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高中生物人教版 (新课标)选修1《生物技术实践》课题1 果胶酶在果汁生产中的作用导学案
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这是一份高中生物人教版 (新课标)选修1《生物技术实践》课题1 果胶酶在果汁生产中的作用导学案，共6页。学案主要包含了学习目标，自主预习，互动探究，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
1．简述果胶酶的作用；
2．解释酶活性的概念；
3．阐明检测果胶酶的活性的方法；
4．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。
【自主预习】
一、果胶酶的作用
1．制作果汁要解决两个问题：一是果肉的出汁率低，耗时长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高，容易发生沉淀。
2．果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物细胞的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得容易，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变得澄清。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、果胶分解酶和果胶酯酶等。
二、酶的活性与影响酶活性的因素
1．酶的活性：酶催化一定化学反应的能力。
2．酶活性的高低可用一定条件下的酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示，即单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。
3．影响酶活性的因素有：温度、pH和酶的抑制剂等。
三、果胶酶的用量
1．果胶生产时，为了使果胶酶得到充分利用，控制好酶的用量，用量多少常通过测量果汁的体积来探究。
2．实验设计：自变量是果胶酶的用量，因变量是果汁的体积。
四、实验设计
1．探究温度对果胶酶活性的影响
(1)实验原理：果胶酶活性受温度影响，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活性大小成正比。
(2)实验的变量：自变量是温度，因变量是果汁的澄清度和出汁率。
2．探究pH对酶活性的影响
(1)实验原理：果胶酶活性受pH影响，处于最适pH时，活性最高，高于或低于最适pH时酶活性降低。
(2)实验变量：自变量是pH，因变量是果汁的澄清度和出汁率。
3．探究果胶酶的用量
(1)影响因素：酶的用量、温度、pH、反应时间、苹果泥的用量等。
(2)实验变量是果胶酶的用量，反应变量是过滤出的果汁体积。在实验过程中，必须控制pH、温度、酶催化反应的时间、苹果泥的用量等无关变量对实验的影响。
【互动探究】
1．利用果胶酶进行果泥处理时，可不可以再加入蛋白酶促进细胞壁分解？
2．为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？
【课堂练习】
1. 工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁及胞间层以提高水果的出汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响，某同学设计了如下实验：
Ⅰ．将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10℃水浴中恒温处理10分钟(如图甲)。
Ⅱ．将步骤I处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10℃水浴中恒温处理10分钟(如图乙)。
Ⅲ．将步骤Ⅱ处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图丙)。
Ⅳ．在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表：
根据上述实验，请分析回答下列问题：
(1)果胶酶能破除细胞壁及胞间层，是因为果胶酶可以分解细胞壁中的果胶，产物是______。
(2)实验结果表明，当温度为______左右时，果汁量最多，此时果胶酶的活性______。
(3)为什么该实验能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？_________________________________。
(4)下列A、B、C图依次表示果胶酶浓度一定时，果胶酶的反应速度与反应物浓度、温度、pH之间的关系，据图完成下列问题：
①图A中，反应物达到某一浓度时反应速度不再上升的原因是__________________。
②图B中，曲线ab段表明______，曲线bc段表明______。
③将装有果胶酶与反应物的甲、乙两支试管分别放入12℃和90℃水浴锅中，20分钟后取出转入40℃的水浴锅中保温，两支试管内的反应是：甲______，乙______。
④图C表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速率随pH变化的曲线，实验时可根据______来判定果胶酶的最适pH。
答案：(1)半乳糖醛酸 (2)40℃ 最强
(3)果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化果胶分解的能力
(4)①受反应物中酶浓度的限制 ②果胶酶的活性随温度升高而升高 果胶酶的活性随温度的继续升高而下降 ③反应速度加快 无催化反应 ④果汁的量
2. 在果汁生产中一般会用到果胶酶，某课题研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验：
(1)实验方法：如图中所示A→B→C的顺序进行操作。
(2)实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如图所示：
①图中自变量是温度，除此之外还可用______表示。
A．酶的浓度 B．苹果泥的量
C．水的加入量 D．pH
②图中的纵坐标还可用______来表示。
③实验小组改变了实验条件后重复做实验，得到曲线乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置的原因是_________________________________。
④步骤A中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中，恒温的目的是_________________________________。
答案：(2)①D ②苹果汁的体积 ③同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物量不同而改变 ④保证底物和酶在混合时的温度是相同的
