1、果胶酶在果汁生产中的作用教学设计教学目标(一)知识目标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性的原因 4.搜集有关果胶酶应用的资料(二)能力目标 通过有关试验和探究,使学生加深控制变量以及对照实验等的设计方法和探究能力 (三)情感目标 通过实验,培养学生科学探究精神和合作精神;过讨论果胶酶在果汁生产中的应用,体会研究生命科学的社会价值教学重难点1.教学重点:温度和pH对果胶酶活性的影响2.教学难点:实验设计教学过程【新课导入】图片展示酶制剂,宜昌柑橘(4分钟) 酶是细胞合成的催化剂,随着生物科技的发展,酶已经走出生物实验室走近我们的
2、生活,加酶牙膏很好去除牙垢预防龋齿的发生,加酶洗衣粉,溶菌酶消炎药破坏细菌的细胞壁,消化不良时所吃的多酶片,其实我国早在8000多年前就开始利用酶,为实际生产解决问题。同学们知道,我们宜昌是一个盛产柑橘的地方,但是由于收获的季节性强,有很多柑橘最终积压滞销,腐烂变质了。如果你是农商,你将如何处理收获的柑橘呢? 果汁生产确实能提高经济效益,但是制作果汁要解决两个问题:一是果肉的出汁率低,耗时长;二是榨取的果汁浑浊,黏度高,容易沉淀。人们往往用果胶酶和纤维素酶解决这个问题,么这节课,我们就主要研究果胶酶在果汁生产中的作用。 设计意图:将熟悉的柑橘和酶制剂将果胶酶引入到果酒的制作中,由这些学生身边的
3、生活现象唤醒学生的好奇天性,激发全体学生的学习兴趣,调动了他们学习的积极性,使他们主动地参与到学习中来。一、基础知识 (一)酶的基础知识(2分钟) 活动:学习小组展示“温故知新”酶的相关知识点 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;2、酶的本质:蛋白质(大多数)或RNA; 基本组成单位:氨基酸或核糖核苷酸 3、酶的功能:在各种化学反应中起催化作用。 作用机理:酶能降低化学反应的活化能,从而使反应能够迅速的进行。 4、酶的特性 (1)高效性: 酶的催化效率是无要催化剂的107 1013倍。 (2)专一性: 一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应。 (3)需要
4、适宜的条件: 适宜的温度、适宜的PH值。 设计意图: 将选修和必修知识紧密结合,提前给学习小组安排任务,增强他们的责任感和主动学习的意识,通过展示锻炼其表达能力。(二)果胶酶的作用(阅读课本P42的内容,完成学案,回答以下问题:)(10分钟) 24思考:1.果胶是什么? X2.果胶对果汁的影响? L3.左图所示添加果胶酶后为什么澄清了? w4.果胶酶的来源有哪些?I5.什么叫酶活性?如何表示? o1、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? 02、果胶对果汁制作的影响: 影响果汁
5、的出汁率,还会使果汁浑浊。J3、果胶酶: 它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 半乳糖醛酸W4、果胶酶在果汁制作中的作用 分解果胶,瓦解植物的细胞壁及胞间层;使果胶水解为半乳糖醛酸。 提高水果的出汁率,并使果汁变得澄清。s5、果胶酶的获取方法 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)。 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。 化学合成法:成本比较高,只能合成已知结构的酶。a设计意图:通过学案上对基础知识系统性归纳,自学果
6、胶酶相关知识点,使要学生学变成我要学,通过问题思考检测自学效果,同时强化果胶酶知识点,突破本节课知识目标果胶酶作用。A(三)酶的活性与影响酶活性的因素(5分钟)A1、酶的活性: 指酶催化一定化学反应的能力。+2、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反应速度。 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。 o3、影响酶活性的因素: 温度 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
7、为45500C。 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。但低温使酶的活性丧失后,缓慢恢复其温度活性仍可恢复。 pH: 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3.06.0。 酶的抑制剂: Fe3+、Ca2+、Zn2+等金属离子对果胶酶有抑制作用。 你知道这些离子为什么能抑制酶
8、的活性? 设计意图:由思考讨论的第5个问题引出影响酶活性的因素,帮助学生回忆相关实验设计,为本节课设计实验打下基础,为教学难点突破打下基础。 H二、实验设计(20分钟) +【活动1】设计实验探究“温度对酶活性的影响”(10分钟) 质量分数为2%的新配置的淀粉酶溶液,新鲜质量分数为20%的肝脏研磨液,体积分数为3%的可溶性淀粉溶液,体积分数为3%的过氧化氢。质量分数为5%的盐酸和NaOH,热水,蒸馏水,冰块,碘液,斐林试剂。 6【学生讨论,设计试验方案】 你所选用的酶是: 你所选用的检测试剂是: 实验原理是: 实验自变量和因变量分别是?你的自变量打算如何处理? 你能简要描述你的实验步骤吗?C1.
9、 取三只试管装入2毫升淀粉溶液,另取3支试管装入1毫升淀粉酶溶液 2. 分别将三组淀粉溶液和淀粉酶处于冰水、常温水、热水恒温水浴中保温5分钟03. 将淀粉酶溶液倒入到淀粉溶液中,充分混匀 4. 滴加碘液,观察颜色变化A【学生归纳】实验设计的一般原则:对照原则和单一变量原则 设计意图:通过学生自选材料,针对学生易错点,强调变量的可控制性及因变量的可检测性强化实验设计的一般原则单一变量原则和对照原则,为本节课的实验设计思路打下基础。 /【活动2】设计实验探究“温度或PH对果胶酶活性的影响及果胶酶的用量”(10分钟) 分小组,给出实验课题,按照实验设计的一般原则,设计实验。Q(一)探究温度对果胶酶活
10、性的影响=1、实验原理 果胶酶的活性受温度影响。处于最适温度时,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正比。=2、实验操作流程 (1)获取苹果泥; (2)保温苹果泥和果胶酶分别进行;(多个温度) (3)混合后保温; (4)过滤。【讨论】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。(二)探究pH对果胶酶活性的影响 1、实验原理 果胶酶的活性受pH影响,处于最适pH,酶的活性最高,高于或低于此值活性
11、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。2、实验操作流程 【思考】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。 在探究温度或pH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? 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。5716852(三)探究果胶酶的用量57168521、实验原理 在一定的条件下,随着酶浓度的增加,果汁的
12、体积增加;当酶浓度达到某一数值后,在增加酶的用量,果汁的体积不再改变,此值即是酶的最适用量。2、实验操作 (1)配制不同浓度的果胶酶溶液和制备水果泥; 配制不同浓度的果胶酶溶液:准确称取纯的果胶酶1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg、7mg、8mg、9mg,配制成相等体积的水溶液,取等量放入9支试管中,并编号19。 制备水果泥:搅拌器搅拌制成苹果泥并称45g,等量装入9支试管中,并编号19。 (2)将上述试管放入恒温水浴加热一段时间。(3)将不同浓度的果胶酶分别迅速与各试管的苹果泥混合,然后再放入恒温水箱中。(4)恒温水浴约20分钟(5)过滤后测量果汁的体积 在最适温度和pH条件下制作1升苹果汁,使用多少果胶酶最合适?一般为50mg/l左右,因 为用此浓度处理果汁24小时后果汁率增加10%后不再增加。
