选修一4.1果胶酶在果汁生产中的作用
4.1果胶酶在果汁生产中的作用
试管内温度稳定后，将果胶酶加入相同温度的苹果泥内 保证苹果泥和酶在混合时的温度是相同的。 混匀恒温保持10分钟 过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格
实验4： 探究温度对酶活性的影响
设计实验记录表格：
温度oC 果汁量 /ml
30 35 40 45 50 55 60 65 70
实验结果分析：
1.请绘制出温度对果胶酶活性影响的曲线并得出结论？
二、与酶相关的实验探究
1.探究某种酶的化学本质是否为蛋白质
2.验证酶的高效性 3.验证酶的专一性 4.探究温度对酶活性的影响 5.探究PH对酶活性的影响 6.探究果胶酶的最适用量
实验1： 探究某种酶的化学本质是否是蛋白质
实验试剂： 待测酶溶液、蛋白质样液、
双缩脲试剂A液、双缩脲试剂B液 自变量：是待测酶液和已知蛋白质溶液 实验变量： 因变量：是否出现紫色反应
请绘制出ph对果胶酶活性影响的曲线？并得出结论
υ/mmol. s-1
0
为了探究温度、pH对酶活性的影响,下列实验设计 合理的是( ) D
A. 实验(1) C. 实验(3)
B. 实验(2) D. 实验(4)
实验6： 探究果胶酶的用量
实验设计材料：（其他实验材料均满足实验要求） 苹果泥、果胶酶水溶液、 实验原理：
实验现象：
A试管生成砖红色沉淀说明淀粉被淀粉酶水解， B试管不生成砖红色沉淀说明蔗糖无法被淀粉酶水解，
实验结论： 酶具有专一性
实验3：
验证酶的专一性
实验设计材料：（其他实验材料均满足实验要求） 淀粉溶液、淀粉酶、蔗糖溶液、蔗糖酶、斐林试剂、碘液 实验目的： 实验方法： 同底不同酶 可不可以用斐 自变量： 不同的酶（淀粉酶和蔗糖酶） 林试剂代替碘 液？ 因变量： 淀粉是否被水解 检测因变量的方法： 加入碘液，是否出现蓝色 实验原理: 1、淀粉是非还原糖，水解后的产物为还原糖；
选修1-果胶酶在果汁生产中的作用_ppt
2、
1.有两次瞬间高温灭菌； 2.酶处理的时间相对较长； 3.有离心分离步骤和浓缩步骤。
3、探索果胶酶催化果胶水解的最适pH
方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥相混合，再把混合液 的pH分别调至4、5、6……、10。 方法二：分别将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥的pH调至4、5 、6……、10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹果泥相混合。 (1)请问哪种方法更为科学________________，并说明理由 ________________。 (2)实验步骤中也有玻璃棒搅拌的操作，其目的是使________，以减少 实验误差。 (3)如果用曲线图的方式记录实验结果，当横坐标表示pH，纵坐标表示 果汁体积。在图中选择一个最可能是实验结果的曲线_____________。
五、结果分析与评价
１．根据实验数据绘制出的温度和pH对 果胶酶活性影响的曲线图； ２．不同果胶酶用量对出汁量影响的曲 线图（在浓度和体积相同的条件下）； ３．果胶酶最适温度、pH以及果胶酶的 最适用量。
随堂练习:
1、如果实验数据转换成的曲线图无法判断果 胶酶的最适温度或PH，将如何改进？ 在适宜的温度(PH)范围内，减小温度 (PH)梯度差，重新实验
果汁量 (ml)
0
PH
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？ 将底物和酶分装在不同的试管中恒温处 理，目的是保证底物和酶在混合时的温度 是相同的。（避免了底物和酶混合时影响 混合物的温度，从而影响酶的活性）
2．在探究温度或pH对酶活性的影响时， 是否需要设置对照？如果需要，又应该如何 设置？为什么？
C.酶的抑制剂
３.果胶酶的用量
探究PH对酶活性的影响
高中生物 专题四 酶的研究与应用 课题1 果胶酶在果汁生产中的作用作业(含解析)新人教版选修1-新人
课题1 果胶酶在果汁生产中的作用一、选择题1．下列与酶的活性有关的说法不准确的是( A )A．酶的活性是由蛋白质结构决定的，不受外界条件的影响B．酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力C．酶的活性受温度、pH等因素的影响D．酶活性的高低与反应物浓度无关[解析]酶的活性是由蛋白质的结构决定的，不同酶的结构不同，活性也不同；同时酶的活性又受外界条件的影响，如温度、pH和酶的抑制剂等条件都会影响酶的活性；在其他条件不变时，一定X围内反应速度随底物浓度的增加而加快，当底物浓度达到一定限度时，反应速度不再变化，即反应速度大小与反应物浓度有关，但是酶活性高低与反应物浓度无关。
