《甘肅省武威市高中生物 第4章 酶的研究與應(yīng)用 4.1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用課件1 新人教版選修1 .ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《甘肅省武威市高中生物 第4章 酶的研究與應(yīng)用 4.1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用課件1 新人教版選修1 .ppt（43頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、（一）酶的基礎(chǔ)知識(shí),1、酶的概念,酶是活細(xì)胞所產(chǎn)生的具有生物催化作用的一類特殊的有機(jī)物,絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA,2、酶的本質(zhì),3、酶的功能,催化各種化學(xué)反應(yīng),一、基礎(chǔ)知識(shí),高效性：酶的催化效率是無(wú)要催化劑的107 1013倍,專一性：一種酶只能催化一種化合物或一類化合物的化學(xué)反應(yīng),需要適宜的條件：適宜的溫度、適宜的PH值,4、酶的特性,（二）果膠酶的作用,1、果膠：是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一，它是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水,2、果膠對(duì)果汁制作的影響：,3、果膠酶：是分解果膠的一類酶的總稱，包括半乳糖醛酸酶、果膠分解酶、果膠酯酶等,4、果膠酶的來(lái)源 ：

2、P43,影響果汁的出汁率，還會(huì)使果汁渾濁,（三）酶的活性與影響酶活性的因素：,1、酶的活性,2、酶催化能力的標(biāo)準(zhǔn)：,指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力,在一定的條件下，酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度,酶反應(yīng)速度用單位時(shí)間內(nèi)、單位體積中反應(yīng)物的減少量或產(chǎn)物的增加量來(lái)表示,3、影響酶活性的因素：,溫度,果膠酶的最適溫度為45500C,在較低溫度時(shí)，隨著溫度的升高，酶的活性也逐漸提高，達(dá)到最適溫度時(shí)，酶的催化能力最高，但高于最適溫度后，酶的催化能力迅速下降，最后完全失去催化能力,A、溫度對(duì)酶的影響,B、果膠酶的最適溫度,C、討論：高溫使酶的活性喪失后，酶的活性可否恢復(fù)？為什么？,不能恢復(fù)，因高溫破壞了酶的

3、分子結(jié)構(gòu)，高溫對(duì)酶造成不可逆的破壞。但低溫使酶的活性喪失后，緩慢恢復(fù)其溫度活性仍可恢復(fù)。,分別用00C和1000C的溫度處理某種酶后，酶都沒(méi)有活性，但（ ）,A,A、經(jīng)過(guò)00C處理的酶活性能夠恢復(fù) B、經(jīng)過(guò)1000C處理的酶活性能夠恢復(fù) C、經(jīng)過(guò)00C處理的酶的空間結(jié)構(gòu)遭破壞 D、經(jīng)過(guò)1000C處理的酶被水解成了氨基酸, pH：,果膠酶的最適pH范圍為3.06.0,酶的催化能力的發(fā)揮有一個(gè)最適pH ，在低于最適pH時(shí)，隨著pH的升高，酶的催化能力也相應(yīng)升高，高于最適pH時(shí)，隨著pH的升高，酶的活性逐漸下降，pH過(guò)高或過(guò)低會(huì)使蛋白質(zhì)變性，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)變性后，酶也就完全喪失了活性,A、 pH對(duì)酶的影

4、響,B、果膠酶的最適pH,將乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和適量的水混合裝入一個(gè)容器內(nèi)，調(diào)整pH至2.0，保存于370C的水浴鍋內(nèi)。過(guò)一段時(shí)間后，容器內(nèi)剩余的物質(zhì)是（ ）,A、淀粉、胃蛋白酶、多肽、水 B、唾液淀粉酶、淀粉、胃蛋白酶、水 C、唾液淀粉酶、胃蛋白酶、多肽、水 D、唾液淀粉酶、麥芽糖、胃蛋白酶、多肽、水,A,唾液淀粉酶最適pH6.8，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì),酶的抑制劑：Fe3、Ca2、Zn2等金屬離子對(duì)果膠酶有抑制作用,（四）果膠酶的用量,果膠酶并不特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包括 、 和 等。,酶的活性指酶 一定化學(xué)反應(yīng)的

5、能力。酶反應(yīng)速度用單位時(shí)間內(nèi)單位體積中 或 來(lái)表示. 酶的活性受 、 和 的影響,在生產(chǎn)果汁時(shí)，為了使果膠酶得到充分利用，節(jié)約成本，需要控制好酶的用量，用量多少常通過(guò) 的手段進(jìn)行探究。,溫度,多聚半乳糖醛酸酶,果膠分解酶,果膠脂酶,反應(yīng)物的減少量,生成物的增加量,催化,PH,酶抑制劑,實(shí)驗(yàn),復(fù)習(xí)！,課題 1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用,二 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的三個(gè)基本原則：,1、對(duì)照原則,2、單因子變量原則,3、等量原則,果膠酶的活性受溫度影響。處于最適溫度時(shí)，活性最高。高于或低于此值時(shí)活性均下降。果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶的活性大小成正比

