2017-2018年高中生物 第2部分 酶的應(yīng)用 實(shí)驗(yàn)5 加酶洗衣粉的使用條件和效果學(xué)案 浙科版選修1

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1、 實(shí)驗(yàn)5 加酶洗衣粉的使用條件和效果 課　標(biāo)　解　讀 重　點(diǎn)　難　點(diǎn) 1.觀察加酶洗衣粉在洗滌中的效果。 2.探究加酶洗衣粉的最佳使用條件。 3.研究并試驗(yàn)將有油漬、汗?jié)n、血漬的衣物洗凈的方法。 1.加酶洗衣粉的洗滌原理。 2.有關(guān)加酶洗衣粉洗滌效果的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 一、加酶洗衣粉 1．洗衣粉的主要成分 陰離子表面活性劑，如十二烷基硫酸鈉。 2．不同洗衣粉的其他添加成分 非離子型表面活性劑、使硬水軟化的物質(zhì)、芳香物質(zhì)、增白物質(zhì)、酶類等。 3．加酶洗衣粉中一般添加的酶類 添加的酶類一般都是粗提物，具體有：蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶、半纖維素酶、果膠酶、脂肪酶等，其中，

2、應(yīng)用最廣泛、效果最明顯的是蛋白酶和脂肪酶，而蛋白酶多用枯草桿菌堿性蛋白酶。為了防止粗提酶的異味，在加酶洗滌劑中必定會(huì)添加香料。 在使用加酶洗衣粉時(shí)，為什么“切忌沸水沖溶”？ 【提示】　沸水沖溶會(huì)造成洗衣粉中添加的酶變性失活，失去作用。 4．加酶洗衣粉中的酶作用的原理 衣服上的污漬一般有：血、汗、油、色素和食物的汁液，從生物化學(xué)的角度分析，它們的化學(xué)成分就是淀粉、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等，這些物質(zhì)都可以用專一性的酶水解去除。 5．洗衣粉的作用原理 (1)一般洗衣粉：其成分中的表面活性劑能優(yōu)先吸附在各種界面上，起到降低表面張力、改變體系界面狀態(tài)的作用，而且這些物質(zhì)中還含有疏水基團(tuán)和親水基團(tuán)，

3、在洗滌過(guò)程中起乳化作用和通透作用，使衣服中的脂肪類物質(zhì)進(jìn)入水中。 (2)加酶洗衣粉：除了具有表面活性劑的作用外，還有各種酶的水解作用，更有利于去除污漬。 堿性蛋白酶為什么具有如此強(qiáng)的功效？它的作用機(jī)理是怎樣的？ 【提示】　酶具有高效性，能迅速將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)分解成可溶性小分子肽。 二、加酶洗衣粉洗滌效果的實(shí)驗(yàn)探究 1．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉對(duì)衣物污漬的洗滌效果有什么不同；二是不同溫度下使用加酶洗衣粉洗滌效果有何不同。 2．實(shí)驗(yàn)步驟 (1)將2組恒溫水浴分別調(diào)至40 ℃和80 ℃。 (2)取3個(gè)三角瓶(分別編號(hào)為：1、2、3)，繼續(xù)下表的步驟。

4、 三角瓶編號(hào) 1 2 3 加水 100 mL 100 mL 100 mL 加洗衣粉(變量) 加酶洗衣粉 不加酶的洗衣粉 不加洗衣粉 溫度控制 A 3個(gè)三角瓶一起放在20 ℃室溫下 或B 3個(gè)三角瓶一起放入40_℃水浴中 或C 3個(gè)三角瓶一起放入80_℃水浴中 (3)向上述3個(gè)三角瓶中各投放一塊沾有雞血的棉織物(已經(jīng)放置1天以上)。 (4)不時(shí)搖動(dòng)，觀察水的顏色和棉布去污的速度。組間進(jìn)行不同溫度洗滌效果的比較。 (5)可用沾有油或淀粉糊的棉布進(jìn)行同樣洗滌，觀察結(jié)果。 3．實(shí)驗(yàn)結(jié)果 (1)1、2、3號(hào)三角瓶之間的比較 ①水的顏色(渾濁度)：1＞2＞

