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04酶的研究与应用课题2探讨加酶洗衣粉的洗涤效果课标解读知识目标1．知道什么是酶制剂，能够说出常见酶制剂的种类及应用2．了解影响酶活性的因素能力目标1．学会控制和分析变量，探究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响2．探究不同种类的洗衣粉对同一污渍或不同污渍洗涤效果的区别情感态度与价值观1．了解普通洗衣粉与加酶洗衣粉在成分上的不同，并说出加酶洗衣粉的优点2．增强学生的环保意识课前导学1．加酶洗衣粉是指含有________的洗衣粉，目前常用的酶制剂有______、________、________和________共四类。2．____________能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的________或________，使污迹容易从衣物上脱落。3．普通洗衣粉中含有磷。含磷污水的排放可能导致______________________，造成水体污染。加酶洗衣粉可以降低__________和______________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。4．使用加酶洗衣粉时影响酶活性的因素有________、__________和__________等。5．蛋白酶可将________最终分解为可溶性的____________；脂肪酶可将________最终分解为____________；淀粉酶可将________最终分解为____________________；纤维素酶可将__________最终分解为__________以达到去污目的，因此蛋白类纤维(羊毛、蚕丝等)织物就不能用______________来洗涤。答案1．酶制剂蛋白酶脂肪酶淀粉酶纤维素酶2．碱性蛋白酶氨基酸小分子的肽3．微生物和藻类的大量繁殖表面活性剂三聚磷酸钠4．温度酸碱度表面活性剂5．蛋白质氨基酸和小分子的肽脂肪甘油和脂肪酸淀粉可溶性麦芽糖和葡萄糖纤维素葡萄糖加酶洗衣粉知识点解读知识点一普通洗衣粉与加酶洗衣粉的相关知识1．普通洗衣粉的成分、种类及对环境的影响(1)主要成分由表面活性剂、聚磷酸盐、4A沸石、水溶性硅酸盐、助洗剂及分散剂经复配加工而成。(2)种类①根据含磷量可分为无磷和含磷洗衣粉。②根据洗涤效能可分为普通和浓缩洗衣粉。(3)对环境的影响含磷洗衣粉易造成水体富营养化，从而破坏水质，污染环境。无磷洗衣粉能减轻对环境的污染。2．加酶洗衣粉的洗涤原理及影响因素(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可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、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢脂肪酶把脂肪水解为较易溶解的甘油和游离的脂肪酸食品的油渍、人体皮脂、口红淀粉酶能使淀粉迅速分解为可溶性的麦芽糖、葡萄糖等来自面条、巧克力等的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\(2)类型根据加入洗衣粉中酶制剂的不同，将加酶洗衣粉分为以下两种：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，由于酶制剂之间可以发挥其独特的“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。(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，衣物的质料、大小，洗衣粉的用量，浸泡、洗涤时间等。【例1】下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是()A．高温易使酶失活，因此冷水洗涤去污效果应该比温水好B．洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进作用C．在pH低于7.0的自来水中，碱性蛋白酶依然能起作用D．洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥作用【解析】加酶洗衣粉中的酶在水温45～60℃时，能充分发挥洗涤作用，水温高于60℃时，碱性蛋白酶要失去活性，水温低于15℃时，酶的活性迅速下降，影响洗涤效果。