选修一42《探讨加酶洗衣粉的洗涤效果》概述

1、专题专题4 4 酶的研究与应用酶的研究与应用课题课题2 2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果探讨加酶洗衣粉的洗涤效果. . . 1 1. .说出加酶洗衣粉的洗涤原理；说出加酶洗衣粉的洗涤原理；2 2. .探讨温度对加酶洗衣粉洗涤的影响；探讨温度对加酶洗衣粉洗涤的影响；3 3. .探讨不同种类的加酶洗衣粉对同一污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。物和不同污物洗涤效果的区别。. . . 首先引导学生回顾初中课本中已经学习过的有关消化酶作用的知识，然后联系生活提问:当衣物上有存在油渍、血渍时不容易洗衣干净，怎么办呢？”以此导入本节课的内容。利用幻灯片演示相关问题指导学生阅读46页

2、的基础知识，对比分析普通洗衣粉和加酶洗衣粉的成分，并理解加酶洗衣粉的洗涤原理。在此基础上进行研究温度对加酶洗衣粉洗涤的影响、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。 本节的重点是相关实验设计,课堂上提供相关资料，设计相关的问题引导学生分析实验方案，并通过讨论最后确定实验步骤，从而有效地突破这个难点；实验过程中各种变量的控制，是本节内容的难点，因此引导学生设计实验方案时要讲清楚自变量的控制方法，对温度、洗涤方式、洗涤材料等进行选择时也要规范，并通过视频素材演示实验过程，规范操作，以此突破这一难点内容。. . . 营养物质的消化过程营养物质的消化过程 （淀粉酶（淀粉酶） （麦芽糖酶

3、（麦芽糖酶） 淀粉淀粉 麦芽糖麦芽糖 葡萄糖葡萄糖 （脂肪酶（脂肪酶） 脂肪脂肪 甘油甘油和脂肪酸和脂肪酸 （蛋白酶（蛋白酶） （多肽酶（多肽酶） 蛋白质蛋白质 多肽多肽 氨基酸氨基酸. . . 当衣物上有存在油渍、血渍时不容当衣物上有存在油渍、血渍时不容易洗衣干净，怎么办呢？易洗衣干净，怎么办呢？加酶洗衣粉加酶洗衣粉. . . 什么是加酶洗衣粉？目前常用的酶制剂有哪些？什么是加酶洗衣粉？目前常用的酶制剂有哪些？酶制剂为什么具有如此强的功效？它的作用机理酶制剂为什么具有如此强的功效？它的作用机理是怎样的？尝试写出它们作用的示意图。是怎样的？尝试写出它们作用的示意图。影响酶制剂活性的因素有哪些？

4、影响酶制剂活性的因素有哪些？酶能直接添加到洗衣粉中吗？为什么？科学家是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？如何解决这一难题的？为什么说加酶洗衣粉能减少对环境的污染？为什么说加酶洗衣粉能减少对环境的污染？使用加酶洗衣粉时有哪些注意点？使用加酶洗衣粉时有哪些注意点？阅读课本阅读课本P P4646 . . . 加酶洗衣粉是指含有_的洗衣粉,目前常用的酶制剂有四类： _ 、 _ 、 _ 、 _ 。其中应用最广泛、效果最明显的是_和_ 。一一、加加酶洗衣粉的洗涤原理酶洗衣粉的洗涤原理酶制剂酶制剂蛋白酶蛋白酶碱性蛋白酶碱性蛋白酶脂肪酶脂肪酶淀粉酶淀粉酶纤维素酶纤维素酶碱性脂肪酶碱

5、性脂肪酶. . . 蛋白质蛋白质蛋白酶蛋白酶多肽多肽肽酶肽酶氨基酸氨基酸酶具有高效性，能迅速将血渍、奶渍等含有的酶具有高效性，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和氨基酸。大分子蛋白质分解成可溶性小分子肽和氨基酸。(2)作用机理及作用示意图. . . 葡萄糖苷酶葡萄糖苷酶纤维素纤维素C1C1酶、酶、CxCx酶酶纤维纤维二糖二糖葡萄糖葡萄糖麦芽糖麦芽糖淀粉淀粉 淀粉酶淀粉酶脂肪脂肪甘油脂肪酸甘油脂肪酸脂肪酶脂肪酶请写出脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶的作用请写出脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶的作用示意图：示意图：温度温度酸碱度酸碱度表面活性剂表面活性剂（3）影响酶制剂活性的因素有_、_和

