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2019-2020年高中生物 探討加酶洗衣粉的洗滌效果備課教案 新人教版選修1 教學目標： 說出加酶洗衣粉的洗滌原理； 探討溫度對加酶洗衣粉洗滌的影響； 探討不同種類的加酶洗衣粉對同一污物和不同污物洗滌效果的區(qū)別。 教學重點：區(qū)別不同種類的加酶洗衣粉對同一污物和不同污物的洗滌效果。 教學難點：實驗過程中各種變量的控制。 教學過程： 問題探討，引入新課：當你自己動手洗衣服的時候，會發(fā)現(xiàn)衣服上油漬、汗?jié)n或者血漬非常難洗，你是如何解決這個難題的呢？你是否知道加酶洗衣粉，它與普通洗衣粉相比有什么優(yōu)點呢？據(jù)我所知,加酶洗衣粉能更好的清除頑漬,這又是為什么呢？學生討論，帶著這些問題提出本課題——了解加酶洗衣粉，探討它所適宜的條件。 新課教學： 1、基礎知識 投影：補充資料： 家用洗衣粉的成分及作用 家用洗衣粉和其他各種家用洗滌劑的成分基本相同，主要含有表面活性劑、水軟化劑、堿劑、漂白劑和香精等成分。 表面活性劑 表面活性劑是洗衣粉的主要成分。表面活性劑有陰離子、陽離子、非離子和兩性離子等四大類，但用于洗滌的表面活性劑則以陰離子和非離子為主。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（高級脂肪酸鈉）。合成洗滌工業(yè)問世之后，使用最普遍的是十二烷基苯磺酸鈉，非離子表面活性劑應用最廣泛的是聚氧乙烯醚類。 水軟化劑 水軟化劑可防止水中的鈣、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。三聚磷酸鈉是最為常用的一種水軟化劑，它具有軟化水質(zhì)、分散污垢、緩沖堿劑及抗結塊性能等特點，三聚磷酸鈉廣泛應用于各種洗衣粉中，無磷洗衣粉中不含有三聚磷酸鈉。 堿劑 在適當?shù)膲A度下，纖維和污垢可被最大限度地離子化，更易于污垢的水解和分散。一般洗衣粉配方中都含有純堿和硅酸鈉，其中硅酸鈉還具有使污垢顆粒懸浮、防止再沉積的作用。 漂白劑 某些洗衣粉中含有過硼酸鈉一類的漂白劑，可以延緩衣物的泛黃程度，但對衣物有一定的損傷。 酶 洗衣粉中一般添加了蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纖維素酶等。酶是一種專一性的生物催化劑，蛋白酶可以催化水解肉、蛋和奶漬，淀粉酶可以催化水解醬、粥等污漬，脂肪酶可以催化水解各類動植物油脂和人體皮脂腺分泌物及化妝品污垢，纖維素酶可使織物增艷（新）、去除顆粒性污垢，但過量使用，也能損傷棉、麻等天然纖維織物。 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，反射出與黃光互補的藍色光線，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，并掩蓋某些化學成分的異味。 加酶洗衣粉 加酶洗衣粉就是在合成洗衣粉中，加入0.2％～0.5％的酶制劑制成的。在洗衣粉中添加的酶的種類很多，如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纖維素酶等。我國在洗衣粉中添加的酶最主要的是堿性蛋白酶。這種酶能耐堿性條件，而且耐貯存，對皮膚、衣物沒有刺激和損傷作用。堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解成可溶于水的多肽和氨基酸。衣物上附著的血漬、汗?jié)n、奶漬、醬油漬等污物，都會在堿性蛋白酶的作用下，結構松弛、膨脹解體，稍加搓洗，污跡就會從衣物上脫落。 使用加酶洗衣粉時必須注意以下幾點：（1）堿性蛋白酶能使蛋白質(zhì)水解，因此，蛋白質(zhì)類纖維（羊毛、蠶絲等）織物就不能用加酶洗衣粉來洗滌，以免使纖維受到破壞；（2）使用加酶洗衣粉時，必須注意洗滌用水的溫度。堿性蛋白酶在35 ℃～50 ℃時活性最強，在低溫下或70 ℃以上就會失效；（3）加酶洗衣粉也不宜長期存放，存放時間過長會導致酶活力損失；（4）加酶洗衣粉不宜與三聚磷酸鹽共存，否則酶的活性將會喪失；（5）添加了堿性蛋白酶的洗衣粉可以分解人體皮膚表面蛋白質(zhì)，而使人患過敏性皮炎、濕疹等，因此，應避免與這類洗衣粉長時間地接觸。 