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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

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常见问题

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

2、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

3、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

4、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

5、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

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