6、_。. . . （4 4）酶制剂的生产方法）酶制剂的生产方法由于温度由于温度、酸碱度和表面活性剂都会、酸碱度和表面活性剂都会影响酶的活性。如果将酶直接添加到洗衣影响酶的活性。如果将酶直接添加到洗衣粉中，过不了多久，酶就会失活。粉中，过不了多久，酶就会失活。 因此科学家因此科学家将基因工程生产将基因工程生产出能够耐出能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶用特殊水溶性物质包裹起来，与洗衣粉酶用特殊水溶性物质包裹起来，与洗衣粉的其它成分隔离开来。的其它成分隔离开来。. . . 普通洗衣粉中通常包含有：表面活性普通洗衣粉中通常包含有：表面活性剂、水软化剂、碱剂

7、、漂白剂等成分，有剂、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，的洗衣粉中还含有增白剂、香精和色素，以及填充剂等成分以及填充剂等成分, ,含磷量高含磷量高, ,洗涤污水排洗涤污水排放后会导致水体污染。放后会导致水体污染。 加加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷、无磷聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向的方向发展发展, ,减少对环境的污染。减少对环境的污染。(5) (5) 与普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉的优点与普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉的优点: :. . . 成分：成分：略用法：用法：洗涤前先将衣物浸于加有适量

8、洗衣粉的水内数小时，用温水浸泡效果更佳,切勿用60以上的水.注意：注意：切勿用于丝质及羊毛衣料，用后须彻底清洗双手。 一般洗衣粉不易清除衣物的血渍和奶渍，但一般洗衣粉不易清除衣物的血渍和奶渍，但加酶洗衣粉则可以。加酶洗衣粉则可以。 一生物活性洗衣粉包装盒一生物活性洗衣粉包装盒上印有以下材料：上印有以下材料：分析下列资料，问答下列问题分析下列资料，问答下列问题:. . . 1.1.该该洗衣粉较易清除衣物的血渍和奶渍，说明该洗衣粉较易清除衣物的血渍和奶渍，说明该洗洗 衣衣粉中加入的是什么酶？为什么？粉中加入的是什么酶？为什么？蛋白酶，因为血渍和奶渍的主要成分是蛋白质，蛋蛋白酶，因为血渍和奶渍的主要

9、成分是蛋白质，蛋白酶能分解血渍和奶渍中的蛋白质。白酶能分解血渍和奶渍中的蛋白质。2.2.为什么为什么洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内内 数小时数小时？如何缩短衣物的浸泡时间？如何缩短衣物的浸泡时间？ 是是为了使洗衣粉中的蛋白酶充分的分解衣物中为了使洗衣粉中的蛋白酶充分的分解衣物中的蛋白质污渍；用温水浸泡衣物，因为酶的催化作的蛋白质污渍；用温水浸泡衣物，因为酶的催化作用需要适宜的温度。用需要适宜的温度。. . . 3.3.为什么为什么不能在不能在6060以上的水中使用此洗衣粉？以上的水中使用此洗衣粉？ 使用使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温加酶洗衣粉

10、时，必须注意洗涤用水的温度，温度过高会使酶变性失活。但在低温下也会度，温度过高会使酶变性失活。但在低温下也会失效。失效。4.4.试试解释为什么此洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料？解释为什么此洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料？ 因为因为蛋白酶能使蛋白质水解，而丝质及羊毛蛋白酶能使蛋白质水解，而丝质及羊毛衣料中含有蛋白质，这样会损坏衣物衣料中含有蛋白质，这样会损坏衣物. . . 5.5.为什么用后须彻底清洗双手？为什么用后须彻底清洗双手？ 人体人体皮肤细胞有蛋白质，如不彻底清洗双手，就皮肤细胞有蛋白质，如不彻底清洗双手，就会使手的皮肤受到腐蚀。而使人患过敏性皮炎、湿疹会使手的皮肤受到腐蚀。而使人患过敏性皮

11、炎、湿疹等，因此，应避免与这类洗衣粉长时间地接触。等，因此，应避免与这类洗衣粉长时间地接触。此外：此外：加酶洗衣粉也不宜长期存放，存放时间过长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会导致酶活力损失. . . (6)(6)使用加酶洗衣粉时的注意事项使用加酶洗衣粉时的注意事项对于蛋白质面料的衣物不能使用对于蛋白质面料的衣物不能使用蛋白酶洗衣粉；蛋白酶洗衣粉；使用加酶洗衣粉要注意温度的控制，使用加酶洗衣粉要注意温度的控制，和浸泡；和浸泡；使用加酶洗衣粉洗衣后要使用加酶洗衣粉洗衣后要注意洗手；注意洗手；衣服的洗涤，不光要考虑洗涤效果，还要考虑衣衣服的洗涤，不光要考虑洗涤效果，还要考虑衣

