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2019-2020年高中生物 4.2《探討加酶洗衣粉的洗滌效果》教案 新人教版選修1(1) ★課題目標(biāo) （一）知識與技能 1、掌握加酶洗衣粉的洗滌原理 2、理解溫度對加酶洗衣粉洗滌的影響 3、了解不同種類的加酶洗衣粉對洗滌效果的區(qū)別 （二）過程與方法 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)的對照原則與單一變量原則 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀 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。 ★課題重點(diǎn) 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 ★課題難點(diǎn) 　實(shí)驗(yàn)過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)過程 （一）引入新課 當(dāng)你自己動(dòng)手洗衣服的時(shí)侯，會發(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 活動(dòng)1：閱讀“課題背景”及“基礎(chǔ)知識”，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。 蛋白酶 肽酶 蛋白質(zhì) 多肽 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？ 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。 【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；為確定布料顏色等。 〖思考5〗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。 〖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：溫度對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 4．結(jié)果分析與評價(jià) 活動(dòng)2：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 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?，如果是冬季水溫過低，就應(yīng)采用 的方法，使溫度達(dá)到25 ℃～35 ℃。 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： 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 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 加酶洗衣粉的相關(guān)知識 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：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，請你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證甲狀腺激素經(jīng)過處理以后，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，說明了  。 ③若乙缸的蝌蚪發(fā)育比甲缸快，比丙缸慢，則說明了 。 (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)甲狀腺激素對蛙發(fā)育的實(shí)驗(yàn)，利用甲狀腺激素生理作用的知識學(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 答案： （1）分別加入等量的清水和20只蝌蚪 每天飼喂用經(jīng)過處理過的甲狀腺激素 相拌的飼料 （2）①甲狀腺激素經(jīng)過50℃的溫水處理后，對其生物活性沒有影響 ②甲狀腺激素經(jīng)過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50℃的溫水處理后，使生物活性有所降低 (3)起對照作用 （五）鞏固練習(xí) 1．科學(xué)家通過 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、無磷的方向發(fā)展，減少對環(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 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(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(jié)構(gòu)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(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 ℃以上就會失效；（3）加酶洗衣粉也不宜長期存放，存放時(shí)間過長會導(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時(shí)間地接觸。