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1、L/O/G/O专题专题专题专题4 4 酶的研究与应用酶的研究与应用酶的研究与应用酶的研究与应用课题课题1 果胶酶在果汁生产中的作用果胶酶在果汁生产中的作用制作果汁制作果汁制作果汁制作果汁出出出出现现现现的的的的问题问题问题问题果肉出汁率低，耗时长果肉出汁率低，耗时长果肉出汁率低，耗时长果肉出汁率低，耗时长榨取的果汁浑浊、黏度高、容易沉淀榨取的果汁浑浊、黏度高、容易沉淀榨取的果汁浑浊、黏度高、容易沉淀榨取的果汁浑浊、黏度高、容易沉淀（一）认识果胶（一）认识果胶一一.基础知识基础知识果胶果胶果胶：果胶：是由是由半乳糖醛酸半乳糖醛酸聚合而成的一种聚合而成的一种高分子高分子化合物化合物，不溶于水。，不
2、溶于水。植物植物细胞壁及胞壁及细胞之胞之间胞胞间层的成分示意的成分示意图（二）果胶酶（二）果胶酶成分：成分：是分解果胶的一类酶的总称，包括是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等等 果胶果胶(不溶于水）不溶于水）不溶于水）不溶于水）半乳糖醛酸半乳糖醛酸 （可溶于水）（可溶于水）（可溶于水）（可溶于水）果胶酶果胶酶（复合酶）（复合酶）（复合酶）（复合酶）作用：作用：分解果胶，瓦解细胞壁和胞间层，使榨分解果胶，瓦解细胞壁和胞间层，使榨取果汁更容易；取果汁更容易；果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，使浑果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，使浑浊
3、的果汁变得澄清。浊的果汁变得澄清。补充资料补充资料某果胶酶制剂的说明书某果胶酶制剂的说明书本品为果胶甲酯酶、果胶裂解本品为果胶甲酯酶、果胶裂解酶、聚半乳糖醛酶的复合物。酶、聚半乳糖醛酶的复合物。浅黄色粉末，无结块，易溶于浅黄色粉末，无结块，易溶于水。可分别对果胶质起解脂作水。可分别对果胶质起解脂作用，产生甲醇和果胶酶。作用用，产生甲醇和果胶酶。作用温度温度1060C，最适温度，最适温度4550C。作用。作用pH3.06.0，最适最适pH为为3.5。Fe2+、Cu2+、Zn2+、Sn2+对此酶有抑制作用。对此酶有抑制作用。液体果胶酶制剂为棕褐色，允液体果胶酶制剂为棕褐色，允许微混或少许凝聚物。许
4、微混或少许凝聚物。酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力。酶的活性：指酶催化一定化学反应的能力。酶的特点：高效性、专一性、适宜的条件酶的特点：高效性、专一性、适宜的条件 影响酶活性的因素：影响酶活性的因素：温度温度 pHpH酶的抑制剂酶的抑制剂（三）（三）影响酶活性的因素影响酶活性的因素2.2.酶催化能力高低的衡量标准酶催化能力高低的衡量标准 在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的在一定的条件下，酶所催化的某一化学反应的反应速度反应速度来表示。来表示。3.3.影响酶活性的因素：影响酶活性的因素：温度温度 pHpH酶的抑制剂：酶的抑制剂：1.1.酶的本质酶的本质 蛋白质（大多数）或蛋白质（大多数
5、）或RNARNA；酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物酶反应速度用单位时间内、单位体积中反应物的的减少量减少量或产物的或产物的增加量增加量来表示。来表示。二二.实验设计实验设计（一）探究（一）探究温度温度对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响1.1.实验原理实验原理：果胶酶的活性受温度影响。：果胶酶的活性受温度影响。处于处于最适温度最适温度时，活性最高。果肉的出汁时，活性最高。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比。正比。制制果果泥泥恒恒温温保保温温果果胶胶酶酶和和苹苹果果泥泥混混合合过过滤滤果果汁汁2.2.实验方案实验方案确定温确定温度梯度度
6、梯度记记录录果果汁汁量量搅拌器搅拌制成苹搅拌器搅拌制成苹果泥，各取果泥，各取5 mL分分装入装入4支试管支试管果胶酶各取果胶酶各取2mL分分装入装入4支试管支试管各取一支分各取一支分4组分别放入组分别放入20、30、40、50的烧杯中恒温加热的烧杯中恒温加热待试管内温度稳定后，将果胶酶待试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内加入相同温度的苹果泥内恒温保持恒温保持10分钟分钟过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格实验温实验温度度（）15 30 4560果汁量果汁量（mL）等量的控制（果泥、果胶酶的量）等量的控制（果泥、果胶酶的量）等时间的控制（反应
7、时间、过滤时间）等时间的控制（反应时间、过滤时间）恒温的控制（不同反应物的预热恒温的控制（不同反应物的预热 水浴、水浴、反应物的混合搅拌等）反应物的混合搅拌等）此实验，哪个因素是自变量？哪个是因此实验，哪个因素是自变量？哪个是因变量？哪些是无关变量？变量？哪些是无关变量？自变量自变量：温度：温度 因变量因变量：果汁量：果汁量 无关变量实验原则实验原则：单一变量原则：单一变量原则 对照的原则对照的原则 等量原则等量原则（二）探究（二）探究pH对果胶酶活性的影响对果胶酶活性的影响想一想想一想 为什么在混合果泥和果胶酶之前，要将果为什么在混合果泥和果胶酶之前，要将果为什么在混合果泥和果胶酶之前，要将
