生物（人教版选修1）课件专题4课题2探讨加酶洗衣粉的洗涤效果

专题四酶的研究与应用课题二探讨加酶洗衣粉的洗涤效果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、基础知识1．加酶洗衣粉(1)概念：指含有__________的洗衣粉，目前常用的酶制剂有：__________、__________、__________和__________。酶制剂蛋白酶脂肪酶淀粉酶纤维素酶(2)作用原理①蛋白酶可将________最终水解为________或小分子肽。②脂肪酶可将_______最终水解为_______和__________。③淀粉酶可将________水解为__________。④纤维素酶可将纤维素最终水解为__________。(3)与环境的关系加酶洗衣粉降低了____________和____________的用量，使洗涤剂朝____________的方向发展，减少对环境的污染。蛋白质氨基酸脂肪甘油脂肪酸淀粉麦芽糖葡萄糖表面活性剂三聚磷酸钠低磷、无磷2．加酶洗衣粉洗涤效果的影响因素影响酶活性的因素有______、_________和____________等，为此科学家通过__________生产出了能够__________、__________、________________和__________的酶，并制成酶制剂，使其与洗衣粉的其他成分隔离。温度酸碱度表面活性剂基因工程耐酸耐碱忍受表面活性剂较高温度1．为什么用含碱性蛋白酶的洗衣粉很容易将血渍、奶渍洗掉？提示：血渍、奶渍的主要成分是蛋白质。碱性蛋白酶能将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子肽，使污迹容易从衣物上脱落。单一变量对照洗衣粉的种类加酶洗衣粉(2)加酶洗衣粉的最适温度①单一变量：温度。②对照实验：不同的实验组之间形成________对照。(3)不同类型洗衣粉的洗涤效果①单一变量：加酶洗衣粉的种类。②无关变量：____________、程度等。相互污渍的种类2．使用什么方法和标准判断洗涤效果？提示：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，最好能进行定量的比较。一、加酶洗衣粉和普通洗衣粉的相关问题1．加酶洗衣粉和普通洗衣粉的比较加酶洗衣粉普通洗衣粉成分普通洗衣粉成分＋酶制剂(0.2%～0.5%)主要含有表面活性剂、聚磷酸盐(水软化剂)、碱剂、漂白剂、荧光增白剂等种类①单一加酶洗衣粉：加入一种酶制剂；②复合加酶洗衣粉：加入多种酶制剂①根据含磷量分为无磷和含磷洗衣粉；②根据洗涤效果分为普通和浓缩洗衣粉加酶洗衣粉普通洗衣粉作用将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易溶于水，使污染物与纤维分开“亲油基”与油污“抱成一团”，相互融合，形成亲水的微小胶团，然后油污与洗涤剂一起被清水冲掉环境影响污染轻甚至无污染导致水体发生富营养化，破坏水质，污染环境相同点表面活性剂产生泡沫，将油脂分子分散开，水软化剂可以分开污垢2.常用酶制剂及作用原理洗涤原理洗涤实例蛋白酶将蛋白质分解为易溶解或分散于洗涤液中的小分子肽或氨基酸血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢脂肪酶把脂肪分解为较易溶解的甘油和脂肪酸食品的油渍、人体皮肤、口红淀粉酶把淀粉分解为可溶性的麦芽糖、葡萄糖等来自面条等污垢纤维素酶使纤维结构变得蓬松，使渗入到纤维深处的尘土和污垢与洗衣粉充分接触

