高中生物选修一
果胶酶在果汁生产中的作用
[学习目标]
1.简述果胶酶作用。 2.检测果胶酶活性。
3.探究温度和pH对果胶酶活性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。 [重点和难点]
重点：温度和pH对果胶酶活性影响。 难点：果胶酶的最适用量。 [学习过程]
一、果胶和果胶酶 1．果胶
(1)成分：由半乳糖醛酸聚合而成的一种高分子化合物。 (2)特点：不溶于水。
(3)作用：是植物细胞壁以及胞间层的主要组成成分之一。 (4)对果汁加工的影响：影响出汁率，还会使果汁浑浊。 2．果胶酶
(1)组成：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。 (2)作用：分解果胶，瓦解植物的细胞壁及胞间层，使榨取果汁变得更加容易；把不溶于水的果胶分解成可溶性的半乳糖醛酸，可使浑浊的果汁变得澄清。 (3)来源：植物、霉菌、酵母菌和细菌均能产生果胶酶。 二、酶的活性及影响酶活性的因素 1．酶的活性
(1)含义：指酶催化一定化学反应的能力。
(2)表示方法：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、探究温度和pH对酶活性的影响及果胶酶的用量 1．探究温度和pH对酶活性的影响 (1)探究思路：
①探究最适pH：在一恒定温度下，通过设置pH梯度来确定。 ②探究最适温度：在一恒定的pH下，通过设置温度梯度来确定。
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(2)判断果胶酶活性高低的方法：
①通过测定单位时间内产生的苹果汁的体积来判断。获得的苹果汁越多，说明果胶酶的活性越高。
②通过比较果汁的澄清度来判断果胶酶的活性。果汁越澄清，表明果胶酶的活性越高。 2．探究果胶酶的用量 (1)探究思路：
①如果随着酶的用量增加，过滤到的果汁的体积也增加，说明酶的用量不足。
②如果当酶的用量增加到某个值后，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。 (2)影响因素：
该实验的自变量是酶的用量，除此之外，影响果汁产量的因素还有pH、温度、酶催化反应的时间、苹果泥的用量等。
核心要点(一)| 果胶酶及影响酶活性的因素 1．果胶酶与纤维素酶的比较
[名师点拨] 关于果胶酶和纤维素酶的三点提醒
(1)纤维素酶是一种复合酶，而果胶酶是一类酶。一类酶与复合酶不同，一类酶中每一种酶都能独立发挥作用，复合酶则需要各种成分共同协作完成催化作用。
(2)由于植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此可以用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁。
(3)由于原核生物细胞壁的主要成分是肽聚糖，真菌细胞壁的主要成分是几丁质，因此这两类生物的细胞壁不能用纤维素酶和果胶酶去除。 2．酶活性的影响因素
(1)温度：低于最适温度时，随着温度的升高，酶的活性逐渐增强；高于最适温度后，随着温度升高，酶的活性迅速下降，直至完全丧失活性。果胶酶的最适温度为45～50 ℃。如图1所示：
(2)pH：在低于最适pH时，随着pH的升高，酶的活性逐渐增强；高于最适pH时，随着pH的升高，酶的活性逐渐下降，直至完全丧失活性。果胶酶的最适pH范围为3.0～6.0。如
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高中生物选修一 图2所示：
(3)酶的激活剂和抑制剂：能提高酶活性的物质叫激活剂，多为离子或简单有机化合物；加入酶的激活剂可以提高酶的活性，如NaCl可以提高果胶酶的活性。某些物质虽然不能引起酶变性，但能使酶分子中某些必需基团发生变化，引起酶活性下降，甚至失活，能引起这种抑制作用的物质称为酶的抑制剂。如Fe3、Ca2、Zn2等金属离子对果胶酶有抑制作用。 核心要点(二)| 探究温度和pH对酶活性的影响及果胶酶用量的实验设计 1．探究温度和pH对酶活性的影响
(1)实验原理：果胶酶的活性受温度或pH的影响，处于最适温度或pH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呈正相关。 (2)操作步骤：
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(3)结果分析：
根据实验数据绘制出温度和pH对果胶酶活性影响的曲线图，最终得到果胶酶的最适温度和pH。
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高中生物选修一学案10：4.1 果胶酶在果汁生产中的作用
