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2019-2020年新人教版高中生物選修1《課題4.2探討加酶洗衣粉的洗滌效果》詳細(xì)教案設(shè)計(jì)附課堂練習(xí) ★課題目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1、掌握加酶洗衣粉的洗滌原理 2、理解溫度對(duì)加酶洗衣粉洗滌的影響 3、了解不同種類(lèi)的加酶洗衣粉對(duì)洗滌效果的區(qū)別 （二）過(guò)程與方法 1、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探索加酶洗衣粉的效果 2、注意運(yùn)用設(shè)計(jì)試驗(yàn)的對(duì)照原則與單一變量原則 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 通過(guò)對(duì)加酶洗衣粉的研究，激發(fā)學(xué)生對(duì)生物科學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)以致用的意識(shí)。 ★課題重點(diǎn) 區(qū)別不同種類(lèi)的加酶洗衣粉對(duì)同一污物和不同污物的洗滌效果 ★課題難點(diǎn) 　實(shí)驗(yàn)過(guò)程中各種變量的控制 ★教學(xué)方法 啟發(fā)式教學(xué) ★教學(xué)工具 多媒體課件 ★教學(xué)過(guò)程 （一）引入新課 當(dāng)你自己動(dòng)手洗衣服的時(shí)侯，會(huì)發(fā)現(xiàn)有油漬、汗?jié)n或血漬的衣服很難徹底洗干凈，你是如何解決這個(gè)問(wèn)題的？在本課題中，我們將了解加酶洗衣粉的作用，探討加酶洗衣粉使用的最適條件。 （二）進(jìn)行新課 1．基礎(chǔ)知識(shí) 活動(dòng)1：閱讀“課題背景”及“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(lèi)：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(xiě)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。 蛋白酶 肽酶 蛋白質(zhì) 多肽 氨基酸 〖思考2〗你能寫(xiě)出脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶的作用示意圖嗎？ 淀粉酶 淀粉 麥芽糖 脂肪酶 脂肪 甘油＋脂肪酸 C1酶、Cx酶 葡萄糖苷酶 纖維素 纖維二糖 氨基酸 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(lái)，與洗衣粉的其它成分隔離開(kāi)來(lái)。 〖思考4〗為什么說(shuō)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(wú)磷的方向發(fā)展。 【補(bǔ)充】普通洗衣粉的化學(xué)成分有：表面活性劑、水軟化劑、堿劑、漂白粉等成分，有的洗衣粉中還含有增白劑、香精和色素，以及填充劑等。 2．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 活動(dòng)2：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(wèn)題嗎？若有問(wèn)題，請(qǐng)說(shuō)明存在的問(wèn)題。 有問(wèn)題。未說(shuō)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(shuō)明理由。 不同意。B同學(xué)忽略了實(shí)驗(yàn)中變量的控制問(wèn)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：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 課題名稱(chēng)：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(guò)低或過(guò)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(chēng)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 4．結(jié)果分析與評(píng)價(jià) 活動(dòng)2：探究不同種類(lèi)的加酶洗衣粉對(duì)同一污物和不同污物洗滌效果的比較 在活動(dòng)1中， 是變量，其他因素在實(shí)驗(yàn)中保持不變；而在活動(dòng)2中，水溫則應(yīng)保持不變。在實(shí)施活動(dòng)2時(shí)，通常應(yīng)采用當(dāng)?shù)氐某?，如果是冬季水溫過(guò)低，就應(yīng)采用 的方法，使溫度達(dá)到25 ℃～35 ℃。 不同種類(lèi)的洗衣粉對(duì)同一污漬或不同污漬洗滌效果的列表比較： 污染物 蛋白酶洗衣粉 復(fù)合酶洗衣粉 普通洗衣粉 油漬 血漬 奶漬 果汁漬 ［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？ （三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 加酶洗衣粉的相關(guān)知識(shí) 1、普通洗衣粉與加酶洗衣粉的洗滌效果比較 2、加酶洗衣粉的最佳洗滌溫度 3、不同種類(lèi)加酶洗衣粉的洗滌效果比較 （四）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(lèi)：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。 ☆綜合應(yīng)用 例3現(xiàn)有相同容積的玻璃缸幾只，利用自然的清水、同齡且發(fā)育狀態(tài)相同的小蝌蚪60只、飼喂蝌蚪的飼料、未經(jīng)處理的具有生物活性的甲狀腺激素，并把具有生物活性的甲狀腺激素放在50℃的溫水中處理10 min。根據(jù)這些現(xiàn)有的條件，請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證甲狀腺激素經(jīng)過(guò)處理以后，是否還有生物活性。 (1) 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì) 第一步，取玻璃缸3只，分別標(biāo)記為甲、乙、丙； 第二步， ； 第三步，如果甲缸每天飼喂飼料，丙缸每天飼喂用具有生物活性的甲狀腺激素相拌的飼料，則乙缸怎樣飼喂? ； 最后經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的飼喂，觀察現(xiàn)象，得出結(jié)果和結(jié)論。 (2) 結(jié)果分析 ①若乙、丙缸的蝌蚪發(fā)育同步，迅速變態(tài)為小青蛙，而甲缸還是蝌蚪狀態(tài)，說(shuō)明 ； ②若甲、乙缸的蝌蚪發(fā)育同步，而丙缸發(fā)育變態(tài)迅速，說(shuō)明了  。 ③若乙缸的蝌蚪發(fā)育比甲缸快，比丙缸慢，則說(shuō)明了 。 (3)該實(shí)驗(yàn)設(shè)置甲、丙兩組實(shí)驗(yàn)的目的是 。 解析：這是有關(guān)甲狀腺激素對(duì)蛙發(fā)育的實(shí)驗(yàn)，利用甲狀腺激素生理作用的知識(shí)學(xué)習(xí)如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果分析預(yù)測(cè) 答案： （1）分別加入等量的清水和20只蝌蚪 每天飼喂用經(jīng)過(guò)處理過(guò)的甲狀腺激素 相拌的飼料 （2）①甲狀腺激素經(jīng)過(guò)50℃的溫水處理后，對(duì)其生物活性沒(méi)有影響 ②甲狀腺激素經(jīng)過(guò)50℃的溫水處理后，完全喪失了生物活性 ③甲狀腺激素經(jīng)過(guò)50℃的溫水處理后，使生物活性有所降低 (3)起對(duì)照作用 （五）鞏固練習(xí) 1．科學(xué)家通過(guò) 技術(shù)手段生產(chǎn)出了能夠耐酸、耐堿、忍受表面活性劑和較高溫度的酶。 A．細(xì)胞工程 B．基因工程 C．發(fā)酵工程 D．酶工程 2．蛋白酶不能洗去 A．油漬 B．血漬 C．奶漬 D．果汁漬 3．下列不能影響加酶洗衣粉活性的是 A．溫度 B．酸堿度 C．表面活性劑 D．水的數(shù)量 4．普通洗衣粉中含有 元素，會(huì)使環(huán)境污染？ A．氮 B．磷 C．鐵 D．鎂 5．加酶洗衣粉可以降低 的數(shù)量，使洗滌劑朝低磷、無(wú)磷的方向發(fā)展，減少對(duì)環(huán)境的污染。 A．表面活性劑 B．堿劑 C．漂白劑 D．水軟化劑 6．與普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉的優(yōu)點(diǎn)不包括 A．容易去汗?jié)n B．容易去油污 C．容易除去奶漬 D．可以重復(fù)使用 7．酶制劑中的酶化學(xué)本質(zhì)是 A．蛋白質(zhì) B．有機(jī)物 C．RNA D．核酸 8．當(dāng)前生產(chǎn)酶制劑所需要的酶主要來(lái)自 A．動(dòng)物的組織和器官 B．植物組織和器官 C．微生物 D．基因工程 9．加酶洗衣粉能夠除去衣物上的頑固油漬，則它含有（ ） A、脂肪酶 B、蛋白酶 C、淀粉酶 D、氧化酶 10、實(shí)驗(yàn)探究設(shè)計(jì)的原則是 A、根據(jù)實(shí)際，控制單一變量 B、設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn) C、實(shí)驗(yàn)用品等量原則 D、以上三者 答案： 1．B 2．A 3．D 4．B 5．A 6．D 7．B 8．C 9、A 10、D ★課余作業(yè) 1．普通洗衣粉中包含哪些化學(xué)成分？ 2．在本課題中你打算使用什么方法和標(biāo)準(zhǔn)判斷洗滌效果？ ★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)果可用于直到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。教師在引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)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。 ★資料袋 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(lèi)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(méi)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(lèi)纖維（羊毛、蠶絲等）織物就不能用加酶洗衣粉來(lái)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(guò)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(guò)敏性皮炎、濕疹等，因此，應(yīng)避免與這類(lèi)洗衣粉長(zhǎng)時(shí)間地接觸。