12、物的承受能力，洗涤成本物的承受能力，洗涤成本等因素；等因素；酶作为一种生物催化剂，有一定的寿命，不能放酶作为一种生物催化剂，有一定的寿命，不能放置置太久。太久。. . . 例1下列不能影响加酶洗衣粉活性的是（ ） A温度 B酸碱度 C表面活性剂 D水的数量 D例2.下列不属于酶制剂的是（ ）A蛋白酶 B麦芽糖酶C淀粉酶 D脂肪酶B. . . 1.1.普通普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果有什么不同；洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果有什么不同；2.2.什么样什么样的温度下使用加酶洗衣粉效果最好；的温度下使用加酶洗衣粉效果最好；3.3.添加添加不同种类的酶的洗衣粉，其洗涤效果有哪些不同种类的酶的洗衣粉，

13、其洗涤效果有哪些区别？区别？提出相关问题的探究提出相关问题的探究二、实验设计二、实验设计请你针对要探究的三个方面写出具体的设计方案。请你针对要探究的三个方面写出具体的设计方案。. . . 1.1.阅读：阅读：“ 资料一资料一 有效地控制变量有效地控制变量”探究普通洗衣探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的不同粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的不同：小组讨论分析：小组讨论分析：A A同学的实验方案存在问题吗？若同学的实验方案存在问题吗？若有问题有问题，请说明，请说明存在的问题。存在的问题。你同意你同意B B同学观点吗？请说明理由。同学观点吗？请说明理由。影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有影响加酶洗衣粉洗涤效

14、果的因素有哪些哪些？. . . A A同学的实验方案存在问题吗？若有问题，请说明存同学的实验方案存在问题吗？若有问题，请说明存在的问题在的问题。你同意你同意B B同学观点吗？请说明理由。同学观点吗？请说明理由。影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有哪些？影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有哪些？水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的质料、水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的质料、大小及浸泡时间和洗涤时间等。大小及浸泡时间和洗涤时间等。有问题。未说明控制相同的适宜温度；玻璃棒搅拌有问题。未说明控制相同的适宜温度；玻璃棒搅拌的强度难于控制相同等。的强度难于控制相同等。不同意。不同意。B B同学忽略了实验中变量

15、的控制问题。同学忽略了实验中变量的控制问题。. . . 你认为应该控制的单一变量是：你认为应该控制的单一变量是：_的区别，其他条件的区别，其他条件（如洗衣粉用量、水温、水质、水量、布料的大小（如洗衣粉用量、水温、水质、水量、布料的大小和颜色、洗涤方式、洗涤时间等）完全相同。和颜色、洗涤方式、洗涤时间等）完全相同。普通洗衣粉和加酶洗衣粉普通洗衣粉和加酶洗衣粉 . . . （一）子课题一：探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对（一）子课题一：探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果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、脂质、淀粉等多种不溶于水的有机物，这些有机物能在相应的蛋白酶

16、、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。 实验变量为洗涤剂，设计时应遵循单一变量原则、对照性原则有效的控制其他变量，如水的用量、污染物的量，所用实验用布的质地大小、两种洗衣粉的用量，搅拌及洗涤时间，2、遵循原则. . . 3 3、实验操作流程、实验操作流程（1 1）实验准备）实验准备带有污染物的实验用布的制取：取一定量的污染物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相同大小、质地制成溶液，取等量的污染物滴加在相同大小、质地的新布的新布上。上。称取等量的洗衣粉：用天平准确称取等量普通洗衣称取等量的洗衣粉：用天平准确称取等量普通洗衣粉和加酶粉和加酶洗

17、衣粉。洗衣粉。. . . （2 2）实验过程）实验过程取两只大烧杯并编号，用量筒分别量取两只大烧杯并编号，用量筒分别量500ml500ml蒸馏水蒸馏水放入其中。放入放入其中。放入40400 0C C的水浴锅保温。的水浴锅保温。将制好的污染布和洗衣粉（一组为污染布和普通将制好的污染布和洗衣粉（一组为污染布和普通洗衣粉，另一组为污染布和加酶洗衣粉）分别放入洗衣粉，另一组为污染布和加酶洗衣粉）分别放入两只烧杯中。两只烧杯中。用玻璃棒同时充分搅拌一段时间。一段时间后搅用玻璃棒同时充分搅拌一段时间。一段时间后搅拌可重复进行。拌可重复进行。过相同的时间后观察洗涤效果。过相同的时间后观察洗涤效果。（3 3）