2．下列关于果胶酶的说法错误的是( C )A．果胶酶的活性是指一定量的果胶酶催化一定量的果胶进行化学反应的能力B．温度、pH和酶的抑制剂等条件会影响果胶酶的活性C．果胶酶能催化果胶分解，但不能提高水果的出汁率，只能使果汁变得澄清D．生产果汁时，为了使果胶酶得到充分的利用，节约成本，需要控制好酶的用量[解析]果胶酶不仅能使果汁变得澄清，而且还能提高水果的出汁率。
3．一般不作为果胶酶活性检测指标的是( D )A．等量的果泥产生等量的果汁所用的时间B．等量的果泥在相同时间内的出汁量C．等量的果泥在相同时间内的澄清度D．等量的果泥在相同时间内产生气泡的数量[解析]果胶酶把果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸，能使果汁变得澄清，也能提高出汁率，所以果汁的澄清度、出汁量以及果汁的产出时间都可作为果胶分解速率即果胶酶活性的检测指标。
果胶被果胶酶分解的过程中不产生气泡。
4．探究温度对果胶酶活性影响的实验中，得到如下实验结果。
据此分析不正确的是( C )温度30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 (℃)A．实验过程中应先将苹果泥和果胶酶分别调节到对应温度后再混合B．为了实验结果的科学性，各组混合处理时间和过滤果汁时间均应相同C．应在50～55 ℃之间设置更细温度梯度进行实验探究果胶酶的最适温度D．该实验结果表明高温能使果胶酶失活，但高温也可能促进果胶分解[解析]实验过程中应先将苹果泥和果胶酶分别调节到对应温度后再混合，A正确；为了实验结果的科学性和控制单一变量，各组混合处理时间和过滤果汁时间均应相同，B正确；实验中的温度梯度跨度较大，要想确定最适温度，需要设置更细温度梯度进行实验，分析数据，应该在45～55 ℃(或45～60 ℃)之间设置更细温度梯度进行实验探究果胶酶的最适温度，C 错误；高温可以使酶失活，由表格数据可以看出，高温也可能促进果胶分解，D正确。
果胶酶在果汁生产中的作用
果胶酶在果汁生产中的作用1. 引言果胶酶（pectinase）是一种在果汁生产过程中广泛使用的酶类。
果汁生产过程中的果胶物质，对果汁的质地和口感有着重要影响。
果胶酶能够降解果汁中的果胶化合物，促进果汁的流动性和澄清度。
本文将探讨果胶酶在果汁生产中的作用及其应用。
2. 果胶酶的分类和功能果胶酶是一类酶的总称，包括多种酶活性，如果胶甲基酯酶、果胶酶和多聚半乳糖酶等。
这些酶在果汁加工中发挥不同的作用。
2.1 果胶甲基酯酶果胶甲基酯酶能够催化果胶的去甲基化反应，将果胶中的甲基基团去除。
果胶甲基酯酶在果汁生产中的作用主要有两个方面：一方面，去甲基化反应能够使果胶分子解聚，改善果汁的流动性；另一方面，果胶甲基酯酶还能提高果汁的可溶性，增加果汁的浑浊度。
2.2 果胶酶果胶酶主要通过降解果胶分子，破坏果胶分子的结构，从而改变果汁的黏稠度和浊度。
果胶酶作用于多聚半乳糖酶和果胶蛋白酶，将它们分解为低聚物和单体，进一步降低果汁的黏稠度。
2.3 多聚半乳糖酶多聚半乳糖酶能够将高聚果胶分子分解为较小的低聚果胶，从而使果汁更易流动。
此外，多聚半乳糖酶还能够将果汁中的半乳糖醛酸盐转化为半乳糖，提高果汁中半乳糖的含量。
3. 果胶酶在果汁生产中的应用果胶酶在果汁生产中有着广泛的应用。
3.1 促进果汁澄清果汁中含有大量的果胶物质，导致果汁浑浊度较高。
加入果胶酶能够使果胶分子降解，改善果汁的澄清度。
果胶酶能够将果胶酶降解为较小的多聚半乳糖，使果汁中的固体颗粒减少，从而达到澄清果汁的效果。
3.2 提高果汁的流动性果汁中的果胶物质能够形成胶体结构，导致果汁的黏稠度较高。
果胶酶能够破坏果胶分子，从而改善果汁的流动性，使果汁更易于包装和运输。
3.3 改善口感果胶酶能够降解果汁中的果胶物质，使果汁口感更加顺滑和清爽。
经果胶酶处理后的果汁口感更加柔和，减少了果汁中的胶质感，提高了果汁的口感品质。
4. 质量控制和使用注意事项4.1 质量控制果胶酶的质量对果汁生产过程中的效果有着重要的影响。
高二生物同步课件：4-1 果胶酶在果汁生产中的作用(人教版选修I 42张)
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4．酶的用量
酶用量过多，会导致酶的 浪费 ；酶用量过少，会 限制 酶促反
应的速度。因此要得到适宜的酶用量，需通过设计实验进行探 究。 [思维激活1] 果胶酶的合成场所在哪里？果胶酶只存在于植物 细胞中吗？
提示
果胶酶的化学本质是蛋白质，其合成场所为核糖体，果
都发挥了最高效能后，反应物浓度再增加，反应速度也不增加， 这时受酶浓度影响 (2)最适温度 应据适宜温度范围确定间隔近
的温度梯度，重新实验
酶活性降低
(3)温度升高，酶活性升高
无催化反应
温度升高，
(5)果汁的量
(4)反应速度迅速增加
