2016-2017学年高中生物第3章酶的制备及应用第3节加酶洗衣粉的洗涤条件学业达标测评中图版选修1资料
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实验加酶洗衣粉的使用条件和效果一、实验目的通过实验了解酶在洗衣粉中的作用,探究酶活性与温度、pH值、浓度等因素之间的关系,并学习如何使用酶洗衣粉。
二、实验原理和背景酶是一种在生命体内发挥重要作用的生物催化剂,可以加速化学反应速率,除了在生命体内起重要作用外,也被广泛应用于工业生产中。
洗衣粉中加入酶,可以在较低温度下达到良好的洗涤效果,同时减少对环境的污染。
三、实验材料和仪器•酶洗衣粉、普通洗衣粉;•温度计、pH试纸、电子天平;•装有自来水的水槽;•5件明显有污渍的衣物。
四、实验步骤1.将5件明显有污渍的衣物分为两组,分别用酶洗衣粉和普通洗衣粉浸泡15分钟。
2.取一件酶洗衣粉浸泡的衣物,用温水进行二次清洗,记录水温。
3.取一件酶洗衣粉浸泡的衣物,用不加温的水进行清洗,记录水温。
4.取一件酶洗衣粉浸泡的衣物,加入少量酸性物质(如醋),记录pH值。
5.取一件普通洗衣粉浸泡的衣物,根据酶洗衣粉浸泡衣物的方式进行清洗,并记录水温。
6.将剩余的一件酶洗衣粉浸泡的衣物放在自然环境中风干。
7.记录所有清洗衣物的洗涤效果,包括清洗后的干净程度、色泽、柔软度等。
五、实验注意事项1.实验前要将所有衣物进行严格分类,并记录下洗涤前的情况。
2.酶洗衣粉和普通洗衣粉在颜色、质地上可能存在差异,应提前进行区分,划分对应的实验对照组。
3.不同的酶类在使用条件和效果上可能存在些许不同,应确保实验中酶浓度一致。
六、实验结果及分析经过实验,得到以下结果和分析:1.温度对于酶活性有明显的影响。
低温下酶的活性受限,加温后酶活性显著提高,这与酶本身的热稳定性有关。
2.pH值对于酶的活性也有影响。
不同酶对于pH值的适应性不同,酶洗衣粉在弱酸性环境下更加活跃,pH值过高会导致酶失去催化作用。
3.酶洗衣粉与普通洗衣粉相比,在对付污渍上具有一定的优势,能够去除一些难以去除的污迹。
然而,对于大部分轻微的污渍,普通洗衣粉效果与酶洗衣粉相当。
4.风干的酶洗衣粉浸泡衣物与自然风干的普通洗衣粉浸泡衣物干净程度相差不大,因为酶在风干过程中被破坏或失活。
探讨加酶洗衣粉的洗涤效果基础过关知识点一加酶洗衣粉1.加酶洗衣粉中的“酶”有多种,对各种污渍要考虑其不同情况选用不同的加酶洗衣粉,主要原因是( ) A.酶具有多样性B.酶具有高效性C.酶具有专一性D.酶易受环境影响2.你认为下列几项中哪些是使用加酶洗衣粉清洗衣物时,不用注意的事项( ) A.用温水来溶化加酶洗衣粉B.用来溶化加酶洗衣粉的清水pH越接近中性效果越好C.最好先把衣物放在含有加酶洗衣粉的水中浸泡片刻D.加酶洗衣粉一般只适宜于清洗化纤衣物3.关于加酶洗衣粉的叙述,正确的是( ) A.加酶洗衣粉是指仅加入蛋白酶的洗衣粉B.加酶洗衣粉里的酶制剂对人体有毒害作用C.加酶洗衣粉里的酶制剂会污染环境D.加酶洗衣粉是含有酶制剂的洗衣粉4.下列不是影响酶促反应速度的因素有( ) A.水的用量B.底物浓度C.酶抑制剂D.温度和pH知识点二探究影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素5.在探究温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响时,不变的因素是( ) A.水量、水质和洗衣粉用量B.衣物的质料、大小及浸泡时间C.洗涤方式和时间D.以上都是6.为保证加酶洗衣粉的洗涤效果,应注意( ) A.水的水温和水质两个方面B.因为酶具有高效性,所以不用洗前浸泡C.很多条件都会影响加酶洗衣粉的洗涤效果D.用量应比普通洗衣粉多,以便增加酶浓度7.生物体内的酶很容易降解、失活。
