人教版生物选修1专题4 课题2.docx
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人教版生物选修1专题4课题2
课题2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
1.能说出加酶洗衣粉的洗涤原理。
(重点)
2.探讨温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响。
(重点)
3.探讨不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的区别。
(难点)
加酶洗衣粉
1.概念
加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。
2.酶制剂
(1)常用种类:
蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶。
(2)效果最明显种类:
碱性蛋白酶、碱性脂肪酶。
(3)作用原理:
难溶性大分子物质
可溶性小分子物质。
(4)影响因素:
温度、酸碱度和表面活性剂。
(5)生产方法:
通过基因工程生产出能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶。
3.优点
降低了表面活性剂和三聚磷酸钠的用量,使洗涤剂朝低磷无磷的方向发展,减少对环境的污染。
探讨
:
为什么用含碱性蛋白酶的洗衣粉较容易将血渍、奶渍洗涤掉?
提示:
血渍、奶渍的主要成分是蛋白质。
碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子肽,使污迹容易从衣物上脱落。
探讨
:
酶能直接添加到洗衣粉中吗?
为什么?
提示:
不能。
洗衣粉中的表面活性剂等物质会降低酶的活性。
1.常用酶制剂的种类及洗涤原理和实例
种类
洗涤原理
洗涤实例
蛋白酶
将蛋白质分解为易溶解或分散于洗涤液中的多肽或氨基酸
血渍、奶渍及各种食品类蛋白质污垢
脂肪酶
把脂肪水解为较易溶解的甘油和脂肪酸
食品的油渍、人体皮脂、口红
淀粉酶
使淀粉分解为可溶性的麦芽糖、葡萄糖等
来自面条、巧克力等污垢
纤维素酶
使纤维的结构变得蓬松,从而使渗入到纤维深处的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触,达到更好的去污效果
洗涤含棉织物,可使其增白、增艳、柔软,去除颗粒污垢
2.种类
(1)单一加酶洗衣粉:
只加入一种酶制剂的洗衣粉。
(2)复合加酶洗衣粉:
加入了多种酶制剂的洗衣粉。
3.影响洗涤效果的因素
酶制剂的种类、污物的类型、水温、水量、水质、衣物的质地、洗衣粉的用量、浸泡时间、洗剂时间等。
4.加酶洗衣粉与普通洗衣粉的比较
加酶洗衣粉
普通洗衣粉
不同点
成分
普通洗衣粉成分+酶制剂,酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物,小分子有机物易溶于水,从而与纤维分开
以三聚磷酸盐为主要助洗剂
环境
污染
污染轻甚至无污染
导致水体富营养化
相同点
表面活性剂可以产生泡沫,可将油脂分子分散开;水软化剂可分开污垢等
1.加酶洗衣粉的酶不易失活,原因不可能是( )
A.通过基因工程生产出的特殊酶
B.用特殊化学物质将酶包裹,使其与其他成分隔离
C.加酶洗衣粉的酶是从耐酸、耐碱、耐高温的微生物中获得的
D.加酶洗衣粉的酶能耐酸、耐碱、耐高温
【解析】 加酶洗衣粉中的酶是科学家通过基因工程生产出的特殊酶,不是从耐酸、耐碱、耐高温的微生物中直接获得的。
故正确答案为C。
【答案】 C
2.加酶洗衣粉中含有蛋白酶,不含肽酶的原因是( )
A.肽酶制备成本太高
B.肽酶会影响蛋白酶的活性
C.衣物上的大分子蛋白质变为多肽后很容易脱落
D.蛋白酶把蛋白质直接水解成可溶性氨基酸
【解析】 在人体消化道内,蛋白酶将蛋白质水解成多肽,而肽酶进一步将多肽水解成氨基酸,因此肽酶不会影响蛋白酶的活性,蛋白酶不能将蛋白质直接水解成氨基酸。
考虑到衣物的实际洗涤情况,当加酶洗衣粉中的蛋白酶将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成小分子多肽后,就很容易从衣物上脱落了,无须再加肽酶。
【答案】 C
3.市场上有一种加酶洗衣粉,即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶,它的催化活性很强,衣物中的汗渍、血渍以及人体排放的蛋白质等遇到它,皆能被水解而除去。
下列衣物中不能用加酶洗衣粉洗涤的是( )
①棉丝品 ②毛织品 ③腈纶织品 ④蚕丝织品
⑤涤纶织品 ⑥尼龙织品
A.①②③ B.③④⑤
C.④⑤⑥D.②④
【解析】 毛料的主要成分是蛋白质,加酶洗衣粉中含有蛋白酶,会破坏毛料衣服。
毛织品和蚕丝织品是蛋白质制品,会被洗衣粉中的碱性蛋白酶水解,所以不能用该加酶洗衣粉。
【答案】 D
实验设计
1.遵循的原则
单一变量原则和对照原则。
2.探究的问题
(1)普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍洗涤效果的区别:
①单一变量:
洗衣粉的类型。
②对照实验
(2)加酶洗衣粉的最适洗涤温度:
①单一变量:
温度。
②对照实验:
不同实验组之间形成相互对照。
(3)不同类型的加酶洗衣粉的洗涤效果:
①单一变量:
加酶洗衣粉的种类。
②无关变量:
污渍的种类、程度等。
探讨
:
使用什么标准衡量洗涤效果?