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[思维深化]自变量与因变量及其之间的关系 变量名称 含义 实例 关系
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3．探究果胶酶的用量
(1)实验原理
随着酶浓度的增加，过滤到的果汁体积也增加，说明酶的用量 不足；当酶的浓度增加到某个值后，再增加酶的用量，过滤到 的果汁的体积不再改变，说明酶的用量已经足够，那么，这个 值就是酶的最适用量。
C．50 ℃是该酶的最适温度
D．若温度从10 ℃升高到40 ℃，酶的活性将逐渐增强
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解析
温度影响酶的活性，果胶酶的最适温度在40～60 ℃之间，
4.1果胶酶在果汁生产中的作用(好)解析
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。 B、果胶酶的最适pH 果胶酶的最适pH范围为3.0～6.0。
实验设计
（1-2）探究pH对果胶酶活性的影响
果胶是植物细胞壁以及胞间层的主要成分之一。果胶酶能 够分解果胶，从而分解植物的细胞壁及胞间层。在果汁生 产中应用果胶酶可以提高果汁的澄清度。下面是某研究性 学习小组同学在“探究果胶酶催化果胶水解的适宜pH”的 课题过程中遇到的问题。 （1）本课题实验步骤中，在完成“烧杯中分别加入苹 果泥（假定pH的改变对苹果泥成分无影响），试管中分别 注入果胶酶溶液、编号、编组”之后，有下面两种操作： 方法一：将试管中的果胶酶溶液和烧杯中的苹果泥 相混合，再把混合液的pH分别调至4、5、6……10。 方法二：将试管中果胶酶溶液和烧杯中苹果泥的 pH 分别调到4、5、6……10，再把pH相等的果胶酶溶液和苹 果泥相混合。 请问哪一种方法更为科学，并说明理由？
提示：A同学将温度或pH作为变量，控制不变的量有 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。B同学对于变量的处理应该与A同学相同，只是观察因 变量的角度不同
实验设计
（1-2）探究pH对果胶酶活性的影响
4想一想: 为什么能够通过测定滤出的苹果汁的体积大 小来判断果胶酶活性的高低？
③酶的抑制剂：
基础知识
（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 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。 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。
果胶酶在果汁生产中的作用
果胶酶在果汁生产中的作用概述果胶酶是一种常见的酶类，广泛应用于果汁生产中。
它在果汁生产过程中起着重要的作用，能够有效地改善果汁的质量和口感。
本文将详细介绍果胶酶在果汁生产中的作用及其基本原理。
1. 果胶酶的定义和分类果胶酶是一种水解果胶的酶类，它能够将果胶分子中的糖苷键断裂，使果胶分子降解为较小的果胶片段。
根据作用方式的不同，果胶酶可以分为内切酶和外切酶两类。
内切酶主要作用于果胶分子内部的糖苷键，将果胶分子切割为较短的片段；外切酶则作用于果胶分子的末端，将果胶分子逐渐切割为单糖。
2. 果胶酶在果汁生产中的作用果胶酶在果汁生产中有多方面的作用，包括果胶降解、澄清、增浓等。
下面将详细介绍这些作用：2.1 果胶降解果胶酶能够将果胶分子降解为较小的片段，从而使果汁的黏稠度降低，增加果汁的流动性。
这对于果汁的过滤、输送和包装都非常重要。
果胶降解还会使果汁的颜色变浅，使果汁具有更好的透明度。
2.2 澄清果胶酶在果汁生产中还有澄清的作用。
果汁中常常含有悬浮的果胶颗粒和杂质，这些杂质会影响果汁的质量和口感。
果胶酶能够降解果胶颗粒和杂质，使果汁变得清澈透明。
2.3 增浓果胶酶还可以用于果汁的增浓过程中。
在果汁的浓缩过程中，果胶会形成胶状物质，降低果汁的浓缩效果。
果胶酶可以有效地降解这些胶状物质，提高果汁的浓缩效果。
3. 果胶酶的应用方法果胶酶可以通过多种方式应用于果汁生产中。
常见的应用方法包括：3.1 预处理在果汁生产过程中，可以在果汁的预处理阶段添加果胶酶。
果胶酶会与果汁中的果胶分子发生作用，降解果胶，从而改善果汁的质量和口感。
3.2 澄清剂果胶酶也可以作为澄清剂添加到果汁中。
在澄清阶段，果胶酶能够有效地降解果汁中的果胶颗粒和杂质，使果汁澄清透明。
3.3 浓缩剂在果汁浓缩过程中，可以使用果胶酶作为浓缩剂。
果胶酶能够降解果汁中的胶状物质，提高果汁的浓缩效果。
4. 注意事项在果汁生产中使用果胶酶时，需要注意以下事项：4.1 温度果胶酶的活性受到温度的影响。
4.1 果胶酶在果汁生产中的作用-人教版高中生物选修一练习
