【配套K12】高中生物专题4酶的研究与应用第11课时探讨加酶洗衣粉的洗涤效果同步备课教学案新人教版选

第11课时探讨加酶洗衣粉的洗涤效果[学习导航] 1.通过阅读教材P46“基础知识”，掌握常用加酶洗衣粉的种类及洗涤原理。

2.结合教材P46“实验设计”，通过设计有关加酶洗衣粉的实验，掌握不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果及影响因素。

3.结合教材P48“相关链接”，理解加酶洗衣粉的实际应用。

[重难点击] 1.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。

一、加酶洗衣粉1.加酶洗衣粉(1)概念：指含有酶制剂的洗衣粉。

(2)种类①酶制剂的种类：常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶。

应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。

②根据加入洗衣粉中酶制剂的不同，将其分为两种类型：单一型加酶洗衣粉和复合型加酶洗衣粉。

前者是只加入一种酶制剂的洗衣粉，又分为蛋白酶洗衣粉、脂肪酶洗衣粉、淀粉酶洗衣粉等。

后者是加入了多种酶制剂的洗衣粉。

(3)去污机理(4)影响洗涤效果的因素：温度、酸碱度和表面活性剂。

2.生产方法利用基因工程的方法生产出能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶。

3.优点加酶洗衣粉降低了表面活性剂和三聚磷酸钠用量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展，减少了对环境的污染。

1.洗衣粉的去污原理人们饮食中的蛋白质等大分子物质需要经消化酶消化为小分子物质才能被吸收。

衣物的奶渍、油渍等是如何被加酶洗衣粉去除的？答案 添加的酶制剂可以将难以清洗的大分子物质水解成小分子物质，小分子物质易溶于水，通过水洗较易去除。

2.加酶洗衣粉的使用判断下列污渍适宜用含哪种酶制剂的加酶洗衣粉洗涤，并说明原因。

(1)血渍⎩⎪⎨⎪⎧酶制剂：蛋白酶原因：血渍的主要成分是蛋白质，能被蛋白酶水解(2)油渍⎩⎪⎨⎪⎧ 酶制剂：脂肪酶原因：油渍的主要成分是脂肪，能被脂肪酶水解 (3)粥渍⎩⎪⎨⎪⎧酶制剂：淀粉酶原因：粥渍的主要成分是淀粉，能被淀粉酶水解3.加酶洗衣粉的优缺点(1)从酶的特性角度分析含蛋白酶的洗衣粉能否洗涤羊毛、蚕丝类衣物。

答案 不能。

因为羊毛、蚕丝类衣物的主要成分是蛋白质，蛋白酶能分解蛋白质而损坏衣物。

(2)从影响酶活性因素的角度，分析不同条件下的加酶洗衣粉的洗涤效果是否一定大于普通洗衣粉。

答案 不一定。

酶活性受温度、pH 等影响，在低温等不利于酶活性发挥的条件下，加酶洗衣粉的洗涤效果不一定好于普通洗衣粉。

4.酶能直接添加到洗衣粉中吗？为什么？科学家是如何解决这一难题的？答案不能；因为洗衣粉中的表面活性物质会降低酶的活性；将基因工程生产出的酶用特殊水溶性物质包裹起来，与洗衣粉的其他成分隔离开来。

归纳总结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)织物就不能用加蛋白酶的洗衣粉来洗涤，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性损失。

(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接触。

1.关于酶和加酶洗衣粉的描述正确的是( )A.洗衣粉中的蛋白酶对皮肤有损伤，因为皮肤中含有蛋白质B.加酶洗衣粉中的酶变性失活后，其洗涤效果也比普通洗衣粉好C.加酶洗衣粉中的酶是从植物、霉菌、酵母菌、细菌等生物体内提取出来的D.加酶洗衣粉因为额外添加了酶制剂，比普通洗衣粉更易污染环境答案 A解析根据酶的专一性，蛋白酶能水解蛋白质，因此对皮肤有损失，A项正确；加酶洗衣粉中由于降低了表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，因此若酶变性失活后，其洗涤效果比普通洗衣粉差，B项错误；加酶洗衣粉中的酶是科学家通过基因工程生产的，C项错误；加酶洗衣粉中降低了磷含量，因此与普通洗衣粉相比，不易污染环境，D项错误。

2.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答案 A解析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。

一题多变(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？答案 不会，因为水温过高会使加酶洗衣粉中的酶制剂失活。

(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？答案 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。

