果膠酶在果汁生產中的作用 教學設計

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1、 果膠酶在果汁生產中的作用?? 教學設計 ?? 顏為棟 一、教材分析 “果膠酶在果汁生產中的作用”是人教版普通高中課程標準實驗教科書《生物技術實踐》（選修一）專題四“酶的研究與應用”中的課題一。課題要求學生能設計實驗探究溫度和pH對果膠酶活性的影響以及果膠酶的最適用量，此內容與學生的日常生活聯系緊密，對于學生來說并不困難，適合進行動手操作。通過親自設計實驗步驟并動手操作，使學生深入理解工業(yè)生產中果膠酶的作用。同時，在設計實驗步驟時，同學們可能會有不同的實驗方法，可通過同學之間的討論交流，得出最佳的實驗方法，可增強學生的動手和協作意識。 二、學情分析 高中階段學生的思維水平、學習能力

2、已經發(fā)展到了較高階段，大多數學生喜歡自主探究和親自動手操作，并且又有必修一“探究影響酶活性的條件”作基礎，因此對于學生來說該課題并不困難，適合進行實際動手操作。但是，該課題比較偏重實驗方案的設計，考慮的變量相對較多，還涉及到實驗變量的梯度設計，要想獲得理想的結果，必須進行反復多次的實驗和摸索。因此，教學過程中可通過實驗方案的討論，實驗的分組實施方法來進行。 三、教學目標 1、簡述果膠酶的作用； 2、檢測果膠酶的活性； 3、探究溫度和PH對果膠酶活性的影響以及果膠酶的最適用量； 4、搜集有關果膠酶應用的資料。 四、教學重點與難點 1、重點：溫度和PH對果膠酶活性的影響。 2、難點

3、：果膠酶的最適用量。 五、教學策略與手段 由于必修一已經學過酶的定義和影響因素，因此本節(jié)課可通過復習的方法進行引入。 關于果膠酶的作用和酶活性的定義的教學，教師可以通過先由學生預習，然后課堂上回答，教師總結，說明植物細胞壁的成分和細胞與細胞之間的胞間層成分就有果膠，說明這些成分的理化性質，以及這些成分對果汁制作的影響，從而引出果膠酶在果汁生產過程中的作用。 關于溫度和PH對果膠酶活性的影響，可通過要求學生參考教材的提示設計實驗步驟，并思考相關問題。如如何設計溫度或PH的梯度，反應底物和酶混合之前還要注意哪些注意事項等等。同學們在設計實驗時可能會有不同的想法，這是可通過適當引導，展開討論

4、，完善設計步驟。 關于探究果膠酶的最適用量，是建立在探究最適溫度和PH對果膠酶活性影響的基礎上進行的，此時也可以引導并組織同學們討論，最后確定實驗操作方案。 最后，根據討論匯總的實驗方案，分組進行實驗。（根據實際情況確定是否進行） 六、教學實施程序 教學內容 教師活動 學生活動 教學意圖 ? ? ? 引入 在必修一中我們已經學過了酶的內容，那么，請同學們回憶到底酶的概念是什么？酶的特性有哪些？酶活性的影響因素有哪些？ 通過討論，得出酶是活細胞產生的具有催化作用的有機物；酶具有微量性、高效性、專一性以及作用條件較溫和；影響酶活性的因素有溫度、PH和抑制劑等。 溫故而知

5、新，使學生既復習了原先學過的內容，同時也為本節(jié)內容的學習打下基礎。 ? 酶的活性及酶促反應速度的表示 酶具有一定的催化作用，我們就可以用酶所具有的催化一定化學反應的能力稱為酶的活性，那么，我們又該如何表示酶的活性大小呢？ 學生通過閱讀教材得出酶反應速度可用單位時間內、單位體積中反應物的較少量或產物的增加量來表示。 學習新知識，培養(yǎng)學生閱讀教材，總結教材的能力。 ? ? ? 果膠酶的作用 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 果膠酶的種類 ? 酶的應用很廣泛，如在工業(yè)生產中具有重要的作用。果膠酶在果汁生產中能夠提高水果的出汁率，并使果汁變得澄清。那么