低于40℃时，则酶作用缓慢，但不易被破坏而失活，A错；表面活性剂能影响碱性蛋白酶活性，还会使酶失活，B错误；碱性蛋白酶适合的pH值为6.0～8.5，故C正确；蛋白质是衣物上最普遍存在的污垢，而且是最难被表面活性剂和其他助洗剂所去除的。蛋白酶能把衣物上蛋白质先分解成可溶性的肽，然后再分解成氨基酸，从而很容易被洗去，D错。【答案】C知识点二探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果(1)实验变量：洗衣粉的类型。(2)实验准备①带有污染物的实验用布的制取：称取一定量的污染物制成溶液，取等量污染物滴加在相同大小、质地的新布上。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酶洗衣粉。(3)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(一组为污染布块与普通洗衣粉，一组为污染布块与加酶洗衣粉)分别放入两个烧杯中。③用玻璃棒同时充分搅拌。一段时间后搅拌可重复进行。④相同的时间后观测洗涤效果。(4)实验结果及注意事项①加酶洗衣粉的洗涤效果比普通洗衣粉好。②加酶洗衣粉的种类较多，要注意实验用的加酶洗衣粉说明书，是单一加酶洗衣粉还是复合加酶洗衣粉，要用能分解污染物的加酶洗衣粉。③搅拌的力度要尽可能保持一致，时间相等。④水温保持自然温度。【例2】下表是有关普通洗衣粉和加酶洗衣粉对洗涤物效果是否相同的探究实验，请据表回答：脸盆编号加入物质(等量)温度洗衣粉(等量)水量褪色时间1油污布37℃加酶2L5min2油污布37℃普通2L7min3油污布5℃加酶2L9min4油污布5℃普通2L8min该实验可证明：(1)能说明加酶洗衣粉效果好的组合方式是________。(2)能说明酶活性受温度影响的实验是________。(3)1与2，3与4比较还说明________________。【解析】本题为实验设计类题目，从表格中的项目可以看出，该实验过程中，实验者考虑到了水质与水量相同等问题，在两个不同的温度下进行了四组对照实验，其中1与2，3与4之间的对比是加酶洗衣粉与普通洗衣粉的对比，而1与3，2与4之间的对比，则是对比不同温度下洗衣粉的洗涤效果，根据单一变量原则，可以对比得出实验结论。【答案】(1)1与2(2)1与3(3)加酶洗衣粉适合在夏季使用，不适合在冬季使用(使用加酶洗衣粉要用温水)知识点三探究加酶洗衣粉使用时的最适温度(1)实验变量温度，其他条件相同且适宜。(2)实验原理温度影响酶的活性，从而影响加酶洗衣粉的洗涤效果。(3)实验步骤同上一实验，不同的是，设置温度梯度，如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℃，直至测出具体的最适温度。【例3】某同学探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响，选择了10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃和70℃的温度梯度，在其他条件都一致的情况下，发现40℃时洗涤效果最好，由此可以得出()A．40℃为该酶的最适温度B．40℃不是该酶的最适温度C．40℃酶活性最高D．不能确定该酶最适温度【解析】该同学在其他条件都一致的情况下做实验，符合实验设计原则。对于最适温度要明确，同一加酶洗衣粉，洗涤效果也因洗涤时间(即酶反应时间)长短而不同。另外一点就是温度梯度差过大，因而只能说在该条件下40℃时洗涤效果。至于最适温度，应围绕40℃再设置较小梯度差进一步测定。【答案】D知识点四探究不同种类的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)实验变量加酶洗衣粉。其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。(3)实验步骤烧杯编号步骤ⅠⅡⅢ注入自来水500mL500mL500mL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5min5min5min观察实验现象【例4】“衣领净”属于()A．单一型加酶洗衣粉B．复合型加酶洗衣粉C．浓缩型普通洗衣粉D．以上三种都不是【解析】“衣领净”是一种复合型加酶洗衣粉，其性能优异，具有快速深层渗透，有效地深入纤维内部，分解衣领、袖口等特别难洗部位污垢的功能，且对衣物上的汗渍、奶渍、油渍、血渍、果汁等具有极强的清除功效。