2018年浙科版生物选修1 第2部分-实验5 加酶洗衣粉的使用条件和效果

实验5加酶洗衣粉的使用条件和效果

课 标 解 读 重 点 难 点 1.加酶洗衣粉的洗涤原理。 2.有关加酶洗衣粉洗涤效果的实验设计。 1.观察加酶洗衣粉在洗涤中的效果。 2.探究加酶洗衣粉的最佳使用条件。 3.研究并试验将有油渍、汗渍、血渍的衣物洗净的方法。 一、加酶洗衣粉 1．洗衣粉的主要成分

阴离子表面活性剂，如十二烷基硫酸钠。 2．不同洗衣粉的其他添加成分

非离子型表面活性剂、使硬水软化的物质、芳香物质、增白物质、酶类等。 3．加酶洗衣粉中一般添加的酶类

添加的酶类一般都是粗提物，具体有：蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、脂肪酶等，其中，应用最广泛、效果最明显的是蛋白酶和脂肪酶，而蛋白酶多用枯草杆菌碱性蛋白酶。为了防止粗提酶的异味，在加酶洗涤剂中必定会添加香料。

在使用加酶洗衣粉时，为什么“切忌沸水冲溶”？

【提示】 沸水冲溶会造成洗衣粉中添加的酶变性失活，失去作用。 4．加酶洗衣粉中的酶作用的原理

衣服上的污渍一般有：血、汗、油、色素和食物的汁液，从生物化学的角度分析，它们的化学成分就是淀粉、蛋白质、脂质等，这些物质都可以用专一性的酶水解去除。

5．洗衣粉的作用原理

(1)一般洗衣粉：其成分中的表面活性剂能优先吸附在各种界面上，起到降低表面张力、改变体系界面状态的作用，而且这些物质中还含有疏水基团和亲水基团，在洗涤过程中起乳化作用和通透作用，使衣服中的脂肪类物质进入水中。

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(2)加酶洗衣粉：除了具有表面活性剂的作用外，还有各种酶的水解作用，更有利于去除污渍。

碱性蛋白酶为什么具有如此强的功效？它的作用机理是怎样的？

【提示】 酶具有高效性，能迅速将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质分解成可溶性小分子肽。

二、加酶洗衣粉洗涤效果的实验探究 1．实验内容

一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果有什么不同；二是不同温度下使用加酶洗衣粉洗涤效果有何不同。

2．实验步骤

(1)将2组恒温水浴分别调至40 ℃和80 ℃。

(2)取3个三角瓶(分别编号为：1、2、3)，继续下表的步骤。

三角瓶编号 加水 1 100 mL 2 100 mL 3 100 mL 加洗衣粉(变量) 加酶洗衣粉 不加酶的洗衣粉 不加洗衣粉 温度控制 A 或B 或C 3个三角瓶一起放在20 ℃室温下 3个三角瓶一起放入40_℃水浴中 3个三角瓶一起放入80_℃水浴中 (3)向上述3个三角瓶中各投放一块沾有鸡血的棉织物(已经放置1天以上)。 (4)不时摇动，观察水的颜色和棉布去污的速度。组间进行不同温度洗涤效果的比较。

(5)可用沾有油或淀粉糊的棉布进行同样洗涤，观察结果。 3．实验结果

(1)1、2、3号三角瓶之间的比较 ①水的颜色(浑浊度)：1＞2＞3。

②棉布去污的速度(由快至慢排列)：1＞2＞3。

(2)不同温度下的1号三角瓶比较：水的颜色(浑浊度)和棉布去污的速度(由快至慢排列)：40_℃＞20_℃＞80_℃。

4．实验结论

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(1)加酶洗衣粉的洗涤效果较一般洗衣粉更好。

(2)加酶洗衣粉在20 ℃、40 ℃、80 ℃时的最佳使用条件为40 ℃左右。

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 蛋白酶 洗涤原理 可将蛋白质分解为易溶解或分散于洗涤液中的多肽 把脂肪水解为较易溶解的甘油和游离的脂肪酸 洗涤原理 能使淀粉迅速分解为可溶性的麦芽糖等 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 洗涤实例 血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢 食品的油渍、人体皮脂、口红 洗涤实例 来自面条、巧克力等的污垢 脂肪酶 种类 淀粉酶 纤维素酶 2.加酶洗衣粉的类型 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。

4．使用时的注意事项

(1)温度对酶制剂影响较大，温度低酶的活性受到抑制，不能充分发挥作用；温度高酶变性失活，温度以40 ℃～70 ℃为好。

(2)酶制剂有极强的选择性，应根据不同的污垢选用不同的酶。

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(3)加酶洗衣粉不宜长期储存，一般储存期为半年，超过一年酶的活性显著下降。