8、果为什么在混合果泥和果胶酶之前，要将果为什么在混合果泥和果胶酶之前，要将果为什么在混合果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的可以保证底物和酶在混合时的温度是相同的避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，避免了果泥和果胶酶混合时影
9、响混合物的温度，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶的活性从而影响果胶酶的活性从而影响果胶酶的活性从而影响果胶酶的活性 在在“探究果胶酶催化果胶水解的适宜探究果胶酶催化果胶水解的适宜pHpH”的课题过程中遇到问题。的课题过程中遇到问题。lA A同学：用获得苹果汁的体积来判断果胶酶同学：用获得苹果汁的体积来判断果胶酶的活性；的活性；lB B同学：通过比较果汁的澄清度来判断果胶同学：通过比较果汁的澄清度来判断果胶酶的活性。酶的活性。资料分析资料分析P44请问请问A同学所用的方法，原理是什么？同学所用的方法，原理是什么？请问请问B同学的方法可行吗？并说明理由？同学的方法可行吗？并
10、说明理由？果胶酶将果胶分解为小分子物质，小果胶酶将果胶分解为小分子物质，小分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁体分子物质可以通过滤纸，因此苹果汁体积的大小反映了果胶酶活性的大小。积的大小反映了果胶酶活性的大小。画一画画一画温度、温度、pH是如何影响果胶酶的活性的？请将是如何影响果胶酶的活性的？请将你的实验数据转换成曲线图，与同学交流。你的实验数据转换成曲线图，与同学交流。温度温度/pH0体积体积（mL）画一画画一画温度、温度、pH是如何影响果胶酶的活性的？请将是如何影响果胶酶的活性的？请将你的实验数据转换成曲线图，与同学交流。你的实验数据转换成曲线图，与同学交流。温度温度0体积体积（mL）pH0体
11、积体积（mL）（三）探究果胶酶的用量（三）探究果胶酶的用量1.1.实验原理实验原理：在一定的条件下，随着酶浓度的增加，果汁的体积增加；当酶浓度达到某一数值后，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。自变量：自变量：自变量：自变量：果胶酶的量果胶酶的量果胶酶的量果胶酶的量因变量：因变量：因变量：因变量：果汁的体积果汁的体积果汁的体积果汁的体积思考：该实验中，如何设置酶用量的梯度？思考：该实验中，如何设置酶用量的梯度？不同浓度的果胶酶溶液不同浓度的果胶酶溶液 同一浓度不同体积的果胶酶溶液同一浓度不同体积的果胶酶溶液 无关变量：无关变量：无关变量：无关变量：T T、pHpH、酶催化
12、的时间、酶催化的时间、酶催化的时间、酶催化的时间、果泥的量等果泥的量等果泥的量等果泥的量等2.2.实验操作：实验操作：（1 1）配制不同浓度的果胶酶溶液）配制不同浓度的果胶酶溶液准确称取纯的果胶酶准确称取纯的果胶酶1mg1mg、2mg2mg、3mg3mg、4mg 4mg、5mg5mg、6mg6mg、7mg7mg、8mg8mg、9mg9mg，配制成相等体积的水溶液，配制成相等体积的水溶液，取等量放入取等量放入9 9支试管中，并编号支试管中，并编号1 19 9。（2 2）制备水果泥）制备水果泥 搅拌器搅拌制成苹果泥，等量装入搅拌器搅拌制成苹果泥，等量装入9 9支试管中，并编号支试管中，并编号1 1
13、9 9。（3 3）将上述试管放入恒温水浴加热一段时间。）将上述试管放入恒温水浴加热一段时间。（4 4）将不同浓度的果胶酶分别与各试管的苹果）将不同浓度的果胶酶分别与各试管的苹果泥混合，然后再放入恒温水箱中。泥混合，然后再放入恒温水箱中。（5 5）恒温水浴约）恒温水浴约2020分钟分钟（6 6）过滤后测量果汁的体积）过滤后测量果汁的体积知识拓展知识拓展榨出果汁量与果胶酶用量的关系（或反应速榨出果汁量与果胶酶用量的关系（或反应速率与酶用量的关系）率与酶用量的关系）酶的用量酶的用量0体积体积（mL）课堂演练课堂演练1.果胶是植物组织的组成成分之一，它主要存在果胶是植物组织的组成成分之一，它主要存在于
14、植物组织的哪一部分（于植物组织的哪一部分（）A.细胞核细胞核 B.细胞质细胞质 C.细胞间隙细胞间隙 D.细胞壁及胞间层细胞壁及胞间层D2.下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A.果胶酶只存在于植物果实中果胶酶只存在于植物果实中 B.加热能使果胶酶活性增强加热能使果胶酶活性增强 C.果胶酶广泛存在于高等植物和微生物中果胶酶广泛存在于高等植物和微生物中 D.果胶酶能分解果胶和纤维素果胶酶能分解果胶和纤维素C 右图曲线表示温度和果胶酶右图曲线表示温度和果胶酶活性之间的关系，此曲线不能活性之间的关系，此曲线不能说明的是说明的是()A.在在B点之前，果点之前，果胶酶的活性和温度成正比；之后，成的活性和温度成正比；之后，成反比；反比；B.当温度到达当温度到达B点时，果胶酶的活性最高；点时，果胶酶的活性最高；C.A点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，酶的点时，果胶酶的活性很低，但随着温度升高，酶的活性也加以上升；活性也加以上升；D.C点时，果胶酶的活性很低，但随着温度降低，酶的点时，果胶酶的活性很低，但随着温度降低，酶的活性也可以恢复上升。活性也可以恢复上升。D课堂演练课堂演练L/O/G/OThank You!