4.1 果胶酶在果汁生产中的作用学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题（本大题共25小题，共50.0分）1.果汁生产中果胶酶能提高果汁出汁率和澄清度。
为了节约成本，某工程人员在适宜的温度和pH下，利用苹果汁和一定浓度的果胶酶溶液探究果胶酶的最适用量，实验结果如图。
对实验失误可能的原因分析及改进方法都合理的是( )A. 酶促反应时间不合理；延长反应时间B. 苹果汁的用量不合理；减少用量C. 果胶酶用量不合理；减少用量D. 果胶酶体积梯度不合理；增大体积梯度2.在果汁生产中使用果胶酶的根本作用是( )A. 提高水果的出汁率并使果汁变得澄清B. 使大分子物质分解为小分子有机物便于人体吸收C. 解决人体不能利用纤维素的问题D. 进一步提高水果的营养价值3.下列关于探究果胶酶在果汁生产中作用的操作，错误的是A. 用体积分数为0.1%的NaOH 溶液和盐酸进行pH 调节B. 为了使果胶酶能充分发挥作用，应用玻璃棒不时地搅拌反应混合物C. 制作苹果泥时，可先将苹果切成小块放入榨汁机中D. 用橙子做本课题实验，应去掉橙皮4.果胶酶在果汁生产中发挥了重要作用，下列说法正确的是( )A. 果胶酶只存在于植物中B. 果胶酶易溶于水C. 果胶酶和纤维素酶均能分解果胶D. 果胶酶和纤维素酶一起使用可以除去植物细胞壁5.下图是根据果胶酶在果汁生产中的作用的系列实验结果得出的坐标曲线。
有关说法正确的是（）A. 图甲表示温度对果胶酶活性的影响，高温使得果胶酶结构被破坏B. 图乙只能表示pH对果胶酶活性的影响，最适pH通常为碱性条件C. 图丙可表示苹果泥中加入果胶酶后得到的果汁量随时间变化情况D. 图丁可表示苹果泥用量一定时，果胶酶用量对果汁产量的影响6..果汁生产中果胶酶能提高出汁率和澄清度。
为了节约成本，某工作人员在适宜的温度和pH 下，利用苹果汁和一定浓度的果胶酶溶液探究果胶酶的最适用量，实验结果如下图。
《果胶酶在果汁生产中的作用》
《果胶酶在果汁生产中的作用》首先，果胶酶能分解果胶，改善果汁的质地和口感。
果胶是一种复杂的多糖，其存在于植物细胞的细胞壁中，能够形成胶状物质。
在果汁生产中，果胶会导致果汁的粘稠度增加，口感变差。
而果胶酶能够分解果胶，将其转化为简单的糖类，从而降低果汁的粘稠度，使其更加流畅和顺滑。
这样消费者在饮用果汁时能够更好地感受到果汁的口感，增加其食欲和满足感。
其次，果胶酶还能提高果汁的营养价值。
果胶酶能将果胶分解成果胶多糖和果胶酸。
果胶多糖是一种具有保湿性和黏附性的物质，能够吸附和锁住水分，从而保持果汁的水分和鲜度。
而果胶酸则具有很高的抗氧化性，能够帮助人体排除自由基，减少氧化伤害。
因此，果胶酶在果汁生产中的应用，能够提高果汁的保湿性、抗氧化性和营养价值，使其成为一种更为健康的饮品。
此外，果胶酶还能提高果汁的溶解度。
果胶是一种难溶于水的物质，常常在果汁中以团聚或沉淀的形式存在，影响果汁的质量和口感。
而果胶酶能够分解果胶，将其转化为可溶性的果胶酸，从而提高果汁的溶解度和透明度，使果汁更加清澈和透明。
这样不仅能够提高果汁的整体品质，同时也能方便消费者观察和选择果汁的质量和口感。
此外，果胶酶还能增加果汁的稳定性和储存期。
果胶酶能够使果汁中的果胶酸形成稳定的络合物，从而减少果汁的酸性，防止果胶析出和沉淀。
在果汁生产中添加果胶酶，能够提高果汁的稳定性，延长其储存期，减少果汁在生产和运输过程中的质量损失。
综上所述，果胶酶在果汁生产中发挥着非常重要的作用。
它能够分解果胶，改善果汁的质地和口感；提高果汁的营养价值和溶解度；增加果汁的稳定性和储存期。
因此，在果汁生产中合理应用果胶酶，能够提高果汁的品质和价值，满足消费者的需求，推动果汁行业的发展。
果胶酶在果汁生产中的应用
果胶酶在果汁生产中的应用1. 简介果胶酶是一种酶类，主要用于果汁生产过程中的果胶降解。
果胶是一种天然的多糖，存在于植物细胞壁中，具有黏性和胶状的特点。
果汁中含有的果胶可影响其质地和口感，因此在果汁生产中需要使用果胶酶来降解果胶，改善果汁的口感和品质。
2. 果胶酶的作用果胶酶主要通过水解果胶的β-1,4-连接来降解果胶，将其分解成较小的果胶片段。
这种果胶片段具有较低的黏性，可以降低果汁的黏性和浑浊度，使果汁更加清澈透明。
此外，果胶酶还能使果汁中的果胶溶解程度增加，提高果胶的可溶性和稳定性。
3. 果胶酶的应用3.1 果汁澄清与透明度改善果汁中的果胶是使果汁浑浊的主要因素之一。
在果汁生产过程中添加果胶酶，能够有效降解果汁中的果胶，改善果汁的澄清度和透明度。
果胶酶可以切断果胶分子的连接，并将其分解成较小的片段，使果汁中的果胶减少，达到澄清果汁的效果。
3.2 口感改善果胶在果汁中具有一定的黏性和粘稠感，使果汁口感较为浓稠。
添加果胶酶后，果胶被降解成较小的片段，果汁中的黏性减弱，口感变得更加清爽和轻盈。
特别是对于某些浓稠果汁，如浆果汁、鲜榨果汁等，添加果胶酶可以使果汁更加易于饮用和消化。