(4)酶在强酸、强碱中活性降低以至失活，所以加酶洗衣粉不能与强酸、强碱同用。

①加酶洗衣粉除含普通洗衣粉成分外还含酶制剂。

②加酶洗衣粉降低了表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，故减少了水体富营养化的污染。

下列关于加酶洗衣粉说法不正确的是( ) A．加酶洗衣粉的效果总比普通洗衣粉的效果好 B．加酶洗衣粉效果的好坏受很多因素影响

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．加酶洗衣粉相对普通洗衣粉更有利于环保

【思路点拨】 加酶洗衣粉与普通洗衣粉相比，虽然表面活性剂和三聚磷酸钠的含量较少，但添加了一定量的酶制剂。在酶的作用下，构成污渍的一些生物大分子被分解为可溶性的小分子，使污渍容易从衣物上脱落，即加酶洗衣粉的洗涤效果不仅没有降低，反而加强了。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。

【答案】 A

1．关于洗衣粉中的酶的说法错误的是( ) 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

【解析】 发酵工程是生物工程的内容之一，洗衣粉中的酶是发酵工程的产物，是微生物合成的一类蛋白质，所以加酶洗衣粉有一定的保质期，时间长了，酶的活性会降低或丧失，影响洗涤效果。加酶洗衣粉降低了表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，比普通洗衣粉中磷的含量低。

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【答案】 A

实验设计 1.探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果 (1)实验原理

生活中的各种污渍主要是蛋白质、脂肪、淀粉等大分子有机物，这些有机物能在相应的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的作用下水解成易溶于水的小分子有机物。

(2)实验准备

①带有污染物的实验用布的制取：取一定量的污染物制成溶液，取等量的污染物滴加在大小、质地均相同的新布上。

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)实验过程

①取两只大烧杯并编号，用量筒分别量500 mL蒸馏水放入其中。放入40 ℃的水浴锅保温。

②将制好的带有污染物的实验用布和洗衣粉(一组为带有污染物的实验用布和普通洗衣粉，另一组为带有污染物的实验用布和加酶洗衣粉)分别放入两只烧杯中。

③用玻璃棒同时充分搅拌一段时间。 ④经过相同的时间后观察洗涤效果。 (4)实验结论

加酶洗衣粉的洗涤效果好。

①为确保单一变量，应有效控制无关变量，如水的用量、污染物的量、实验用布的质地大小、两种洗衣粉的用量、搅拌及洗涤时间等。

②加酶洗衣粉有很多种，要注意实验用的加酶洗衣粉说明，是单一加酶洗衣粉，还是复合加酶洗衣粉。

2．探究加酶洗衣粉使用时的最适温度

(1)实验原理：酶的活性受温度的影响，最适温度时酶的活性最大，去污力最强，高于或低于此温度，酶的活性降低，去污力下降。

(2)实验准备

①制取带有污染物的实验用布：将等量的鸡血滴到7块大小相同的、质地相

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同的新布上。

②称取加酶洗衣粉：用天平准确地称取等量的同种加酶洗衣粉7份。 (3)实验步骤

①配制系列温度梯度水溶液

取大烧杯7只，用量筒量取500 mL的蒸馏水放入其中。然后将7只烧杯分别放入25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、50 ℃、55 ℃的恒温水浴锅中。

②将制好的带有污染物的实验用布和称好的洗衣粉分别放入7只烧杯中。 ③用玻璃棒同时充分搅拌一段时间。 ④经过相同的时间后观察洗涤效果。

实验中可以用滴管控制污染物的量，待污染物干燥后再进行实验；布料应放在洗衣粉溶液中浸泡相同的时间；采用玻璃棒或筷子搅拌的方式模拟洗衣过程；搅拌的时间、次数和力量应基本相同。

3．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 加酶洗衣粉的种类。 (3)实验步骤

步骤 注入自来水 加入物质(等量) 控制水温 加入洗衣粉(等量) 用玻璃棒搅拌 观察实验现象

该实验探究多种加酶洗衣粉对同一污渍的洗涤效果，也可以探究同一种加酶洗衣粉对于不同污渍的洗涤效果。

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烧杯编号 Ⅰ 500 mL 奶渍布 37 ℃ 蛋白酶洗衣粉 5 min Ⅱ 500 mL 奶渍布 37 ℃ 复合酶洗衣粉 5 min Ⅲ 500 mL 奶渍布 37 ℃ 脂肪酶洗衣粉 5 min 为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成3等份，

