2017-2018年高中生物 第3章 酶的制備及應(yīng)用 第3節(jié) 加酶洗衣粉的洗滌條件學(xué)案 中圖版選修1

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1、 第三節(jié) 加酶洗衣粉的洗滌條件 一、加酶洗滌劑的優(yōu)點(diǎn)及酶的種類(lèi) 1．優(yōu)點(diǎn) 高性能、低成本、少能耗，利環(huán)保。 2．酶的種類(lèi) (1)堿性蛋白酶：溫度范圍是35～50_℃，pH范圍9～11，原理是分解蛋白質(zhì)成為肽和氨基酸。 (2)纖維素酶：溫度范圍是50～60_℃，pH范圍7～11，主要作用于纖維織物上的微纖維。 (3)淀粉酶：溫度范圍是40～60_℃，pH范圍8～10，可將淀粉水解成小分子物質(zhì)。 能用含堿性蛋白酶的洗衣粉洗真絲衣物嗎？ 【提示】　不能。真絲衣物主要成分是蛋白質(zhì)，蛋白酶對(duì)其有水解作用。 二、酶的特點(diǎn)和影響酶催化效率的因素 1．酶的特性 酶具有專(zhuān)一性、

2、高效性，酶的活性受溫度、pH等因素的影響。 2．影響酶催化效率的因素 (1)酶的種類(lèi)和數(shù)量。 (2)溫度。 (3)pH。 預(yù)習(xí)完成后，請(qǐng)把你認(rèn)為難以解決的問(wèn)題記錄在下面的表格中 問(wèn)題1 問(wèn)題2 問(wèn)題3 問(wèn)題4 一、加酶洗衣粉的種類(lèi)及影響洗滌效果的因素 1．種類(lèi) 名稱(chēng) 所加酶的種類(lèi) 洗滌效果 單一加酶洗衣粉 只加一種酶 對(duì)某種污漬效果好 復(fù)合加酶洗衣粉 加入多種酶 對(duì)各種污漬效果都好 2.影響洗滌效果的因素 酶制劑的種類(lèi)，污物的類(lèi)型，水溫、水量、水質(zhì)，衣物的質(zhì)料、大小，洗衣粉的用量，浸泡、洗滌時(shí)間等。 3．使用時(shí)的注意事項(xiàng)

3、 (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。 (5)蛋白酶、淀粉酶的粉塵有害健康，應(yīng)將其溶解后使用。增白洗衣粉加入了增白劑，對(duì)白色、淺色織物有增白作用，增白劑不會(huì)破壞織物上的染料色素，但對(duì)黃斑或其他污漬色素沒(méi)有去除作用，有時(shí)反而會(huì)使有色污漬更明顯。 二、探究加酶洗衣粉使用時(shí)的最適溫度的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

4、1．實(shí)驗(yàn)變量 溫度，其他條件相同且適宜。 2．實(shí)驗(yàn)原理 溫度影響酶的活性，從而影響加酶洗衣粉的洗滌效果。 3．洗滌效果的判斷 比較洗滌后污染物的殘留情況，如已消失、顏色變淺、面積縮小等。 4．材料器具 加酶洗衣粉、雞血、新的白色棉布、蒸餾水、燒杯、滴管、溫度計(jì)、恒溫水浴鍋、玻璃棒、量筒、直尺、天平等。 5．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、質(zhì)地相同的新布上。 (2)稱(chēng)取加酶洗衣粉：用天平準(zhǔn)確地稱(chēng)取等量的同種加酶洗衣粉。 6．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

5、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(chēng)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。 ①當(dāng)測(cè)出40 ℃時(shí)洗滌效果最好時(shí)，可設(shè)置更小的梯度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，直至測(cè)出具體的最適溫度。 ②不同種類(lèi)的加酶洗衣粉的最適溫度不同。 ③當(dāng)用滴管控制污染物的量相同后，需待污染物干燥后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 影響加酶洗衣粉洗滌效果的因素 　某實(shí)驗(yàn)小組用實(shí)驗(yàn)探究影響加酶洗衣粉洗滌效果的因素。實(shí)驗(yàn)情況如下表： (1)該實(shí)驗(yàn)探究了影響加酶洗衣粉洗滌

