生物学案：课堂探究专题课题果胶酶在果汁生产中的作用

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精课堂探究探究点一纤维素酶与果胶酶·问题导引·提示：植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。纤维素酶与果胶酶都能分解植物细胞的细胞壁，但不是同一种酶。·名师精讲·1．纤维素与果胶相同点不同点纤维素①都是高分子化合物②都不溶于水③都参与细胞壁的组成①组成的基本单位：葡萄糖②分解所需的酶：纤维素酶果胶①组成的基本单位：半乳糖醛酸②分解所需的酶:果胶酶2．纤维素酶与果胶酶组成作用纤维素酶C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶纤维素在C1酶、CX酶的作用下分解生成纤维二糖，再在葡萄糖苷酶的作用下将纤维二糖分解为葡萄糖果胶酶多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等将不溶性的果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸【例题1】下列关于果胶酶的说法，正确的是(）A．果胶酶可以分解细胞壁的主要成分--纤维素B．果胶酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物C．果胶酶不特指某种酶,而是分解果胶的一类酶的总称D．果胶酶的化学本质是RNA解析：酶具有专一性，果胶酶只能分解果胶而不能分解纤维素，因此A项错误；半乳糖醛酸是果胶的组成单位，而不是果胶酶的组成单位，因此B项错误；果胶酶是能够分解果胶的一类酶的总称，其化学本质是蛋白质，基本组成单位是氨基酸,因此C项正确，D项错误。答案：C方法点拨果胶酶能分解细胞壁及胞间层的组成成分——果胶，具有专一性，不能分解细胞壁中的纤维素成分。探究点二探究温度和pH对果胶酶活性的影响及果胶酶的最适用量·问题导引·某果汁加工厂生产的果汁在夏季产量高，澄清度好，但到了冬季出汁率低，果汁浑浊，易发生沉淀。请你帮助分析解决这个难题，你认为引起上述问题的关键在哪儿？提示：可能是冬季厂房气温低，果胶酶没有达到最适温度，活性降低；若厂房温度正常，也可能是pH不适合或催化反应的时间过短、加入的果胶酶量太少等。·名师精讲·1．探究温度对酶活性的影响(1）实验原理:果胶酶活性受温度影响，处于最适温度时，酶活性最高；低于或高于最适温度,酶活性受抑制.即果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。（2）实验思路:设置一系列温度梯度,从中选出酶活性最高的温度（此步为预实验）,然后再以该温度为中心，缩小温度梯度向两个方向各设置温度梯度，进一步确定最适温度范围。(3)实验操作流程.搅拌器搅拌制成苹果泥果胶酶水溶液(4）实验结果记录.实验温度30℃35℃40℃45℃50℃55℃60℃65℃70℃eq\f(果汁量，mL)2．探究pH对酶活性的影响(1)实验原理：酶活性受pH的影响，在一定pH下，酶具有最大活性，通常称此pH为最适pH，高于或低于最适pH，酶活性都一定程度地受到抑制，反应速度下降,甚至变性失活。（2)实验思路：设置pH梯度从中选出反应速度最大的pH（此步为预实验)，进一步缩小pH梯度，确定最适pH.(3）实验操作流程。将试管中混合物过滤,用量筒测量果汁体积并填表记录(4)实验结果记录。pH5.05。56。06.57。07。58.08.59。0eq\f(果汁量,mL）3．探究果胶酶的用量（1）实验原理。酶活性的高低可以用在一定条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度来表示。酶反应速度可用单位时间内、单位体积中底物的减少量或产物的增加量来表示。（2）实验思路。在温度、pH、反应时间、底物用量等条件相同的前提下,设置梯度酶用量，观察实验结果，选出最适酶用量。(3)实验操作流程.(4)实验结果记录。试管编号123456789eq\f（果汁量，mL）【例题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：如图中所示的A→B→C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，结果如下图所示。①图中自变量是温度，除此之外还可表示__________。A．酶的浓度 B．苹果泥的量C．水的加入量 D．pH②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b，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__________。解析：果胶酶的活性受温度、pH等条件的影响，而与底物的量、酶的浓度和水的加入量没有关系，所以每一种酶的最适pH和最适温度是一定的。在衡量实验结果的指标中有两种，一是果汁的量，另一个是果汁的澄清度。为使实验中达到相应的设计温度，必须使酶与底物分别保温达到要求后才能混合。答案:(2）①D②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方法点拨自变量与因变量及其之间的关系变量名称含义实例关系实