新人教版生物高中选修一4.2-探讨加酶洗衣粉的洗涤效果(31张PPT)

(共31张PPT)
课题2
探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
雕牌洗衣粉：只选对的
不买贵的
奥妙洗衣粉：没什么大不了，我
有我奥妙
你的奥妙究竟是什么？
汰渍洗衣粉：有汰渍，没污渍
里面加了什么？那么牛？
怎样才叫对的？
立白洗衣粉：不伤手、无残留
为什么不伤手？洗衣粉会残留什么有害物质？
成分
种类（了解）
作用
表面活性剂
一般以阴离子（十二烷基苯磺酸钠）和非离子为主（聚氧乙烯醚类）
洗衣粉的主要成分之一，可以产生泡沫，将油脂分散开。
水软化剂
三聚磷酸钠
软化水质、分散污垢等。
碱剂
纯碱和硅酸钠
在适当的碱度下，使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。
漂白剂
过硼酸钠
延缓衣物的泛黄程度
香精和色素
能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。
普通洗衣粉成分：（P46旁栏思考）
影响酶的活性
(二)酶制剂的种类
(一)概念：加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉（同时减少了表面活性剂和水软化剂的使用）
一、基础知识
目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。
（应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶）
作用原理：酶能将大分子分解为可溶性小分子物质
衣物上一般为有机污渍（如汗渍、食物、灰尘等），一般是酸性的，使洗涤溶液处于碱性状态有利于这类污渍的去除。
1.蛋白酶：
蛋白质
多肽
氨基酸
蛋白酶
肽
酶
应用：血渍，奶渍，及各种食品类蛋白质污垢
2.脂肪酶
应用：油脂和人体皮脂腺分泌物及化妆品污垢。
脂肪
甘油
+
脂肪酸
脂肪酶
3.淀粉酶
应用：面条、巧克力等含有淀粉的污垢。
淀粉
麦芽糖
葡萄糖
淀粉酶
麦芽糖酶
4.纤维素酶
纤维素
葡萄糖
纤维素酶
C1酶、Cx酶、葡萄糖苷酶都属于纤维素酶
应用：去除棉麻类衣物表面的浮毛，使棉纺织品柔软蓬松，色泽更加鲜艳，穿着舒适
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
不能用于蛋白质类的纤维（如羊毛、蚕丝等）
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”。此时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。即用量相等时，复合酶的效果远远超过单一酶的效果。
洗衣粉中影响酶活性的因素：
和
。
、酸碱度
温度
表面活性剂
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，洗衣粉中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？（P46旁栏）
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，减少对环境的污染。
酶制剂的特点：耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高的温度，并且通过特殊的化学物质将酶包裹，与洗衣粉其他成分隔离。
（三）普通洗衣粉和加酶洗衣粉异同（P48课后习题1）
相同点：
不同点：
表面活性剂可以产生泡沫，可以将油脂分子分散开；水软化剂可以分散污垢；等等
酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易于溶于水，从而与纤维分开
二.实验设计
本课题探究加酶洗衣粉的三个问题是：
（一）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）在什么温度下使用加酶洗衣粉效果最好（先研究的对象，作为后续实验的基础）？
（三）添加不同种类的酶的洗衣粉，其洗涤效果有哪些不同？
（一）问题探究一：探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果有何不同
自变量——洗衣粉的种类
无关变量
水温？
水质、水量
洗衣粉的用量
衣物的质地、大小？
浸泡时间
洗涤的时间
洗涤力度？
污染程度？
因变量——洗涤效果？（P47右下角评判实验结果）
比较污渍的残留情况，如已消失、颜色变浅、面积缩小等
变量分析：
（相同且适宜）
遵循的原则：
单一变量原则和对照原则
二.实验设计
⑴A同学的实验方案存在问题吗？若有问题，请说明存在的问题。
⑵你同意B同学观点吗？请说明理由
⑶影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有哪些？
1.阅读[资料一]：如何有效地控制变量
探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的不同：
有问题。未说明控制相同的适宜温度；玻璃棒搅拌的强度必须控制相同等。
不同意。B同学忽略了实验中变量的控制问题。
水温、水量、水质、洗衣粉的用量、洗涤方式、衣物的布料、大小及浸泡时间和洗涤时间等。
具体操作
分组和操纵自变量
进行实验反应
可在相同洗涤时间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。或污物完全消失所需要的时间。
阅读“资料二：考虑实际生活中的具体情况”，探究温度对加酶洗衣粉效果的影响：
1.水温的控制：通常情况下春、夏、秋、冬四季可分别选取
、
、
、
。
15℃
35℃
25℃
5℃
2.其他条件如何控制？
问题探究二：探究加酶洗衣粉使用时的最适温度
?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量的洗衣机，其机械搅拌作用相同
；
?洗涤材料以布料作为实验材料比较可行，做对照实验时可以控制布料的
、
以及
（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。
2.其他条件如何控制：
全自动
大小
颜色
污物的量
实验设计：
课题名称：
实验目的：
实验原理：
实验材料
及仪器
温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响