6、效果的因素有________和________。 (2)分析實(shí)驗(yàn)可知酶A是________________，酶B是__________________。 (3)若要提高洗衣粉的去污能力，方法有__________和__________________。 【審題導(dǎo)析】 【精講精析】　實(shí)驗(yàn)中的自變量為溫度和酶的種類(lèi)，因此實(shí)驗(yàn)探究的影響因素是溫度和酶的種類(lèi)。若要提高去污能力應(yīng)使用溫水和加多種酶的洗衣粉。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出酶A對(duì)蛋白質(zhì)有作用，酶B對(duì)脂肪有作用。 【答案】　(1)溫度　酶的種類(lèi) (2)蛋白酶　脂肪酶 (3)使用溫水　使用復(fù)合加酶洗衣粉 影響加酶洗衣粉洗滌效果的因

7、素 (1)影響酶活力的因素：溫度、pH等。 (2)酶的種類(lèi)及數(shù)量。 (3)浸泡的時(shí)間。 1．下圖是圍繞加酶洗衣粉洗滌效果進(jìn)行的研究結(jié)果。下列有關(guān)敘述，不正確的是(　　) A．本研究的自變量有溫度和洗衣粉是否加酶 B．本研究的因變量可能是污漬殘留量 C．兩類(lèi)洗衣粉的最佳使用溫度都為t1 D．溫度超過(guò)t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活 【解析】　本題考查探討加酶洗衣粉的洗滌效果。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩藶楦淖兊淖兞渴亲宰兞浚S著自變量的變化而變化的變量是因變量。加入的洗衣粉不同，溫度不同，都會(huì)造成洗滌效果的差異，故A正確?？捎梦蹪n的殘留量來(lái)表示洗滌效果，故B正確。若縱坐標(biāo)表示污漬殘留

8、量，則加酶洗衣粉的最適溫度為t1，普通洗衣粉的最佳使用溫度為t2，故C錯(cuò)誤。溫度過(guò)高，酶的活性降低甚至失活，故D正確。 【答案】　C 有關(guān)加酶洗衣粉的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析 　某同學(xué)為探討加酶洗衣粉的洗滌效果，按下表的步驟進(jìn)行操作： 步驟 燒杯(1 000 mL) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 1.注入 自來(lái)水 500 mL 500 mL 500 mL 500 mL 2.放入 含相同 油漬、相 同大小 的白布 一件 一件 一件 一件 3.控制不 同水溫 10 ℃水浴 10 min 30 ℃水浴 10 min 50 ℃水浴 10 min 70 ℃水浴

9、 10 min 4.加入等 量加酶 洗衣粉 0.5 g 0.5 g 0.5 g 0.5 g 5.用玻璃 棒攪拌 5 min 5 min 5 min 5 min 6.觀察 現(xiàn)象 (1)步驟3和步驟4順序能否調(diào)換？說(shuō)明理由。 (2)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ號(hào)試管加入的洗衣粉、衣服上的油漬及保溫時(shí)間、攪拌速度和時(shí)間均相等，這是為了________________，以便得出科學(xué)的結(jié)論。 (3)綜合本題所研究的問(wèn)題，你認(rèn)為下列幾項(xiàng)中哪些是使用加酶洗衣粉清洗衣物時(shí)應(yīng)該注意的事項(xiàng)(　　) A．用溫水來(lái)溶化加酶洗衣粉 B．用來(lái)溶化加酶洗衣粉的清水的pH越接近中性

10、效果越好 C．最好先把衣物放在含有加酶洗衣粉的水中浸泡片刻 D．加酶洗衣粉一般只適宜用于清洗化纖衣物 【審題導(dǎo)析】 【精講精析】　(1)步驟3與4不能調(diào)換，因?yàn)檎{(diào)換后酶會(huì)提前分解油漬，使實(shí)驗(yàn)不準(zhǔn)確。 (2)在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)保持無(wú)關(guān)變量不變化，以保證單一變量。 (3)使用加酶洗衣粉時(shí)應(yīng)注意溫度、pH要適宜，浸泡片刻是為了讓酶將污漬分解。可用加酶洗衣粉洗滌的衣物包括化纖、棉纖維衣物等。 【答案】　(1)不能。因?yàn)檎{(diào)換后會(huì)使酶在保溫前就分解油漬影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 (2)保證單一變量 (3)ABC 在進(jìn)行酶的有關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)順序。實(shí)驗(yàn)順序不同直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如加酶若在保溫處理

