学年人教版生物选修一讲义专题4 课题2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果Word格式文档下载.docx

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ⅰ单一变量：

洗衣粉的类型。

ⅱ对照实验

②加酶洗衣粉的最适洗涤温度：

温度。

ⅱ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：

加酶洗衣粉的种类。

ⅱ无关变量：

污渍的种类、程度等。

1．判断对错

（1）加酶洗衣粉中的酶能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度。

（　　）

（2）加酶洗衣粉能够有效去除油渍、汗渍和血渍。

（3）衣服的洗涤只需考虑洗涤效果。

（4）科学探究中，研究变量的思路是一致的，只是在不同的问题情境下，具体做法不同。

提示：

（1）√　

（2）√

（3）×

　衣物的洗涤，不仅要考虑洗涤效果，还要考虑衣物的承受能力、洗涤成本等因素。

（4）√

2．选择不同种类的加酶洗衣粉时，应注意（　　）

A．针对衣物上的污渍选择洗衣粉

B．注意衣物的面料成分

C．水温要适宜

D．以上都是

D　[选择加酶洗衣粉时，应注意所加酶的种类，因为不同的酶分解的底物不同，最适温度也不同。

]

加酶洗衣粉的基础知识

[合作交流]

1．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？

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。

2．酶能直接添加到洗衣粉中吗？

为什么？

不能。

洗衣粉中的表面活性剂等物质会降低酶的活性。

1．加酶洗衣粉的种类

根据加入洗衣粉中酶制剂的不同，可将加酶洗衣粉分为单一加酶洗衣粉和复合加酶洗衣粉。

（1）单一加酶洗衣粉是指只加入一种酶制剂的洗衣粉，又包括蛋白酶洗衣粉、脂肪酶洗衣粉、淀粉酶洗衣粉等。

（2）复合加酶洗衣粉是指加入了多种酶制剂的洗衣粉，由于复合加酶洗衣粉加入的酶制剂种类较多，可以发挥其独特的“协同效应”，因此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．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

3.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

特别提醒：

使用加酶洗衣粉时的注意事项

（1）加酶洗衣粉有不同的种类，使用时应根据衣物的污渍类型选择相应种类的加酶洗衣粉进行洗涤。

既要考虑洗涤效果，还要考虑衣物的承受能力和洗涤成本等因素。

（2）不能用加蛋白酶的洗衣粉洗涤毛织品或丝织品，因为毛织品或丝织品的主要成分是蛋白质，会被蛋白酶分解，降低衣物的光滑度和强度。

（3）添加了碱性蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面蛋白质，使人患过敏性皮炎、湿疹等，因此，应避免与这类洗衣粉长时间地接触。

[典题通关]

下列关于加酶洗衣粉的说法，不正确的是（　　）

A．加酶洗衣粉的洗涤效果总比普通洗衣粉的洗涤效果好

B．加酶洗衣粉洗涤效果的好坏受很多因素的影响

C．加酶洗衣粉中目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶

D．加酶洗衣粉相比普通洗衣粉更有利于环保

A　[加酶洗衣粉中含有的酶制剂，可以将污物中的大分子、不易溶于水的物质（如蛋白质、脂肪、淀粉和纤维素等）水解成小分子的易溶于水的物质，所以加酶洗衣粉的洗涤效果一般要优于普通洗衣粉。

但是，由于酶具有专一性，只有洗衣粉中的酶与污渍相对应时，其优势才能发挥出来；

如果不对应，加酶洗衣粉的洗涤效果可能不如普通洗衣粉。

（1）如果用加酶洗衣粉和普通洗衣粉分别洗涤被污染的布料，水温都过高，则加酶洗衣粉的洗涤效果会不会好于普通洗衣粉？

（2）被血渍或花生油污染的衣服，最好选择复合型加酶洗衣粉进行洗涤还是单一型加酶洗衣粉进行洗涤？

（1）不会，因为水温过高会使加酶洗衣粉中的酶制剂失活。

（2）因为血渍中主要是蛋白质，花生油中主要是脂肪，所以最好选择单一型加酶洗衣粉进行洗涤。

若选择复合型加酶洗衣粉进行洗涤，其中的一些酶制剂不发挥作用，会引起浪费。

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

C　[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。

加酶洗衣粉的相关探究实验

1．使用什么标准衡量洗涤效果？

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。

2．哪些因素会影响加酶洗衣粉的洗涤效果？

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。

3．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？

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．实验设计流程

→

　　　　　　　　　　　　　　　　↓

←

2．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

3.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。

4．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。

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。

5．探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果

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。

步骤

烧杯编号

Ⅰ

Ⅱ

Ⅲ

注入自来水

500mL

加入物质

（等量）

奶渍布

控制水温

37℃

加入洗衣粉

洗衣粉

复合酶

用玻璃棒搅拌

5min

观察实验现象

该实验探究的是多种加酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果，依此方法也可以探究同一种加酶洗衣粉对于不同污渍的洗涤效果。

