2021-2022学年高二下学期生物人教版选修1-4.2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果课件(共28张PPT)

(共28张PPT)
专题4 酶的研究与应用
4.2 探究加酶洗衣粉的洗涤效果
（一）普通洗衣粉
1、主要成分：表面活性剂，水软化剂，碱剂，漂白剂等成分， 有的洗衣粉中还含有增白剂，香精和色素等。
一.基础知识
一般表面活性剂中含有疏水基团和亲水基团,优先吸附在各种界面上，降低水的表面张力，改变体系界面的状态，去除衣物的污渍
应用：表面活性剂有最普通、最传统的阴离子表面活性剂就是人类使用了几百年的肥皂（高级脂肪酸钠）。
①表面活性剂
②水软化剂：防止水中的钙、镁离子造成的阴离子表面活性剂失活，提高表面活性剂利用率。
④漂白剂：可延缓衣物的泛黄程度，但对衣物有一定的损伤。
③碱剂：在适当的碱度下，纤维和污垢可被最大限度地离子化，更易于污垢的水解和分散。
④漂白剂：可延缓衣物的泛黄程度，但对衣物有一定的损伤。
⑤增白剂：丝、棉、毛类等天然纤维的浅色衣物容易变黄，加入增白剂后，它能够留存在衣物上，吸收阳光中的紫外线，反射出与黄光互补的蓝色光线，从而掩盖了衣物上的黄色。

⑥香精和色素：改善洗衣粉的气味和外观，给人清新愉悦的感受，并掩盖某些化学成分的异味。
2、种类：
无磷洗衣粉、含磷洗衣粉
磷：一种营养元素，易造成水体富营养化，而破坏水质，污染环境。
含磷洗衣粉：以磷酸盐为主要助洗剂的一类产品.
无磷洗衣粉：不用磷酸盐作助洗剂的一类产品，无水质富营养化这一特点，有利于水体环境保护。
1、定义：含有酶制剂的洗衣粉,同时减少了表面活性剂、水软 化剂（三聚磷酸钠）的用量。
（二）加酶洗衣粉
2、成分:除含有普通洗衣粉的成分外，目前常用的酶制剂有多种：
蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶，还有复合酶.
①蛋白酶：
应用：有助于取出例如汗渍，血渍，青草，粘液，粪便以及各种食品类的蛋白质污垢.
作用：碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水 的小分子肽和氨基酸.
碱性蛋白酶是应用最广泛、效果最明显
蛋白质 多肽 氨基酸
蛋白酶
肽酶
②脂肪酶
应用：可以催化水解各类动植物油脂和人体皮脂腺分泌物及化妆品污垢.
碱性脂肪酶也是应用最广泛、效果最明显
作用：将大分子的脂肪水解为小分子的物质， 甘油和脂肪酸
脂肪 甘油 + 脂肪酸
脂肪酶
③淀粉酶
应用：可以去除例如来自面条、巧克力、肉汁和婴儿食品中含有淀粉的污垢.
作用：将淀粉水解成小分子物质
淀粉 麦芽糖
淀粉酶
④纤维素酶
应用：去除棉纺织品表面的浮毛，使洗涤后的棉纺织品柔软蓬松，织纹清晰，色泽更加鲜艳，穿着更加舒适.
作用：碱性纤维素酶本身不能去除衣物上的污垢，它的作用是使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维深层的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触，从而达到更好的去污效果.
纤维素 葡萄糖
纤维素酶
⑤复合酶
实际污垢组成复杂，往往蛋白污垢被脂肪污垢或淀粉污垢覆盖，单一酶的作用一般达不到彻底清除污垢的作用。而复合酶可以发挥其独特的“协同效应”。
试验测定，单独使用蛋白酶或淀粉酶，得到的洗涤效果远不如把每种酶用量减半后放在一起使用的效果。即给定酶的用量，复合酶的效果远远超过单一酶的效果。原因是淀粉酶分解了污渍表面的淀粉污垢，使蛋白酶能以更有效的方式向蛋白质污垢进攻。
洗衣粉中影响酶活性的因素：温度、酸碱度、表面活性剂
应用最广泛、效果最明显的是：碱性蛋白酶和碱性脂肪酶
衣物上常见的污垢，一般为有机污渍，如汗渍、食物、灰尘等。有机污渍一般都是酸性的，使洗涤溶液处于碱性状态有利于这类污渍的去除，所以洗衣粉中都配入了相当数量的碱性物质。
思 考：
1.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？
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，与洗衣粉的其它成分隔离开来。
2.为什么说加酶洗衣粉能减少对环境的污染？
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，减轻水体富营养化，减少对环境的污染。
二、实验设计
（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
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、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、遵循原则：单一变量原则、对照性原则
自变量：洗涤剂（普通洗衣粉和加酶洗衣粉）
无关变量：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。
3、实验操作流程
（1）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.