6、，果膠酶為什么具有如此重要的功能呢？ ? ? ? ? ? ? 果膠酶是否特指一種酶？ 學生通過閱讀教材，回答植物細胞壁以及胞間層的主要成分就含有果膠，它是半乳糖醛酸聚合而成的一種高分子化合物，不溶于水。在果汁加工中，利用果膠酶能夠分解果膠，得到可溶性的半乳糖醛酸，瓦解植物細胞壁以及胞間層，是榨取果汁變得更容易。 ? 學生回答：不是。而是分解果膠的一類酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶等。 ? ? ? ? 學習新知識，培養(yǎng)學生閱讀教材，總結教材的能力。 ? ? ? ? 探究溫度和PH對果膠酶活性的影響 果膠酶能分解果膠，提高果汁的出汁率

7、，但它的活性也受到溫度、PH等因素的影響。下面我們共同探究溫度對果膠酶活性的影響。請同學們參考教材圖4—3，如何設計實驗步驟，探究溫度對果膠酶活性的影響。 思考問題： （1）如何設置溫度梯度？ （2）為什么在混合蘋果泥和果膠酶之前，要將蘋果泥和果膠酶分裝在不同的試管中恒溫處理？ （3）該實驗是否需要設置對照？ ? ? ? 溫度能夠影響果膠酶的活性，其中出汁率最多或澄清度最高的溫度就是果膠酶的最適溫度。同理，我們將實驗步驟中的溫度梯度改為PH梯度，就能探究PH對果膠酶活性的影響。 學生通過閱讀教材，討論，最后得出實驗步驟如下：制備蘋果泥→配置果膠酶→蘋果泥和果膠酶分別水浴保溫→

8、將蘋果泥和果膠酶混合保溫→過濾出果汁→記錄果汁量→繪制出溫度對果膠酶活性影響的曲線圖。 （1）可選取的溫度梯度為30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃和70℃。 （2）保證底物和酶在混合時溫度是相同的，避免兩者混合時溫度影響酶的活性。（3）需要。不同溫度梯度之間可以相互對照。 ? 選擇出汁率最多的那個溫度，保持溫度不變，探究PH對果膠酶活性的影響，方法與溫度探究相同。PH梯度可選擇5、6、7、8、9。 ? 閱讀教材，設計實驗步驟，討論交流，得出最佳實驗方案。理解溫度和PH對果膠酶活性的影響，并培養(yǎng)學生的協作能力。 ? ? ? 探究果膠酶的最適用量

9、我們探究了果膠酶催化反應的最適溫度和最適PH。那么，對于一定的蘋果泥，為了使果膠酶得到充分的利用，節(jié)約成本，使用多少果膠酶最合適？ 閱讀教材資料二，討論得出：可保持各試管中蘋果泥的量一定，溫度和PH不變，設置果膠酶的使用量為自變量，可配置不同濃度的果膠酶溶液，也可以只配置一種濃度的果膠酶溶液，然后使用不同的體積進行實驗。方法與溫度探究相同。 閱讀教材，討論交流，理解果膠酶的最適用量。 七、教學反思 本節(jié)課只是從理論中設計了影響果膠酶活性的溫度和PH的實驗步驟，以及探究果膠酶的最適用量的實驗設計步驟。但是對于沒有實驗條件的學校本節(jié)課題可能就沒法組織學生親自動手完成，如很多學校都沒有恒溫水浴鍋等實驗條件。但我們也可以適當根據本校條件，改造實驗步驟，如沒有恒溫水浴鍋，對溫度梯度的調節(jié)可用不同比例的熱水和冰水來調制而成。學生根據實驗數據繪制出溫度和PH對果膠酶活性影響的曲線圖；不同果膠酶用量對出汁量影響的曲線圖；最終得到果膠酶的最適溫度、PH和最適用量。 ? ?