4.2 探究加酶洗衣粉的洗滌效果課件-高二下學(xué)期生物人教版選修1

1、專題4 酶的研究與應(yīng)用4.2 探究加酶洗衣粉的洗滌效果（一）普通洗衣粉1、主要成分：表面活性劑，水軟化劑，堿劑，漂白劑等成分， 有的洗衣粉中還含有增白劑，香精和色素等。一.基礎(chǔ)知識(shí)一般表面活性劑中含有疏水基團(tuán)和親水基團(tuán),優(yōu)先吸附在各種界面上，降低水的表面張力，改變體系界面的狀態(tài)，去除衣物的污漬應(yīng)用：表面活性劑有最普通、最傳統(tǒng)的陰離子表面活性劑就是人類使用了幾百年的肥皂（高級(jí)脂肪酸鈉）。表面活性劑水軟化劑：防止水中的鈣、鎂離子造成的陰離子表面活性劑失活，提高表面活性劑利用率。 漂白劑：可延緩衣物的泛黃程度，但對(duì)衣物有一定的損傷。堿劑：在適當(dāng)?shù)膲A度下，纖維和污垢可被最大限度地離子化，更易于污垢的水

2、解和分散。漂白劑：可延緩衣物的泛黃程度，但對(duì)衣物有一定的損傷。增白劑：絲、棉、毛類等天然纖維的淺色衣物容易變黃，加入增白劑后，它能夠留存在衣物上，吸收陽光中的紫外線，反射出與黃光互補(bǔ)的藍(lán)色光線，從而掩蓋了衣物上的黃色。香精和色素：改善洗衣粉的氣味和外觀，給人清新愉悅的感受，并掩蓋某些化學(xué)成分的異味。2、種類：無磷洗衣粉、含磷洗衣粉磷：一種營(yíng)養(yǎng)元素，易造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，而破壞水質(zhì)，污染環(huán)境。含磷洗衣粉：以磷酸鹽為主要助洗劑的一類產(chǎn)品.無磷洗衣粉：不用磷酸鹽作助洗劑的一類產(chǎn)品，無水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化這一特點(diǎn)，有利于水體環(huán)境保護(hù)。1、定義：含有酶制劑的洗衣粉,同時(shí)減少了表面活性劑、水軟 化劑（三聚磷酸鈉）的

3、用量。（二）加酶洗衣粉2、成分:除含有普通洗衣粉的成分外，目前常用的酶制劑有多種： 蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶，還有復(fù)合酶. 蛋白酶：應(yīng)用：有助于取出例如汗?jié)n，血漬，青草，粘液，糞便以及各種食品類的蛋白質(zhì)污垢.作用：堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解成可溶于水 的小分子肽和氨基酸.堿性蛋白酶是應(yīng)用最廣泛、效果最明顯 蛋白質(zhì) 多肽 氨基酸蛋白酶肽酶脂肪酶應(yīng)用：可以催化水解各類動(dòng)植物油脂和人體皮脂腺分泌物及化妝品污垢.堿性脂肪酶也是應(yīng)用最廣泛、效果最明顯作用：將大分子的脂肪水解為小分子的物質(zhì)， 甘油和脂肪酸脂肪 甘油 + 脂肪酸脂肪酶淀粉酶應(yīng)用：可以去除例如來自面條、巧克力、肉汁和嬰兒食品中含有淀粉的

4、污垢.作用：將淀粉水解成小分子物質(zhì)淀粉 麥芽糖淀粉酶纖維素酶應(yīng)用：去除棉紡織品表面的浮毛，使洗滌后的棉紡織品柔軟蓬松，織紋清晰，色澤更加鮮艷，穿著更加舒適.作用：堿性纖維素酶本身不能去除衣物上的污垢，它的作用是使纖維的結(jié)構(gòu)變得蓬松，從而使?jié)B入到纖維深層的塵土和污垢能夠與洗衣粉充分接觸，從而達(dá)到更好的去污效果.纖維素 葡萄糖纖維素酶復(fù)合酶 實(shí)際污垢組成復(fù)雜，往往蛋白污垢被脂肪污垢或淀粉污垢覆蓋，單一酶的作用一般達(dá)不到徹底清除污垢的作用。而復(fù)合酶可以發(fā)揮其獨(dú)特的“協(xié)同效應(yīng)”。試驗(yàn)測(cè)定，單獨(dú)使用蛋白酶或淀粉酶，得到的洗滌效果遠(yuǎn)不如把每種酶用量減半后放在一起使用的效果。即給定酶的用量，復(fù)合酶的效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)