果汁量/mL
8
13
15
25
15
12
11
10
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
80
1．简述果胶酶的作用；
2．解释酶活性的概念；
3．阐明检测果胶酶的活性的方法；
4．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。
【自主预习】
一、果胶酶的作用
1．制作果汁要解决两个问题：一是果肉的出汁率低，耗时长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高，容易发生沉淀。
2．果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，不溶于水。在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。果胶酶能够分解果胶，瓦解植物细胞的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得容易，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变得澄清。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、果胶分解酶和果胶酯酶等。
二、酶的活性与影响酶活性的因素
1．酶的活性：酶催化一定化学反应的能力。
2．酶活性的高低可用一定条件下的酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示，即单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。
3．影响酶活性的因素有：温度、pH和酶的抑制剂等。
三、果胶酶的用量
1．果胶生产时，为了使果胶酶得到充分利用，控制好酶的用量，用量多少常通过测量果汁的体积来探究。
2．实验设计：自变量是果胶酶的用量，因变量是果汁的体积。
四、实验设计
1．探究温度对果胶酶活性的影响
(1)实验原理：果胶酶活性受温度影响，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活性大小成正比。
(2)实验的变量：自变量是温度，因变量是果汁的澄清度和出汁率。
2．探究pH对酶活性的影响
(1)实验原理：果胶酶活性受pH影响，处于最适pH时，活性最高，高于或低于最适pH时酶活性降低。
(2)实验变量：自变量是pH，因变量是果汁的澄清度和出汁率。
3．探究果胶酶的用量
(1)影响因素：酶的用量、温度、pH、反应时间、苹果泥的用量等。
(2)实验变量是果胶酶的用量，反应变量是过滤出的果汁体积。在实验过程中，必须控制pH、温度、酶催化反应的时间、苹果泥的用量等无关变量对实验的影响。
【互动探究】
1．利用果胶酶进行果泥处理时，可不可以再加入蛋白酶促进细胞壁分解？
2．为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？
【课堂练习】
1. 工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁及胞间层以提高水果的出汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响，某同学设计了如下实验：
Ⅰ．将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10℃水浴中恒温处理10分钟(如图甲)。
Ⅱ．将步骤I处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10℃水浴中恒温处理10分钟(如图乙)。
Ⅲ．将步骤Ⅱ处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图丙)。
Ⅳ．在不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表：
根据上述实验，请分析回答下列问题：
(1)果胶酶能破除细胞壁及胞间层，是因为果胶酶可以分解细胞壁中的果胶，产物是______。
(2)实验结果表明，当温度为______左右时，果汁量最多，此时果胶酶的活性______。
(3)为什么该实验能够通过测定滤出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性的高低？_________________________________。
(4)下列A、B、C图依次表示果胶酶浓度一定时，果胶酶的反应速度与反应物浓度、温度、pH之间的关系，据图完成下列问题：
①图A中，反应物达到某一浓度时反应速度不再上升的原因是__________________。
②图B中，曲线ab段表明______，曲线bc段表明______。
③将装有果胶酶与反应物的甲、乙两支试管分别放入12℃和90℃水浴锅中，20分钟后取出转入40℃的水浴锅中保温，两支试管内的反应是：甲______，乙______。
④图C表示果胶酶浓度、反应物浓度、温度等一定时，果胶酶催化反应的速率随pH变化的曲线，实验时可根据______来判定果胶酶的最适pH。
答案：(1)半乳糖醛酸 (2)40℃ 最强
(3)果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁的体积大小反映了果胶酶催化果胶分解的能力
(4)①受反应物中酶浓度的限制 ②果胶酶的活性随温度升高而升高 果胶酶的活性随温度的继续升高而下降 ③反应速度加快 无催化反应 ④果汁的量
2. 在果汁生产中一般会用到果胶酶，某课题研究小组为了探究果胶酶的某些特性，进行了如下实验：
(1)实验方法：如图中所示A→B→C的顺序进行操作。
(2)实验结果：对照组与实验组进行了相同时间的实验，结果如图所示：
①图中自变量是温度，除此之外还可用______表示。
A．酶的浓度 B．苹果泥的量
C．水的加入量 D．pH
②图中的纵坐标还可用______来表示。
③实验小组改变了实验条件后重复做实验，得到曲线乙，苹果汁的澄清度最高点对应的横坐标是同一位置的原因是_________________________________。
④步骤A中在果胶酶和苹果泥混合前，将两者分装在不同试管中，恒温的目的是_________________________________。
答案：(2)①D ②苹果汁的体积 ③同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物量不同而改变 ④保证底物和酶在混合时的温度是相同的
果汁量/mL
8
13
15
25
15
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11
10
温度/℃
10
20
30
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