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课题2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
一、加酶洗衣粉
必备知识·自主学习
二、影响酶活性的因素及保持酶活性的措施
1.影响酶活性的因素:_____、_______和表面活性剂。
2.保持酶活性的措施:
(1)通过基因工程生产能够_____、_____、忍受表面活性剂和_________的酶。
(2)通过特殊的化学物质将酶_________,与洗衣粉的其他成分隔离。隔离层遇
到水后,就会_________。
3.使用加酶洗衣粉的意义:加酶洗衣粉降低了___________和三聚磷酸钠的用量,
使洗涤剂朝_________的方向发展,减少对环境的污染。
温度
酸碱度
耐酸
耐碱
较高温度
层层包裹
很快溶解
表面活性剂
低磷无磷
三、实验设计
1.普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的区别:
(2)自变量:_____________。
(3)无关变量:水温、水量、水质、_____________、衣物的材质和大小、_____
_____和时间等。
(4)生活经验_____(填“能”或“不能”)代替科学实验。
洗衣粉的种类
洗衣粉的用量
洗涤
方式
不能
2.探究使用加酶洗衣粉的最适温度:
(1)对照实验:_________的实验组之间形成相互对照。
(2)自变量:_____。
(3)设置温度梯度时要考虑___________的具体情况。
不同温度
温度
实际生活中
3.添加不同酶的洗衣粉的洗涤效果的区别:
(1)对照实验:
(2)自变量:_______的种类和_____的种类。
洗衣粉
污渍
4.洗涤效果的判断:
比较污染物的残留状况,如已消失、颜色变浅、面积缩小等。
【易错辨析】
1.加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉有利于环境保护。
(
)
分析:酶蛋白进入环境后容易被微生物分解,可避免过多的磷进入水体,造成水
体富营养化。
2.纤维素酶不能用于洗涤棉麻类衣物。
(
)
分析:纤维素酶能使纤维的结构变得蓬松,从而使渗入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,因此纤维素酶只有在洗涤棉麻类衣
物时才能发挥作用。
√
×
3.使用添加了碱性蛋白酶的洗衣粉后应立即用清水冲洗双手。
(
)
4.为保证加酶洗衣粉的洗涤效果,应先用沸水冲泡洗衣粉。
(
)
分析:酶的催化作用需要适宜的温度和酸碱度。沸水冲泡会导致酶失活,应用温
水冲泡。
5.用含蛋白酶的洗衣粉去除油渍,效果比其他类型加酶洗衣粉好。(
)
分析:油渍的主要成分是脂肪,应该用含脂肪酶的洗衣粉洗涤效果较好。
√
×
×
关键能力·合作学习
一、普通洗衣粉与加酶洗衣粉
1.普通洗衣粉的成分及作用:
成 分
作 用
表面活性剂
产生泡沫,将油脂分子分散开。如高级脂肪酸钠、十二烷基苯磺酸钠等
水软化剂
可防止水中的钙、镁离子造成的阴离子表面活性剂失活,提高表面活性剂的利用率。如三聚磷酸钠
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,如纯碱和硅酸钠
漂白剂
可以延缓衣物的泛黄程度,如过硼酸钠等
成 分
作 用
增白剂
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
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.加酶洗衣粉和普通洗衣粉的比较:
加酶洗衣粉
普通洗衣粉
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
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
容易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,水软化剂可以分散污垢
易错提醒:
加酶洗衣粉的两个理解误区
(1)加酶洗衣粉中不只有酶制剂,还含有普通洗衣粉的各种成分:只是减少了表面活性剂和水软化剂的用量。
(2)纤维素酶的作用:不是分解衣物上的污渍,而是分解衣物的纤维,使纤维的结构变得蓬松,从而使渗入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。