3.3 流变性的改变果汁的流变性是指其在流动过程中的流动特性。
果胶酶的添加可以改变果汁的流变性，使之更加流畅。
果胶酶可以降解果胶颗粒，并改变果汁中物质的粘滞度，使果汁具有更好的流动性。
这对于果汁的灌装、包装和输送等生产过程具有重要意义。
4. 果胶酶的使用方法果胶酶的使用方法和条件可以根据具体的果汁生产过程进行调整，下面是一般的使用方法：1.注入量：通常在果汁中添加果胶酶的量为每1000升果汁添加果胶酶200-500克。
2.温度：果胶酶在40-60°C的温度范围内，具有较好的活性，因此一般在这个温度范围内进行果胶酶的添加和反应。
3.反应时间：果胶酶的反应时间一般为30-60分钟，具体根据果汁的特性和需要进行调整。
4.酸碱条件：果胶酶的酸碱条件对其活性有一定影响，一般来说，在pH值为3.0-6.0的酸性条件下果胶酶的活性较好。
选修一 4.1果胶酶在果汁生产中的作用
思考：
1．果泥与果胶酶在混合前，分装在不同 试管中用同一温度处理（分别保温）的目的是什么？ 保证底物和酶在混合时的温度是相同的。
2．实验中的无关变量有哪些？ 果泥量、果胶酶的用量、水浴时间 混合物的pH以及过滤的时间等。
3．在探究温度或PH对酶活性的影响时，是否需要设置对照？ 如果需要，应该如何设置对照组？
（可溶于水）
①植物细胞壁和胞间层的果胶被果胶酶瓦解，使得榨 汁容易，提高出汁率。 ②果胶被果胶酶分解为半乳糖醛酸 ，使果汁澄清。
（二）酶的活性与影响酶活性的因素（P42）
1.酶的活性：
指酶催化一定化学反应的能力。
2.衡量标准：
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。
单位时间内、单位体积中反应物的减少量 或产物的增加量
演示实验流程
① 搅拌器搅拌制成苹果泥
等量 9 支试管
果胶酶水溶液
等量 9支试管
②
各取一支，分9组分别放入
300C、350C、400C、450C、500C、550C、600C、650C
和700C的恒温水浴中分别保温
③
将果胶酶加入相同温度的苹果泥内 混合保温10 min
④
过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格
（三）探究果胶酶的用量（P44）
1.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。
2、实验设计 自变量：酶的用量
如何实现变化？
变量 因变量： 酶的活性（果汁体积）
无关变量：pH、温度等 （必须一致）
配制不同浓度的果胶酶溶液，或只配制一种浓度的果胶 酶溶液，然后使用不同的体积。
课题1 果胶酶在果汁生产中的作用
专题4 酶的研究与应用酶是细胞合成的生物催化剂，几乎所有的生命活动都离不开酶。
随着生物科学技术的发展，酶已经走出实验室，走进人们的生产和生活。
成吨的葡萄糖靠酶来生产；加酶洗衣粉、加酶牙膏在商店货架上比比皆是；药店里有助消化的多酶片；医院里有用于诊断检测的酶传感器……然而，酶的商品化生产和应用并非易事。
在本专题中，我们将重点研究酶在生产生活中的实际应用，包括制作果汁、洗涤衣物以及通过细胞的固定化技术应用酶。
课题1 果胶酶在果汁生产中的作用课题背景我国水果生产发展迅速，每年上市的新鲜水果品种多、数量大。
但由于收获的季节性强，易造成积压滞销，腐烂变质。
水果的加工技术，不仅可以缓解产销矛盾，而且能够提高产品的附加值，满足人们不同层次的需求。
水果的加工包括制作果汁、果干、果粉和果酒等。
在本课题中，我们将探究果胶酶在果汁生产中的应用。
制作果汁要解决两个主要问题：一是果肉的出汁率低，耗时长；二是榨取的果汁浑浊、黏度高，容易发生沉淀。
在生产上，人们使用果胶酶、纤维素酶等来解决上述问题。
在本课题中，我们将探究利用果胶酶制作苹果汁的适宜条件，自己动手制作苹果汁。
基础知识(一)果胶酶的作用果胶酶有什么作用？观察图4-1，不难找到答案。
果胶酶为什么能够提高水果的出汁率并使果汁变得澄清呢？回答这个问题，需要了解植物细胞壁和胞间层的组成成分——果胶。
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。
在果汁加工中，果胶不仅会影响出汁率，还会使果汁浑浊。
果胶酶(图4-2 )能够分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得更容易，而果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，也使得浑浊的果汁变得澄清。
果胶酶并不特指某一种酶，而是分解果胶的一类酶的总称，包括多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。
植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。
