和協(xié)作意識。二、學(xué)情分析高中階段學(xué)生的思維水平、學(xué)習(xí)能力已經(jīng)發(fā)展到了較高階段，大多數(shù)學(xué)生喜歡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(chǔ)，因此對于學(xué)生來說該課題并不困難，適合進(jìn)行實際動手操作。但是，該課題比較偏重實驗方案的設(shè)計，考慮的變量相對較多，還涉及到實驗變量的梯度設(shè)計，要想獲得理想的結(jié)果，必須進(jìn)行反復(fù)多次的實驗和摸索。因此，教學(xué)過程中可通過實驗方案的討論，實驗的分組實施方法來進(jìn)行。三、教學(xué)目標(biāo)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(guān)果膠酶應(yīng)用的資料。四、教學(xué)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(xué)策略與手段由于必修一已經(jīng)學(xué)過酶的定義和影響因素，因此本節(jié)課可通過復(fù)習(xí)的方法進(jìn)行引入。關(guān)于果膠酶的作用和酶活性的定義的教學(xué)，教師可以通過先由學(xué)生預(yù)習(xí)，然后課堂上回答，教師總結(jié)，說明植物細(xì)胞壁的成分和細(xì)胞與細(xì)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(guān)于溫度和PH對果膠酶活性的影響，可通過要求學(xué)生參考教材的提示設(shè)計實驗步驟，并思考相關(guān)問題。如如何設(shè)計溫度或PH的梯度，反應(yīng)底物和酶混合之前還要注意哪些注意事項等等。同學(xué)們在設(shè)計實驗時可能會有不同的想法，這是可通過適當(dāng)引導(dǎo)，展開討論，完善設(shè)計步驟。關(guān)于探究果膠酶的最適用量，是建立在探究最適溫度和PH對果膠酶活性影響的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，此時也可以引導(dǎo)并組織同學(xué)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(jìn)行實驗。（根據(jù)實際情況確定是否進(jìn)行）六、教學(xué)實施程序教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動教學(xué)意圖   引入在必修一中我們已經(jīng)學(xué)過了酶的內(nèi)容，那么，請同學(xué)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(xì)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(xué)生既復(fù)習(xí)了原先學(xué)過的內(nèi)容，同時也為本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。 酶的活性及酶促反應(yīng)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化學(xué)反應(yīng)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(xué)生通過閱讀教材得出酶反應(yīng)速度可用單位時間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的較少量或產(chǎn)物的增加量來表示。學(xué)習(xí)新知識，培養(yǎng)學(xué)生閱讀教材，總結(jié)教材的能力。   果膠酶的作用          果膠酶的種類 酶的應(yīng)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(xué)生通過閱讀教材，回答植物細(xì)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(xì)胞壁以及胞間層，是榨取果汁變得更容易。 學(xué)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(xué)習(xí)新知識，培養(yǎng)學(xué)生閱讀教材，總結(jié)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(xué)們參考教材圖43，如何設(shè)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(shè)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(shè)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。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(xué)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(shè)計實驗步驟，討論交流，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(xué)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(yīng)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(shè)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(jìn)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(xué)反思本節(jié)課只是從理論中設(shè)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(shè)計步驟。但是對于沒有實驗條件的學(xué)校本節(jié)課題可能就沒法組織學(xué)生親自動手完成，如很多學(xué)校都沒有恒溫水浴鍋等實驗條件。但我們也可以適當(dāng)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(xué)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。