【典题通关】
蛋白酶能分解其他蛋白质类的酶,但洗衣粉中,蛋白酶并没有将其他几种酶分解掉,以下解释正确的是
( )
A.蛋白酶处于抑制状态
B.其他几类酶不是蛋白质类
C.蛋白酶具有识别作用,不分解作为酶的蛋白质
D.缺少水环境或各种酶在添加前已作了保护性修饰
【解题关键】
(1)牢记酶发挥作用的条件。
(2)洗衣粉中的酶都经过了修饰。
【解析】选D。加酶洗衣粉中的酶经过了特殊的化学物质的包裹,使之与其他成分隔离。这些酶在遇水后,包裹层溶解,酶才能发挥作用。
【误区警示】(1)不知道加酶洗衣粉中的酶已经经过加工了,一般情况下洗衣粉中的酶都要经过包裹或修饰。
(2)酶并不是在任何时候都能发挥作用的,必须在合适的条件下才能发挥作用。
【跟踪小练】
1.加酶洗衣粉的酶不易失活,原因不可能是
( )
A.通过基因工程生产出来的特殊酶
B.用特殊化学物质将酶包裹,使其与洗涤剂隔离
C.加酶洗衣粉的酶是从耐酸、耐碱、耐高温的微生物中获得的
D.加酶洗衣粉的酶能耐酸、耐碱、耐高温和忍受表面活性剂
【解析】选C。酶容易受温度、酸碱度和表面活性剂的影响,为了解决这个难题,科学家通过基因工程生产出了能够耐酸碱、耐高温及忍受表面活性剂的酶,并且通过特殊的化学物质将酶层层包裹,与洗衣粉的其他成分隔离。
2.(2019·江苏高考)下列关于加酶洗涤剂的叙述,错误的是
( )
A.加酶洗衣粉中一般都含有酸性脂肪酶
B.用加酶洗涤剂能减少洗涤时间并节约用水
C.含纤维素酶洗涤剂可以洗涤印花棉织物
D.加酶洗衣粉中的蛋白酶是相对耐高温的
【解析】选A。加酶洗衣粉中应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶,A项错误;加酶洗衣粉含酶制剂,酶具有高效性,可以减少洗涤时间并节约用水,B项正确;棉织物的主要成分是纤维素,纤维素酶可以使织物更蓬松,有利于洗去污渍,C项正确;科学家通过基因工程生产出了耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶,制作加酶洗衣粉,D项正确。
3.加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉。请回答下列问题:
(1)由图推知,该实验的目的是________________________________________
________。50
℃时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量约是____%。?
(2)如表是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的实验记录,请据表回答问题。
脸盆
编号
洗涤物
(等量)
洗涤
温度
洗衣粉
(等量)
水量
洗净所
需时间
1
油污布
45
℃
加酶
2
L
4
min
2
油污布
45
℃
普通
2
L
7
min
3
油污布
5
℃
加酶
2
L
9
min
4
油污布
5
℃
普通
2
L
8
min
①该实验设计体现了______________________原则。?
②若1号实验组洗净油污布所需时间接近7
min,最可能的原因是________________。?
(3)下列衣料不适宜用添加蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤的有____________________。?
①棉织品 ②毛织品 ③腈纶织品 ④蚕丝织品
(4)根据以上实验结果,请写出两项提高加酶洗衣粉洗涤效果的措施:__________________________________________________________。
【解析】(1)由题图可知,实验中存在两个变量:温度与碱性蛋白酶含量,即实验探究的是温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响。50
℃时,洗衣粉的去污力在碱性蛋白酶含量为0.6%时达到最大。(2)由表中数据可知,该实验设计体现了对照原则和单一变量原则。若1号实验组洗净油污布所需时间接近7
min,最可能的原因是酶已经失活。(3)蛋白酶可分解蛋白质,故毛织品、蚕丝织品等以蛋白质为主要成分的衣料不能用含蛋白酶的加酶洗衣粉洗涤。(4)用温水浸泡(提高酶的活性)、延长浸泡时间(增加酶的催化时间)、增加酶的用量等都可以提高加酶洗衣粉的洗涤效果。