提示:
在洗涤后,比较污物的残留状况,如已消失、颜色变浅、面积减小等,最好能进行定量分析。
探讨
:
哪些因素会影响加酶洗衣粉的洗涤效果?
提示:
水温,水量,水质,洗衣粉的种类与用量,衣物的质地、大小,浸泡时间和洗涤的时间等。
探讨
:
若想探究不同温度条件下,洗衣粉对不同污渍的洗涤效果,应如何设计实验?
提示:
分别以水浴锅温度依次为20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃重复步骤③④实验,记录除去污渍所需时间。
1.实验设计中的变量控制和对照实验
(1)变量控制:
影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的质地、大小及浸泡时间和洗涤时间等,在这些因素中,如果水温是我们研究的对象,那么应设水温为实验的自变量,其他因素(无关变量)都应保持相同、适宜且不变。
(2)对照实验:
探究的问题
变量
对照组
实验组
普通、加酶洗衣粉洗涤效果的区别
洗衣粉类型
普通洗衣粉+污物
加酶洗衣粉+污物
加酶洗衣粉的最适温度
温度
温度梯度下的洗涤效果互为对照
不同类型加酶洗衣粉的洗涤效果
加酶洗衣粉种类
不同加酶洗衣粉的洗涤效果互为对照
2.探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果
(1)实验准备:
①带有污染物实验用布的制作:
称取一定量的污染物制成溶液,分别取等量污染物滴加在相同大小和质地的两块新布上。
②称取等量的洗衣粉:
用天平准确称取等量普通洗衣粉和加相应酶洗衣粉。
(2)实验步骤:
①取大烧杯两个,用量筒量取等量水放入其中。
②将制好的污染布块和洗衣粉混合,一组为污染布块与普通洗衣粉,一组为污染布块与加相应酶洗衣粉,分别放入烧杯中。
③用玻璃棒同时充分搅拌,一段时间后可重复进行。
④相同时间后观察洗涤效果。
(3)实验结论:
加酶洗衣粉的洗涤效果比普通洗衣粉好。
(4)注意事项:
①加酶洗衣粉中酶的催化作用受温度、pH和某些化合物等因素的影响,所以需要适宜温度、中性的水,并且不能含有酶的抑制剂。
②搅拌的力度要尽可能保持一致,时间相等。
3.探究使用加酶洗衣粉的最适温度
(1)实验原理:
温度可以影响酶的活性,从而影响加酶洗衣粉的洗涤效果。
(2)实验步骤:
同上一实验,不同的是,要先做一预实验。
需设置温度梯度,如5℃、10℃、15℃、……55℃,若测出在40℃时洗涤效果较好,可设置更细的实验组,如35℃、36℃……45℃,直至测出较准确的最适温度。
(3)注意事项:
①若在各温度梯度中测出效果最好的温度为40℃,但并不能确定40℃为最适温度,需缩小梯度差进一步探究。
预实验的目的是缩小二次实验的温度限定范围,减小温度差。
②不同种类的加酶洗衣粉的最适温度不同,即使是同一种加酶洗衣粉,其洗涤效果也与洗涤时间的长短有关。
4.探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果
(1)实验原理:
酶的催化作用具有专一性,复合酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多,与单一加酶洗衣粉相比,对各种污渍都有较好的洗涤效果。
(2)实验步骤:
步骤
烧杯编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
注入自来水
500mL
500mL
500mL
加入物质(等量)
奶渍布
奶渍布
奶渍布
控制水温
37℃
37℃
37℃
加入洗衣粉(等量)
蛋白酶洗衣粉
复合酶洗衣粉
脂肪酶洗衣粉
用玻璃棒搅拌
5min
5min
5min
观察实验现象
1.下列是“探究某种加酶洗衣粉使用的最适温度”的具体做法,最合理的是( )