5、3。 ②棉布去污的速度(由快至慢排列)：1＞2＞3。 (2)不同溫度下的1號(hào)三角瓶比較：水的顏色(渾濁度)和棉布去污的速度(由快至慢排列)：40_℃＞20_℃＞80_℃。 4．實(shí)驗(yàn)結(jié)論 (1)加酶洗衣粉的洗滌效果較一般洗衣粉更好。 (2)加酶洗衣粉在20 ℃、40 ℃、80 ℃時(shí)的最佳使用條件為40 ℃左右。 加酶洗衣粉的洗滌原理及影響因素 1．常用酶制劑的種類及洗滌原理和實(shí)例 種類 洗滌原理 洗滌實(shí)例 蛋白酶 可將蛋白質(zhì)分解為易溶解或分散于洗滌液中的多肽 血漬、奶漬及各種食品類的蛋白質(zhì)污垢 脂肪酶 把脂肪水解為較易溶解的甘油和游離的脂肪酸 食品的油漬、

6、人體皮脂、口紅 種類 洗滌原理 洗滌實(shí)例 淀粉酶 能使淀粉迅速分解為可溶性的麥芽糖等 來(lái)自面條、巧克力等的污垢 纖維素酶 使纖維的結(jié)構(gòu)變得蓬松，從而使?jié)B入到纖維深處的塵土和污垢能夠與洗衣粉充分接觸，達(dá)到更好的去污效果 2.加酶洗衣粉的類型 根據(jù)加入洗衣粉中酶制劑的不同，將加酶洗衣粉分為以下兩種： (1)單一加酶洗衣粉：只加入一種酶制劑的洗衣粉。 (2)復(fù)合加酶洗衣粉：加入了多種酶制劑的洗衣粉，由于酶制劑之間可以發(fā)揮其獨(dú)特的“協(xié)同效應(yīng)”，因此與單一加酶洗衣粉相比對(duì)各種污漬都有較好的洗滌效果。 3．影響洗滌效果的因素 酶制劑的種類，污物的類型，水溫、水量、水質(zhì)，衣物

7、的質(zhì)料、大小，洗衣粉的用量，浸泡、洗滌時(shí)間等。 4．使用時(shí)的注意事項(xiàng) (1)溫度對(duì)酶制劑影響較大，溫度低酶的活性受到抑制，不能充分發(fā)揮作用；溫度高酶變性失活，溫度以40 ℃～70 ℃為好。 (2)酶制劑有極強(qiáng)的選擇性，應(yīng)根據(jù)不同的污垢選用不同的酶。 (3)加酶洗衣粉不宜長(zhǎng)期儲(chǔ)存，一般儲(chǔ)存期為半年，超過(guò)一年酶的活性顯著下降。 (4)酶在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿中活性降低以至失活，所以加酶洗衣粉不能與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿同用。 ①加酶洗衣粉除含普通洗衣粉成分外還含酶制劑。 ②加酶洗衣粉降低了表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量，故減少了水體富營(yíng)養(yǎng)化的污染。 　下列關(guān)于加酶洗衣粉說(shuō)法不正確的是(　　) A．加

8、酶洗衣粉的效果總比普通洗衣粉的效果好 B．加酶洗衣粉效果的好壞受很多因素影響 C．加酶洗衣粉中目前常用的酶制劑有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶 D．加酶洗衣粉相對(duì)普通洗衣粉更有利于環(huán)保 【思路點(diǎn)撥】　加酶洗衣粉與普通洗衣粉相比，雖然表面活性劑和三聚磷酸鈉的含量較少，但添加了一定量的酶制劑。在酶的作用下，構(gòu)成污漬的一些生物大分子被分解為可溶性的小分子，使污漬容易從衣物上脫落，即加酶洗衣粉的洗滌效果不僅沒(méi)有降低，反而加強(qiáng)了。但是，由于酶具有專一性，只有洗衣粉中的酶與污漬相對(duì)應(yīng)時(shí)，其優(yōu)勢(shì)才能發(fā)揮出來(lái)，如果不對(duì)應(yīng)，加酶洗衣粉的洗滌效果可能不如普通洗衣粉。 【答案】　A 1．關(guān)于洗衣粉