答案:(1)探究温度、碱性蛋白酶含量对去污力的影响 0.6
(2)对照、单一变量 酶失活
(3)②④
(4)用温水浸泡;延长浸泡时间;增加洗衣粉的用量等(写出两项合理答案即可)
二、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)实验变量:
自变量
洗衣粉的种类
因变量
洗涤效果
无关变量
水温、水量、洗衣粉的用量、洗涤的时间、衣物的质地、污染程度
(3)方法步骤:
项目
烧杯A
烧杯B
注入自来水(等量)
500
mL
500
mL
加入污物布(等量)
油渍布
油渍布
控制好水温(适宜)
37
℃
37
℃
加入洗衣粉(等量)
普通洗衣粉
加酶洗衣粉
玻璃棒搅拌(等速)
5
min
5
min
洗净所需时间
(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是单一加酶洗衣粉还是复合酶洗衣粉,要用能分解污物的加酶洗衣粉。
③搅拌的力度要尽可能保持一致,时间相等。
2.探究加酶洗衣粉使用时的最适温度:
(1)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。
(2)实验变量:自变量是温度,其他条件相同且适宜。
(3)实验步骤:
(4)注意事项。
①设置温度梯度的范围要根据当地一年中的实际气温变化来确定,如冬季、春季、秋季和夏季可分别选取5
℃、15
℃、25
℃和35
℃的水温,这样对现实才有指导意义。
②不同种类的加酶洗衣粉的最适温度不同,即使是同一种加酶洗衣粉也与洗涤时间的长短有关。
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:自变量是加酶洗衣粉的种类,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
1
2
3
注入自来水
500
mL
500
mL
500
mL
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
玻璃棒搅拌
5
min
5
min
5
min
实验现象
易错提醒:
使用加酶洗衣粉的六忌
(1)不要马上洗,要浸泡一段时间(让酶充分分解衣物中的污渍)。
(2)不要放在70
℃以上或温度低的水中洗(酶失活或酶活性低,酶的最适温度一般在25～50
℃)。
(3)不能用于洗涤丝质及羊毛衣料(加酶洗衣粉添加的最主要的是碱性蛋白酶,能分解丝质、羊毛衣料中的蛋白质,破坏衣物)。
(4)不能长期存放(酶易失活)。
(5)不能长时间与皮肤接触(使用后应彻底清洗双手,因为添加了蛋白酶的洗衣粉可以分解人体皮肤表面的蛋白质,腐蚀皮肤,使人患过敏性皮炎、湿疹等)。
(6)不宜与三聚磷酸钠(广泛存在于各种含磷洗衣粉中)共存,否则酶易失活。
【典题通关】
加酶洗衣粉是人们生活中所必需的,但如何使用加酶洗衣粉,尤其是水温多少才算合适,却不为人们所熟知。下面我们就对加酶洗衣粉的最适温度进行探究。
实验原理:略。
实验器材:烧杯(500
mL)、温度计、天平、加酶洗衣粉、植物油、蓝墨水、牛奶、玻璃棒、秒表、布料和水浴锅等。
实验过程:
(1)用天平各称取加酶洗衣粉若干份,每份5
g。
(2)制作分别被植物油、蓝墨水(主要成分是胶体)、牛奶处理过的同一种布料各若干份(污渍大小以加入滴数为准)。
(3)在3个编号为甲、乙、丙的烧杯中分别注入200
mL水和一份称量好的加酶洗衣粉,放入冷水浴锅(10
℃)中并搅拌。
(4)将3块分别被植物油、蓝墨水、牛奶处理过的相同布料分别同时放入烧杯中,用玻璃棒搅拌,并用秒表记录除去污渍的时间。
(5)水浴锅中的水温依次为10
℃、20
℃、30
℃、40
℃、50
℃、60
℃、
70
℃、80
℃。在不同水温下重复步骤(3)(4)七次,分别记录除去污渍所需要的时间。结果如下表:
温度(℃)
10
20
30
40
50
60
70
80
甲(植物油)
48
39
30
20
11
13
17
20
乙(蓝墨水)
105
86
80
72
68
62
54
45
丙(奶渍)
48
43
28
12
4
7
12
17
请据此分析回答:
(1)该实验的自变量是____________,因变量是____________,实验中最好用全自动洗衣机进行洗涤,原因是_____________________________。?
(2)加酶洗衣粉必须在适宜温度下,即______℃左右时才会达到最佳洗涤效果,在此温度下,对____________的洗涤效果最好。?
