人教版教学课件X1专题4-课题2--探讨加酶洗衣粉的洗涤效果.ppt

课题背景当你自己动手洗衣服的时候，会发现有油渍、汗渍或血渍的衣服很难彻底洗干净，你是如何解决这个问题的?你是否尝试过加酶洗衣粉?与普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉能更有效地清除顽渍。在本课题中，我们将了解加酶洗衣粉的作用，探讨加酶洗衣粉使用的最适条件。,课题2探讨加酶洗衣粉的洗涤效果,金湖二中生物教研组,问1、普通洗衣粉的成分？,基础知识,家用洗衣粉与其它各种家用洗涤剂成分基本相同，主要含有表面活性剂，水软化剂，碱剂，漂白剂和香精等成分。,1、普通洗衣粉,（1）表面活性剂（表面活性剂是洗衣粉的主要成分。）种类：表面活性剂有阴离子、阳离子、非离子和两性离子等四大类，但用于洗涤的表面活性剂则以阴离子和非离子为主。,作用：洗衣粉的主要成分，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,一般表面活性剂中含有疏水基团和亲水基团，在洗涤过程中其乳化作用和通透作用，使衣服中的脂肪类物质进入水中。,应用：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）。合成洗涤工业问世之后，使用最普遍的是十二烷基苯磺酸钠，非离子表面活性剂应用最广泛的是聚氧乙烯醚类,（1）表面活性剂（2）水软化剂,基础知识,作用：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，提高表面活性剂利用率。种类：三聚磷酸钠是最为常用的一种水软化剂，它具有软化水质、分散污垢、缓冲碱剂及抗结块性能等特点。应用：三聚磷酸钠广泛应用于各种洗衣粉中，无磷洗衣粉中不含有三聚磷酸钠。,问2：普通洗衣粉会造成水体富营养化的原因？要防止富营养化，我们该怎么做？,问1：生物的什么结构有疏水基团和亲水基团？使用洗衣粉会对细胞膜造成伤害，你知道原因吗？,（1）表面活性剂（2）水软化剂（3）碱剂,基础知识,作用：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。,应用：一般洗衣粉配方中都含有纯碱和硅酸钠，其中硅酸钠还具有使污垢颗粒悬浮、防止再沉积的作用。,（1）表面活性剂（2）水软化剂（3）碱剂（4）漂白剂,基础知识,某些洗衣粉中含有过硼酸钠一类的漂白剂，可以延缓衣物的泛黄程度，但对衣物有一定的损伤。,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。,（5）香精和色素,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。,问1：衣物上的污物有哪些成分？加什么样的酶？为什么？,基础知识,（2）酶的种类蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶和复合酶。,（1）概念加酶洗衣粉就是在合成洗衣粉中，加入0.20.5的酶制剂制成的。,问2：人体三大类物质的消化过程，你还能用文字和箭头写出相关的表示式吗？,2、加酶洗衣粉,食物的消化过程：,淀粉,麦芽糖,葡萄糖,蛋白质,多肽,氨基酸,脂肪,脂肪微粒,甘油和脂肪酸,基础知识,加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，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。其中，应用最广泛、效果最明显的是碱性蛋白酶和碱性脂肪酶。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的肽，使污迹容易从衣物上脱落。这是普通洗衣粉难以做到的。同样的道理，脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶也能分别将大分子的脂肪、淀粉和纤维素水解为小分子物质，使洗衣粉具有更好的去污能力。,基础知识,通过消化过程的回顾，你能想象出加酶洗衣粉中所加酶制剂的作用吗？思考：能把从细胞中提取出的酶直接加到洗衣粉中吗？为什么？怎么办？,基础知识,温度、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粉中，过不了多久，酶就会失活。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、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度的酶，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。这些隔离层遇到水后，就会很快溶解，包裹在其中的酶就能迅速发挥催化作用了。,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多肽和氨基酸。,种类：我国在洗衣粉中添加的酶最主要的是碱性蛋白酶。,产生：主要产生菌是某些芽孢杆菌。,基础知识,在洗衣粉中添加的酶的种类很多，我国在洗衣粉中添加的酶最主要的是碱性蛋白酶。这种酶能耐碱性条件，而且耐贮存，对皮肤、衣物没有刺激和损伤作用。碱性蛋白酶能使蛋白质水解成可溶于水的多肽和氨基酸。