洗衣粉中的酶却能长时间保持活性的原因是 ( ) A.生物体内的酶活性受温度影响,洗衣粉中的酶活性不受温度影响B.洗衣粉中的酶外层有特殊的化学物质层层包裹,保持其活性,且酶的稳定性也更强些C.生物体内的酶是蛋白质,洗衣粉中的酶是无机物D.加入的酶种类很多,总有一部分保持活性8.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.①②③B.③④⑤C.④⑤⑥D.②④能力提升9.关于加酶洗衣粉,以下说法错误的是( ) A.洗衣粉中的蛋白酶对皮肤有损伤,因为皮肤上有蛋白质成分B.洗衣粉中的蛋白酶对皮肤和所有衣物均无刺激作用C.使用加酶洗衣粉时要特别注意水温D.加酶洗衣粉有保质期10.下列与酶的活性有关的说法不准确的是( ) A.酶的活性从根本上说是由蛋白质结构决定的,不受外界条件的影响B.酶的活性是指酶催化一定化学反应的能力C.酶的活性受温度、pH和酶抑制剂等因素的影响D.酶活性高低与反应物浓度无关11.下列关于加酶洗衣粉的叙述,正确的是( )①加酶洗衣粉能将衣服上的蛋白质、脂肪等水解成溶于水的小分子物质②加酶洗衣粉最常用的酶制剂是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶③使用加酶洗衣粉时一般先用沸水浸开,然后调至适宜温度④使用加酶洗衣粉可减少对环境的污染⑤加酶洗衣粉的酶通过特殊的化学物质将其层层包裹,遇水后溶解⑥实际生活中,用加酶洗衣粉的水温在25~35 ℃之间较适宜⑦温度过高或过低均不宜用加酶洗衣粉⑧使用加酶洗衣粉时应注意衣服的承受能力A.①②③④⑤⑥⑦⑧B.①②④⑤⑥⑦⑧C.①②③④⑤⑥⑦D.①②③④⑤⑦⑧12.有人设计实验探究加酶洗衣粉是否能提高去污力并优于普通洗衣粉,实验分为两组,一组衣物用加酶洗衣粉洗涤,另一组衣物用普通洗衣粉洗涤,该实验设计缺少( ) A.用加酶洗衣粉洗涤和用适量普通洗衣粉洗涤的对照B.既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤(即只用清水)的对照C.用普通洗衣粉洗涤和用少量加酶洗衣粉洗涤的对照D.用少量普通洗衣粉洗涤和用大量加酶洗衣粉洗涤的对照13.在探究不同种类加酶洗衣粉洗涤效果的实验中,关于控制无关变量的说法正确的是( )①使用两种洗衣粉的量相同②被洗涤的布料及污渍状态相同③洗涤所用的水量及水温(一般为常温)应相同④浸泡和洗涤的时间相同⑤加入适量的复合加酶洗衣粉A.①②③④B.①②③⑤C.②③④⑤D.①③④⑤14.某生物学习兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测定”实验。
3.3 加酶洗衣粉的洗涤条件加酶洗衣粉中的常用酶制剂目前在加酶洗衣粉中使用的共有4种:蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶。
它们有着对污垢的特殊去污能力,并且具有在洗衣粉配方中所占成本较少而洗涤效果提高很大的特性。
蛋白酶可将蛋白质水解,变成可溶性的氨基酸的酶。
蛋白酶是应用于洗涤剂中最重要的一类酶制剂,这是因为像血、奶、蛋、果汁、汗渍、可可、咖啡等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。
蛋白酶能把蛋白质先分解成可溶性的肽键,然后再分解成氨基酸,从而很容易被洗去。
在这种场合下,即使不能使蛋白质完全分解,只要得到用合成洗涤剂容易除去的分解物即可。
由于生成可溶性物质或易分散于洗涤液中的物质,使吸附的蛋白质污垢减少,原来在蛋白质存在下牢固地吸附于纤维上的污垢也比较容易地去除。
因洗衣粉是偏碱性的,因此加酶洗衣粉中的蛋白酶也是耐碱的,一般是碱性蛋白酶。
脂肪酶脂肪酶是继蛋白酶之后,第二个应用于洗涤剂行业中的酶制剂。
它的显著特点是使洗涤剂在低温时也能达到对脂肪的优良去除能力。
并且它具有效果累积功能,其去污能力可以随着洗涤次数的增加而表现得更加明显。
淀粉酶是可将淀粉水解,变成糊精或麦芽糖的酶。
衣物上常见的淀粉类污垢有巧克力、土豆泥、面条、粥等,加入淀粉酶的加酶洗衣粉对去除这类污垢效果良好。
同时,淀粉酶和脂肪酶之间具有很好的协同作用。
实际污垢中的成分及其复杂,如蛋白质类、脂肪类、淀粉类可能共存,所以利用集中酶制剂的复配,可以大大提高去污效果。
纤维素酶纤维素酶在洗涤剂中的应用可以说是一项重要的发明。
它的作用对象不是衣物上的污垢,而是织物表面因多次洗涤而在主纤维上出现的微毛和小绒球。