(3)三种污渍中洗涤效果最差的是____________,原因是_______________。?
【解题关键】解答本题需要明确以下两点:
(1)明确实验的自变量。
(2)明确因变量的数值与加酶洗衣粉的洗涤效果之间的关系。
【解析】(1)由实验设计可知,实验的自变量为水温和污渍的种类,因此可以得出的结论包括温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响和加酶洗衣粉对不同污渍洗涤效果的影响两个方面。实验的因变量通过除去污渍需要的时间反映出来,实验中用全自动洗衣机进行洗涤可以更好地控制水量、洗涤时间和洗涤力度等无关变量。
(2)由表可知,温度为50
℃时,用该加酶洗衣粉洗去奶渍仅需
4
min,因此该加酶洗衣粉需在50
℃左右时才会达到最佳洗涤效果,在此温度下,对奶渍的洗涤效果最好。
(3)蓝墨水的主要成分是胶体,而加酶洗衣粉中主要含有蛋白酶和脂肪酶,且酶具有专一性,不能分解胶体,因此对蓝墨水的洗涤效果最差。
答案:(1)水温和污渍的种类 除去污渍需要的时间 更好地控制水量、洗涤时间和洗涤力度等无关变量
(2)50 奶渍
(3)蓝墨水 蓝墨水的主要成分是胶体,而加酶洗衣粉中主要含有蛋白酶和脂肪酶,不能分解胶体
【互动探究】
(1)通过本实验是否能得到加酶洗衣粉准确的最适温度?
提示:不能。因为本实验中温度梯度较大,只能得到大约在
50
℃时加酶洗衣粉洗涤效果较好。
(2)如果想得到更加精确的最适温度应如何操作?
提示:得到洗涤效果最好的一组所对应的温度后,在此温度左右设置更小的温度梯度,重新进行实验,直至测出更准确的最适温度。
【误区警示】(1)设计实验的基本原则,即单一变量和对照原则。
(2)控制好变量,本实验的自变量是水温和污渍的种类,其他的变量应该保持适宜并一致。
(3)分析数据,表中数据代表的是去污的时间,时间越短效果越好。
【方法规律】根据洗衣粉的成分判断洗涤效果
(1)普通洗衣粉的洗涤效果:取决于表面活性剂和水软化剂。
(2)加酶洗衣粉的洗涤效果:取决于酶、表面活性剂和水软化剂等。
(3)加酶洗衣粉中的酶失活后洗涤效果还不如普通洗衣粉:因为加酶洗衣粉中的表面活性剂和水软化剂比普通洗衣粉少。
【跟踪小练】
1.下面围绕加酶洗衣粉进行的探究实验中,最合理的是
( )
A.探究加酶洗衣粉的最适使用温度时,设置0
℃、37
℃、100
℃三组自变量
B.探究加酶洗衣粉的洗涤效果时,设置不同种类加酶洗衣粉进行相互对照
C.探究加酶洗衣粉的最适用量时,要注意控制实验中衣物污染程度、洗涤时间和方式等无关变量
D.探究不同水质对加酶洗衣粉洗涤效果的影响时,一定要设置蒸馏水的洗涤效果
【解析】选C。探究加酶洗衣粉的洗涤效果时,实验的对照组应用普通洗衣粉洗涤;在探究不同水质对加酶洗衣粉洗涤效果的影响实验中,不同种类的水形成相互对照就行,生活中没有使用蒸馏水洗衣服的。
2.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根据污渍去除程度并得出结论
这个实验设计中,错误的是
( )
A.① B.①② C.② D.②③
【解析】选A。步骤①的目的主要是分组和控制自变量,步骤②的目的主要是控制无关变量,步骤③是观察实验的结果并得出结论。由于本实验的目的是研究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果,所以控制自变量时要一组加入加酶洗衣粉,另一组加入普通洗衣粉,故A错误。
3.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)一学生为探究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。
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________________来判断酶的催化效率。?
(3)该加酶洗衣粉的去污原理是?_____________________________________。?