5、超過單一酶的效果。原因是淀粉酶分解了污漬表面的淀粉污垢，使蛋白酶能以更有效的方式向蛋白質(zhì)污垢進(jìn)攻。 洗衣粉中影響酶活性的因素：溫度、酸堿度、表面活性劑應(yīng)用最廣泛、效果最明顯的是：堿性蛋白酶和堿性脂肪酶衣物上常見的污垢，一般為有機(jī)污漬，如汗?jié)n、食物、灰塵等。有機(jī)污漬一般都是酸性的，使洗滌溶液處于堿性狀態(tài)有利于這類污漬的去除，所以洗衣粉中都配入了相當(dāng)數(shù)量的堿性物質(zhì)。 思 考：1.酶能直接添加到洗衣粉中嗎？為什么？科學(xué)家是如何解決這一難題的？不能，因?yàn)橄匆路壑械谋砻婊钚晕镔|(zhì)會(huì)降低酶的活性。將基因工程生產(chǎn)出的酶用特殊水溶性物質(zhì)包裹起來，與洗衣粉的其它成分隔離開來。2.為什么說加酶洗衣粉能減少對(duì)環(huán)境的污

6、染？ 加酶洗衣粉可以降低表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量，使洗滌劑朝低磷、無磷的方向發(fā)展，減輕水體富營(yíng)養(yǎng)化，減少對(duì)環(huán)境的污染。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（一）子課題一：探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對(duì)衣物污漬的洗滌效果1、實(shí)驗(yàn)原理：生活中的各種污漬主要是蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、淀粉等多種不溶于水的有機(jī)物，這些有機(jī)物能在相應(yīng)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機(jī)物。2、遵循原則：?jiǎn)我蛔兞吭瓌t、對(duì)照性原則自變量：洗滌劑（普通洗衣粉和加酶洗衣粉）無關(guān)變量：水的用量、污染物的量，所用實(shí)驗(yàn)用布的質(zhì)地大小、兩種洗衣粉的用量，攪拌及洗滌時(shí)間。3、實(shí)驗(yàn)操作流程（1）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備帶有污染物的實(shí)驗(yàn)用布的制?。喝∫欢康奈廴疚镏瞥?/p>

7、溶液，取等量的污染物滴加在相同大小、質(zhì)地的新布上.稱取等量的洗衣粉：用天平準(zhǔn)確稱取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉.（2）實(shí)驗(yàn)過程取兩只大燒杯并編號(hào)，用量筒分別量500ml蒸餾水放入其中。放入400C的水浴鍋保溫。將制好的污染布和洗衣粉（一組為污染布和普通洗衣粉，另一組為污染布和加酶洗衣粉）分別放入兩只燒杯中。用玻璃棒同時(shí)充分?jǐn)嚢枰欢螘r(shí)間。一段時(shí)間后攪拌可重復(fù)進(jìn)行。過相同的時(shí)間后觀察洗滌效果。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論: 加酶洗衣粉的效果好春天的水溫夏天的水溫秋天的水溫冬天的水溫1535255 在自然情況下，哪個(gè)季用加酶洗衣粉效果好呢?（二）子課題二：探討一下不同水溫對(duì)洗衣粉洗滌效果的影響二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（二）子課

8、題二：探究加酶洗衣粉使用時(shí)的最適溫度1、洗滌效果的判斷: 可在洗滌后比較污物的殘留狀況，如：已消失、顏色變淺、面積縮小等，最好能進(jìn)行定量的比較。 2、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：制取帶有污物的實(shí)驗(yàn)用布：將等量的雞血滴到4塊大小相同的、質(zhì)地相同的新布上。稱取1g加酶洗衣粉：用天平準(zhǔn)確的稱取等量的同種加酶洗衣粉。復(fù)合酶洗衣粉加雞血的白手絹四塊 （1）配制系列溫度梯度水溶液 取大燒杯4只并編號(hào)，用量筒量分別取500ml的蒸餾水放入其中。然后將4只燒杯分別放入50C、150C、250C、350C的恒溫水箱加熱。（2）將制好的污染布和稱好的洗衣粉分別放入4只燒杯中。（3）用玻璃棒同時(shí)充分?jǐn)嚢枰欢螘r(shí)間。一段時(shí)間后攪拌可重復(fù)

