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

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,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,0.2,0.5,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,唾液淀粉酶,胰、肠淀粉酶,肠麦芽糖酶,胰麦芽糖酶,蛋白质,多肽,氨基酸,胃蛋白酶,胰蛋白酶,肽酶,脂肪,脂肪微粒,胆汁,乳化作用,甘油和脂肪酸,肠脂肪酶,胰脂肪酶,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,1,4,a,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。,纤维素 葡萄糖,纤维素酶,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,比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉去污原理的异同,比较普通洗衣粉,加酶洗衣粉,相同点,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,不同点,酶可以将大分子有机物分解为小分子有机物，小分子有机物易于溶于水，从而与纤维分开。,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,1,2,，也就是每增高,10,度，酶反应速度增加,1,2,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,40,0,C,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：,编,号,污渍,类型,洗涤效果,蛋白酶,a,脂肪酶,b,淀粉酶,c,复合酶,d,普通洗衣粉,e,1,鸡血,2,牛奶,3,菜油,4,番茄汁,5,墨水,6,染料,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，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。,课后作业：,探究普通洗衣粉和加酶（蛋白酶）洗衣粉对衣物污渍的洗涤效果。,1,、写出实验步骤,2,、作出实验预测结果及分析。,3,、设计表格来记录结果。,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。,使用加酶洗衣粉时必须注意以下几点：,（,1,）碱性蛋白酶能使蛋白质水解，因此，蛋白质类纤维（羊毛、蚕丝等）织物就不能用加酶洗衣粉来洗涤，以免使纤维受到破坏；,（,2,）使用加酶洗衣粉时，必须注意洗涤用水的温度。碱性蛋白酶在,35,50,时活性最强，在低温下或,70,以上就会失效；,（,3,）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；,（,4,）加酶洗衣粉不宜与三聚磷酸盐共存，否则酶的活性将会丧失；,（,5,）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，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。,课题,2,探讨加酶洗衣粉的洗涤效果,