【解析】(1)该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约为45
℃,酶在高温下其结构会被破坏,导致其活性丧失;可以通过观察胶片上的蛋白膜消失所用时间的长短判断酶的催化效率。(3)该加酶洗衣粉的去污原理是蛋白酶能将污垢中的蛋白质分解为易溶于水的小分子物质。
答案:(1)检验该洗衣粉中是否含蛋白酶
(2)①45
℃ ②在75
℃时酶的活性已丧失
③胶片上的蛋白膜消失所用时间的长短
(3)蛋白酶能将污垢中的蛋白质分解为易溶于水的小分子物质课时素养评价
八 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
(30分钟 100分)
一、选择题(共5小题,每小题8分,共40分)
1.下列关于普通洗衣粉与加酶洗衣粉的区别,正确的说法是
( )
A.普通洗衣粉中含有磷,会污染环境
B.表面活性剂只存在于普通洗衣粉中,会产生泡沫,可以将油脂分子分散开
C.水软化剂只存在于普通洗衣粉中,可以分散污垢
D.加酶洗衣粉是将酶直接添加到洗衣粉中
【解析】选A。普通洗衣粉中含有磷,可能引起微生物和藻类大量繁殖,造成水体污染。加酶洗衣粉是含有酶制剂的洗衣粉,并非将酶直接添加到洗衣粉中。两者均含有表面活性剂和水软化剂,可以增强洗涤效果。
2.在研究加酶洗衣粉的用量时,某同学做了如下实验:在几个烧杯中都加入等量的清水,然后分别加入不同量的洗衣粉,用来洗涤相同面积和相同污染程度的布料,观察洗后布料的清洁度。在这个实验中,洗衣粉的量为
( )
A.自变量
B.因变量
C.无关变量
D.额外变量
【解析】选A。
该实验中,洗衣粉的量是自变量,清洁度是因变量,温度、pH等是无关变量。
3.某种生物活性洗衣粉包装袋上印有以下资料,下列对资料表明的信息理解错误的是
( )
①这种洗衣粉较易清除衣服上的蛋清污渍
②在60
℃以上的水中,蛋白酶会失去活性
③该洗衣粉可洗涤各种污渍的衣料
④该蛋白酶能够水解各种蛋白质
A.①② B.③④ C.①④ D.②③
【解析】选B。该洗衣粉包装袋上印有蛋白酶0.2%,说明这种洗衣粉较易清除衣服上的蛋清污渍。但是蛋白酶的种类较多,每种蛋白酶都有作用的专一对象,因此,该蛋白酶不可能水解所有的蛋白质。该洗衣粉可洗涤含蛋白质污渍的衣料而不能处理各种污渍的衣料。洗衣粉用法中提示使用温水效果更佳,若使用60
℃以上的热水,则会因温度过高而使蛋白酶活性降低或失去活性。
4.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,另一组衣物用普通洗衣粉洗涤,该实验设计缺少
( )
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(即只用清水)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】选B。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,而是用清水洗涤。
5.某同学想探究温度对某洗衣粉洗涤效果的影响,下列有关探究思路合理的是
( )
A.选择25
℃、35
℃、45
℃、55
℃、65
℃水温进行实验
B.选择污染程度不一致的衣物布料进行实验
C.用手洗比用全自动洗衣机洗更利于变量的控制
D.实验用水量越多越好
【解析】选A。探究温度对某洗衣粉洗涤效果的影响实验中,温度作为单一变量,要设置温度梯度。选择污染程度不一致的布料,其洗涤效果可能由不同布料导致。机洗比手洗更容易控制变量。在一定范围内,加水可以加强洗涤效果,但是如果超过一定限度,水越多洗涤效果反而越不好。
二、非选择题(共4小题,共60分)
6.(8分)一般洗衣粉不易清除衣物上的奶渍,但是含有蛋白酶的生物活性洗衣粉则可以。该生物活性洗衣粉中的蛋白酶成分是否是蛋白质,一研究性学习小组用以下所给的条件进行了探究。如果你是小组中的一员,请完成下列实验:
(1)实验材料:0.1
g/mL的NaOH溶液、0.01
g/mL的CuSO4溶液、生物活性洗衣粉溶液、普通洗衣粉溶液、试管、滴管。
(2)实验原理:______________________。?