比较不同温度下加酶洗衣粉的洗涤效果
温度能影响酶的催化效率
酶的催化活性受温度影响，在适宜温度下酶的催化活性最高，温度过低或过高酶的催化能力降低
加酶洗衣粉、天平、白色棉布、1000mL烧杯、玻棒、温度计、滴管、新鲜鸡血、水浴缸、温度分别为5℃、15℃、25℃、35℃的清水。
洗涤效果的判断
可在相同洗涤时间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。或污物完全消失所需要的时间。
实验步骤：
（1）取10cm×10cm的白色棉布4块，用滴管各滴加5滴新鲜鸡血，晾干备用。
（2）取1000mL烧杯4个，用天平分别称取0.5g加酶洗衣粉，依次倒入4个烧杯中。
（3）将5℃、15℃、25℃、35℃清水各500mL依次倒入4个烧杯中，用玻棒搅拌溶化洗衣粉。
（4）取水浴缸4个，依次倒入5000mL
5℃、15℃、25℃、35℃清水，插入温度计保持恒温。
（5）将4个烧杯分别放到相同水温的水浴缸中，将带鸡血的棉布分别放到烧杯中浸泡20min。
（6）按相同方式分别用玻璃棒同时充分搅拌相同的时间。
（7）观察洗涤效果并进行记录。
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?
实验材料
复合酶
洗衣粉
加油渍的白手绢
四块
5℃
15
℃
25
℃
35
℃
自来水四盆
较差
较好
非常好
不好
因此在夏季加酶洗衣粉的酶活性最高。
1、科学探究实验研究变量的思路是一致的，只是不同的问题情景下具体做法不同
如：水温的选择（符合实际）
洗涤方式和材料的选择（应考虑科学性和变量容易控制）
水量、水质、洗衣粉的用量控制等
2、你打算选用什么洗涤材料？
如：碱性蛋白酶能将蛋白质水解，不能用于蛋白质类纤维（如羊毛、蚕丝等）
3、衣物的洗涤要考虑的因素？
不仅要考虑洗涤效果，还要考虑衣物的承受能力，洗涤成本等因素
实验中可以用滴管控制污物的量，待污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；模拟搅拌的时间、次数和力量应基本相同。
实验注意事项
（三）问题探讨三：不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果的区别
1、实验原理
不同种类的加酶洗衣粉的酶不同，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。
（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)
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
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
污染物
蛋白酶洗衣粉
复合酶洗衣粉
普通洗衣粉
油渍
血渍
奶渍
果汁渍
不同种类的洗衣粉对同一污渍或不同污渍洗涤效果的列表比较：
使用加酶洗衣粉要注意的问题：
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温度的控制水温和浸泡时间；
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。
结果分析与评价
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。
相关链接
1、该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。
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。
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，必须注意洗涤用水温度，温度过高会使酶变性失活，低温下也会失效。
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。
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。
教材习题
1.请比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉的去污原理的异同。
答：列表比较如下：
普通洗衣粉
加酶洗衣粉
相同点
表面活性剂可产生泡沫，可以将油脂分子散开；水软化剂可以分散污垢等
不同点
酶可以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，从而与纤维分开。
2.
有位同学打算用丝绸作为实验材料，探讨含有蛋白酶的洗衣粉的洗涤效果，你认为他这样做对吗？为什么？
答：不合适。
因为丝绸的主要成分是蛋白质，它会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，损坏衣物。
4、实验方案如下：
1）制备污物液体，用天平秤取一定污物制成液体。取等量的污物液体滴在大小、颜色、质地一致的布料上。
2）取两只大烧杯，用量筒加入等量的清水，将滴加了污物的两块布料分别放入。
3）用天平秤取等量的加酶洗衣粉和普通洗衣粉分别加入两烧杯。
4）用玻棒同时同速搅拌一段时间。
5）过相同时间后取出布料，观察布料上污物的残留情况，并记录结果。
洗涤效果
加酶（蛋白酶）洗衣粉
普通洗衣粉
已消失
颜色变浅
面积缩小
注：可用“+”、“-”表示是否有效果；“+”的多少表示效果大小。
我们再来探讨一下
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?
实验材料
复合酶
洗衣粉
加油渍的白手绢
四块
5℃
15
℃
25
℃
35
℃
自来水四盆
较差
较好
非常好
不好
因此在夏季加酶洗衣粉的酶活性最高。
总结
探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
基础知识
实验设计
　　　　
普通洗衣粉：
加酶洗衣粉：
两者的异同：
影响酶活性的因素：
主要成分及种类　(简介）
定义及主要成分
比较　
温度、ＰＨ值等
子课题一：
子课题二：
子课题三：
探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果
探究加酶洗衣粉使用时的最适温度
不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果