11、前進(jìn)行，結(jié)果不準(zhǔn)確；在做pH影響酶的實(shí)驗(yàn)時(shí)也應(yīng)先調(diào)節(jié)pH，再加酶。 2．下列驗(yàn)證某種加酶洗衣粉需要的最適溫度的實(shí)驗(yàn)，正確的是(　　) A．取一系列不同溫度、其他條件相同的水，加入相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪一個(gè)溫度中去污的效果最好 B．在不同溫度的水中，加入不等量洗衣粉，看哪種效果好 C．將加酶洗衣粉加入30 ℃水中，發(fā)現(xiàn)不如加到45 ℃水中洗滌效果好，說(shuō)明45 ℃為最適溫度 D．將加酶洗衣粉與普通洗衣粉分別加入37 ℃的水中，洗滌同樣的污物，發(fā)現(xiàn)加酶洗衣粉效果好，說(shuō)明加酶洗衣粉的最適溫度為37 ℃ 【解析】　該實(shí)驗(yàn)的自變量為溫度，在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，除了要觀察的變量之外，其他變

12、量都應(yīng)保持相同，則A正確，B錯(cuò)誤。C選項(xiàng)可以說(shuō)明加酶洗衣粉在45 ℃時(shí)比30 ℃時(shí)洗滌效果好，但不能說(shuō)明45 ℃為最適溫度，C錯(cuò)誤。37 ℃的水中，加酶洗衣粉比普通洗衣粉洗滌效果好，不能得出加酶洗衣粉的最適溫度，則D錯(cuò)誤。 【答案】　A 1．對(duì)各種污漬要考慮其不同情況選用不同的加酶洗衣粉，主要原因是(　　) A．酶具有多樣性　 B．酶具有高效性 C．酶具有專(zhuān)一性 D．酶易受環(huán)境影響 【解析】　各種污漬的成分不同，因此要選用不同的加酶洗衣粉，主要是由于酶具有專(zhuān)一性。 【答案】　C 2．有工廠利用酶將廢棄動(dòng)、植物油脂與甲醇等反應(yīng)生產(chǎn)生物柴油，最適用于該過(guò)程的酶是(　　) A．

13、膽堿酯酶 B．固醇酯酶 C．脂肪酶 D．磷脂酶 【解析】　由題意可知，利用的是廢棄的動(dòng)、植物油脂(主要成分為脂肪)，因此應(yīng)使用相應(yīng)的酶——脂肪酶。 【答案】　C 3．某生物學(xué)興趣小組進(jìn)行了“加酶洗衣粉最適溫度的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)。下表是他們記錄的不同溫度除去不同污漬所需時(shí)間的對(duì)照表，請(qǐng)依據(jù)表中數(shù)據(jù)作答。 水溫/ ℃ 冷水 20 30 40 50 60 70 80 植物油 48 39 30 20 12 11 17 20 藍(lán)墨水 93 86 80 72 68 67 81 105 奶漬 48 43 28 12 6 4 12

14、17 (1)要達(dá)到最佳洗滌效果，使用加酶洗衣粉的最適宜溫度范圍是___________。 (2)在適宜溫度范圍內(nèi)，加酶洗衣粉對(duì)衣物上的________的洗滌效果最佳，對(duì)__________的洗滌效果最差，其原因是______________________________。 (3)羊毛、蠶絲等織物________(填“能”或“不能”)用加酶洗衣粉洗滌，因?yàn)? ______________________________________________________________。 【解析】考查圖表分析能力，由表中數(shù)據(jù)可知，加酶洗衣粉在50～60 ℃條件下洗滌效果最好；加酶洗衣粉對(duì)奶漬有較強(qiáng)的去污力，說(shuō)明加酶洗衣粉中有蛋白酶，而羊毛和蠶絲的主要成分是蛋白質(zhì)，如果使用加酶洗衣粉洗滌，會(huì)對(duì)衣物造成破壞。 【答案】　(1)50～60 ℃ (2)奶漬　藍(lán)墨水　奶漬的主要成分是蛋白質(zhì)和脂肪，加酶洗衣粉含有蛋白酶和脂肪酶，能使蛋白質(zhì)和脂肪等有機(jī)物水解，而很難使藍(lán)墨水的成分水解 (3)不能　羊毛、蠶絲等織物的主要成分是蛋白質(zhì)，加酶洗衣粉中的蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解，從而使織物受到破壞 7