用纤维素酶处理后,织物表面的微毛和绒球就被除去,可以平整织物表面,同时有增白效果,使有色衣物的色泽变得更加鲜艳,使白色衣物恢复其本色。
另外,纤维素酶将主纤维上的微毛和绒球除去后,使主纤维变得光滑,减少了微纤维之间的纠缠,而使纤维变得柔软。
第三章酶的制备及活力测第三节加酶洗衣粉的洗涤条件1.下列关于加酶洗衣粉的说法错误的是()A.洗衣粉中的酶是人工合成的无机催化剂B.洗衣粉中的酶是生物工程的产物C.加酶洗衣粉有保质期,时间长了,酶活性会降低或丧失D.加酶洗衣粉中磷的含量比普通洗衣粉低2.加酶洗衣粉中的“酶”有多种,对于各种污渍要考虑其不同情况选用不同的加酶洗衣粉,主要原因是()A.酶具有多样性B.酶具有高效性C.酶具有专一性D.酶易受环境影响3.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.以上都应注意4.加酶洗衣粉中含有蛋白酶,不含有肽酶的原因是()A.肽酶制备成本太高B.肽酶会影响蛋白酶活性C.衣物上的大分子蛋白质变为多肽后已很容易脱落D.蛋白酶把蛋白质全部水解成可溶性氨基酸5.蛋白酶能分解其他蛋白质类的酶,但洗衣粉中,蛋白酶并没有将其他几种酶分解掉,以下解释正确的是()A.蛋白酶处于抑制状态B.其他几类酶不是蛋白质类C.蛋白酶具有识别作用,不分解作为酶作用的蛋白质D.缺少水环境或各种酶在添加前已作了保护性修饰6.在研究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响实验时,往往采用同一型号的小容量自动洗衣机洗涤衣物,其主要原因是()A.便于更好地控制变量B.洗涤时间短C.洗涤时更省力D.可洗涤的衣物多7.实验探究设计的原则是()A.根据实际,控制单一变量 B.设置对照实验C.实验用品等量原则D.以上三者8.某同学探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响,选择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 ℃时的洗涤效果最好,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.不能确定该酶的最适温度9.某兴趣小组准备开展“不同种类的加酶洗衣粉对同一污物的洗涤效果”的活动。
[学习目标] 1.能说出加酶洗衣粉的洗涤原理。
2.探讨温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响。
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。
知识点一加酶洗衣粉的基础知识知识梳理1.加酶洗衣粉概念加酶洗衣粉是指含有错误!酶制剂的洗衣粉。
2.加酶洗衣粉的作用原理(1)蛋白质错误!可溶性的错误!氨基酸或小分子的肽(2)脂肪错误!错误!甘油+错误!脂肪酸(3)淀粉错误!错误!麦芽糖(4)纤维素错误!错误!葡萄糖(终产物)3.加酶洗衣粉种类(1)常用的酶制剂目前常用的酶制剂有错误!蛋白酶、错误!脂肪酶、错误!淀粉酶和错误!纤维素酶四类。
其中应用最广泛、效果最明显的是错误!碱性蛋白酶和错误!碱性脂肪酶。
(2)加酶洗衣粉的分类根据加入洗衣粉中的酶制剂的不同,将加酶洗衣粉分为错误!单一加酶洗衣粉和错误!复合加酶洗衣粉。
前者是指只加入一种酶制剂的洗衣粉,包括蛋白酶洗衣粉、脂肪酶洗衣粉、淀粉酶洗衣粉等。
后者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。
4.影响加酶洗衣粉中酶活性的因素影响酶活性的因素有错误!温度、错误!酸碱度和错误!表面活性剂等。
5.影响洗涤效果的因素酶制剂的错误!种类、污物的类型、错误!水温、水量、水质、衣物的质料及大小、洗衣粉的用量、浸泡时间、洗涤时间等。
6.加酶洗衣粉的生产方法科学家通过错误!基因工程生产出了能够耐酸、耐碱、忍受错误!表面活性剂和较高温度的酶,并且通过特殊的化学物质将酶层层包裹,使其与洗衣粉的其他成分隔离。
7.加酶洗衣粉的优点加酶洗衣粉可以降低错误!表面活性剂和错误!三聚磷酸钠的用量,使洗涤剂朝错误!低磷无磷的方向发展,减少对环境的污染。