活動1：閱讀投影中基礎知識，討論并完成學案 1．1加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉，目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶 、 脂肪酶 、淀粉酶 、 纖維素酶 。其中應用最廣泛、效果最明顯的是 堿性蛋白酶 和 堿性脂肪酶 。 〖思考1〗堿性蛋白酶為什么具有如此強的功效？它的作用機理是怎樣的？請寫出作用示意圖。 酶具有高效性，能迅速將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)分解成可溶性小分子肽和氨基酸。 〖思考2〗你能寫出脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶的作用示意圖嗎？ 1．2．影響酶活性的因素有 溫度 、 酸堿度 和 表面活性劑 。 〖思考3〗酶能直接添加到洗衣粉中嗎？為什么？科學家是如何解決這一難題的？ 不能，因為洗衣粉中的表面活性物質(zhì)會降低酶的活性。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。 〖思考4〗為什么說加酶洗衣粉能減少對環(huán)境的污染？ 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。 2．實驗設計 活動2：投影資料一，AB兩同學的實驗方案 閱讀“[資料一]有效地控制變量”，探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效果的不同。 2．1分析：A同學的實驗方案存在問題嗎？若有問題，請說明存在的問題。 有問題。未說明控制相同的適宜溫度；玻璃棒攪拌的強度難于控制相同；為確定布料顏色等。 〖思考5〗你同意B同學觀點嗎？請說明理由。 不同意。B同學忽略了實驗中變量的控制問題。 〖思考6〗影響加酶洗衣粉洗滌效果的因素有哪些？ 水溫、水量、水質(zhì)、洗衣粉的用量、衣物的質(zhì)料、大小及侵泡時間和洗滌時間等。 2．2設計：你認為應該控制的單一變量是 普通洗衣粉和加酶洗衣粉 的區(qū)別，其他條件（如洗衣粉用量、水溫、水質(zhì)、水量、布料的大小和顏色、洗滌方式、洗滌時間等）完全性同。 活動3：投影資料二， 閱讀“[資料二]考慮實際生活中的具體情況”，探究溫度對加酶洗衣粉效果的影響： 2．3水溫的控制：通常情況下春、夏、秋、冬四季可分別選取 5℃ 、 15℃、 25℃ 、 35℃ 。 2．4其他條件控制： 洗滌方式有半自動和全自動，相比之下采用 全自動 方式比較好，并且應盡量使用同一型號小容量的洗衣機，其機械攪拌作用 相同 ；洗滌材料以（衣物、布料）作為實驗材料比較可行，做對照實驗時可以控制布料的 大小 、 顏色 以及 污物的量 （可用滴管控制）使其相同，同時也便于洗滌效果的比較；水量和洗衣粉用量與布料的大小是成 正比 的。 3．實驗操作 課題一：探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果 1、實驗原理 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物，這些有機物能在相應的蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的作用下水解成易溶于水的小分子有機物 2、遵循原則 實驗變量為洗滌劑，設計時應遵循單一變量原則、對照性原則有效的控制其他變量，如水的用量、污染物的量，所用實驗用布的質(zhì)地大小、兩種洗衣粉的用量，攪拌及洗滌時間 3、實驗操作流程 （1）實驗準備 帶有污染物的實驗用布的制?。喝∫欢康奈廴疚镏瞥扇芤?，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：用天平準確稱取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉 （2）實驗過程 ①取兩只大燒杯并編號，用量筒分別量500ml蒸餾水放入其中。放入400C的水浴鍋保溫。 ②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。 ③用玻璃棒同時充分攪拌一段時間。一段時間后攪拌可重復進行。 ④過相同的時間后觀察洗滌效果。 （3）實驗結論：加酶洗衣粉的效果好 課題2：溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響 實驗目的：比較不同溫度下加酶洗衣粉的洗滌效果 實驗原理：酶的催化活性受溫度影響，在適宜溫度下酶的催化活性最高，溫度過低或過高酶的催化能力降低 實驗材料：加酶洗衣粉、天平、白色棉布、1000mL燒杯、玻棒、溫度計、滴管、新鮮雞血、水浴缸、溫度分別為5℃、15℃、25℃、35℃的清水。 實驗步驟： （1）取10cm10cm的白色棉布4塊，用滴管各滴加5滴新鮮雞血，晾干備用。 （2）取1000mL燒杯4個，用天平分別稱取0.5g加酶洗衣粉，依次倒入4個燒杯中。 （3）將5℃、15℃、25℃、35℃清水各500mL依次倒入4個燒杯中，用玻棒攪拌溶化洗衣粉。 （4）取水浴缸4個，依次倒入5000mL 5℃、15℃、25℃、35℃清水，插入溫度計保持恒溫。 （5）將4個燒杯分別放到相同水溫的水浴缸中，將帶雞血的棉布分別放到燒杯中浸泡20min。 （6）按相同方式用不同玻棒攪拌棉布各，放到水浴缸中 課題3：：探究不同種類的加酶洗衣粉對同一污物和不同污物洗滌效果的比較 1、實驗原理 不同種類的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有專一性，所以對不同污漬洗滌效果不同 2、實驗步驟 ①取30塊大小相同的白棉布，分成6組，每組5塊，依次編號1a、1b、1c、1d、1e、2a、2b…6a、6b、6c、6d、6e。 （a為蛋白酶處理組，b為脂肪酶處理組，c為淀粉處理組，d為復合酶處理組，e為普通洗衣粉組) ②制取帶有污染物的實驗用布 給第一組白布滴加雞血，待血漬擴散停止后，記錄血漬面積 按同樣的方法給第2－6組分別滴加牛奶、菜油、番茄汁、墨水、顏料，并記錄污漬面積 ③將上述白棉布分別放入30個已編號的燒杯中，各注入500ml蒸餾水，用玻璃棒攪拌使白棉布濕透 ④溫度控制 燒杯均放入溫度為45度的水浴鍋 ⑤洗衣粉洗滌 給1a－6a號燒杯中加入等量的蛋白酶洗衣粉，給1b－6b號燒杯中加入等量的脂肪酶洗衣粉， 給1c－6c號燒杯中加入等量的淀粉酶洗衣粉， 給1d－6d號燒杯中加入等量的復合酶洗衣粉， 給1e－6e號燒杯中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 （6）記錄結果：將實驗結果記入下表。 不同種類的洗衣粉對同一污漬或不同污漬洗滌效果的列表比較： 〖思考7〗請列表比較普通洗衣粉和加酶洗衣粉的不同 比較項 普通洗衣粉 加酶洗衣粉 不同點 相同點 〖思考8〗有位同學打算用絲綢做實驗材料，探討含有蛋白酶的洗衣粉的洗滌效果，你認為他這樣做合適嗎？為什么？ 課堂總結、點評 實例探究 例1下列不屬于酶制劑的是 A．蛋白酶 B．脂肪酶 C．淀粉酶 D．麥芽糖酶 解析：目前常用的酶制劑有四大類：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶。其中，應用最廣泛、效果最明顯的是堿性蛋白酶和堿性脂肪酶。堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質(zhì)水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污跡從衣物上脫落。脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能分別將大分子的脂肪、淀粉和纖維素水解為小分子物質(zhì)，使洗衣粉具有更強的去污能力。 答案：D 例2含有蛋白酶的洗衣粉的洗劑效果好，可以用絲綢作為實驗材料嗎？ 解析：不能。因為絲綢的主要成分是蛋白質(zhì)，它會被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，損壞衣物。 ★教學體會 本課題探究的是加酶洗衣粉與普通洗衣粉洗滌效果的區(qū)別，以及不同的加酶洗衣粉對不同污漬洗滌效果的區(qū)別。本課題與學生的生活比較接近，因此，具有較強的現(xiàn)實意義，同時，因為探究的結果可直接用于日常生活中衣物的洗滌，所以很容易激發(fā)學生的學習興趣。在引導學生開展本課題的研究時，不要只注重基本原理，而忽視了本課題在現(xiàn)實生活中的作用。