9、中的酶的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．洗衣粉中的酶是人工合成的無(wú)機(jī)催化劑 B．洗衣粉中的酶是生物工程的產(chǎn)物 C．加酶洗衣粉有保質(zhì)期，時(shí)間長(zhǎng)了，酶活性會(huì)降低或喪失 D．加酶洗衣粉中磷的含量比普通洗衣粉低 【解析】　發(fā)酵工程是生物工程的內(nèi)容之一，洗衣粉中的酶是發(fā)酵工程的產(chǎn)物，是微生物合成的一類蛋白質(zhì)，所以加酶洗衣粉有一定的保質(zhì)期，時(shí)間長(zhǎng)了，酶的活性會(huì)降低或喪失，影響洗滌效果。加酶洗衣粉降低了表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量，比普通洗衣粉中磷的含量低。 【答案】　A 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 1.探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對(duì)衣物污漬的洗滌效果 (1)實(shí)驗(yàn)原理 生活中的各種污漬主要是蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉

10、等大分子有機(jī)物，這些有機(jī)物能在相應(yīng)的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的作用下水解成易溶于水的小分子有機(jī)物。 (2)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 ①帶有污染物的實(shí)驗(yàn)用布的制取：取一定量的污染物制成溶液，取等量的污染物滴加在大小、質(zhì)地均相同的新布上。 ②稱取等量的洗衣粉：用天平準(zhǔn)確稱取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉。 (3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程 ①取兩只大燒杯并編號(hào)，用量筒分別量500 mL蒸餾水放入其中。放入40 ℃的水浴鍋保溫。 ②將制好的帶有污染物的實(shí)驗(yàn)用布和洗衣粉(一組為帶有污染物的實(shí)驗(yàn)用布和普通洗衣粉，另一組為帶有污染物的實(shí)驗(yàn)用布和加酶洗衣粉)分別放入兩只燒杯中。 ③用玻璃棒同時(shí)充分?jǐn)嚢枰欢螘r(shí)間。 ④經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間后

11、觀察洗滌效果。 (4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論 加酶洗衣粉的洗滌效果好。 ①為確保單一變量，應(yīng)有效控制無(wú)關(guān)變量，如水的用量、污染物的量、實(shí)驗(yàn)用布的質(zhì)地大小、兩種洗衣粉的用量、攪拌及洗滌時(shí)間等。 ②加酶洗衣粉有很多種，要注意實(shí)驗(yàn)用的加酶洗衣粉說(shuō)明，是單一加酶洗衣粉，還是復(fù)合加酶洗衣粉。 2．探究加酶洗衣粉使用時(shí)的最適溫度 (1)實(shí)驗(yàn)原理：酶的活性受溫度的影響，最適溫度時(shí)酶的活性最大，去污力最強(qiáng)，高于或低于此溫度，酶的活性降低，去污力下降。 (2)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 ①制取帶有污染物的實(shí)驗(yàn)用布：將等量的雞血滴到7塊大小相同的、質(zhì)地相同的新布上。 ②稱取加酶洗衣粉：用天平準(zhǔn)確地稱取等量的同種加酶洗衣粉7

12、份。 (3)實(shí)驗(yàn)步驟 ①配制系列溫度梯度水溶液 取大燒杯7只，用量筒量取500 mL的蒸餾水放入其中。然后將7只燒杯分別放入25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃的恒溫水浴鍋中。 ②將制好的帶有污染物的實(shí)驗(yàn)用布和稱好的洗衣粉分別放入7只燒杯中。 ③用玻璃棒同時(shí)充分?jǐn)嚢枰欢螘r(shí)間。 ④經(jīng)過(guò)相同的時(shí)間后觀察洗滌效果。 實(shí)驗(yàn)中可以用滴管控制污染物的量，待污染物干燥后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；布料應(yīng)放在洗衣粉溶液中浸泡相同的時(shí)間；采用玻璃棒或筷子攪拌的方式模擬洗衣過(guò)程；攪拌的時(shí)間、次數(shù)和力量應(yīng)基本相同。 3．探究不同種類的加酶洗衣粉的洗滌效果 (1)實(shí)驗(yàn)原理：酶的催

