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专题4 酶的研究与应用
课题 1 果胶酶在果汁生产中的应用
1、酶的概念
回顾“酶”
酶是活细胞所产生的具有生物催化作用的一类特殊的有机物；
蛋白质（大多数）或RNA；　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　基本组成单位：氨基酸或核糖核苷酸
酶能降低化学反应的活化能，从而使反应能够迅速的进行。在各种化学反应中起催化作用
2、酶的本质
3、酶的功能　
4、酶的特性
（1）高效性
（2）专一性
（3）需要适宜的条件
学习目标
1.掌握果胶酶的作用和类型
2.理解影响果胶酶活性的因素
学生自学
自学课本P42—P43上半部分，思考这部分讲了哪些知识点，哪些是重点，并标出疑惑点
自学指导一（4分钟）
根据P42果胶酶的作用完成下列问题：
1.制作果汁要解决哪两个问题？怎么解决？
2.什么结构中含有果胶？果胶的单体是什么？
3.果胶酶在果汁中的作用是什么？
4.果胶酶有哪些类型？
5.在植物细胞工程中果胶酶的作用是什么？
一.果肉的出汁率低,耗时长．
二．榨取的果汁浑浊，黏度高，
易发生沉淀．
制作果汁要解决两个问题
怎样解决？
使用
果胶酶
课题背景
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。
思考：
要破坏植物的细胞壁，你有什么方法？
结果一样吗？
　　　　一、果胶酶的作用
植物细胞壁的结构示意图
2、果胶对果汁制作的影响：
　　果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等。
果胶酶
果胶 　　　　半乳糖醛酸
影响果汁的出汁率，还会使果汁浑浊。
3、果胶酶：
4、果胶酶在果汁制作中的作用
① 分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层；提高水果的出汁率
②使果胶水解为半乳糖醛酸，并使果汁变得澄清。
1、果胶
加
果
胶
酶
自学指导二（3分钟）
根据P42下半部分至P43上半部分完成下列问题：
1.酶的活性指什么？
2.酶活性的高低如何表示？
3.影响酶活性的因素有哪些？
4.我们如何获得果胶酶的最高活性？
1、酶的活性
2、酶催化能力高低的衡量标准
指酶催化一定化学反应的能力。
在一定的条件下，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。
二、酶的活性与影响酶活性的因素
3、影响酶活性的因素：
①温度
② pH：
③酶的抑制剂：
酶活性受pH值影响的示意图
影响酶活性的因素
（1）温度对酶活性的影响
酶活性受pH值影响的示意图
在最适温度、最适pH条件下，酶的活性最高。
温度、pH的偏高或偏低，酶的活性会明显降低。
（2）pH 对酶活性的影响
（3）酶的抑制剂:
Fe3＋、Ca2＋、Zn2＋等金属离子对果胶酶有抑制作用。
A、温度对酶的影响
　　在较低温度时，随着温度的升高，酶的活性也逐渐提高，达到最适温度时，酶的催化能力最高，但高于最适温度后，酶的催化能力迅速下降，最后完全失去催化能力。
3、影响酶活性的因素：①温度② pH ③酶的抑制剂
B、果胶酶的最适温度
　　果胶酶的最适温度为45～500C。
C、讨论：高温使酶的活性丧失后，酶的活性可否恢复？为什么？
　　不能恢复，因高温破坏了酶的分子结构，高温对酶造成不可逆的破坏。但低温使酶的活性被抑制后，缓慢恢复其温度活性仍可恢复。
A、 pH对酶的影响
酶的催化能力的发挥有一个最适pH ，在低于最适pH时，随着pH的升高，酶的催化能力也相应升高，高于最适pH时，随着pH的升高，酶的活性逐渐下降，pH过高或过低会使蛋白质变性，当蛋白质变性后，酶也就完全丧失了活性。
3、影响酶活性的因素：①温度② pH ③酶的抑制剂
B、果胶酶的最适pH
果胶酶的最适pH范围为3.0～6.0。
③酶的抑制剂：
Fe3＋、Ca2＋、Zn2＋等金属离子对果胶酶有抑制作用。
3、影响酶活性的因素：①温度② pH ③酶的抑制剂
1、酶的生产
①提取法：采用各种技术，直接从动物或微生物的细胞或组织中将酶提取出来（在原料充分的地区得以应用）。
②发酵法：通过微生物发酵来获得人们所需的酶（20世纪50年代以来生产酶的主要方法），如用曲霉、青霉等微生物发酵生产果胶酶。