6、,（一）探究溫度對(duì)果膠酶活性的影響,1、實(shí)驗(yàn)原理,提示：必修1中已研究過(guò)溫度對(duì)唾液淀粉酶活性的影響，掌握了在一恒定的PH下通過(guò)設(shè)置溫度梯度來(lái)確定酶催化反應(yīng)的最適溫度的方法。,如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲知最適溫度？,,你將如何設(shè)置溫度梯度呢？你能設(shè)計(jì)出具體的實(shí)驗(yàn)操作步驟嗎？,2、實(shí)驗(yàn)操作流程（步驟）,攪拌器攪拌制成蘋果泥,,均分裝入,9支試管,果膠酶水溶液,,等量,9支試管,,,將分別裝有蘋果泥和果膠酶的試管9組分別放入300C、350C、400C、450C、500C、550C、600C、650C和700C的恒溫水箱中保溫,,試管內(nèi)溫度穩(wěn)定后，將果膠酶加入相同溫度的蘋果泥內(nèi)恒溫保持10分鐘,,過(guò)濾果汁，用量

7、筒測(cè)量果汁的量，填入表格,,,,,,,, 設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格 結(jié)果分析與評(píng)價(jià)： A、根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫曲線圖；P45 B、據(jù)曲線說(shuō)明溫度是如何影響酶的活性的？如果你繪制的曲線圖中無(wú)法判斷出最適溫度，你將如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法？,,,例1工業(yè)生產(chǎn)果汁時(shí)，常常利用果膠酶破除果肉細(xì)胞壁以提高出果汁率，為研究溫度對(duì)果膠酶活性的影響某學(xué)生設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：(10分),將果膠酶與蘋果泥分裝于不同試管，在10水浴中恒溫處理10分鐘（如圖A）,,將步驟處理后的混合物過(guò)濾，收集濾液，測(cè)量果汁量（如圖C）。 在不同溫度條件下重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)步驟，并記錄果汁量，結(jié)果如下表：,將步驟處理后的果膠酶和蘋果泥混合，再次在10水浴中恒

8、溫處理10分鐘（如圖B）。,根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)分析回答下列問(wèn)題： （1）果膠酶能破除細(xì)胞壁，是因?yàn)楣z酶可以促進(jìn)細(xì)胞壁中________的水解。 （2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)溫度為_(kāi)_______時(shí)果汁量最多，此時(shí)果膠酶的活性________。當(dāng)溫度再升高時(shí)，果汁量降低，說(shuō)明，________。 （3）實(shí)驗(yàn)步驟的目的是：________。,果膠,40,最高,溫度升高，降低了酶的活性,使得酶與果泥處于同一溫度條件下,（二）探究pH對(duì)果膠酶活性的影響,果膠酶的活性受pH影響，處于最適pH，酶的活性最高，高于或低于此值活性均下降。果肉的出汁率、果汁的澄清度與果膠酶的活性大小成正比,1、實(shí)驗(yàn)原理,2、實(shí)驗(yàn)操作

9、步驟,試一試,,將分別裝有蘋果泥和果膠酶的試管在同一恒溫水箱中恒溫加熱,,,過(guò)濾果汁，用量筒測(cè)量果汁的量，填入表格，確定最適pH并畫曲線圖,將5組試管的蘋果泥和果膠酶的PH分別調(diào)到5.0、6.0、7.0、8.0、9.0，再把pH相等的果膠酶溶液和蘋果泥相混合，保持恒溫一段時(shí)間,攪拌器攪拌制成蘋果泥,,均分裝入,5支試管,果膠酶水溶液,,等量,5支試管,,,,,,,,？,,結(jié)果分析與評(píng)價(jià),(三)探究果膠酶的用量,實(shí)驗(yàn)原理,在一定的條件下，隨著酶濃度的增加，果汁的體積增加；當(dāng)酶濃度達(dá)到某一數(shù)值后，在增加酶的用量，果汁的體積不再改變，此值即是酶的最適用量,探究果膠酶的用量是建立在探究最適溫度和pH對(duì)

10、果膠酶活性影響的基礎(chǔ)之上的。此時(shí)，研究的變量是 ，其他因素都應(yīng) 。,果膠酶的用量,保持不變,實(shí)驗(yàn)提示：可以配制不同濃度的果膠酶溶液，也可以只配制一種濃度的果膠酶溶液，然后使用不同的體積即可。 需要注意的是，反應(yīng)液的pH必須相同，否則將影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。,作業(yè)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)----探究果膠酶的用量,,2、實(shí)驗(yàn)操作,（1）配制不同濃度的果膠酶溶液和制備水果泥,配制不同濃度的果膠酶溶液 準(zhǔn)確稱取純的果膠酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg，配制成相等體積的水溶液，取等量放入9支試管中，并編號(hào)19。,制備水果泥 攪拌器攪拌制成蘋果泥并稱45g，等量