13、化作用具有專一性，復(fù)合酶洗衣粉加入的酶制劑種類較多，與單一加酶洗衣粉相比，對(duì)各種污漬都有較好的洗滌效果。 (2)實(shí)驗(yàn)變量 加酶洗衣粉的種類。 (3)實(shí)驗(yàn)步驟 步驟 燒杯編號(hào) Ⅰ Ⅱ Ⅲ 注入自來(lái)水 500 mL 500 mL 500 mL 加入物質(zhì)(等量) 奶漬布 奶漬布 奶漬布 控制水溫 37 ℃ 37 ℃ 37 ℃ 加入洗衣粉(等量) 蛋白酶洗衣粉 復(fù)合酶洗衣粉 脂肪酶洗衣粉 用玻璃棒攪拌 5 min 5 min 5 min 觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 該實(shí)驗(yàn)探究多種加酶洗衣粉對(duì)同一污漬的洗滌效果，也可以探究同一種加酶洗衣粉對(duì)于

14、不同污漬的洗滌效果。 　為探究洗衣粉加酶后的洗滌效果，將一種無(wú)酶洗衣粉分成3等份，進(jìn)行3組實(shí)驗(yàn)。甲、乙組在洗衣粉中分別加入1種或2種酶，丙組不加酶，在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬，其他實(shí)驗(yàn)條件均相同，下表為實(shí)驗(yàn)記錄。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 水溫/℃ 10 20 30 40 50 組別 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 清除血漬時(shí)間/min 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67 清除油漬時(shí)間/min 93

15、 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77 69 8 68 (1)提高洗衣粉去污能力的方法有________________。甲組在洗衣粉中加入了____________。乙組在洗衣粉中加入了________________。 (2)甲、乙組洗滌效果的差異，說(shuō)明酶的作用具有________。 (3)如果甲、乙和丙3組均在水溫為80 ℃時(shí)洗滌同一 種污漬，請(qǐng)比較這3組洗滌效果之間的差異并說(shuō)明理由。_____________。 【思路點(diǎn)撥】　本題主要考查有關(guān)酶的相關(guān)內(nèi)容。具體分析如下： 【答案】　(1)加酶和適當(dāng)提高溫度　蛋白酶　蛋

16、白酶和脂肪酶　(2)專一性　(3)沒(méi)有差異，因?yàn)楦邷厥姑甘Щ? 2．有人設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究加酶洗衣粉是否能提高去污力并優(yōu)于普通洗衣粉。實(shí)驗(yàn)分為兩組，一組衣物用加酶洗衣粉洗滌，一組衣物用普通洗衣粉洗滌。該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)缺少(　　) A．用加酶洗衣粉洗滌和用適量普通洗衣粉洗滌的對(duì)照 B．既不用加酶洗衣粉洗滌也不用普通洗衣粉洗滌的對(duì)照 C．用普通洗衣粉洗滌和用少量加酶洗衣粉洗滌的對(duì)照 D．用少量普通洗衣粉洗滌和用大量加酶洗衣粉洗滌的對(duì)照 【解析】　該實(shí)驗(yàn)的自變量是加酶洗衣粉、普通洗衣粉。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)分為三組，其中實(shí)驗(yàn)組有兩組：一組用加酶洗衣粉，一組用普通洗衣粉；另外還應(yīng)有一個(gè)空白對(duì)照組，既不用加酶洗

