【师说】15-16高中生物(人教)选修1课件：4.1果胶酶在果汁生产中的作用

2．探究二：果胶酶的最适用量 (1)果胶酶的用量梯度：1～9 mg。 (2)自变量及其控制：实验的自变量是果胶酶的用量，控制自变 量的方法是配成等体积不同浓度的果胶酶溶液。 (3)因变量及其检测：因变量是分解果胶的速度，检测因变量的 方法是测定相同时间内果汁的产出量。
激趣应用2 ——如何确定实验的自变量、因变量？ 一个实验总有研究的中心问题，该问题常以实验题目或实验目的 的形式出现。确定自变量和因变量时，可以通过分析实验题目或实验 目的先确定一个因果关系，“因”便为自变量，“果”便为因变量。 检测指标是因变量所表现出来的一种可以检测的形式，例如颜色变 化、气味变化、体长的增加、体重的增加等。 (1)请分析实验题目“温度对果胶酶活性影响的探究”，确定自 变量、因变量和检测指标。 (2)在果胶酶的最适用量探究实验中，无关变量是什么？
3．下列关于果胶酶的叙述正确的是( ) A．果胶酶特指分解果胶的一种酶 B．果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸 C．植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶 D．组成果胶酶的基本单位是氨基酸或核苷酸
【解析】 果胶酶含有半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶， 故AB均错；植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶，故C正确； 果胶酶的化学本质是蛋白质，其组成单位是氨基酸，故D错。 【答案】 C
特 别 提 醒 纤维素酶和果胶酶 纤维素酶和果胶酶不是一种酶而是一类酶的总称。
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典例精析 2015· 广元实验中学期中 下列关于果胶酶说法正确的是 ) 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蛋白质或RNA
激趣应用1 ——细胞壁有哪些成分？ 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。进行植物细胞融合实验 时，常需要去除细胞壁，而保留其他的细胞结构，你能设计一种科学 的方法达到这一目的吗？请进行适当的解释。
提示： 在温和的条件下，用纤维素酶或果胶酶处理植物细胞即可。因为 纤维素酶或果胶酶具有专一性，通过专一性地分解纤维素或果胶，就 能达到瓦解细胞壁而不破坏其他细胞结构的目的。
5．某生物课外活动小组发现，新鲜水果比放置一段时间的水果 硬。他们根据所学知识，认为可能的原因是放置一段时间的水果果胶 酶含量高，而果胶酶能将细胞壁分解，使水果细胞相互分离，导致水 果变软。为探究上述假设是否正确，他们进行了如下探究： 实验原理： ____________________________________________________________ 实验原理：果胶酶能将胞间层的果胶分解，使细胞分散，水果变软 ____________。 实验假设： 实验假设：放置一段时间的水果果胶酶含量高 ____________________________________________________________ ____________。
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．酶活性高低的表示：用在一定条件下，酶所催化的某一化学 反应的速度来表示。酶反应速度用单位时间内、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：温度、pH和酶的抑制剂等。
三、果胶酶的用量 1．控制酶用量的目的 (1)使果胶酶得到充分的利用； (2)节约成本。 2．用量多少的探究 对于一定量的苹果泥需要多少果胶酶最合适。
纤 维 素 酶 果 胶 酶来自2.纤维素酶与果胶酶 组成 作用 应用 纤维素在C1酶、CX酶的作 C1酶、CX 利用秸秆等废弃物生产 用下分解生成纤维二糖， 酶、葡萄糖 酒精，用纤维素酶处理 再在葡萄糖苷酶的作用下 苷酶 服装面料使之变得柔软 将纤维二糖分解为葡萄糖 解决果汁生产存在的果 多聚半乳糖 肉出汁率低，耗时长和 醛酸酶、果 将不溶性的果胶分解为可 榨取果汁浑浊、黏度 胶分解酶、 溶性的半乳糖醛酸 高、易发生沉淀几个问 果胶酯酶等 题
2．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混合时的温度是相同 的，避免了苹果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶 酶活性的问题。 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。
典例精析 2015· 吉林一中质检 如图为某同学探究温度对果胶酶活 性的影响的实验操作流程图，下列叙述错误的是( ) A．底物为苹果泥，酶液为果胶酶溶液 B．底物与酶混合前的同温处理可以取消 C．实验的自变量为底物与酶混合后的温度 D．检测的是果汁的体积或果汁的澄清度
4 新思维· 随堂自测 1.在果胶酶处理果泥时，为了使果胶酶能够充分地催化反应，应 采取的措施是 ( ) A．加大苹果泥用量 B．加大果胶酶用量 C．进一步提高温度 D．用玻璃棒进行搅拌