由霉菌发酵生产的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一，被厂泛地应用于果汁加工业。
高中生物选修一专题：果胶酶在果汁生产中的作用
应用：去除棉纺织品表面的浮毛，使洗涤后的 棉纺织品柔软蓬松，织纹清晰，色泽更加鲜艳， 穿着更加舒适
⑤复合酶
实际污垢组成复杂，往往蛋白污垢被脂肪污垢 或淀粉污垢覆盖，单一酶的作用一般达不到彻 底清除污垢的作用。而复合酶可以发挥其独特 的“协同效应”。
磷：一种营养元素，易造成水体富营养化，从而 破坏水质，污染环境
无磷洗衣粉：不用磷酸盐作助洗剂的一类产品， 无水质富营养化这一特点，有利于水体环境保护
②洗涤效果
普通洗衣粉、浓缩洗衣粉 ③普通、浓缩洗衣粉的特点
普通洗衣粉：颗粒大而疏松，溶解性好，泡 沫较为丰富，但去污力相对较弱，不易漂洗， 一般适用于手洗
应用：表面活性剂有最普通、最传统的阴离子 表面活性剂就是人类使用了几百年的肥皂（高 级脂肪酸钠）。合成洗涤工业问世之后，使用 最普遍的是十二烷基苯磺酸钠，非离子表面活 性剂应用最广泛的是聚氧乙烯醚类
②水软化剂
作用：防止水中的钙、镁离子造成的阴离子表 面活性剂失活，提高表面活性剂利用率
种类：三聚磷酸钠是最为常用的一种水软化剂， 它具有软化水质、分散污垢、缓冲碱剂及抗结块 性能等特点
三、基础知识分析
知识要点: 1.果胶酶的作用； 2.酶的活性的定义； 3.影响酶活性的因素； 4.果胶酶的用量。
(一)细胞壁的结构及作用：
• 作用是什么？ • 特保点护？植物细胞；支撑植物细胞 • 结弹构性组小成；？全透性
纤维素、果胶
1.果胶
植物细胞壁及细胞之间胞间层的成分
果胶:
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。
高中生物选修一果胶酶在果汁生产中的作用
搅拌器拌制成苹果 泥均分装入
５支试管
果胶酶水 溶液等量
５支试管
各取一支分５组分别放入37℃的恒温水箱中恒 温加热．
待试管内温度稳定后，将果胶 酶加入相同温度的苹果泥中调节pＨ为
５．６．７．８．９
恒温保持１０ｍｉｎ
过滤果汁，用量筒测量果汁的量，填入表格
2020/7/24
1．在混合苹果泥和果胶酶之前，为什么要将果泥 和果胶酶分装在不同的试管内恒温处理？
4支试管，标记
30℃、40℃、50℃、60℃ 恒温水浴保温
待试管内溶液的温度稳定后 将相同标号的果胶酶、苹果泥混合
保温10minபைடு நூலகம்
过滤果汁，测量滤出果汁体积，记录结果
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（二）探究pH对果胶酶活性的影响
探究pH对果胶酶活性的影响，只需将温度 梯改成pH梯度，并选定一个适宜的温度进 行水浴加热。 反应液中的pH可以通过体积分数为0.1% 的氢氧化钠或盐酸溶液进行调节。
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果胶酶作用的最适温度为45—50 ℃ 、 最适pH范围为3.0—6.0。Fe3+、Ca2+、 Zn2+等金属离子对酶有抑制作用。
植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生 果胶酶，通常生产上采用曲霉、青霉等 微生物来生产果胶酶。
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三、结果分析与评价
１．根据实验数据绘制出的温度和pH对果 胶酶活性影响的曲线图；
保证果泥与果胶酶混合时温度相同， 避免混合时影响混合物的温度， 从而影响果胶酶活性。
2020/7/24
2．在探究温度或pH的影响时，是否需要设置对照？ 如果需要，应该如何设置对照组？ 需要。 不同的温度或pH之间，就可以作为对照
课题1 果胶酶在果汁生产中的作用
课题1 果胶酶在果汁生产中的作用一、果胶与果胶酶1．果胶酶的作用（1）果胶：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。
（2）果胶酶：①种类：果胶酶是一类复合酶，包括半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶；②作用：果胶酶能分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，将果胶分解成可溶性的小分子物质半乳糖醛酸，使混浊的果汁变得澄清，提高出汁率。
③来源：植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶，由霉菌发酵生产的果胶酶是食品加工业中使用量最大的酶制剂之一，被广泛地应用于果汁加工业。
2．酶的活性与影响酶活性的因素（1）酶的活性：是指酶催化一定化学反应的能力。