1.使用加酶洗衣粉的注意事项有哪些?提示:1温度对酶制剂影响较大,温度过低,酶的活性受到抑制,不能充分发挥作用;温度过高,酶变性失活。
第3章酶的制备及应用第3节加酶洗衣粉的洗涤条件学业达标测评
一、选择题
1.(2014·江苏高考)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】 酶具有最适温度,温度升高或降低都会降低酶活性,所以冷水洗涤去污效果一般没有温水好;洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶的活性有一定的抑制作用;酶都有最适pH,低于或高于最适pH,酶活性降低,但仍能发挥催化作用;洗衣粉中的酶是用于除去衣物上的相应污垢,而不是分解溶于水中的污渍。
【答案】 C
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
【解析】 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。
【答案】 D
3.关于加酶洗衣粉的叙述中,正确的是( )
A.加酶洗衣粉是指仅加入蛋白酶的洗衣粉
B.加酶洗衣粉里的酶制剂对人体有毒害作用
C.加酶洗衣粉里的酶制剂会污染环境
D.加酶洗衣粉是含有酶制剂的洗衣粉
【解析】 本题是对加酶洗衣粉基础知识的考查。
加酶洗衣粉中添加了多种酶制剂,如碱性蛋白酶制剂和碱性脂肪酶制剂等。
这些酶制剂不仅可以有效地清除衣物上的污渍,而且对人体没有毒害作用,并且这些酶制剂及其分解产物能够被微生物分解,不会污染环境。
【答案】 D
4.生物体内的酶很容易降解、失活。
洗衣粉中的酶却能长时间保持活性的原因是( )
A.生物体内的酶活性受温度影响,洗衣粉中酶不受温度影响
B.生物体内的酶是蛋白质,洗衣粉中的酶是RNA
C.生物体内的酶是蛋白质,洗衣粉中的酶是无机物
D.以上全部不正确
【解析】 洗衣粉中的酶的催化作用受温度影响,因此用加酶洗衣粉洗涤衣物时,水温要适宜;不论是生物体内的酶还是洗衣粉中的酶,都属于有机物,都是生物催化剂。
【答案】 D
5.下列说法不正确的是( )
A.加酶洗衣粉中的酶能够长时间保持活性
B.加酶洗衣粉能够有效去除油渍、汗渍或血渍
C.衣服的洗涤只考虑洗涤效果就可以
D.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
【解析】 加酶洗衣粉中的酶是通过基因工程产生的,具有较强的耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的能力。
在酶的作用下,能将污渍中的大分子物质分解为可溶性的小分子,因此能有效去除油渍、汗渍或血渍,同时也说明酶具有高效性。
衣服的洗涤不能只考虑洗涤效果,还要考虑衣物的承受能力和洗涤成本等。
【答案】 C
6.某种生物活性洗衣粉包装袋上印有以下资料(见框),下列对资料
表明的信息理解错误的是( )
①这种洗衣粉较易清除衣服上的蛋清污渍
②在60 ℃以上的水中,蛋白酶会失去活性
③该洗衣粉可洗涤各种污渍的衣料
④该蛋白酶能够水解各种蛋白质
A.①② B.③④
C.①④ D.②③
【解析】 该洗衣粉包装袋上印有蛋白酶0.2%,说明这种洗衣粉较易清除衣服上的蛋清污渍,但是蛋白酶的种类较多,因此该蛋白酶不可能水解所有的蛋白质。
该洗衣粉可洗涤含蛋白质污渍的衣料而不能洗涤各种污渍的衣料。
每种蛋白酶的作用都有适宜的温度和pH,洗衣粉用法中提示使用温水效果最佳,若使用60 ℃以上的热水,则会因温度过高而使蛋白酶活性降低或失去活性。
【答案】 B
7.下列关于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的叙述,合理的是( )
A.先用热水溶解洗衣粉,再将水温调节到最适温度
B.实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度
C.相同pH时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉
D.衣物质地和洗衣粉用量不会影响实验结果
【解析】 由于温度会影响酶的活性,高温会导致加酶洗衣粉中的酶变性失活,A项错误;本实验的目的是探究两种洗衣粉的洗涤效果,所以观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度或达到同样洗涤效果所需时间的长短,B项正确;在适宜的pH下,加酶洗衣粉的洗涤效果高于普通洗衣粉,但pH过高或过低时酶都会变性失活,则两者洗涤效果相似,C项错误;酶具有专一性,加有蛋白酶的洗衣粉不能用于洗涤真丝、羊毛等衣料,适当增加洗衣粉的用量会使洗涤效果增强,D项错误。
【答案】 B
8.某洗衣粉中有一生物活性物质,为验证其性质,进行了下述实验:
对实验的有关叙述,不正确的是( )
A.该实验能证明洗衣粉中加入了蛋白酶
B.甲组实验说明有蛋白酶在起作用
C.乙组实验说明洗衣粉中的酶受温度影响
D.该实验说明此加酶洗衣粉只加了一种酶
【解析】 此实验只能证明洗衣粉中含有蛋白酶,且其活力受温度影响,不能证明是否还含有其他的酶。
【答案】 D
二、非选择题
9.从土壤的嗜碱性短小芽孢杆菌中首先分离选育到一株产生低温型碱性蛋白酶的高产菌株。
该菌株具有嗜碱性强、不易染菌、生产性状稳定等特点。
该菌产碱性蛋白酶能力强,每毫升发酵活力达9 000单位(28 ℃测定)、5 000单位(20 ℃测定)和18 000单位(40 ℃测定),在全国五种碱性蛋白酶的性能比较中,该蛋白酶在28 ℃下所占有酶活力比例高于国内同类产品,表明具有低温型酶的特性。
该产品用于加酶洗衣粉,可提高去污力1~2倍,特别在常温下对血渍、奶渍等蛋白质污垢有专一性的去污效果。
根据以上材料回答下列问题:
(1)从土壤中分离嗜碱性短小芽孢杆菌应用________培养基。
(2)为什么该菌株产的碱性蛋白酶在不同温度下活力不同?
______________________________________________________________ ______________________________________________________________。
(3)试分析该产品在常温下对血渍、奶渍等蛋白质污垢有专一性的去
污效果的原因。
______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________。
(4)若要比较添加该蛋白酶的洗衣粉与普通洗衣粉的洗涤效果,应注
意控制实验变量,请列举控制无关变量的措施(至少三条):
①____________;②____________;③______________。
(5)在日常生活中使用洗衣粉时,有人先用沸水溶解洗衣粉再浸泡衣
物,该种方法能否用于题目中所说的加酶洗衣粉?为什么?
______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________。
【解析】 (1)培养基中加入某种化学物质,以抑制不需要的微生物
的生长,促进所需要的微生物的生长,称为选择培养基,其用途是培
养、分离出特定微生物。
(2)酶的活性受温度影响,最适温度下酶的活性最高,当温度低于最
适温度时,随着温度的升高其活性逐渐增强。
(3)酶具专一性,一种酶只能催化一种或一类化学反应,血渍、奶渍
的主要成分为蛋白质,蛋白酶能分解蛋白质,但不能分解其他成分。
(4)实验设计方案中要考虑控制变量,以减少实验误差,增强实验的
可信度。
控制变量可从酶作用的底物、作用的时间及作用的条件等方面
采取措施。
(5)酶的本质是蛋白质,遇沸水会变性失活从而失去催化蛋白质类污
垢分解的功能。
【答案】 (1)选择
(2)酶作为生物催化剂,其活力受温度影响,在最适温度下酶活力最强。
(3)酶具有专一性的特点,即一种酶只能催化一种或一类化学反应,所以蛋白酶只能将血渍、奶渍等蛋白质污垢分解,而对其他类型污垢不起作用。
(4)①使用两种洗衣粉的量相同 ②被洗涤的布料及污渍状态相同
③洗涤时所用水量及温度(一般为常温)相同 ④浸泡和洗涤的时间相同(答出三条即可)
(5)不能,因为碱性蛋白酶的成分为蛋白质,遇高温会变性失活失去催化功能。