进行3组实验。甲、乙组在洗衣粉中分别加入1种或2种酶，丙组不加酶，在不同温度下清洗同种化纤布上的2种污渍，其他实验条件均相同，下表为实验记录。

请回答下列问题。 水温/℃ 组别 清除血渍时间/min 清除油渍时间/min (1)提高洗衣粉去污能力的方法有________________。甲组在洗衣粉中加入了____________。乙组在洗衣粉中加入了________________。

(2)甲、乙组洗涤效果的差异，说明酶的作用具有________。 (3)如果甲、乙和丙3组均在水温为80 ℃时洗涤同一

种污渍，请比较这3组洗涤效果之间的差异并说明理由。_____________。 【思路点拨】 本题主要考查有关酶的相关内容。具体分析如下：

93 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77 69 8 68 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67 10 20 30 40 50 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙

【答案】 (1)加酶和适当提高温度 蛋白酶 蛋白酶和脂肪酶 (2)专一性 (3)没有差异，因为高温使酶失活

2．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，一组衣物用普通洗衣粉洗涤。该实验

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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

【解析】 该实验的自变量是加酶洗衣粉、普通洗衣粉。实验设计应分为三组，其中实验组有两组：一组用加酶洗衣粉，一组用普通洗衣粉；另外还应有一个空白对照组，既不用加酶洗衣粉洗涤也不用普通洗衣粉洗涤。

【答案】 B

1．下列不属于加酶洗衣粉中酶制剂的是( ) A．蛋白酶 C．淀粉酶

B．脂肪酶 D．麦芽糖酶

【解析】 加酶洗衣粉中添加的酶有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。 【答案】 D

2．影响加酶洗衣粉活性的条件不包括( ) A．温度 C．表面活性剂

B．pH D．水量

【解析】 酶的活性受温度和酸碱度(pH)及表面活性剂的影响。水量只影响酶的浓度及反应速度，不影响其活性。若问的是影响加酶洗衣粉的洗涤效果，应包括水量等其他因素。

【答案】 D

3．用加酶洗衣粉洗涤衣物时，下列说法正确的是( ) A．可用加酶洗衣粉洗涤毛料衣服 B．一般先用热水泡开，然后调至适宜温度 C．水温太低使洗衣粉中的酶丧失活性后不能再恢复

D．使用添加了碱性蛋白酶的洗衣粉洗衣服后应立即冲洗双手

【解析】 毛料衣服的主要成分为蛋白质，加酶洗衣粉中的蛋白酶会损坏衣服；高温会使酶失活，而低温抑制酶的活性，但不会使酶变性；皮肤中的蛋白质

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也会被加酶洗衣粉中的蛋白酶水解，损伤皮肤。

【答案】 D

4．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．①② C．② D．②③

【解析】 本实验的探究课题为加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果，自变量为是否添加了酶，而不是添加不同种类的酶。

【答案】 A

5．某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下说明： 成分：含碱性蛋白酶等。

用法：洗涤前先将衣服浸于洗衣粉水内数小时。使用温水效果最佳。 注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗双手。 请回答下列问题：

(1)质检局针对该洗衣粉设计了如下装置进行实验，如图所示。

该实验的目的是______________________________________________。 (2)一学生为探索该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，参考上述(1)的实验材料及方法进行了如下实验，并把结果用曲线图A、B表示。

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①由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适温度约为________。

②在0 ℃和75 ℃时，酶的催化效率基本都降为零，但温度再度回到45 ℃，后者的催化作用已不能恢复，这是因为_________________________________。

③该学生在实验过程中可通过观察________________________________现象判断酶的催化效率。

(3)该加酶洗衣粉的去污原理是___________________________________ ______________________________________________________________ ____________________________________________________________。 【解析】 酶的成分是蛋白质，煮沸后失活，与正常温度下的该洗衣粉做对照可判断出洗衣粉中酶的活性(质量)。由此(1)实验的目的是检验洗衣粉中是否含有蛋白酶；(2)由图中曲线可以得知，该加酶洗衣粉的最适温度为45 ℃，酶在高温下其结构会被破坏，导致其活性丧失。

【答案】 (1)检查该洗衣粉是否含碱性蛋白酶

(2)①45 ℃ ②酶的活性已丧失 ③胶片上的蛋白膜消失时间的长短 (3)用蛋白酶分解衣服中的污垢，所含的大分子蛋白质水解成可溶性小分子多肽，使之易于洗去

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