方法链接 根据洗衣粉的成分判断洗涤效果(1)普通洗衣粉的洗涤效果：取决于表面活性剂和水软化剂。

(2)加酶洗衣粉的洗涤效果：取决于酶、表面活性剂和水软化剂等。

(3)加酶洗衣粉中的酶失活后洗涤效果还不如普通洗衣粉，因为加酶洗衣粉中的表面活性剂和水软化剂比普通洗衣粉少。

二、实验设计1.普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果的区别(1)对照实验：同种污渍＋⎩⎪⎨⎪⎧普通洗衣粉加酶洗衣粉(2)自变量：洗衣粉的种类。

(3)无关变量：水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的材质和大小、洗涤方式和时间等。

(4)生活经验不能(填“能”或“不能”)代替科学实验。

2.探究使用加酶洗衣粉的最适温度(1)对照实验：不同温度的实验组之间形成相互对照。

(2)自变量：温度。

(3)设置温度梯度时要考虑实际生活中的具体情况。

3.添加不同种类的酶的洗衣粉的洗涤效果的区别 (1)对照实验①同种污渍＋不同种类的洗衣粉⎩⎪⎨⎪⎧蛋白酶洗衣粉复合酶洗衣粉普通洗衣粉②同种洗衣粉＋不同污渍⎩⎪⎨⎪⎧油渍汗渍血渍(2)自变量：洗衣粉的种类和污渍的种类。

4.洗涤效果的判断比较污染物的残留状况，如已消失、颜色变浅、面积缩小等。

1.实验变量控制(1)探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉洗涤效果的不同时，如何控制变量？ 答案 实验设计必须以洗衣粉种类为唯一自变量，其余无关变量相同且适宜。

(2)探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响的实验中应如何设置温度梯度？答案 ①设置温度要围绕常温进行；②根据当地一年中的实际气温变化来确定常温，如冬季、春季、秋季和夏季可分别选取5 ℃、15 ℃、25 ℃和35 ℃的水温，不同季节对应不同水温设置梯度。

(3)若测出在40 ℃时洗涤效果比其他条件下好，应如何设置温度梯度探究最适温度？ 答案 可设置温度梯度差更小的实验变量，如35 ℃、36 ℃、37 ℃、38 ℃、39 ℃、40 ℃、41 ℃、42 ℃、43 ℃、44 ℃、45 ℃，进行重复实验，直至测出具体的最适温度。

2.实验过程分析(1)布料和衣物哪个更适合作为洗涤材料？为什么？答案 布料更好。

因为布料容易控制其大小、颜色以及污渍的量，使其相同。

(2)水的用量和洗衣粉用量与布料的大小有什么关系？ 答案 水的用量和洗衣粉用量与布料的大小成正比。

3.实验结果的分析评判实验结果必须有一个客观标准，使用什么方法和标准判断洗涤效果？答案 相同时间内比较污渍的洗涤状况，如污渍颜色变浅的程度、面积缩小的范围等；相同污渍时也可比较彻底清除所需要的时间的长短。

归纳总结 (1)变量的分析和控制①影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量和种类，衣物的材料、大小及浸泡时间和洗涤时间等。

②在探究用加酶洗衣粉洗涤的最佳温度条件实验中，水温是要研究的对象，实验自变量是水温；在探究加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤效果的实验中，实验自变量为洗衣粉的种类；在探究不同种类的加酶洗衣粉洗涤效果的实验中，实验自变量为加酶洗衣粉的种类。

在设计实验时，应遵循单一变量原则和对照原则等。

(2)洗涤材料的选择：洗涤材料的选择也有一些讲究。

选用布料作为实验材料比较可行。

在设置对照实验时，可以控制布料的大小、颜色及污物的量，使其相同；同时，也便于洗涤效果的比较。

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.①B.①②C.②D.②③答案 A解析步骤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。

一题多变(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？答案修改后的实验自变量是洗涤所用的水质，因变量是污渍的去除程度。

步骤①调整成“准备等量的两种不同水质的水”。

(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？答案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。

4.某同学用不同种类的洗衣粉进行了如下实验。

请分析回答相关问题：Ⅰ.实验一：(1)该实验的目的是探究______________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)上述实验结果可以得出的结论是________________________________________________________________、__________________________________________________。

Ⅱ.实验二：探究复合酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果是否存在差异。

实验设计如下：(3)该实验设计中有一处明显的错误，请指出：__________________________________。