1、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。2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
2、)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。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。二、酶的活性与影响酶活性的因素1酶的活性：酶催
3、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。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：3070(或pH59)。(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
4、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。2探究二：果胶酶的最适用量(1)果胶酶的用量梯度：19 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
5、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？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纤维素组成的基本单位：葡萄糖；分解所需的酶：纤维素酶果胶都是高分子化
6、合物；都不溶于水；都参与细胞壁的组成组成的基本单位：半乳糖醛酸；分解所需的酶：果胶酶2.纤维素酶与果胶酶组成作用应用纤维素酶C1酶、CX酶、葡萄糖苷酶纤维素在C1酶、CX酶的作用下分解生成纤维二糖，再在葡萄糖苷酶的作用下将纤维二糖分解为葡萄糖利用秸秆等废弃物生产酒精，用纤维素酶处理服装面料使之变得柔软果胶酶多聚半乳糖醛酸酶、果胶分解酶、果胶酯酶等将不溶性的果胶分解为可溶性的半乳糖醛酸解决果汁生产存在的果肉出汁率低，耗时长和榨取果汁浑浊、黏度高、易发生沉淀几个问题 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。典例精析 2015广元实验中学期中 下列关于果胶酶说法正确
7、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【解析】果胶酶可以分解细胞壁的主要成分果胶，A项错误；果胶是由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物，B项错误；果胶酶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、果胶酯酶等，C项正确；果胶酶的化学本质是蛋白质，D项错误。【答案】C跟踪练习1.2015吉林一中质检下列关于果胶酶的叙述正确的是()果胶酶特指分解果胶的一种酶 纤维素酶和果胶酶可用于去除植物细胞壁 果胶酶能将果胶分解成半乳糖醛酸 植物、霉菌、酵母菌
8、和细菌均可能产生果胶酶 组成果胶酶的基本单位是氨基酸或核苷酸A BCD【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。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
9、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【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
10、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跟踪练习2.某同学为了验证果胶酶的作用，设计了如下实验：(1)取两个100 mL的洁净烧杯，编号为1号、2号。(2)向两个烧杯中分别加入20 mL的苹果泥，向1号烧杯内加入2 mL的蒸馏水，向2号烧杯内加入2 mL的果胶酶。(3)把这两个烧杯放在水浴中保温，并用玻璃棒搅拌。下面分析中正确的是()A1号烧杯为实验组，2号烧杯果汁变澄清B2号烧杯为实验组，1号烧杯果汁变澄清C1号烧杯为对照组，2号烧杯果汁变澄清D2号烧杯为对照组，1号烧杯果汁变澄清【解析】本实验中的自变量为有无果胶酶，其中1号为对
11、照组，果汁未变澄清；2号为实验组，果汁变澄清。【答案】C4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】D2下列对果胶酶的作用的叙述中，错误的是()A果胶酶是一种催化剂，可以改变反应速度B在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清C果胶酶能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸D果胶酶能瓦解植物的细胞壁及胞间层【解析】果胶酶是一种催化剂，可
12、以改变反应速度，在果汁中加入果胶酶后可使果汁变得澄清，果胶酶能瓦解植物的细胞壁及胞间层，果胶酶不能将乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸，因为酶具有专一性。所以C选项错误。【答案】C3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】C4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
13、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_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_。苹果汁的体积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
14、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。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：_。实验假设：_。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：放置一段时间的水果果胶酶含量高实验方法步骤：(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)。(3)_。(4)结论：_。(
15、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？_。观察比较滤液的体积和澄清度放置一段时间的水果果胶酶含量比新鲜水果高不能。因为水果放置时间过久，维生素C损耗多【解析】水果变软是细胞壁的支持作用减弱，因此其原理应从细胞壁的成分变化入手来回答。实验假设相当于是未得到证实的结论，可假设为放置一段时间的水果果胶酶含量高。方法步骤中在将两种不同苹果的苹果泥滤液(果汁)分别收集好后，可通过比较滤液的体积和澄清度来判断果胶酶的含量，得到的果汁体积多、澄清度高的苹果中果胶酶含量较多。6新视点名师讲座如何选取变量来判断果胶酶的活性实验名称(目的)自变量因变量注意事项探究温度对果胶酶活性的影响温度果汁量(澄清度)底物和酶在混合时的温度是相同的温度梯度越小，实验结果越精确苹果泥和果胶酶用量在各个试管应相同pH应为最适pH探究pH对果胶酶活性的影响pH果汁量(澄清度)温度应为最适温度pH梯度可用NaOH和盐酸调节用玻璃棒搅拌使反应充分进行探究果胶酶的用量果胶酶的用量果汁量(澄清度)制备苹果匀浆后迅速加热，使苹果匀浆中果胶酶变性温度、pH应为最适且保持不变