衣物浸湿前涂于污垢处，三分钟后正常洗涤，无需特意揉搓，无需再用肥皂手工搓洗，污垢即除，省时省力，使织物里外都干净、柔顺、松软。“衣领净”不含P，不会污染环境。【答案】B思维拓展使用加酶洗衣粉时的注意事项(1)碱性蛋白酶能使蛋白质水解，因此，蛋白质类纤维(羊毛、蚕丝等)织物就不能用加酶洗衣粉来洗涤，以免使纤维受到破坏。(2)使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温度。碱性蛋白酶在35～50℃时活性最强，在低温下或70℃以上就会失效。(3)加酶洗衣粉也不宜长期存放，存放时间过长会导致酶活力损失。(4)加酶洗衣粉不宜与三聚磷酸盐共存，否则酶的活性将会丧失。(5)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，而使人患过敏性皮炎、湿疹等，因此，应避免与这类洗衣粉长时间地接触。名题赏析【例1】(2018年高考·江苏卷)下列关于加酶洗衣粉的叙述，错误的是()A．洗衣粉中添加的酶通常是由微生物发酵生产而来B．洗衣粉中的蛋白酶通常会将添加的其他酶迅速分解C．在50℃热水中用加酶洗衣粉洗衣时，其中的酶会迅速失活D．加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存，不会影响其中酶的活性【解析】加酶洗衣粉中的酶是科学家通过基因工程生产的，即利用转基因技术、微生物发酵技术生产的，A正确；加酶洗衣粉中的酶通过特殊的化学物质层层包裹，与洗衣粉的其他成分隔离，所以洗衣粉的蛋白酶不会将其他酶迅速分解，B错误；加酶洗衣粉中的酶是科学家通过基因工程生产的能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶，故在50℃热水中酶不会迅速失活，C错误；加酶洗衣粉中的酶通过特殊的化学物质包裹，这些隔离层遇到水后，就会很快溶解，包裹在其中的酶就能迅速发挥催化作用，所以加酶洗衣粉受潮后，其中酶的活性会受到影响。【答案】BCD【例2】(2016年高考·海南卷)回答下列问题：(1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性随pH的变化如图所示。通常，用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时，不应该使用开水，原因是____________________。若要去除衣服上的血渍，应选择含有______________________(填“蛋白酶甲”“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”)的碱性洗衣粉，理由是______________________。(2)某同学为了洗去衣服上的油渍，洗衣时在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶，该同学的做法__________________(填“合理”或“不合理”)，理由是__________________。(3)已知溶液的pH可以影响酶的活性，请推测pH影响某种蛋白酶活性的原因可能是其影响了酶和底物分子中______________________(填“羧基和氨基”“氨基和甲基”“羧基和甲基”或“甲基和甲基”)等基团的解离状态。【解析】如果使用开水，会使血中的蛋白质变性而沉淀，难以清洗。使用碱性洗衣粉去除衣服上的血渍，碱性条件下只有蛋白酶丙有活性，应选择含有蛋白酶丙的碱性洗衣粉。(2)脂肪酶的化学成分为蛋白质，会被蛋白酶水解。(3)蛋白酶和其作用的蛋白质类污渍是氨基和羧基均会发生解离，pH会影响其解离状态。【答案】(1)开水使血中的蛋白质变性而沉淀，难以清洗蛋白酶丙碱性条件下只有蛋白酶丙有活性(2)不合理蛋白酶会降解脂肪酶(3)羧基和氨基课本问题提示[旁栏思考题(P46～48)]1．查阅资料，看看普通洗衣粉中包含哪些化学成分。提示：普通洗衣粉中通常包含有：表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白剂等成分，有的洗衣粉中还含有增白剂、香精和色素，以及填充剂等。2．你打算选用什么洗涤材料？提示：相同的手绢、毛巾或其他易取材料。3．评判实验结果必须有一个客观标准。在本课题中，你打算使用什么方法和标准判断洗涤效果？请仔细考虑后确定一个方案。提示：洗涤后比较污物的残留情况，如：已消失、颜色变浅、面积缩小等(方案确定只要合理即可)。[练习(P48)]1．提示：列表比较如下：普通洗衣粉加酶洗衣粉