2022年高中生物 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果备课教案 新人教版选修1

2022年高中生物 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果备课教案 新人教版选修1教学目标：说出加酶洗衣粉的洗涤原理；探讨温度对加酶洗衣粉洗涤的影响；探讨不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的区别。教学重点：区别不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物的洗涤效果。教学难点：实验过程中各种变量的控制。教学过程：问题探讨，引入新课：当你自己动手洗衣服的时候，会发现衣服上油渍、汗渍或者血渍非常难洗，你是如何解决这个难题的呢？你是否知道加酶洗衣粉，它与普通洗衣粉相比有什么优点呢？据我所知,加酶洗衣粉能更好的清除顽渍,这又是为什么呢？学生讨论，带着这些问题提出本课题了解加酶洗衣粉，探讨它所适宜的条件。新课教学：1、基础知识投影：补充资料：家用洗衣粉的成分及作用家用洗衣粉和其他各种家用洗涤剂的成分基本相同，主要含有表面活性剂、水软化剂、碱剂、漂白剂和香精等成分。 表面活性剂 表面活性剂是洗衣粉的主要成分。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。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。 水软化剂 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。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，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。 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。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。 漂白剂 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。 酶 洗衣粉中一般添加了蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶等。酶是一种专一性的生物催化剂，蛋白酶可以催化水解肉、蛋和奶渍，淀粉酶可以催化水解酱、粥等污渍，脂肪酶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，纤维素酶可使织物增艳（新）、去除颗粒性污垢，但过量使用，也能损伤棉、麻等天然纤维织物。 增白剂 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。 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。 加酶洗衣粉 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。在洗衣粉中添加的酶的种类很多，如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶等。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。 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。活动1：阅读投影中基础知识，讨论并完成学案11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 、 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 。思考1碱性蛋白酶为什么具有如此强的功效？它的作用机理是怎样的？请写出作用示意图。酶具有高效性，能迅速将血渍、奶渍等含有的大分子蛋白质分解成可溶性小分子肽和氨基酸。思考2你能写出脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶的作用示意图吗？12影响酶活性的因素有 温度 、 酸碱度 和 表面活性剂 。思考3酶能直接添加到洗衣粉中吗？为什么？科学家是如何解决这一难题的？不能，因为洗衣粉中的表面活性物质会降低酶的活性。将基因工程生产出的酶用特殊水溶性物质包裹起来，与洗衣粉的其它成分隔离开来。思考4为什么说加酶洗衣粉能减少对环境的污染？加酶洗衣粉可以降低表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤剂朝低磷、无磷的方向发展。2实验设计活动2：投影资料一，AB两同学的实验方案阅读“资料一有效地控制变量”，探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗涤效果的不同。21分析：A同学的实验方案存在问题吗？