9、進(jìn)行，持續(xù)保持各自的溫度。4、實(shí)驗(yàn)步驟（二）子課題二：探究加酶洗衣粉使用時(shí)的最適溫度（4）過相同的時(shí)間后觀察洗滌效果。復(fù)合酶洗衣粉5 15 25 35 自來水四盆結(jié)果分析 酶的活性受溫度的影響，加酶洗衣粉洗滌效果的最適溫度一般在30左右，溫度過高（超過60）會(huì)使酶失活，溫度過低會(huì)使酶的活性降低。 因此在夏季加酶洗衣粉的酶活性最高。（三）子課題三：不同種類的加酶洗衣粉的洗滌效果1、實(shí)驗(yàn)原理:不同種類的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有專一性，所以對(duì)不同污漬洗滌效果不同.2、實(shí)驗(yàn)步驟:取30塊大小相同的白棉布，分成6組，每組5塊，依次編號(hào)1a、1b、1c、1d、1e、2a、2b6a、6b、6c、6d

10、、6e。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)制取帶有污染物的實(shí)驗(yàn)用布 給第一組白布滴加雞血，待血漬擴(kuò)散停止后，記錄血漬面積。 按同樣的方法給第26組分別滴加牛奶、菜油、番茄汁、墨水、顏料，并記錄污漬面積. （a為蛋白酶處理組，b為脂肪酶處理組，c為淀粉處理組，d為復(fù)合酶處理組，e為普通洗衣粉組)將上述白棉布分別放入30個(gè)已編號(hào)的燒杯中，各注入500ml蒸餾水，用玻璃棒攪拌使白棉布濕透。溫度控制:燒杯均放入溫度為45度的水浴鍋洗衣粉洗滌給1a6a號(hào)燒杯中加入等量的蛋白酶洗衣粉，給1b6b號(hào)燒杯中加入等量的脂肪酶洗衣粉，給1c6c號(hào)燒杯中加入等量的淀粉酶洗衣粉，給1d6d號(hào)燒杯中加入等量的復(fù)合酶洗衣粉，給1e6e號(hào)燒杯中

11、加入等量的普通酶洗衣粉，各燒杯均攪拌洗滌10分鐘后，用清水漂洗3次，晾干記錄結(jié)果：將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記入下表。3、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：編號(hào)123456污漬類型雞血牛奶菜油番茄汁墨水染料洗滌效果蛋白酶脂肪酶淀粉酶復(fù)合酶普通洗衣粉問1、某洗衣粉較易清除衣物的血漬和奶漬，說明該洗衣粉中加入的是什么酶？為什么？ 蛋白酶，因?yàn)檠獫n和奶漬的主要成分是蛋白質(zhì)，蛋白酶能分解血漬和奶漬中的蛋白質(zhì)。問題思考問2、為什么洗滌前先將衣物浸于加有適量洗衣粉的水內(nèi)數(shù)小時(shí)？如何縮短衣物的浸泡時(shí)間？ 是為了使洗衣粉中的蛋白酶充分的分解衣物中的蛋白質(zhì)污漬；用溫水浸泡衣物，因?yàn)槊傅拇呋饔眯枰m宜的溫度。問3、為什么不能在60以上的水中使用此洗衣