衣物上附着的血渍、汗渍、奶渍、酱油渍等污物，都会在碱性蛋白酶的作用下，结构松弛、膨胀解体，稍加搓洗，污迹就会从衣物上脱落。,脂肪酶,种类：碱性脂肪酶。,作用：碱性脂肪酶能使甘油三脂水解成容易用水冲洗掉的甘油二脂、甘油单脂和游离脂肪酸。从而达到清除衣物上脂质污垢的作用。,产生：产生菌是某些青霉。,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。,基础知识,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：水解直链淀粉中的1,4a糖苷键，使糊化淀粉迅速分解为可溶解的糊精和低聚糖。,基础知识,纤维素酶,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。,种类：碱性纤维素酶；,基础知识,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。,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”。,基础知识,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。,3、比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉异同,基础知识,2、加酶洗衣粉,1、普通洗衣粉,1、普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果有什么不同；2、什么样的温度下使用加酶洗衣粉效果最好；3、添加不同种类的酶的洗衣粉，其洗涤效果有哪些区别4、加酶洗衣粉的用量与洗涤效果间关系；4、同一种加酶洗衣粉对不同污渍的洗涤效果。思考：请你针对要探究的三个方面写出具体的设计方案。,提出相关问题的探究,实验设计,资料一如何有效地控制变量下面是两位同学设计的实验方案，请你分析这两个方案，思考相关问题。A同学的方案：实验中使用大烧杯和固定的水量，洗涤材料使用固定大小的新布，洗涤过程通过玻棒搅拌来实现，洗衣粉的用量可以通过天平称量来控制，污渍的污染程度要保持一致，这可以通过滴加在布料上的污染物的量来控制。B同学认为洗衣粉的洗涤效果是显而易见的事情。平时用洗衣机洗衣服，如果加普通洗衣粉，衣领部分的污渍总会有些残留，如果使用加酶洗衣粉，就能完全洗干净，这就已经说明加酶洗衣粉的洗涤效果更好，A同学的方案是将简单问题复杂化了。请结合两位同学的方案，思考下面的问题。1你同意B同学的观点吗?请说明你的理由。2你认为他们的方案是否存在问题?如果有问题，有哪些问题?你能提出一个更好的方案吗?3你能就此例谈一谈科学实验与日常生活经验的联系与区别吗?,实验设计课题1探究加酶洗衣粉使用时的最适温度,资料二考虑实际生活中的具体情况本课题不仅要用科学探究的方法研究日常生活中的问题，还需要将研究的结果应用到实际生活中去。因此，在探究的过程中，不仅要从理论层面去思考问题，还要充分考虑是常生活中的具体情况。某同学深究温度对加跨洗衣粉洗涤效果的影响，选择了10、20、30、40、50、60和70的温度梯度。请你分析这个方案是否完善、妥当，并提出改进建议。,实验设计课题1探究加酶洗衣粉使用时的最适温度,结论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，可以增加酶促反应的速度，每提高反应温度10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，这个系数为12，也就是每增高10度，酶反应速度增加12倍，假定用上述梯度测得40度时洗涤效果最好，但并不能说最适温度就是40度。,对资料二的分析,改进制取同样的污染布，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20、25、30、35、40、45、50、55度，若测出在40度时洗涤效果最好，可设置更细的试验组如35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45度，直至测出具体的最适温度。,实验设计课题1探究加酶洗衣粉使用时的最适温度,1、实验原理,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，去污力下降。,实验设计课题1探究加酶洗衣粉使用时的最适温度,温度能影响酶的催化效率在一定范围内，随温度的升高酶的催化效率提高，到达一定温度酶的催化效率最高（最适温度），超过一定的温度，酶的催化效率下降。(你能画出曲线吗？),洗涤效果的判断可在相同洗涤时间后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。,设计过程,1、实验原理2、目的要求（略）,3、材料器具加酶洗衣粉、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、天平等,4、实验准备（1）制取带有污物的实验用布将等量的鸡血滴到7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,5、实验步骤,实验设计课题1探究加酶洗衣粉使用时的最适温度,5、实验步骤,实验设计课题1探究加酶洗衣粉使用时的最适温度,1）配制不同温度下的加酶洗衣粉水溶液取相同的大烧杯7只，并标号为A、B、C、D、E、F、G，向其中各加入500ml（等量且适量）的蒸馏水（量筒量取）。