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2019-2020年高中生物《探討加酶洗衣粉的洗滌效果》教案3 新人教版選修1 教學(xué)目標(biāo)： 說出加酶洗衣粉的洗滌原理； 探討溫度對(duì)加酶洗衣粉洗滌的影響； 探討不同種類的加酶洗衣粉對(duì)同一污物和不同污物洗滌效果的區(qū)別。 教學(xué)重點(diǎn)：區(qū)別不同種類的加酶洗衣粉對(duì)同一污物和不同污物的洗滌效果。 教學(xué)難點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)過程中各種變量的控制。 教學(xué)過程： 問題探討，引入新課：當(dāng)你自己動(dòng)手洗衣服的時(shí)候，會(huì)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(gè)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(diǎn)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(xué)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(xué)： 1、基礎(chǔ)知識(shí) 投影：補(bǔ)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(jí)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(yīng)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(jié)塊性能等特點(diǎn)，三聚磷酸鈉廣泛應(yīng)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(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(duì)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(dòng)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(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。 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(guó)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(duì)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(huì)在堿性蛋白酶的作用下，結(jié)構(gòu)松弛、膨脹解體，稍加搓洗，污跡就會(huì)從衣物上脫落。 使用加酶洗衣粉時(shí)必須注意以下幾點(diǎn)： （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(shí)，必須注意洗滌用水的溫度。堿性蛋白酶在35 ℃～50 ℃時(shí)活性最強(qiáng)，在低溫下或70 ℃以上就會(huì)失效； （3）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； （4）加酶洗衣粉不宜與三聚磷酸鹽共存，否則酶的活性將會(huì)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(yīng)避免與這類洗衣粉長(zhǎng)時(shí)間地接觸。 活動(dòng)1：閱讀投影中基礎(chǔ)知識(shí)，討論并完成學(xué)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(yīng)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(qiáng)的功效？它的作用機(jī)理是怎樣的？請(qǐng)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(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。 〖思考4〗為什么說加酶洗衣粉能減少對(duì)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(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 活動(dòng)2：投影資料一，AB兩同學(xué)的實(shí)驗(yàn)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(xué)的實(shí)驗(yàn)方案存在問題嗎？若有問題，請(qǐng)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(qiáng)度難于控制相同；為確定布料顏色等。 〖思考5〗你同意B同學(xué)觀點(diǎn)嗎？請(qǐng)說明理由。 不同意。B同學(xué)忽略了實(shí)驗(yàn)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(shí)間和洗滌時(shí)間等。 2．2設(shè)計(jì)：你認(rèn)為應(yīng)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(shí)間等）完全性同。 活動(dòng)3：投影資料二， 閱讀“[資料二]考慮實(shí)際生活中的具體情況”，探究溫度對(duì)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(dòng)和全自動(dòng)，相比之下采用 全自動(dòng) 方式比較好，并且應(yīng)盡量使用同一型號(hào)小容量的洗衣機(jī)，其機(jī)械攪拌作用 相同 ；洗滌材料以（衣物、布料）作為實(shí)驗(yàn)材料比較可行，做對(duì)照實(shí)驗(yàn)時(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)操作 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 實(shí)驗(yàn)變量為洗滌劑，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循單一變量原則、對(duì)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(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(zhǔn)確稱取等量普通洗衣粉和加酶洗衣粉 （2）實(shí)驗(yàn)過程 ①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。 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(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。 ④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 課題2：溫度對(duì)加酶洗衣粉洗滌效果的影響 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕容^不同溫度下加酶洗衣粉的洗滌效果 實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)材料：加酶洗衣粉、天平、白色棉布、1000mL燒杯、玻棒、溫度計(jì)、滴管、新鮮雞血、水浴缸、溫度分別為5℃、15℃、25℃、35℃的清水。 實(shí)驗(yàn)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(gè)，用天平分別稱取0.5g加酶洗衣粉，依次倒入4個(gè)燒杯中。 （3）將5℃、15℃、25℃、35℃清水各500mL依次倒入4個(gè)燒杯中，用玻棒攪拌溶化洗衣粉。 （4）取水浴缸4個(gè)，依次倒入5000mL 5℃、15℃、25℃、35℃清水，插入溫度計(jì)保持恒溫。 （5）將4個(gè)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(duì)同一污物和不同污物洗滌效果的比較 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 ①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、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(fù)合酶處理組，e為普通洗衣粉組) ②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(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 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(hào)燒杯中加入等量的蛋白酶洗衣粉，給1b－6b號(hào)燒杯中加入等量的脂肪酶洗衣粉， 給1c－6c號(hào)燒杯中加入等量的淀粉酶洗衣粉， 給1d－6d號(hào)燒杯中加入等量的復(fù)合酶洗衣粉， 給1e－6e號(hào)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(jié)果：將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記入下表。 不同種類的洗衣粉對(duì)同一污漬或不同污漬洗滌效果的列表比較： 〖思考7〗請(qǐng)列表比較普通洗衣粉和加酶洗衣粉的不同 比較項(xiàng) 普通洗衣粉 加酶洗衣粉 不同點(diǎn) 相同點(diǎn) 〖思考8〗有位同學(xué)打算用絲綢做實(shí)驗(yàn)材料，探討含有蛋白酶的洗衣粉的洗滌效果，你認(rèn)為他這樣做合適嗎？為什么？ 課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) 實(shí)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(yīng)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(qiáng)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(shí)驗(yàn)材料嗎？ 解析：不能。因?yàn)榻z綢的主要成分是蛋白質(zhì)，它會(huì)被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，損壞衣物。 ★教學(xué)體會(huì) 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(duì)不同污漬洗滌效果的區(qū)別。本課題與學(xué)生的生活比較接近，因此，具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)，因?yàn)樘骄康慕Y(jié)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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在引導(dǎo)學(xué)生開展本課題的研究時(shí)，不要只注重基本原理，而忽視了本課題在現(xiàn)實(shí)生活中的作用。