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2019-2020年人教版高中生物 選修1專題4課題2探討加酶洗衣粉的洗滌效果（教案） 一、課題目標(biāo) 1.知識目標(biāo) 說出加酶洗衣粉的洗滌原理。 2.能力目標(biāo) a.探究溫度對加酶洗衣粉洗滌的影響。 b.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。 3.情感目標(biāo) 通過對加酶洗衣粉的研究，激發(fā)學(xué)生對生物科學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)以致用的意識。 二、課題重點(diǎn) 區(qū)別不同種類的加酶洗衣粉對同一污染物和不同污染物的洗滌效果。 三、課題難點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)過程中各種變量的控制。 四 教學(xué)流程 教學(xué)流程 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖 環(huán)節(jié)一：課程導(dǎo)入 展示課題背景，導(dǎo)入課題目標(biāo)。 課題背景 在某品牌洗衣粉的包裝袋背面有這樣一段材料： 適用范圍：適用于洗滌棉麻、化纖及混紡織物(不能用于洗絲、毛織物)，手洗、機(jī)洗皆宜。 教你洗衣小妙招：①洗前浸泡30分鐘，效果更佳；②用溫水浸泡效果更好，但水溫不要超過60 ℃；③浸泡時水量不宜過多，浸沒衣服即可；④若衣服太臟，可適當(dāng)增加洗衣粉用量或延長浸泡時間。 課題目標(biāo) 1.說出加酶洗衣粉的洗滌原理； 2.探討溫度對加酶洗衣粉洗滌的影響； 3. 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。 閱讀、傾聽。 情景導(dǎo)入本節(jié)目標(biāo)。 環(huán)節(jié)二：講授新課 一、基礎(chǔ)知識 讓學(xué)生閱讀課本P46，思考回答下列問題，共同歸納加酶洗衣粉相關(guān)知識。 思考題： ⒈什么是加酶洗衣粉？目前常用的酶制劑有哪些？ ⒉酶制劑為什么具有如此強(qiáng)的功效？它的作用機(jī)理是怎樣的？嘗試寫出它們作用的示意圖。 ⒊影響酶制劑活性的因素有哪些？ ⒋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？ ⒌為什么說加酶洗衣粉能減少對環(huán)境的污染？ ⒍使用加酶洗衣粉時有哪些注意點(diǎn)？ （一）加酶洗衣粉的洗滌原理 ⑴加酶洗衣粉：是指含有________的洗衣粉,目前常用的酶制劑有四類： _______ 、 _______ 、 _______ 、 ________ 。其中應(yīng)用最廣泛、效果最明顯的是___________和____________ 。 酶制劑 蛋白酶 脂肪酶 淀粉酶 纖維素酶 堿性蛋白酶 堿性脂肪酶 (2)作用機(jī)理及作用示意圖 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。 （二）影響酶制劑活性的因素：溫度、酸堿度和表面活性劑 （三）酶制劑的生產(chǎn)方法： 溫度、酸堿度和表面活性劑都會影響酶的活性。酶直接添加到洗衣粉中，就會失活。將基因工程生產(chǎn)出能夠耐酸、耐堿、忍受表面活性劑和較高溫度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。 (四) 加酶洗衣粉的優(yōu)點(diǎn) 普通洗衣粉含有：表面活性劑、水軟化劑、堿劑、漂白劑等成分，有的還含有增白劑、香精和色素，以及填充劑等成分,含磷量高,洗滌污水排放后會導(dǎo)致水體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,減少對環(huán)境的污染。 (五)使用加酶洗衣粉時的注意事項(xiàng) ①對于蛋白質(zhì)面料的衣物不能使用蛋白酶洗衣粉； ②使用加酶洗衣粉要注意溫度的控制，和浸泡； ③使用加酶洗衣粉洗衣后要注意洗手； ④衣服的洗滌，要考慮洗滌效果、衣物的承受能力、洗滌成本等因素； ⑤酶作為一種生物催化劑，有一定的壽命，不能放置太久。 【典型例題】 下列關(guān)于加酶洗衣粉的敘述，正確的是（ ） A. 高溫易使酶失活，因此冷水洗滌去污效果應(yīng)該比溫水好 B. 洗衣粉中表面活性劑對堿性蛋白酶活性有一定的促進(jìn)作用 C. 在pH低于7.0的自來水中，堿性蛋白酶依然能起作用 D. 