18、实验结论）实验结论 加酶洗衣粉的效果好加酶洗衣粉的效果好. . . 水温的控制：通常情况下春、夏、秋、冬四水温的控制：通常情况下春、夏、秋、冬四季可分别选取季可分别选取_、 _ _ 、 _ _ 、 _ _ 。1515阅读阅读“ 资料二资料二 考虑实际生活中的具体情况考虑实际生活中的具体情况”，探，探究温度对加酶洗衣粉效果的影响：究温度对加酶洗衣粉效果的影响：3535 55 2525 . . . 洗涤方式有半自动和全自动，相比之下采用洗涤方式有半自动和全自动，相比之下采用_方式比较好，并且应尽量使用同一型号小容方式比较好，并且应尽量使用同一型号小容量的洗衣机，其机械搅拌作用相同量的洗衣机，其机械

19、搅拌作用相同 ；洗涤材料以；洗涤材料以_ _ （衣物、布料）作为实验材料，做对照实（衣物、布料）作为实验材料，做对照实验时可控制布料的验时可控制布料的_、 _以及以及_（可用滴管控制）使其相同，同时也便于洗涤效果的（可用滴管控制）使其相同，同时也便于洗涤效果的比较；水量和洗衣粉用量与布料的大小是成正比的。比较；水量和洗衣粉用量与布料的大小是成正比的。全自动全自动大小大小污物的量污物的量布料布料其他条件如何控制？其他条件如何控制？颜色颜色. . . 1 1、分析资料二、分析资料二温度梯度设置并不恰当和完善，主要是梯度差值偏温度梯度设置并不恰当和完善，主要是梯度差值偏大。在达到最适温度之前提高温度

20、，可以增加酶促大。在达到最适温度之前提高温度，可以增加酶促反应的速度，每提高反应温度反应的速度，每提高反应温度1010度，所增加的反应度，所增加的反应速度称为反应的温度系数，对于许多酶来说，这个速度称为反应的温度系数，对于许多酶来说，这个系数为系数为1 12 2，也就是每增高，也就是每增高1010度，酶反应速度增加度，酶反应速度增加1 12 2倍，假定用上述梯度测得倍，假定用上述梯度测得4040度时洗涤效果最好，度时洗涤效果最好，但并不能说最适温度就是但并不能说最适温度就是4040度度。结论结论（二（二）子课题二：探究）子课题二：探究加酶洗衣粉使用时的最适温度加酶洗衣粉使用时的最适温度. .

21、. 改进改进制取同样的污染布，称取等量的同一种洗衣粉，分制取同样的污染布，称取等量的同一种洗衣粉，分几个温度不同的试验组，温度梯度可设为几个温度不同的试验组，温度梯度可设为2020、2525、3030、3535、4040、4545、5050、5555度，若测出在度，若测出在4040度时洗涤度时洗涤效果最好，可设置更细的试验组如效果最好，可设置更细的试验组如3535、3636、3737、3838、3939、4040、4141、4242、4343、4444、4545度，直至测出具体度，直至测出具体的的最适温度。最适温度。. . . （1 1）实验原理）实验原理酶的活性受温度的影响，最适温度时酶的活

22、性最大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，去污力最强，高于或低于此温度酶的活性降低，去污力去污力下降。下降。（2 2）洗涤效果的判断）洗涤效果的判断可在洗涤后比较污物的残留状况，如：已消失、颜可在洗涤后比较污物的残留状况，如：已消失、颜色变浅、面积缩小等，最好能进行定量的色变浅、面积缩小等，最好能进行定量的比较。比较。2 2、实验设计、实验设计. . . （3 3）材料器具：）材料器具：加酶洗衣粉、鸡血、新白棉布、蒸馏水、烧杯、滴加酶洗衣粉、鸡血、新白棉布、蒸馏水、烧杯、滴管、温度计、恒温水浴锅、玻璃棒、量筒、直尺、管、温度计、恒温水浴锅、玻

23、璃棒、量筒、直尺、天平天平等。等。（4 4）实验准备）实验准备 制取带有污物的实验用制取带有污物的实验用布将布将等量的鸡血滴到等量的鸡血滴到7 7块块大小相同的、质地相同的新布大小相同的、质地相同的新布上。上。 称取称取1g1g加酶洗衣粉：用天平准确的称取等量的加酶洗衣粉：用天平准确的称取等量的同种加酶同种加酶洗衣粉。洗衣粉。. . . 配制系列温度梯度水溶液配制系列温度梯度水溶液 取大烧杯取大烧杯7 7只，用量筒量取只，用量筒量取500ml500ml的蒸馏水放入其的蒸馏水放入其中。然后将中。然后将7 7只烧杯分别放入只烧杯分别放入25250 0C C、30300 0C C、35350 0C