三、果胶酶的用量
③化学合成法： 成本比较高，只能合成已知结构的酶。
2、控制酶的用量
为了果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的用量。
自学指导三（3分钟）
根据P43中间部分完成下列问题：
1.实验设计的2个基本原则是什么？
2.根据操作流程思考：
（1）你打算设置多少个温度值？
（2）你如何得到苹果泥？
（3）你怎样保证在任一温度装置中苹果泥和果胶酶及混合后温度的一至？
（4）你依据什么来判定果胶酶的活性大小的大小？
实验设计的2个基本原则：
1、对照原则
2、单一变量原则
探究温度对果胶酶活性的影响　　　　　
果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时，活性最高。高于或低于此值时活性均下降。果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶的活性大小成正比
1、实验原理
搅拌器搅拌制成苹果泥
均分装入
9支试管
果胶酶水溶液
等量
9支试管
将分别装有苹果泥和果胶酶的试管9组分别放入300C、350C、400C、450C、500C、550C、600C、650C和700C的恒温水箱中保温
试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内恒温保持10分钟
过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格
①
②
③
④
⑤
2、实验操作流程
⑥ 设计记录数据的表格
⑦ 结果分析与评价：
A、根据表中数据画曲线图；P45
B、据曲线说明温度是如何影响酶的活性的？
温度oC 30 35 40 45 50 55 60 65 70
果汁量/ml
将果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，避免了果泥和果胶酶混合时影响混合物的温度，从而影响果胶酶活性的问题。
问1：为什么在混合苹果泥和果胶酶之前，要将果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理？
工业生产果汁时，常常利用果胶酶破除果肉细胞壁以提高出果汁率，为研究温度对果胶酶活性的影响．某学生设计了如下实验：
温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80
出汁量/ml 8 13 15 25 15 12 11 10
①将果胶酶与苹果泥分装于不同试管，在10℃水浴中恒温处理10分钟（如图A）
②将步骤①处理后的果胶酶和苹果泥混合，再次在10℃水浴中恒温处理10分钟（如图B）
③将步骤②处理后的混合物过滤，收集滤液，测量果汁量(如图C.
④不同温度条件下重复以上实验步骤，并记录果汁量，结果如下表
根据上述实验，请分析回答下列问题：
（1）果胶酶能破除细胞壁，是因为果胶酶可以促进细胞壁中________的水解。
（2）实验结果表明，当温度为________时果汁量最多，此时果胶酶的活性________。当温度再升高时，果汁量降低，说明，___________________________________。
（3）实验步骤①的目的是：
_________________________________。
（4）为什么说果汁体积越大，酶的活性越高？
果胶
40℃
最高
温度升高，降低了酶的活性
使得酶与果泥处于同一温度条件下。
小结
1、分别用00C和1000C的温度处理某种酶后，酶都没有活性，但（ ）
A、经过00C处理的酶活性能够恢复
B、经过1000C处理的酶活性能够恢复
C、经过00C处理的酶的空间结构遭破坏
D、经过1000C处理的酶被水解成了氨基酸
A
当堂检测
2、将乳清蛋白、淀粉、胃蛋白酶、唾液淀粉酶和适量的水混合装入一个容器内，调整pH至2.0，保存于370C的水浴锅内。过一段时间后，容器内剩余的物质是（ ）
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、麦芽糖、胃蛋白酶、多肽、水
A
提示：
唾液淀粉酶最适pH＝6.8，其化学本质是蛋白质

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