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。
（2）酶的反应速度：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）影响酶活性的因素主要有温度、 pH 和酶的抑制剂等。
3．酶的用量酶用量过多，会导致酶的浪费；酶用量过少，会限制酶促反应的速度。
因此要得到适宜的酶用量，需通过设计实验进行探究。
二、与果胶酶有关的几个探究实验1.探究果胶酶活性的最适条件（1）实验原理：①果胶酶活性受温度和 pH的影响，处于最适温度和最适 pH 时，活性最高。
②果肉的出汁率、果汁的澄清度与果胶酶活性大小呈正相关。
（2）操作流程：制备果泥→设置一系列具有梯度的PH或温度→加入果胶酶反应一段时间→过滤果汁。
注意事项：①在底物和酶混合之前，一定要保证底物和酶达到相应的条件（温度或pH），避免混合后条件发生变化，确保实验结果的准确性。
②在探究不同pH对果胶酶活性的影响时，可以用体积分数为0.1%的 NaOH溶液或盐酸调节pH。
③在用果胶酶处理苹果泥时，为了使果胶酶能够充分地催化反应，应用玻璃棒不时地搅拌反应混合物。
2.探究果胶酶的用量（1）实验原理：①在一定条件下，随着酶浓度的增加，过滤到的果汁的体积增加。
课题1_果胶酶在果汁生产中的作用
（4）过滤。 2021/6/21
20
实验过程
5mL
1mL
1 2 3 …… 8 9
1. 取9支试管，每支试 管取5mL的橘子汁
1 2 3 …… 8 9
2. 取9支试管，每支试管 中加入1mL果胶酶液
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35℃
40℃
……
45℃
3. 将盛有果胶酶液和橘子汁的试管两两一 组，分别放入35 ℃ 、40 ℃ 、45 ℃ 、50 ℃ 、 55 ℃ 、60 ℃ 、65 ℃ 、70 ℃ 、75℃的恒温水 浴锅中。
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加 果 胶 酶
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果胶酶有什么作用？
为什么能够提高 水果的出汁率并使 果汁变得澄清？
8
果胶
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。
细胞壁
胞间层
植物细胞壁的构造
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（二）酶的活性与影响酶活性的因素
1.酶的活性
指酶催化一定化学反应的能力。
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
酶的反应速度：用单位时间内、单位
体积中反应物的减少量或产果物肉的的出增汁加率
量来表示。
和果汁的澄清
度
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2.影响酶活性的因素
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实验操作流程
搅拌器制成 苹果泥等量分装
9支试管，标记
果胶酶 溶液等量分装
9支试管，标记
各取一只分9组分别放入30℃、35℃、40℃、45℃ 50℃、55℃、60℃、65℃ 70℃水中
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植物细胞模式图
想一想
1.果胶酶有什么作 用？
加 果 胶 酶
2.果胶酶为什么能够 提高水果的出汁率 并使果汁变得澄清？
1.果胶酶
果胶酶是分解胶的一类酶的总称，包括多 聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶和果胶酯酶等。
2.果胶酶的作用
果胶果胶酶 半乳糖醛酸
（可溶于水） (不溶于水）
1.分解果胶，瓦解植物细胞的细胞壁、胞间层 2.果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸
试管编号 苹果汁 果胶酶 恒温水浴 （自变量） 保温及过滤时间 实验结果 (因变量)
1
2
3
4
各50ml 质量分数为2%的果胶酶溶液，各5ml 30℃ 40℃ 相 50℃ 同 60℃
滤出的果汁体积
2.实验操作流程
搅拌器制成 苹果泥分装 4支试管，标记 果胶酶 溶液等量 4支试管，标记
30℃、40℃、50℃、60℃ 恒温水浴保温 待试管内溶液的温度稳定后 将相同标号的果胶酶、苹果泥混合 保温10min 过滤果汁，测量滤出果汁体积，记录结果