12、粉？ 使用加酶洗衣粉時(shí)，必須注意洗滌用水的溫度，溫度過高會(huì)使酶變性失活。在低溫下也會(huì)失效。為什么？問4、試解釋為什么此洗衣粉不能用于絲質(zhì)及羊毛衣料？ 因?yàn)榈鞍酌改苁沟鞍踪|(zhì)水解，而絲質(zhì)及羊毛衣料中含有蛋白質(zhì)，這樣會(huì)損壞衣物。問5.為什么用后須徹底清洗雙手？ 人體皮膚細(xì)胞有蛋白質(zhì)，如不徹底清洗雙手，就會(huì)使手的皮膚受到腐蝕。而使人患過敏性皮炎、濕疹等，因此，應(yīng)避免與這類洗衣粉長(zhǎng)時(shí)間地接觸。 此外：加酶洗衣粉也不宜長(zhǎng)期存放，存放時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致酶活力損失。問題思考 課題延伸1.“衣領(lǐng)凈”含高效表面活性劑、還原增白劑、液體蛋白酶制劑等成分，可洗去領(lǐng)口、袖口的頑漬及其它頑漬，而一般洗衣粉效果較差。2.廚房的

13、洗滌劑有兩大類（1）用于清洗食具的洗滌劑（如洗潔凈），其重要的化學(xué)成分是化學(xué)合成的烷基類活性劑，對(duì)皮膚有刺激性，殘留的烷基苯磺酸鹽對(duì)人體有一定的危害。（2）用于清洗灶具、排氣扇油垢的清洗劑。它滲透能力、脫脂能力強(qiáng)，堿性也強(qiáng)，對(duì)皮膚有損傷。要求高的專業(yè)洗滌加入少量的脂肪酶。3.馬桶污垢分三類酸性產(chǎn)品、中性產(chǎn)品和堿性產(chǎn)品。目前市場(chǎng)上以酸性為主，清洗效果最佳。潔廁靈是人們常用的一種潔廁劑，其主要成分是：各種有機(jī)酸、緩蝕劑、增稠劑、表面活性劑、香精等。歸 納對(duì)于蛋白質(zhì)面料的衣物不能使用蛋白酶洗衣粉；使用加酶洗衣粉要注意水溫和浸泡時(shí)間；使用加酶洗衣粉洗衣后要注意洗手；衣服的洗滌，不光要考慮洗滌效果，還要

14、考慮衣物 的承受能力，洗滌成本等因素；酶作為一種生物催化劑，有一定的壽命，不能放置太久。使用加酶洗衣粉要注意的問題：回答下列問題：（1）蛋白酶甲、乙、丙三者的活性隨pH的變化如圖所示。通常，用清水洗滌衣服上的新鮮血跡時(shí)，不應(yīng)該使用開水，原因是_。若要去除衣服上的血漬，應(yīng)選擇含有_（填“蛋白酶甲”、“蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”）的堿性洗衣粉，理由是_。 （2）某同學(xué)為了洗去衣服上的油漬，洗衣時(shí)在市售的蛋白酶洗衣液中添加脂肪酶，該同學(xué)的做法_（填“合理”或“不合理”），理由是_。（3）已知溶液的pH可以影響酶的活性，請(qǐng)推測(cè)pH影響某種蛋白酶活性的原因可能是其影響了酶和底物分子中_（填“羧基和氨基”、“氨基和甲基”、“羧基和甲基”或“甲基和甲基”）等基團(tuán)的解離狀態(tài)?！敬鸢浮块_水使血中的蛋白質(zhì)變性而沉淀，難以清洗 蛋白酶丙 堿性條件下只有蛋白酶丙有活性 不合理 蛋白酶會(huì)降解脂肪酶 羧基和氨基【解析】（1）用清水洗滌衣服上的新鮮血跡時(shí)，如果使用開水，會(huì)使血中的蛋白質(zhì)變性而沉淀，難以清洗。由圖可知，堿性條件下只有蛋白酶丙有活性，故應(yīng)選擇含有蛋白酶丙的堿性洗衣粉去除衣服上的血漬。（2）脂肪酶的化學(xué)成分為蛋白質(zhì)，會(huì)被洗衣液中的蛋白酶水解。（3）蛋白酶和其作用的蛋白質(zhì)類污漬的氨基和羧基均會(huì)發(fā)生解離，pH會(huì)影響其解離狀態(tài)?！八牟椒ā狈治雒复俜磻?yīng)曲線（1）識(shí)標(biāo)：“識(shí)標(biāo)明變量”。明確酶促反應(yīng)曲線坐標(biāo)