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。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。纤维素纤维素 葡萄糖葡萄糖纤维素酶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 资料一资料一 如何有效地控制变量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 资料二资料二 考虑实际生活中的具体情况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，不仅要从去。因此，在探究的过程中，不仅要从理论层面理论层面去去 思考问题，还要充分考虑是常生活中的思考问题，还要充分考虑是常生活中的具体情况具体情况。 某同学深究温度对加跨洗衣粉洗涤效果的影响，选某同学深究温度对加跨洗衣粉洗涤效果的影响，选 择了择了1010、2020、3030、4040、 5050、6060和和7070的温度梯度。请你分析这个方的温度梯度。请你分析这个方 案是否完善、妥当，并提出改进建议。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 结论结论 温度梯度设置并不恰当和完善，主要是温度梯度设置并不恰当和完善，主要是梯度差梯度差 值偏大值偏大。在达到最适温度之前提高温度，可以增加酶促反。在达到最适温度之前提高温度，可以增加酶促反 应的速度，每提高反应温度应的速度，每提高反应温度1010度，所增加的反应速度称为度，所增加的反应速度称为 反应的温度系数，对于许多酶来说，这个系数为反应的温度系数，对于许多酶来说，这个系数为1 12 2，也，也 就是每增高就是每增高1010度，酶反应速度增加度，酶反应速度增加1 12 2倍，倍，假定用上述梯假定用上述梯 度测得度测得4040度时洗涤效果最好，但并不能说最适温度就是度时洗涤效果最好，但并不能说最适温度就是4040 度。度。对资料二的分析对资料二的分析改进改进 制取同样的污染布，称取等量的同一种洗衣粉制取同样的污染布，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，分几个温度不同的试验组，温度梯度可设为2020、2525、3030 、3535、4040、4545、5050、5555度，若测出在度，若测出在4040度时洗涤效果最好度时洗涤效果最好 ，可设置更细的试验组如，可设置更细的试验组如3535、3636、3737、3838、3939、4040、4141、 4242、4343、4444、4545度，直至测出具体的最适温度。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 2、目的要求（略）、目的要求（略）3 3、材料器具、材料器具 加酶洗衣粉、鸡血、新白棉布、蒸馏水、烧杯、滴加酶洗衣粉、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、天平等管、温度计、恒温水浴锅