17、衣粉洗滌也不用普通洗衣粉洗滌。 【答案】　B 1．下列不屬于加酶洗衣粉中酶制劑的是(　　) A．蛋白酶 B．脂肪酶 C．淀粉酶 D．麥芽糖酶 【解析】　加酶洗衣粉中添加的酶有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶。 【答案】　D 2．影響加酶洗衣粉活性的條件不包括(　　) A．溫度 B．pH C．表面活性劑 D．水量 【解析】　酶的活性受溫度和酸堿度(pH)及表面活性劑的影響。水量只影響酶的濃度及反應(yīng)速度，不影響其活性。若問(wèn)的是影響加酶洗衣粉的洗滌效果，應(yīng)包括水量等其他因素。 【答案】　D 3．用加酶洗衣粉洗滌衣物時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．可用加酶洗衣粉洗滌

18、毛料衣服 B．一般先用熱水泡開(kāi)，然后調(diào)至適宜溫度 C．水溫太低使洗衣粉中的酶喪失活性后不能再恢復(fù) D．使用添加了堿性蛋白酶的洗衣粉洗衣服后應(yīng)立即沖洗雙手 【解析】　毛料衣服的主要成分為蛋白質(zhì)，加酶洗衣粉中的蛋白酶會(huì)損壞衣服；高溫會(huì)使酶失活，而低溫抑制酶的活性，但不會(huì)使酶變性；皮膚中的蛋白質(zhì)也會(huì)被加酶洗衣粉中的蛋白酶水解，損傷皮膚。 【答案】　D 4．某同學(xué)進(jìn)行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌效果比較”課題研究。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下： ①設(shè)置2組實(shí)驗(yàn)，分別使用蛋白酶洗衣粉和復(fù)合酶洗衣粉 ②2組實(shí)驗(yàn)的洗衣粉用量、被洗滌的衣物量、衣物質(zhì)地、污染物性質(zhì)和量、被污染的時(shí)間、洗滌時(shí)間、洗滌方式等全部

19、相同，洗滌溫度都為35 ℃ ③根據(jù)污漬去除程度得出結(jié)論 這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，錯(cuò)誤的是(　　) A．① B．①②　　　C．②　　　D．②③ 【解析】　本實(shí)驗(yàn)的探究課題為加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌效果，自變量為是否添加了酶，而不是添加不同種類的酶。 【答案】　A 5．某工廠生產(chǎn)了一種加酶洗衣粉，其包裝袋上印有如下說(shuō)明： 成分：含堿性蛋白酶等。 用法：洗滌前先將衣服浸于洗衣粉水內(nèi)數(shù)小時(shí)。使用溫水效果最佳。 注意：切勿用于絲質(zhì)及羊毛衣料。用后徹底清洗雙手。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)質(zhì)檢局針對(duì)該洗衣粉設(shè)計(jì)了如下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖所示。 該實(shí)驗(yàn)的目的是_____________

20、_________________________________。 (2)一學(xué)生為探索該洗衣粉中酶催化作用的最適溫度，參考上述(1)的實(shí)驗(yàn)材料及方法進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，并把結(jié)果用曲線圖A、B表示。 ①由圖可知，使用該加酶洗衣粉的最適溫度約為_(kāi)_______。 ②在0 ℃和75 ℃時(shí)，酶的催化效率基本都降為零，但溫度再度回到45 ℃，后者的催化作用已不能恢復(fù)，這是因?yàn)開(kāi)________________________________。 ③該學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可通過(guò)觀察________________________________現(xiàn)象判斷酶的催化效率。 (3)該加酶洗衣粉的去污原理是_

21、__________________________________ ______________________________________________________________ ____________________________________________________________。 【解析】　酶的成分是蛋白質(zhì)，煮沸后失活，與正常溫度下的該洗衣粉做對(duì)照可判斷出洗衣粉中酶的活性(質(zhì)量)。由此(1)實(shí)驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)洗衣粉中是否含有蛋白酶；(2)由圖中曲線可以得知，該加酶洗衣粉的最適溫度為45 ℃，酶在高溫下其結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞，導(dǎo)致其活性喪失。 【答案】　(1)檢查該洗衣粉是否含堿性蛋白酶 (2)①45 ℃?、诿傅幕钚砸褑适А、勰z片上的蛋白膜消失時(shí)間的長(zhǎng)短 (3)用蛋白酶分解衣服中的污垢，所含的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性小分子多肽，使之易于洗去 9