在7只烧杯中加入适量且等量（15克）加酶洗衣粉。将7只烧杯分别放入25、30、35、40、45、50、55的恒温水箱加热。2）准备污染布将质地相同且面积一样的7块实验用布进行相同污染处理。3）洗涤污染布将带有相同且面积一样污物的7块大小相同的、质地相同的实验用污染布分别放入7只烧杯中。分别用玻璃棒同时充分搅拌相同的时间。一段时间后搅拌可重复进行，持续保持各自的温度。4）观察洗涤效果经过相同的时间后观察洗涤效果并进行记录。,如果40时，污渍最淡或面积最小，则说明40是该种洗衣粉的洗涤最适温度。,6、得出结论,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。,实验设计课题1探究加酶洗衣粉使用时的最适温度,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,实验设计探究2普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果,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，,3、实验操作流程,（1）实验准备,污布的制取：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。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、实验操作流程,实验设计探究2普通洗衣粉和加酶洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果,取两只大烧杯并编号A、B，用量筒分别量500ml蒸馏水放入其中。放入400C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。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。经过相同的时间后，观察洗涤效果。,（2）实验过程,4、实验结论,加酶洗衣粉的效果好,（1）实验准备,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,布分组取30块大小相同的白棉布，分成5组，每组6块，依次编号1a、1b、1c、1d、1e；-6a、6b、6c、6d、6e。,（a组为蛋白酶处理，b组为脂肪酶处理，c组为淀粉处理，d组为复合酶处理，e组为普通洗衣粉),实验设计探究3不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果,制污布给第1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。,湿污布将上述污布分别放入30个已编号分组的烧杯中，各注入500ml蒸馏水，用玻璃棒搅拌使污布湿透。,实验设计探究3不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果,1、实验原理2、实验步骤,控温度烧杯均放入温度为45度的水浴锅保温。,洗污布给a组烧杯中加入等量的蛋白酶洗衣粉，给b组烧杯中加入等量的脂肪酶洗衣粉，给c组烧杯中加入等量的淀粉酶洗衣粉，给d组烧杯中加入等量的复合酶洗衣粉，给e组烧杯中加入等量的普通洗衣粉，各烧杯均搅拌洗涤10分钟后，用清水漂洗3次，晾干。,观效果,3、记录结果：将实验结果记入下表。,4、实验结论：,实验设计探究3不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果,1、实验应遵循的原则：单一变量的原则和对照原则。,实验设计,2、实验过程中有哪些体现了这两个原则？1、污物的量2、洗衣粉的量和种类3、时间4、搅拌的时间、次数和力量5、水的用量相同,3、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，衣物的质料、大小及浸泡时间和洗涤的时间等。在这些因素中，课题1探究加酶洗衣粉使用时的最适温度中，水温是我们要研究的对象，而其他因素应在实验中保持不变。,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。,实验设计,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。,实验设计,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。,练习：,1、关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是A加酶洗衣粉是指加入蛋白酶的洗衣粉B加酶洗衣粉里的酶制剂对人体有毒害作用C加酶洗衣粉的酶制剂会污染环境D加酶洗衣粉是含有酶制剂的洗衣粉,D,2、实验中加酶洗衣粉的洗涤效果与下列哪一项无关A酶制剂的种类B污物的种类C反应时间的长短D使用大的烧杯,D,3、汰渍洗衣粉的使用指南中有一项洗衣小窍门：1）减少浸泡用水量，适当延长浸泡时间；2）用温水溶液浸泡。请解释以上原因。,水量少酶浓度相对较高；时间长使酶能充分分解衣物中的污物；温水酶的催化作用需要适宜的温度。,四、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