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．①②C．②D．②③

A　[步骤①的目的主要是分组和操纵自变量，步骤②的目的主要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，所以操纵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A错误。

（1）如果将本题的实验目的改为“探究水质对加酶洗衣粉洗涤效果的影响”，则实验的自变量和因变量又分别是什么？

步骤①要做怎样的调整？

（2）将本题中的洗涤温度改为90℃，则对实验结果会产生怎样的影响？

本实验中的实验结果可以用哪两种描述方法？

（1）修改后的实验自变量是洗涤所用的水质，因变量是污渍的去污程度。

步骤①调整成“准备等量的两种不同水质的水”。

（2）90℃下酶会失活，使得加酶洗衣粉中的酶制剂失去作用，则达不到实验目的。

本实验的结果可以用“相同时间内达到的清洁程度”或“达到相同清洁程度所用的时间”来进行描述。

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℃

C　[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。

[课堂小结]

知识网络构建

核心语句归纳

1.加酶洗衣粉常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。

其中应用最广泛、效果最明显的酶制剂是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。

2．碱性蛋白酶能将大分子蛋白质水解为可溶性的氨基酸或小分子的肽，所以蛋白质类纤维织物不能用此种加酶洗衣粉洗涤。

3．温度、酸碱度和表面活性剂都会影响酶的活性从而影响加酶洗衣粉的洗涤效果。

4．比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的实验中，实验变量为洗涤剂，其他因素应保持不变，如布料的种类、大小、颜色、污物的量与种类、水温、水质、水量、洗衣粉的用量、浸泡时间和搅拌时间等。

5．探究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响的实验中，实验变量为温度，其他因素应保持不变。

1．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（　　）

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

B　[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。

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

A　[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）。

3．下面围绕加酶洗衣粉进行的探究实验中，最合理的是（　　）

A．探究加酶洗衣粉的最适使用温度时，设置0℃、37℃、100℃三组自变量

B．探究加酶洗衣粉的洗涤效果时，设置不同种类加酶洗衣粉进行相互对照

C．探究加酶洗衣粉的最适用量时，要注意控制实验中衣物污染程度、洗涤时间和方式等无关变量

D．探究不同水质对加酶洗衣粉洗涤效果的影响时，一定要设置蒸馏水的洗涤效果

C　[探究加酶洗衣粉的洗涤效果时，实验的对照组应用普通洗衣粉洗涤；

在探究不同水质对加酶洗衣粉洗涤效果的影响实验中，不同种类的水形成相互对照就行，生活中没有使用蒸馏水洗衣服的。

4．某同学为探究加酶洗衣粉的洗涤效果，按下表的步骤进行操作：

烧杯（1000mL）

Ⅳ

①注入自来水

②放入含油渍的衣服

一件

③控制不同水温

10℃水浴

10min

30℃水浴

50℃水浴

70℃水浴

④加入等量加酶洗衣粉

0.5g

⑤用玻璃棒搅拌

⑥观察现象

（1）该实验的目的是____________________________________

________________________。

（2）请分析该同学的实验设计中存在的问题，并提出改进措施。

_____________________________________________________

_____________________________________________________。

（3）步骤③和步骤④顺序能否调换？

说明理由。

（4）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号试管加入的洗衣粉、衣服上的油渍大小及保温时间、搅拌速度和时间均相同，这是为了______________，以便得出科学结论。

[解析]　

（1）由题中表格获取信息，温度为单一变量，故该实验的目的是探究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响。

（2）既然温度为单一变量，那么其他无关变量应保持相同且适宜。

由于衣服的污渍量不好控制，所以应选用大小、质地相同的白布，然后滴加等量的植物油。

实验中水温的设定范围也不合理，且梯度过大。

（3）题表中，步骤③和步骤④的顺序不能调换，因为调换后加酶洗衣粉中的酶在达到实验要求的温度前已分解掉部分油渍。

（4）上述实验中，加入的洗衣粉量、衣服上的油渍量及保温时间、搅拌速度和洗涤时间均属于无关变量，应尽可能保持相同，以确保整个实验只有温度这一单一变量。

[答案]　

（1）探究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响

（2）应选用大小相同的白布，分别滴加4滴同种的植物油，使油渍大小相同；

选择的水温不合适，且梯度过大，温度范围应设定在20～40℃之间，如选取25℃、30℃、35℃、40℃的水温

（3）不能调换。

因为调换后加酶洗衣粉中的酶在达到实验要求的温度前已分解掉部分油渍

（4）保证单一变量