(3)实验步骤:
①取两支试管并分别编号为1、2,然后向1、2号试管中分别加________;?
②先向两支试管中分别加入________,并摇均匀,再向两支试管中分别加入________,并摇均匀;?
③观察两支试管中溶液的颜色变化。
(4)可能的现象与结论:
①________________________,说明生物活性洗衣粉中的蛋白酶成分是蛋白质;?
②________________________,说明生物活性洗衣粉中的蛋白酶成分不是蛋白质。?
【解析】(1)检测蛋白质实验的原理是:蛋白质能与双缩脲试剂发生紫色反应。
(2)实验中遵循单一变量原则,本实验的自变量为洗衣粉的种类,因此应向1、2号试管中分别加入2
mL生物活性洗衣粉溶液和2
mL普通洗衣粉溶液。双缩脲试剂使用时,应先加1
mL
A液(0.1
g/mL的NaOH溶液),再加3～4滴B液
(0.01
g/mL的CuSO4溶液)。
(3)若生物活性洗衣粉中的蛋白酶成分是蛋白质,则观察到的现象可能是1号试管出现紫色,2号未出现;若生物活性洗衣粉中的蛋白酶成分不是蛋白质,则观察到的现象是两支试管都没有出现紫色。
答案:(2)蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应
(3)2
mL生物活性洗衣粉溶液和2
mL普通洗衣粉溶液 1
mL
0.1
g/mL的NaOH溶液
3～4滴0.01
g/mL的CuSO4溶液
(4)1号试管出现紫色,2号未出现 两支试管都没有出现紫色
7.(16分)据图分析回答下列问题:
(1)酶所降低的活化能可用图1中________段来表示。如果将酶催化改为无机催化剂催化该反应,则b在纵轴上将________(填“上移”或“下移”)。?
(2)图2纵轴为酶促反应速率,横轴为底物浓度,其中能正确表示酶量增加1倍时,底物浓度和反应速率关系的是________(填“A”或“B”)。?
(3)某实验小组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,进行了3组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入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:
温度/℃
10
20
30
40
50
组别
甲
乙
丙
甲
乙
丙
甲
乙
丙
甲
乙
丙
甲
乙
丙
清除血渍时间/min
67
66
88
52
51
83
36
34
77
11
12
68
9
11
67
清除油渍时间/min
93
78
95
87
63
91
82
46
85
75
27
77
69
8
68
①甲组在洗衣粉中加入的酶是________;乙组在洗衣粉中加入的酶是____________________。?
②如果甲、乙和丙3组均在水温为90
℃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。____________________。?
【解析】(1)酶能降低化学反应的活化能,由图可知,ab段表示降低的活化能。由于无机催化剂的效率没有酶高,所以需要的活化能较多,b点上移。
(2)酶浓度增加,反应速率加快,选B。
(3)①由表格可知,甲组洗衣粉去除血渍在50
℃时较好,可推测加入甲组的酶是蛋白酶。乙组洗衣粉去除血渍和油渍效果都较好,所以乙组洗衣粉中含有蛋白酶和脂肪酶。②如果3组的水温都在90
℃,则三者几乎没有区别,因为高温使酶失活。
答案:(1)ab 上移 (2)B
(3)①蛋白酶 蛋白酶和脂肪酶
②没有差异,因为高温使酶失活
8.(16分)某同学用不同种类的洗衣粉进行了如下实验。请分析回答相关问题:
Ⅰ.实验一:
温度/
℃
30
35
40
45
50
55
普通洗衣粉去污力/%
15
18
20
21
21.5
22
加酶洗衣粉去污力/%
30
40
48
50
48
37
(1)该实验的目的是探究____________________________________________
_________________________________________________________。?
(2)上述实验结果可以得出的结论是_____________________________________
___________。?
Ⅱ.实验二:探究复合酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果是否存在差异。实验设计如下表:
项目
设计内容
对照
设置两组实验,分别使用蛋白酶洗衣粉和复合酶洗衣粉
变量控制
两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
结果观察
根据污渍去除程度得出结论
(3)该实验设计中有一处明显的错误,请指出:__________________________
__________________________。?
(4)修改后的实验最可能的实验结果是________________________________
______________________________。?
(5)若要洗涤特别脏的衣服,请根据上述两个实验的研究结果,提出两项提高洗涤效果的措施:①_______________________________________________;
②______________________________________________。?