11、裝入9支試管中，并編號(hào)19。,（2）將上述試管放入恒溫水浴加熱一段時(shí)間。,（3）將不同濃度的果膠酶分別迅速與各試管的蘋果泥混合，然后再放入恒溫水箱中。,（4）恒溫水浴約20分鐘,（5）過(guò)濾后測(cè)量果汁的體積并填寫表格,一般為50mg/l左右，因?yàn)橛么藵舛忍幚砉?4小時(shí)后果汁率增加10后不再增加。,在最適溫度和pH條件下制作1升蘋果汁，使用多少果膠酶最合適？,（6）結(jié)果分析與評(píng)價(jià),在實(shí)際的操作過(guò)程中，還需要注意下列事項(xiàng)：,1與其他工業(yè)用酶基本相同，果膠酶的適宜溫度范圍也比較寬泛，因此，可以選用10 作為溫度梯度，設(shè)置的具體溫度為10 、20 、30 、40 、50 和60 等，也可以嘗試以5 作

12、為溫度梯度。 2蘋果、橙子和葡萄等水果都可以作為反應(yīng)物，水果不用去皮。如用蘋果為原材料，一般可按每個(gè)中等大小的蘋果加水100200 mL的比例進(jìn)行攪拌，獲得稀的蘋果泥。,3果泥的用量可以采用5 mL左右，果膠酶的用量可采用質(zhì)量濃度為2%的果膠酶溶液2 mL。 4水浴時(shí)間可以為2030 min。 5過(guò)濾果汁時(shí)，漏斗中應(yīng)放置濾紙。 6探究pH對(duì)果膠酶活性的影響，只須將溫度梯度改成pH梯度，并選定一個(gè)適宜的溫度進(jìn)行水浴加熱。反應(yīng)液中的pH可以通過(guò)體積分?jǐn)?shù)為0.1%的氫氧化鈉或鹽酸溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。,練習(xí):,1.有兩次瞬間高溫滅菌； 2.酶處理的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)； 3.有離心分離步驟和濃縮步驟。,1、關(guān)于酶的

13、說(shuō)法正確的是： A、果膠酶可以分解細(xì)胞壁的主要成分纖維素 B、果膠酶是由半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物 C、果膠酶不特指某種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱 D、果膠酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)或RNA,C,2、下列不是果膠酶成分的是： A、纖維素酶 B、果膠分解酶 C、多聚半乳糖醛酸酶 D、果膠酯酶,A,3、下列敘述中對(duì)果膠酶的作用敘述錯(cuò)誤的是： A、果膠酶是一種催化劑，可改變反應(yīng)速度 B、果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物的細(xì)胞壁及胞間層 C、在果汁中加入果膠酶后可使果汁變得澄清 D、果膠酶能將乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸,D,4、下列與酶的活性有關(guān)的說(shuō)法不準(zhǔn)確的是： A、酶的活性是由蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)決定的，

14、不受外界條件的影響 B、酶的活性是指酶催化一定的化學(xué)反應(yīng)的能力 C、酶的活性受溫度、PH等因素的影響 D、酶活性高低與反應(yīng)物濃度無(wú)關(guān),A,,5、下圖縱軸為酶反應(yīng)速度，橫軸為底物濃度，其中能正確表示酶量增加1倍時(shí)，底物濃度和反應(yīng)速度關(guān)系的是,B,6、下圖中，橫軸表示酶的反應(yīng)條件，縱軸表示酶的反應(yīng)速度，能正確反映溫度、pH、時(shí)間和底物濃度與酶反應(yīng)速度關(guān)系的是 ： A甲、乙、丙、丁 B甲、甲、丙、丁 C甲、丁、乙、丙 D甲、甲、乙、丁,D,,討論：為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？,將果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理，可以保證底物和酶在混合時(shí)的溫度是

15、相同的，避免了果泥和果膠酶混合時(shí)影響混合物的溫度，從而影響果膠酶活性的問(wèn)題,在探究溫度的影響時(shí)，是否需要設(shè)置對(duì)照？如果需要，又應(yīng)該如何設(shè)置？為什么？,需要設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，不同的溫度梯度之間就可以作為對(duì)照，這種對(duì)照稱為相互對(duì)照。,該實(shí)驗(yàn)中，哪個(gè)因素作為自變量？控制哪些因素不變？為什么要作這樣的處理？,溫度作為變量。 控制不變的量有：蘋果泥的用量、果膠酶的用量和濃度、水浴的時(shí)間、反應(yīng)的時(shí)間、混合物的PH和過(guò)濾的時(shí)間等。 只有保證一個(gè)自變量，結(jié)果才能說(shuō)明問(wèn)題,想一想，為什么能夠通過(guò)測(cè)定濾出的蘋果汁的體積大小來(lái)判斷果膠酶活性的高低？,果膠酶將果膠分解為小分子物質(zhì)，小分子物質(zhì)可以通過(guò)濾紙，因此蘋果汁的體積大小反應(yīng)了果膠酶的催化分解果膠的能力。在不同的溫度下，果膠酶的活性越大，蘋果汁的體積就越大。,能夠確保酶的反應(yīng)環(huán)境從一開(kāi)始達(dá)到實(shí)驗(yàn)預(yù)設(shè)的pH（或“方法一的操作會(huì)在達(dá)到預(yù)定pH之前就發(fā)生了酶的催化反應(yīng)”）,