1．在混合苹果泥和果胶酶之前，为什么要将果泥 和果胶酶分装在不同的试管内恒温处理？ 保证果泥与果胶酶混合时温度相同， 避免混合时影响混合物的温度， 从而影响果胶酶活性。
2．在探究温度或pH的影响时，是否需要设置对照？ 如果需要，应该如何设置对照组？ 需要。 不同的温度或pH之间，就可以作为对照 ——这种对照称为相互对照。 3．A同学将哪个因素作为变量，控制哪些因素不 变？为什么要作这样的处理？B同学呢？ A同学：变量：温度（或pH） 不变：苹果泥、果胶酶用量，反应、过滤 时间等。 只有保证一个变量，实验结果才能说明问题。 B同学：对于变量的控制应该与A相同 但观察因变量的角度不同。
3.影响酶活性的因素
（1）温度对酶活性的影响 （2）pH 对酶活性的影响
酶活性受温度影响的示意图
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，甚至失活。
（3）酶的抑制剂
二、实验设计 （一）探究温度对果胶酶活性的影响
1.实验原理 果胶酶活性受温度的影响，在最适温度下， 其活性最高。 果肉出汁率、澄清度与果胶酶活性成正比。
方案：可以配制不同浓度的果胶酶溶液， 也可以只配制一种浓度的果胶酶溶液，然 后使用不同的体积即可。需要注意的是， 反应液的pH必须相同，否则将影响实验 结果的准确性。
果胶酶作用的最适温度为45—50 ℃ 、 最适pH范围为3.0—6.0。Fe3+、Ca2+、 Zn2+等金属离子对酶有抑制作用。
植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生 果胶酶，通常生产上采用曲霉、青霉等 微生物来生产果胶酶。
4．想一想，为什么能够通过测定滤 出的苹果汁的体积大小来判断果胶酶活性 的高低？
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，因此苹果汁的体 积大小反应了果胶酶的催化分解果胶的能 力。在不同的温度和pH下，果胶酶的活性 越大，苹果汁的体积就越大。
(２)探究果胶酶的用量
探究果胶酶的用量是建立在探究最适温 度和pH对果胶酶活性影响的基础之上的。 此时，研究的变量是 果胶酶的用量 ，其他因素 都应 。 保持不变
课题1 果胶酶在果汁生产中的 作用
果汁生产中的两大问题：
1.果肉的出汁率低，耗时长。 2.榨取的果汁浑浊、黏度高，
容易发生沉淀。
酶的基础知识
回忆---回答： （1）酶的概念 （2）酶的化学本质，基本组成单位 （3）酶的功能及原因 （4）酶的特性
基础知识
1.酶的概念: 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
C.乳糖分解酶
B.果胶分解酶
D.果胶酯酶
C
4．同一个体内的各类活细胞所含的酶 A．种类有差异，数量相同 C．种类无差异，数量相同
B B．种类有差异，数量不同
D．种类无差异，数量不同
5.下图纵轴为酶反应速度，横轴为底物浓度，其中能正确表 示酶量增加1倍时，底物浓度和反应速度关系的是
B
练习:
1.有两次瞬间高温灭菌； 2.酶处理的时间相对较长； 3.有离心分离步骤和浓缩步骤。
五、结果分析与评价
１．根据实验数据绘制出的温度和pH对 果胶酶活性影响的曲线图； ２．不同果胶酶用量对出汁量影响的曲 线图（在浓度和体积相同的条件下）； ３．果胶酶最适温度、pH以及果胶酶的 最适用量。
5、结果分析与评价
１．根据实验数据绘制出的温度和pH对果 胶酶活性影响的曲线图；
２．不同果胶酶用量对出汁量影响的曲线图（在浓 度和体积相同的条件下）；
2.酶的本质: 绝大多数是蛋白质，极少数是RNA； 基本单位：氨基酸或核糖核苷酸 3.酶的功能: 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 4.酶的特性: （1）高效性 （2）专一性 （3）需要适宜的条件
基础知识
思 考
你还能画出温度和PH值对酶影响的曲线吗？
关于酶的三个特性你能举例说明吗？
你认为影响酶促反应的因素有哪些？
酶活性受温度影响的示意图
酶活性受pH值影响的示意图
阅读课本P42的内容，回答以下问题：
（1）细胞壁的组成成分？ （2）果胶的单体是什么？
（3）果胶酶有什么作用？
果胶酶
一、基础知识 （一）果胶酶的作用 1.果胶
① 植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分 ② 半乳糖醛酸聚合而成的高分子化合物，不溶于水 ③ 是果汁加工中影响出汁率和果汁澄清度的主要原因。
体积 （mL）
0
酶的用量
1.果胶是植物组织的组成成分之一,它主要存
在于植物组织的哪一部分?（ D ）
Ａ．细胞核 Ｂ．细胞质
Ｃ．细胞间隙
Ａ．透明果汁 Ｃ．丙酮酸
Ｄ．细胞壁及胞间层
Ｂ．半乳糖醛酸 Ｄ．酶制剂 ） B
２．果胶酶能将植物组织内的果胶分解成（
３．果胶酶是分解果胶的一类酶的总称，它不包括
A.多聚半乳糖醛酸酶