若有问题，请说明存在的问题。有问题。未说明控制相同的适宜温度；玻璃棒搅拌的强度难于控制相同；为确定布料颜色等。思考5你同意B同学观点吗？请说明理由。不同意。B同学忽略了实验中变量的控制问题。思考6影响加酶洗衣粉洗涤效果的因素有哪些？水温、水量、水质、洗衣粉的用量、衣物的质料、大小及侵泡时间和洗涤时间等。22设计：你认为应该控制的单一变量是 普通洗衣粉和加酶洗衣粉 的区别，其他条件（如洗衣粉用量、水温、水质、水量、布料的大小和颜色、洗涤方式、洗涤时间等）完全性同。活动3：投影资料二，阅读“资料二考虑实际生活中的具体情况”，探究温度对加酶洗衣粉效果的影响：23水温的控制：通常情况下春、夏、秋、冬四季可分别选取 5 、 15、 25 、 35 。24其他条件控制：洗涤方式有半自动和全自动，相比之下采用 全自动 方式比较好，并且应尽量使用同一型号小容量的洗衣机，其机械搅拌作用 相同 ；洗涤材料以（衣物、布料）作为实验材料比较可行，做对照实验时可以控制布料的 大小 、 颜色 以及 污物的量 （可用滴管控制）使其相同，同时也便于洗涤效果的比较；水量和洗衣粉用量与布料的大小是成 正比 的。3实验操作课题一：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）实验准备带有污染物的实验用布的制取：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（2）实验过程取两只大烧杯并编号，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。过相同的时间后观察洗涤效果。（3）实验结论：加酶洗衣粉的效果好课题2：温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响实验目的：比较不同温度下加酶洗衣粉的洗涤效果实验原理：酶的催化活性受温度影响，在适宜温度下酶的催化活性最高，温度过低或过高酶的催化能力降低实验材料：加酶洗衣粉、天平、白色棉布、1000mL烧杯、玻棒、温度计、滴管、新鲜鸡血、水浴缸、温度分别为5、15、25、35的清水。实验步骤：（1）取10cm10cm的白色棉布4块，用滴管各滴加5滴新鲜鸡血，晾干备用。（2）取1000mL烧杯4个，用天平分别称取0.5g加酶洗衣粉，依次倒入4个烧杯中。（3）将5、15、25、35清水各500mL依次倒入4个烧杯中，用玻棒搅拌溶化洗衣粉。（4）取水浴缸4个，依次倒入5000mL 5、15、25、35清水，插入温度计保持恒温。（5）将4个烧杯分别放到相同水温的水浴缸中，将带鸡血的棉布分别放到烧杯中浸泡20min。（6）按相同方式用不同玻棒搅拌棉布各，放到水浴缸中课题3：探究不同种类的加酶洗衣粉对同一污物和不同污物洗涤效果的比较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、实验步骤取30块大小相同的白棉布，分成6组，每组5块，依次编号1a、1b、1c、1d、1e、2a、2b6a、6b、6c、6d、6e。（a为蛋白酶处理组，b为脂肪酶处理组，c为淀粉处理组，d为复合酶处理组，e为普通洗衣粉组)制取带有污染物的实验用布给第一组白布滴加鸡血，待血渍扩散停止后，记录血渍面积按同样的方法给第26组分别滴加牛奶、菜油、番茄汁、墨水、颜料，并记录污渍面积将上述白棉布分别放入30个已编号的烧杯中，各注入500ml蒸馏水，用玻璃棒搅拌使白棉布湿透温度控制烧杯均放入温度为45度的水浴锅洗衣粉洗涤给1a6a号烧杯中加入等量的蛋白酶洗衣粉，给1b6b号烧杯中加入等量的脂肪酶洗衣粉，给1c6c号烧杯中加入等量的淀粉酶洗衣粉，给1d6d号烧杯中加入等量的复合酶洗衣粉，给1e6e号烧杯中加入等量的普通酶洗衣粉，各烧杯均搅拌洗涤10分钟后，用清水漂洗3次，晾干（6）记录结果：将实验结果记入下表。不同种类的洗衣粉对同一污渍或不同污渍洗涤效果的列表比较：思考7请列表比较普通洗衣粉和加酶洗衣粉的不同比较项普通洗衣粉加酶洗衣粉不同点相同点思考8有位同学打算用丝绸做实验材料，探讨含有蛋白酶的洗衣粉的洗涤效果，你认为他这样做合适吗？为什么？课堂总结、点评实例探究例1下列不属于酶制剂的是A蛋白酶 B脂肪酶 C淀粉酶 D麦芽糖酶解析：目前常用的酶制剂有四大类：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，使污迹从衣物上脱落。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，使洗衣粉具有更强的去污能力。答案：D例2含有蛋白酶的洗衣粉的洗剂效果好，可以用丝绸作为实验材料吗？解析：不能。因为丝绸的主要成分是蛋白质，它会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，损坏衣物。教学体会本课题探究的是加酶洗衣粉与普通洗衣粉洗涤效果的区别，以及不同的加酶洗衣粉对不同污渍洗涤效果的区别。本课题与学生的生活比较接近，因此，具有较强的现实意义，同时，因为探究的结果可直接用于日常生活中衣物的洗涤，所以很容易激发学生的学习兴趣。在引导学生开展本课题的研究时，不要只注重基本原理，而忽视了本课题在现实生活中的作用。