（2）实验过程
①取两只大烧杯并编号，用量筒分别量500ml蒸馏水放入其中。放入400C的水浴锅保温。
②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）分别放入两只烧杯中。
③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。
④过相同的时间后观察洗涤效果。
（3）实验结论: 加酶洗衣粉的效果好
春天的水温
夏天的水温
秋天的水温
冬天的水温
15℃
35℃
25℃
5℃
在自然情况下，哪个季用加酶洗衣粉效果好呢
（二）子课题二：探讨一下不同水温对洗衣粉洗涤效果的影响
二、实验设计
（二）子课题二：探究加酶洗衣粉使用时的最适温度
1、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、颜色变浅、面积缩小等，最好能进行定量的比较。
2、实验准备：
①制取带有污物的实验用布：将等量的鸡血滴到4块大小相同的、质地相同的新布上。
②称取1g加酶洗衣粉：用天平准确的称取等量的同种加酶洗衣粉。
复合酶
洗衣粉
加鸡血的白
手绢四块
（1）配制系列温度梯度水溶液
取大烧杯4只并编号，用量筒量分别取500ml的蒸馏水放入其中。然后将4只烧杯分别放入50C、150C、250C、350C的恒温水箱加热。
（2）将制好的污染布和称好的洗衣粉分别放入4只烧杯中。
（3）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。
4、实验步骤
（二）子课题二：探究加酶洗衣粉使用时的最适温度
（4）过相同的时间后观察洗涤效果。
复合酶
洗衣粉
5℃ 15 ℃
25 ℃ 35 ℃
自来水四盆
结果分析
酶的活性受温度的影响，加酶洗衣粉洗涤效果的最适温度一般在30℃左右，温度过高（超过60℃）会使酶失活，温度过低会使酶的活性降低。
因此在夏季加酶洗衣粉的酶活性最高。
（三）子课题三：不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果
1、实验原理:不同种类的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有专一性，所以对不同污渍洗涤效果不同.
2、实验步骤:
①取30块大小相同的白棉布，分成6组，每组5块，依次编号1a、1b、1c、1d、1e、2a、2b…6a、6b、6c、6d、6e。
二、实验设计
②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，记录血渍面积。
按同样的方法给第2－6组分别滴加牛奶、菜油、番茄汁、墨水、颜料，并记录污渍面积. （a为蛋白酶处理组，b为脂肪酶处理组，c为淀粉处理组，d为复合酶处理组，e为普通洗衣粉组)
③将上述白棉布分别放入30个已编号的烧杯中，各注入500ml蒸馏水，用玻璃棒搅拌使白棉布湿透。
④温度控制:烧杯均放入温度为45度的水浴锅
⑤洗衣粉洗涤
给1a－6a号烧杯中加入等量的蛋白酶洗衣粉，
给1b－6b号烧杯中加入等量的脂肪酶洗衣粉，
给1c－6c号烧杯中加入等量的淀粉酶洗衣粉，
给1d－6d号烧杯中加入等量的复合酶洗衣粉，
给1e－6e号烧杯中加入等量的普通酶洗衣粉，
各烧杯均搅拌洗涤10分钟后，用清水漂洗3次，晾干
⑥记录结果：将实验结果记入下表。
3、实验结论：
编号
1
2
3
4
5
6
污渍类型
鸡血
牛奶
菜油
番茄汁
墨水
染料
洗涤效果
蛋白酶
脂肪酶
淀粉酶
复合酶
普通洗衣粉
问1、某洗衣粉较易清除衣物的血渍和奶渍，说明该洗衣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，蛋白酶能分解血渍和奶渍中的蛋白质。
问题思考
问2、为什么洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内数小时？如何缩短衣物的浸泡时间？
是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，因为酶的催化作用需要适宜的温度。
问3、为什么不能在60℃以上的水中使用此洗衣粉？
使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温度，温度过高会使酶变性失活。在低温下也会失效。为什么？
