2017-2018学年高中生物 专题4 酶的研究与应用 4.1 果胶酶在果汁生产中的作用 新人教版选修1
目标导航预习导引 1.能说出果胶酶的作用。 2.学会检测果胶酶的活性。 3.能探究温度和pH对果胶酶活性的影响以及果胶酶的最适用量 。 4.搜集有关果胶酶应用的资料。 目标导航预习导引一二三 一、果胶酶的作用 1.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。 2.果胶酶能够分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层,使榨取果汁 更容易,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。 3.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。 目标导航预习导引一二三 二、酶的活性与影响酶活性的因素 1.酶的活性:指酶催化一定化学反应的能力。 2.酶活性的高低可用在一定条件下,酶所催化的某一化学反应的 反应速度来表示,即用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或 产物的增加量来表示。 3.影响酶活性的因素有温度、pH和酶的抑制剂等。 目标导航预习导引一二三 4.实验设计 (1)探究温度对果胶酶活性的影响。 实验原理:果胶酶活性受温度影响,处于最适温度时,酶活性最 高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶活性大小有关。 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。 实验原理:果胶酶活性受pH影响,处于最适pH时,酶活性最高,高 于或低于最适pH时酶活性降低。 实验变量:自变量是pH,因变量是果汁的澄清度和出汁率。 目标导航预习导引一二三 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,应控制好酶的用量, 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。 知识梳理典例透析一二 一、果胶酶 果胶酶不是特指某一种酶,而是分解果胶的一类酶的总称;果胶 酶的化学本质是蛋白质,能被蛋白质酶水解;果胶酶具有酶的通性: 只改变反应速度,不改变反应的平衡点。 1.果胶酶的来源、功能、作用特性及应用 知识梳理典例透析一二 规律总结能够产生果胶酶的生物包括植物、霉菌、酵母菌和细 菌等,食品工业生产中需要的果胶酶主要由霉菌发酵生产。可生成 果胶酶的霉菌有黑曲霉、米曲霉和文氏曲霉等。培养曲霉可用液 体培养法,需添加果胶作为诱导物。 知识梳理典例透析一二 2.果胶酶与纤维素酶的比较 特别提醒果胶酶和纤维素酶的作用辨析 (1)两种酶都是复合酶,是催化几个连续反应的几种不同的酶的总 称,不是特指一种酶。 (2)两种酶都是水解酶,可同时发挥作用,不会相互干扰,制作果汁 过程中可同时加入。 知识梳理典例透析一二 二、探究影响酶活性的因素的实验设计 1.探究温度和pH对酶活性的影响 (1)实验原理 当酶处于最适温度或最适pH时,酶的活性最高; 若温度过高、过酸或过碱,酶将变性失活; 在一定范围内,果肉的出汁率和果汁的澄清度与果胶酶的活性 呈正相关。 知识梳理典例透析一二 (2)结果分析 根据实验数据绘制出温度和pH对果胶酶活性(用酶反应速率表 示)影响的曲线图(如图a、b),最终得出果胶酶的最适温度和pH。 知识梳理典例透析一二 2.探究果胶酶的最适用量 (1)实验原理:在一定的条件下,随着酶用量的增加,果汁的体积增 加;当酶用量达到某一数值后,再增加酶的用量,果汁的体积不再改 变,此值即是酶的最适用量。 (2)结果分析:根据实验数据绘制出不同果胶酶用量对出汁率影响 的曲线图(在浓度和体积相同的条件下)。 知识梳理典例透析一二 3.探究温度和pH对酶活性的影响两个实验的注意事项 (1)在探究温度或pH对酶活性的影响时,不同的温度梯度之间或 不同的pH梯度之间可以互为对照,这种对照称为相互对照。如果 将温度或pH作为单一变量,其他条件应保持不变,如苹果泥的用量 、果胶酶的用量、反应的时间和过滤的时间等。只有在实验中保 证一个自变量,实验结果才能说明问题。 (2)探究温度对酶活性的影响时,在混合苹果泥和果胶酶之前,要 将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理。这样可以保证 底物和酶在混合时的温度是相同的,避免苹果泥和果胶酶混合时影 响混合物的温度,从而影响果胶酶活性。 (3)在用果胶酶处理苹果泥时,为了使果胶酶能充分地催化反应, 应用玻璃棒不时搅拌。 知识梳理典例透析题型一题型二题型三 题型一 果胶酶的作用 【例题1】 下列关于果胶酶的说法,正确的是( ) A.果胶酶是果胶分解酶的简称,纤维素酶是纤维素分解酶的简称 B.果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸 C.在果汁中加入果胶酶可使果汁变得澄清,是果胶酶彻底分解了 细胞壁的结果 D.果胶酶只改变果胶分解的速度,反应前后果胶酶本身没有发生 改变 解析:果胶酶是多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等的 总称,果胶酶的催化作用具有专一性,只能将果胶分解为半乳糖醛 酸,不能水解细胞壁中的纤维素。果胶酶只是大大增加了果胶在常 温下的分解速度,酶在反应前后不发生改变。 答案:D 知识梳理典例透析题型一题型二题型三 题型二 探究温度对果胶酶活性的影响 【例题2】 下表是某同学探究温度对果胶酶活性的影响的实验 结果。该结果不能说明( ) A.温度影响果胶酶的活性 B.温度为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 知识梳理典例透析题型一题型二题型三 解析:由题表可知,果胶酶的最适温度在4060 之间,但题表不 能说明50 就是该酶的最适温度。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 。温度对酶活性影响的曲线图是钟罩形的,由表可知40 与60 时酶的活性相等。 答案:C 反思领悟温度梯度太大时,不能确定哪一温度是最适温度,只能 确定一个范围,本题只能说明最适温度在4060 之间,不能说明50 就是最适温度。要想进一步探究酶的最适温度,还要在4060 之间设置更小的温度梯度,再做实验。 知识梳理典例透析题型一题型二题型三 题型三 实验变量 【例题3】 探究温度、pH对果胶酶活性的影响和探究果胶酶的 最适用量三个实验中,实验变量依次为( ) A.温度、酶活性、酶用量 B.苹果泥用量、pH、果汁量 C.反应时间、酶活性、酶用量 D.温度、pH、果胶酶用量 解析:首先要明确实验变量、反应变量等基本概念,在此基础上, 针对三个探究实验进行分析,其实验变量依次为温度、pH、果胶 酶用量。 答案:D