A.加酶洗衣粉在30℃的水中洗涤效果没有45℃的好,说明45℃为最适温度
B.在不同温度的水中,加入相同的污物及不等量的洗衣粉,看哪种效果好
C.取一系列不同温度、其他条件相同的水,加入等量相同的污物及等量加酶洗衣粉,看哪一个温度下洗衣粉的洗涤效果最好
D.将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入37℃的水中洗涤同样的污物,发现加酶洗衣粉洗涤效果好,说明加酶洗衣粉的最适温度为37℃
【解析】 要探究加酶洗衣粉的最适洗涤温度,需要设置一系列温度梯度,自变量只能有温度一种,洗衣粉的用量、种类等都属于无关变量,而无关变量的控制要相同且适宜。
【答案】 C
2.在探讨不同温度对加酶洗衣粉影响的实验中,下列说法不正确的是
( )【导学号:
05520030】
A.应根据当地一年中实际气温变化来确定水温
B.可选择洗涤不同污渍的白布作对照
C.选择水温应考虑衣物的承受能力
D.选择水温应考虑洗涤成本
【解析】 探讨不同温度对加酶洗衣粉的影响实验中,温度是唯一变量,其他各条件应适宜且保持不变。
所以实验中白布的污渍程度应完全相同。
【答案】 B
3.某同学进行“加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果比较”课题研究,实验设计如下:
①设置2组实验,分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉 ②2组实验的洗衣粉用量、被洗涤的衣物量、衣物质地、污染物性质和量、被污染的时间、洗涤时间、洗涤方式等全部相同,洗涤温度都为35℃
③根据污渍去除程度得出结论。
这个实验设计中,错误的是( )
A.① B.①②
C.②D.②③
【解析】 步骤①的目的主要是分组和控制自变量,步骤②的主要目的是为了控制无关变量,步骤③是观察实验的结果。
由于本实验的目的是研究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果,所以控制自变量时要一组加入加酶洗衣粉,另一组加入普通洗衣粉,故选A。
【答案】 A
1.“探究不同温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果”实验中,变量控制方法正确的是( )
A.若采用手洗法进行去污操作,必须尽可能保证各组洗涤用力程度、时间等基本相同
B.水的用量和布料的大小是成正比的,实验用的布料越大、水量越多,实验效果越好
C.水温属于本实验的变量,实验过程中必须保证各组实验的温度相同且恒定
D.实验材料的污染程度属于本实验的无关变量,实验过程中不必考虑
【解析】 本实验的自变量是不同的温度,则洗涤用力程度、时间、实验材料等无关变量应保持相同且适宜;实验用的布料大小要适宜,水量也并非越多实验效果越好。
【答案】 A
2.下列关于普通洗衣粉与加酶洗衣粉的区别的叙述,正确的是( )
A.普通洗衣粉中含有磷高,会污染环境
B.表面活性剂只存在于普通洗衣粉中,会产生泡沫,可以将油脂分子分散开
C.水软化剂只存在于普通洗衣粉中,可以分散污垢
D.加酶洗衣粉是将酶直接添加到普通洗衣粉中
【解析】 普通洗衣粉中含有磷,含磷污水的排放可能造成水体富营养化,导致水中微生物和藻类的大量繁殖,形成“水华”或“赤潮”,引起水体污染;加酶洗衣粉中含有酶制剂,可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量,减少对环境的污染。
不论是普通洗衣粉还是加酶洗衣粉都含有表面活性剂和水软化剂,这是两者的相同点。
若将酶直接添加到洗衣粉中,酶易失活,故添加的酶需经处理(用特殊的化学物质将酶包裹,与其他成分隔离
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