问4、试解释为什么此洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料？
因为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。
问5.为什么用后须彻底清洗双手？
人体皮肤细胞有蛋白质，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、湿疹等，因此，应避免与这类洗衣粉长时间地接触。
此外：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。
问题思考
课题延伸
1.“衣领净”含高效表面活性剂、还原增白剂、液体蛋白酶制剂等成分，可洗去领口、袖口的顽渍及其它顽渍，而一般洗衣粉效果较差。
2.厨房的洗涤剂有两大类
（1）用于清洗食具的洗涤剂（如洗洁净），其重要的化学成分是化学合成的烷基类活性剂，对皮肤有刺激性，残留的烷基苯磺酸盐对人体有一定的危害。
（2）用于清洗灶具、排气扇油垢的清洗剂。它渗透能力、脱脂能力强，碱性也强，对皮肤有损伤。要求高的专业洗涤加入少量的脂肪酶。
3.马桶污垢分三类
酸性产品、中性产品和碱性产品。
目前市场上以酸性为主，清洗效果最佳。洁厕灵是人们常用的一种洁厕剂，其主要成分是：各种有机酸、缓蚀剂、增稠剂、表面活性剂、香精等。
归 纳
⒈对于蛋白质面料的衣物不能使用蛋白酶洗衣粉；
⒉使用加酶洗衣粉要注意水温和浸泡时间；
⒊使用加酶洗衣粉洗衣后要注意洗手；
⒋衣服的洗涤，不光要考虑洗涤效果，还要考虑衣物
的承受能力，洗涤成本等因素；
⒌酶作为一种生物催化剂，有一定的寿命，不能放置太久。
使用加酶洗衣粉要注意的问题：
回答下列问题：
（1）蛋白酶甲、乙、丙三者的活性随pH的变化如图所示。通常，用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时，不应该使用开水，原因是_______________________。若要去除衣服上的血渍，应选择含有_____________________（填“蛋白酶甲”、“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”）的碱性洗衣粉，理由是___________________。
（2）某同学为了洗去衣服上的油渍，洗衣时在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶，该同学的做法___________________（填“合理”或“不合理”），理由是_________________________。
（3）已知溶液的pH可以影响酶的活性，请推测pH影响某种蛋白酶活性的原因可能是其影响了酶和底物分子中_________________（填“羧基和氨基”、“氨基和甲基”、“羧基和甲基”或“甲基和甲基”）等基团的解离状态。
【答案】开水使血中的蛋白质变性而沉淀，难以清洗 蛋白酶丙 碱性条件下只有蛋白酶丙有活性 不合理 蛋白酶会降解脂肪酶 羧基和氨基
【解析】
（1））用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时，如果使用开水，会使血中的蛋白质变性而沉淀，难以清洗。由图可知，碱性条件下只有蛋白酶丙有活性，故应选择含有蛋白酶丙的碱性洗衣粉去除衣服上的血渍。
（2）脂肪酶的化学成分为蛋白质，会被洗衣液中的蛋白酶水解。
（3）蛋白酶和其作用的蛋白质类污渍的氨基和羧基均会发生解离，pH会影响其解离状态。
“四步法”分析酶促反应曲线
（1）识标：“识标明变量”。明确酶促反应曲线坐标图中横坐标（自变量）和纵坐标（因变量）的含义。
（2）析线：“析线理关系”。分析酶促反应曲线走势，明确因变量怎样随自变量的变化而变化。
（3）明点（特殊点）：“抓点求突破”。明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特殊条件下的交点等表示的生物学含义。
（4）判断：“先分后合巧辨析”。对于多条酶促反应曲线图，根据曲线上不同标示物识别曲线所代表的意义（有的曲线直接标出），首先对每一条曲线单独分析，进行比较，判断曲线间有无联系或找出相互关系，然后综合分析。

THANKS!