24、C、40400 0C C、45450 0C C、50500 0C C、55550 0C C的恒温水箱加热。的恒温水箱加热。将制好的污染布和称好的洗衣粉分别放入将制好的污染布和称好的洗衣粉分别放入7 7只烧杯中。只烧杯中。用玻璃棒同时充分搅拌一段时间。一段时间后搅拌用玻璃棒同时充分搅拌一段时间。一段时间后搅拌可重复进行，持续保持各自的温度。可重复进行，持续保持各自的温度。过相同的时间后观察洗涤过相同的时间后观察洗涤效果。效果。 如果如果4040时，污渍最淡或面积最小，则说明时，污渍最淡或面积最小，则说明4040是该种洗衣粉的洗涤最适温度。是该种洗衣粉的洗涤最适温度。（6 6）得出结论）得出结论（

25、5 5）实验步骤）实验步骤. . . 3.3.探究不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗探究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涤效果的比较。比较。在实验中，在实验中，_是变量，其他因素在是变量，其他因素在实验中保持不变；水温应保持不变。在实施活动时，通实验中保持不变；水温应保持不变。在实施活动时，通常应采用当地的常温，如果是冬季水温过低，就应采用常应采用当地的常温，如果是冬季水温过低，就应采用_的方法，使温度达到的方法，使温度达到25 25 35 35 。加酶洗衣粉的种类加酶洗衣粉的种类本实验判断洗涤效果的标准是什么？本实验判断洗涤效果的标准是什么？比较相同洗涤时间后污染物

26、残留比较相同洗涤时间后污染物残留状况。状况。水浴加热水浴加热. . . （三）子课题三：不同种类的加酶（三）子课题三：不同种类的加酶洗衣粉对同一污物洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的比较和不同污物洗涤效果的比较1 1、实验原理、实验原理不同种类的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有专不同种类的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有专一性，所以对不同污渍洗涤效果不同一性，所以对不同污渍洗涤效果不同2 2、实验步骤、实验步骤取取3030块大小相同的白棉布，分成块大小相同的白棉布，分成6 6组，每组组，每组5 5块，块，依次编号依次编号1a1a、1b1b、1c1c、1d1d、1e1e、2a2a、2b6a2b

27、6a、6b6b、6c6c、6d6d、6e6e。（a a为蛋白酶处理组，为蛋白酶处理组，b b为脂肪酶处理组，为脂肪酶处理组，c c为淀粉处为淀粉处理组，理组，d d为复合酶处理组，为复合酶处理组，e e为普通洗衣粉组为普通洗衣粉组) ). . . 制取带有污染物的实验用布制取带有污染物的实验用布给第一组白布滴加鸡血，待血渍扩散停止后，记录给第一组白布滴加鸡血，待血渍扩散停止后，记录血渍血渍面积；面积；按同样的方法给第按同样的方法给第2 26 6组分别滴加牛奶、菜油、番组分别滴加牛奶、菜油、番茄汁、墨水、颜料，并记录污渍茄汁、墨水、颜料，并记录污渍面积。面积。将上述白棉布分别放入将上述白棉布分别

28、放入3030个已编号的烧杯中，各个已编号的烧杯中，各注入注入500ml500ml蒸馏水，用玻璃棒搅拌使白棉布蒸馏水，用玻璃棒搅拌使白棉布湿透。湿透。. . . 温度控制温度控制烧杯均放入温度为烧杯均放入温度为4545度的水浴锅度的水浴锅洗衣粉洗涤洗衣粉洗涤给给1a1a6a6a号烧杯中加入等量的蛋白酶洗衣粉，给号烧杯中加入等量的蛋白酶洗衣粉，给1b1b6b6b号烧杯中加入等量的脂肪酶洗衣粉，号烧杯中加入等量的脂肪酶洗衣粉，给给1c1c6c6c号烧杯中加入等量的淀粉酶洗衣粉，号烧杯中加入等量的淀粉酶洗衣粉，给给1d1d6d6d号烧杯中加入等量的复合酶洗衣粉，号烧杯中加入等量的复合酶洗衣粉，给给1e1e6e6e号烧杯中加入等量的普通洗衣粉，号烧杯中加入等量的普通洗衣粉，各烧杯均搅拌洗涤各烧杯均搅拌洗涤1010分钟后，用清水漂洗分钟后，用清水漂洗3 3次，次，晾干。晾干。. . . 记录记录结果：结果：将实验结果记入下表。将实验结果记入下表。3 3、实验结论、实验结论：复合酶洗衣粉的洗涤效果最佳复合酶洗衣粉的洗涤效果