【解析】 在果胶酶处理果泥时，为了使果胶酶能够充分地催化 反应，应使酶与果泥充分混合，可用玻璃棒进行搅拌，以提高酶与底 物的接触面积，A、B、C三项均错误，D项正确。 【答案】 D
【解析】 果胶酶可将果胶分解为半乳糖醛酸，纤维素酶和果胶 酶可分解植物细胞壁，植物、霉菌、酵母菌和细菌均可能产生果胶 酶。 【答案】 C
知识点二 探究温度和pH对酶活性的影响及探究果胶酶用量的 两个实验的注意事项 细解教材 1．在探究温度或pH的影响时，需要设置对照实验，不同的温度 梯度之间或不同的pH梯度之间就可以作为对照，这种对照称为相互 对照。如果将温度或pH作为变量，控制不变的量应有苹果泥的用 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。
4．果胶酶在果汁生产中具有重要作用，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： 实验方法：如图1中所示的顺序进行操作。
图1
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2 中曲线甲所示。
图2
(1)图2中的纵坐标还可用苹果汁的体积 __________来表示。 (2)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在同一位置的原因是 同一种酶的最适温度是一定的，不会因酶的浓度、底物的量等不同 ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ 而改变 ________________。
(3)假设图2中自变量为酶的浓度，请画出苹果汁澄清度的变化曲 线，并且用A点标出酶的最适用量。
【答案】 (3)如图
【解析】 (1)苹果汁体积、苹果汁澄清度都可以是果胶酶活性 的检测指标。(3)随酶浓度的增加果胶酶分子的总催化活性(用苹果汁 澄清度来表示)增强直至达到最大值，酶活性开始达到最大值时对应 的酶浓度即为酶的最适用量。
提示：(1)通过分析实验题目确定的因果关系是“温度影响果胶 酶的活性”，“温度变化”为自变量，“果胶酶的活性高低”为因变 量，“果汁的产出量或生成速度”可作为检测指标。 (2)温度、pH以及酶催化反应的时间、苹果泥的用量等都是无关 变量。
3 新课堂· 互动探究 知识点一 纤维素和果胶、纤维素酶和果胶酶的比较 细解教材 1．纤维素与果胶 相同点 不同点 组成的基本单位：葡萄糖； 纤维素 都是高分子化合物；都不溶于 分解所需的酶：纤维素酶 水；都参与细胞壁的组成 组成的基本单位：半乳糖醛 果胶 酸；分解所需的酶：果胶酶
1 新情境· 激趣引航 果胶酶是指分解果胶质的多种酶的总称，广泛存在于高等植物和 微生物中，通常动物细胞不能合成这类酶。果胶酶在食品工业中应用 十分广泛，例如北朝鲜果胶酶应用于果汁加工有利于提高果汁产量， 促进沉淀物分离，从而使果汁澄清，在桔子罐头加工中，采用果胶酶 脱桔子囊衣比用酸碱法好，优点是能减轻对罐壁的腐蚀，利于贮存。
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新课堂· 互动探究 学习目标
1.简述果胶酶的作用。 2.检测果胶酶的活性。 3.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。
新知预习 一、果胶酶的作用 1．果胶 (1)功能：是植物细胞壁及胞间层的主要成分之一。 (2)组成：由半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物。 (3)对果汁加工的影响：影响出汁率，且使果汁浑浊。 2．果胶酶 (1)化学本质：蛋白质。 (2)作用：将果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸。 (3)组成：分解果胶的一类酶的统称，包括多聚半乳糖醛酸酶、 果胶分解酶和果胶酯酶等。
四、实验设计 1．探究一：温度和pH对果胶酶的活性的影响 (1)温度梯度(或pH梯度)的确定：30～70℃(或pH5～9)。 (2)自变量及其控制：实验的自变量为温度(或pH)，控制自变量的 方法是利用恒温水浴锅保温(或滴加酸、碱等)。 (3)因变量及其检测：实验的因变量是酶的活性，检测因变量的 方法是测定相同时间内果汁的产出量或澄清度，也可以测定相同产出 量或澄清度所用的时间。
实验方法步骤： (1)分别将等量的去皮后的新鲜苹果和放置一段时间的苹果切成 小块，放在榨汁机中，制成果泥。 (2)分别用滤纸或5层纱布过滤，收集滤液(条件相同)。 观察比较滤液的体积和澄清度 (3)_____________________________________________________ ___________________。 (4)结论： 放置一段时间的水果果胶酶含量比新鲜水果高 ____________________________________________________________ ____________。 (5)根据此实验，能否得出水果放置时间越长，营养价值越高的 结果？为什么？ 不能。因为水果放置时间过久，维生素C损耗多 ________________________________________________________ ________________。
【解析】 探究温度对酶活性的影响的实验步骤：取10支试管， 5支中放入等量的苹果泥，另5支中放入等量果胶酶；将苹果泥和果胶 酶的试管分别放在5个温度梯度进行保温；一段时间后，再将酶加入 对应温度下的苹果泥中；观察试管中浑浊程度的变化情况或果汁的澄 清度。 【答案】 B