(6)推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉,有利于保护生态环境,这是因为________________________________________。?
【解析】Ⅰ.(1)由实验的自变量和因变量分析,该实验的目的是探究不同洗衣粉在不同温度下的去污力。(2)分析实验结果可知,相同温度下加酶洗衣粉的去污力比普通洗衣粉高,使用加酶洗衣粉的适宜温度为45
℃左右。Ⅱ.(3)该实验的目的是探究复合酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果,因此对照应该是复合酶洗衣粉和普通洗衣粉作为对照。(4)由于加酶洗衣粉中的酶可以使相应的大分子水解成小分子,容易从衣物上脱落,因此修改后的实验最可能的实验结果是使用复合酶洗衣粉的去污程度大于普通洗衣粉的去污程度。(5)由上述实验可知,加酶洗衣粉的洗涤效果好于普通洗衣粉,且在适宜的温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果好,因此洗涤特别脏的衣服可以使用加酶洗衣粉,用适宜温度的水进行洗涤。(6)使用加酶洗衣粉时降低了水体中磷含量,避免水体富营养化;酶又可以被微生物分解,因此降低了对环境的污染。
答案:Ⅰ.(1)不同洗衣粉在不同温度下的去污力的变化
(2)相同温度下加酶洗衣粉的去污力比普通洗衣粉高,使用加酶洗衣粉的适宜温度为45
℃左右
Ⅱ.(3)对照组设计错误,应设计复合酶洗衣粉和普通洗衣粉作为对照
(4)使用复合酶洗衣粉的去污程度大于普通洗衣粉的去污程度
(5)用相应的加酶洗衣粉 用适宜的温度
(6)酶可被分解,又避免水体富营养化
9.(20分)某同学为探究加酶洗衣粉的洗涤效果,按下表的步骤进行操作:
步骤
烧杯(1
000
mL)
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
①注入自来水
500
mL
500
mL
500
mL
500
mL
②放入含油渍的衣物
一件
一件
一件
一件
③控制不同水温
10
℃水浴10
min
30
℃水浴10
min
50
℃水浴10
min
70
℃水浴10
min
④加入等量的加酶洗衣粉
0.5
g
0.5
g
0.5
g
0.5
g
⑤用玻璃棒搅拌
5
min
5
min
5
min
5
min
⑥观察现象
(1)该实验的目的是_______________________________________________。?
(2)请分析该同学实验设计存在的问题,并提出改进措施。_______________________________________________________________。?
(3)步骤③和步骤④顺序能否调换?说明理由。
?________________________________________________________________。?
(4)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ烧杯加入的洗衣粉的用量、衣服上的油渍大小以及保温时间、搅拌速度和时间均相同,这是为了________________________,以便得出科学结论。?
【解析】结合已有生活经验可知,影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物质地、衣物大小,浸泡时间和洗涤时间等。在这些因素中,水温是要研究的对象,而其他对象应在实验中保持不变,这是为了避免因水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的质地、衣物大小、浸泡时间和洗涤时间等因素造成实验误差。
答案:(1)探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响
(2)应选用大小相同的白色棉布,分别滴加4滴(或其他合适量)同种植物油,使油渍大小相同
(3)不能调换,因为调换后加酶洗衣粉中的酶在常温时已分解了部分油渍
(4)避免因洗衣粉的用量、油渍大小、保温时间等因素造成实验误差
【方法规律】对照实验的设计方法
(1)明确实验目的。
(2)确定实验变量(自变量、因变量和无关变量)。
(3)分析实验原理,按实验原理进行实验操作的设置。
(4)恰当选材、合理分步,按预先设计的步骤完成实验,控制好自变量和无关变量。
(5)对照结果,分析现象,得出结论。
(6)实验完成后进行比较、分析,分析误差产生的原因,看是否需要设置重复实验,以进一步探究。