洗衣粉中酶主要是通過快速分解溶在水里的污漬發(fā)揮作用 【答案】C 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計 展示本課題探究的三個問題： 1.普通洗衣粉和加酶洗衣粉的洗滌效果有什么不同； 2.什么樣的溫度下使用加酶洗衣粉效果最好； 3.添加不同種類的酶的洗衣粉，其洗滌效果有哪些區(qū)別？ （一）子課題一：探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果 講解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)設(shè)計原則。 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)計時應(yīng)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(shí)驗(yàn)用布的質(zhì)地大小、兩種洗衣粉的用量，攪拌及洗滌時間。 3.控制變量 讓學(xué)生閱讀教材“[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，小組分析討論回答下列問題，給予糾正點(diǎn)撥。 ⑴A同學(xué)的實(shí)驗(yàn)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(qiáng)度難于控制相同等。 ⑵你同意B同學(xué)觀點(diǎn)嗎？請說明理由。 不同意。B同學(xué)忽略了實(shí)驗(yàn)中變量的控制問題。 ⑶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、大小及浸泡時間和洗滌時間等。 ⑷你認(rèn)為應(yīng)該控制的單一變量是什么？ 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）完全相同。 4.實(shí)驗(yàn)操作流程 講解實(shí)驗(yàn)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康奈廴疚镏瞥扇芤海〉攘康奈廴疚锏渭釉谙嗤笮?、質(zhì)地的新布上。 （2）實(shí)驗(yàn)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?jǐn)嚢枰欢螘r間。一段時間后攪拌可重復(fù)進(jìn)行。 ④過相同的時間后觀察洗滌效果。 （3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論 加酶洗衣粉的效果好。 （二）子課題二：探究加酶洗衣粉使用時的最適溫度 1.控制變量 讓學(xué)生閱讀教材“[資料二]考慮實(shí)際生活中的具體情況”，探究溫度對加酶洗衣粉效果的①影響，小組分析討論實(shí)驗(yàn)方案的合理性，給予糾正點(diǎn)撥。 （1）評價 溫度梯度設(shè)置并不恰當(dāng)和完善，主要是梯度差值偏大。在達(dá)到最適溫度之前提高溫度，可以增加酶促反應(yīng)的速度，每提高反應(yīng)溫度10度，所增加的反應(yīng)速度稱為反應(yīng)的溫度系數(shù)，對于許多酶來說，這個系數(shù)為1－2，也就是每增高10度，酶反應(yīng)速度增加1－2倍，假定用上述梯度測得40度時洗滌效果最好，但并不能說最適溫度就是40度。 （2）改進(jìn) 制取同樣的污染布，稱取等量的同一種洗衣粉，分幾個溫度不同的試驗(yàn)組，溫度梯度可設(shè)為20、25、30、35、40、45、50、55度，若測出在40度時洗滌效果最好，可設(shè)置更細(xì)的試驗(yàn)組如35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45度，直至測出具體的最適溫度。 2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計 講解實(shí)驗(yàn)設(shè)計相關(guān)內(nèi)容。 （1）實(shí)驗(yàn)原理 酶的活性受溫度的影響，最適溫度時酶的活性最大，去污力最強(qiáng)，高于或低于此溫度酶的活性降低，去污力下降。 （2）洗滌效果的判斷 可在洗滌后比較污物的殘留狀況，如：已消失、顏色變淺、面積縮小等，最好能進(jìn)行定量的比較。 （3）材料器具 加酶洗衣粉、雞血、新白棉布、蒸餾水、燒杯、滴管、溫度計、恒溫水浴鍋、玻璃棒、量筒、直尺、天平等。 （4）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 ①制取帶有污物的實(shí)驗(yàn)用布將等量的雞血滴到7塊大小相同的、質(zhì)地相同的新布上。 ②稱取1g加酶洗衣粉：用天平準(zhǔn)確的稱取等量的同種加酶洗衣粉。 （5）實(shí)驗(yàn)步驟 ①配制系列溫度梯度水溶液 取大燒杯7只，用量筒量取500ml的蒸餾水放入其中。然后將7只燒杯分別放入250C、300C、350C、400C、450C、500C、550C的恒溫水箱加熱。 ②將制好的污染布和稱好的洗衣粉分別放入7只燒杯中。 ③用玻璃棒同時充分?jǐn)嚢枰欢螘r間。一段時間后攪拌可重復(fù)進(jìn)行，持續(xù)保持各自的溫度。 ④過相同的時間后觀察洗滌效果。 （6）得出結(jié)論 如果40℃時，污漬最淡或面積最小，則說明40℃是該種洗衣粉的洗滌最適溫度。 （三）子課題三：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 講解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟 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； 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(fù)合酶洗衣粉， 給1e－6e號燒杯中加入等量的普通洗衣粉， 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。 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 【典型例題】 （xx?江蘇卷.17）為了探究一種新型堿性纖維素酶的去污效能，研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如下圖。由圖中實(shí)驗(yàn)結(jié)果能直接得出的結(jié)論是 A．堿性纖維素酶對污布類型2的去污力最強(qiáng) B．不同類型洗衣粉影響堿性纖維素酶的去污力 C．堿性纖維素酶對污布類型2、3的去污力不同 D．加大酶用量可以顯著提高洗衣粉的去污力 【答案】C 三、課題延伸 介紹課題延伸相關(guān)內(nèi)容。 1.“衣領(lǐng)凈”含高效表面活性劑、還原增白劑、液體蛋白酶制劑等成分，可洗去領(lǐng)口、袖口的頑漬及其它頑漬，而一般洗衣粉效果較差。 2.廚房的洗滌劑有兩大類 （1）用于清洗食具的洗滌劑（如洗潔凈），其重要的化學(xué)成分是化學(xué)合成的烷基類活性劑，對皮膚有刺激性，殘留的烷基苯磺酸鹽對人體有一定的危害。 （2）用于清洗灶具、排氣扇油垢的清洗劑。它滲透能力、脫脂能力強(qiáng)，堿性也強(qiáng)，對皮膚有損傷。要求高的專業(yè)洗滌加入少量的脂肪酶。 （3）馬桶污垢分三類 酸性產(chǎn)品、中性產(chǎn)品和堿性產(chǎn)品。 目前市場上以酸性為主，清洗效果最佳。潔廁靈是人們常用的一種潔廁劑，其主要成分是：各種有機(jī)酸、緩蝕劑、增稠劑、表面活性劑、香精等。 閱讀、思考、回答。 觀察、思考、回答。 演練、回答。 閱讀、傾聽、思考、回答。 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計。 閱讀、評價、回答。 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計。 演練、回答。 說出加酶洗衣粉的洗滌原理。 探究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。 環(huán)節(jié)三：課堂小結(jié) 共同回顧本節(jié)要點(diǎn)： 一、 加酶洗衣粉的含義 二、酶制劑 1.類型 2.洗滌原理 3.酶活性的影響因素 4.生產(chǎn)方法 三、實(shí)驗(yàn)設(shè)計 （一）探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果 （二）探究加酶洗衣粉使用時的最適溫度 （三）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 呼應(yīng)、回答。 突出本節(jié)重點(diǎn)。 環(huán)節(jié)四：課堂練習(xí) 【方法點(diǎn)撥】 1.探究加酶洗衣粉的最適使用溫度時，應(yīng)設(shè)置0 ℃、20℃、40℃、60℃、80℃、100 ℃自變量 2.探究加酶洗衣粉的洗滌效果時，對照組應(yīng)為普通洗衣粉 3.探究加酶洗衣粉的最適用量時，要注意控制實(shí)驗(yàn)中衣物的污染程度、洗滌時間和洗滌方式等無關(guān)變量 演練、回答。 突出重點(diǎn)。