①加酶洗衣粉需要水温在40℃～70℃之间为最好。②不宜长期存放，一般存储期为半年，若超过一年或与三聚磷酸盐共存，酶的活力显著下降。③不能与强酸或强碱混合使用，避免酶的活性降低或失活。④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，使人患过敏性皮炎、湿疹等，应避免与这类洗衣粉长时间接触。⑤酶不能直接添加到洗衣粉中，因为洗衣粉中的表面活性物质会降低酶的活性。因而科学家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。加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、无磷的方向发展。解析：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，使污迹容易从衣物上脱落，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二、三个相关实验设计的分析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)实验变量：洗衣粉的类型。(2)实验准备①带有污染物的实验用布的制取：称取一定量的污染物制成溶液，取等量污染物滴加在相同大小、质地的新布上。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)实验步骤①取大烧杯两个，用量筒量取等量水放入其中。②将制好的污染布块和洗衣粉(一组为污染布块与普通洗衣粉，一组为污染布块与加酶洗衣粉)分别放入两个烧杯中。③用玻璃棒同时充分搅拌。一段时间后搅拌可重复进行。④相同的时间后观测洗涤效果。(4)实验结果及注意事项①加酶洗衣粉的洗涤效果比普通洗衣粉好。②加酶洗衣粉的种类较多，要注意实验用的加酶洗衣粉说明书，是单一加酶洗衣粉还是复合洗衣粉，要用能分解污染物的加酶洗衣粉。③搅拌的力度要尽可能保持一致，时间相等。④水温保持自然温度。2．探究加酶洗衣粉使用时的最适温度(1)实验变量：温度，其他条件相同且适宜。(2)实验原理：温度影响酶的活性，从而影响加酶洗衣粉的洗涤效果。(3)实验步骤：同上一实验，不同的是，设置温度梯度，如10℃、15℃……55℃，若测出在40℃时洗涤效果较好，可设置更细的实验组如35℃、36℃……45℃，直至测出具体的最适温度。

最适温度不是加酶洗衣粉中的酶的特征物理常数，而是一个综合结果，不是一个固定值。不同种类的加酶洗衣粉最适温度不同，即使是同一加酶洗衣粉，也与洗涤时间长短有关。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。其他条件相同且适宜(如温度、pH等)。(3)实验步骤步骤烧杯编号ⅠⅡⅢ注入自来水500mL500mL500mL加入物质(等量)奶渍布奶渍布奶渍布控制水温37℃37℃37℃加入洗衣粉(等量)蛋白酶洗衣粉复合酶洗衣粉脂肪酶洗衣粉用玻璃棒搅拌5min5min5min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。2．下面是对普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果是否相同的探究实验，请据表完成下列问题：脸盆编号加入物质(等量)温度洗衣粉(等量)水量褪色时间1油污布37℃加酶2L5min2油污布37℃普通2L7min3油污布5℃加酶2L9min4油污布5℃普通2L8min该实验可证明：(1)能说明加酶洗衣粉效果好的组合方式是________________________________________。(2)能说明酶活性受温度影响的实验组合方式是________________________________________。解析：(1)只有通过比较，才能说明活性高低，所以需有加酶洗衣粉与普通洗衣粉之间的对照，同时褪色时间不能有其他变量干扰，这样的组合只能为1与2或3与4，结合题干“加酶洗衣粉效果好”，所以只能为1与2的组合。(2)由题意知变量为温度不同对酶的影响，所以应为1与3的组合。答案：(1)1与2

(2)1与3加酶洗衣粉的去渍原理

酶制剂中含有蛋白酶，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．蛋白酶把蛋白质全水解成可溶性氨基酸解析：考虑衣物的实际洗涤情况，当加酶洗衣粉中的蛋白酶将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质水解成小分子多肽后，已经很容易从衣物上脱落了，无需再加肽酶。答案：C影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素及实验设计原则

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9000单位(28℃测定)、5000单位(20℃测定)和18000单位(40℃测定)，在全国5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________(功能)培养基，从物理形态上应选用________培养基。(2)为什么该菌株产的碱性蛋白酶的活力在不同温度下发酵活力不同？________________________________________。(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，请列举均衡无关变量的措施(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；固体培养基用于微生物的分离、鉴定、活菌计数等。(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)酶的专一性特点，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)选择固体(2)酶作为生物催化剂，其活力受温度影响，在最适温度下酶的活性最强(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，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