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專題4 酶的研究與應(yīng)用 課題2 探討加酶洗衣粉的洗滌效果 1．下列是“探究某種加酶洗衣粉使用的最適溫度”的實驗設(shè)計，最合理的是(　　) A．加酶洗衣粉在30 ℃的水中洗滌效果沒有45 ℃水中的好，說明45 ℃為最適溫度 B．在不同溫度的水中，加入相同的污物及不等量洗衣粉，看哪種效果好 C．取一系列不同溫度、其他條件均相同的水，加入等量相同的污物及等量加酶洗衣粉，看哪一個溫度下洗衣粉的洗滌效果最好 D．將加酶洗衣粉與普通洗衣粉分別加入37 ℃的水中洗滌同樣的污物，發(fā)現(xiàn)加酶洗衣粉洗滌效果好，說明加酶洗衣粉的最適溫度為37 ℃ 解析：探究某種加酶洗衣粉使用的最適溫度時，應(yīng)該遵循單一變量原則，除了溫度不同外(取一系列不同溫度)，其他條件都應(yīng)相同。 答案：C 2．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 解析：酶有最適溫度，加酶洗衣粉中的酶在溫水中更能充分發(fā)揮洗滌效果；洗衣粉中的表面活性劑能影響堿性蛋白酶的活性，會使酶失活；加酶洗衣粉中的酶主要是通過分解衣物上的污漬發(fā)揮作用。 答案：C 3．市場上有一種加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的堿性蛋白酶，它的催化活性很強，能迅速、徹底清除衣物上的汗?jié)n、血跡及人體排放的蛋白質(zhì)，下列衣料中不能用此加酶洗衣粉洗滌的是(　　) ①棉織品?、诿椘贰、垭婢]織品?、苄Q絲織品?、轀炀]織品?、掊\綸織品 A．②④　　　　　　 B．①②③ C．③④⑤ D．③⑤⑥ 解析：這種加酶洗衣粉中含有蛋白酶，蛋白質(zhì)在這種酶的催化作用下能被水解，所以不宜用此加酶洗衣粉洗滌含有蛋白質(zhì)的衣料。①的主要成分是纖維素。②④的主要成分是蛋白質(zhì)。③⑤⑥是合成纖維不含蛋白質(zhì)。 答案：A 4．加酶洗衣粉中的“酶”有多種，對各種污漬要考慮其不同情況選用不同的加酶洗衣粉，主要原因是(　　) A．酶具有多樣性 B．酶具有高效性 C．酶具有專一性 D．酶易受環(huán)境影響 解析：生活中各種污漬的成分有很大差別，如油漬主要是脂質(zhì)，血漬主要為蛋白質(zhì)，從酶的專一性出發(fā)，使用時應(yīng)有所區(qū)別。 答案：C 5．加酶洗衣粉是人們生活中所常用的，但如何使用加酶洗衣粉，尤其是水溫是多少才算合適，卻不為人們所熟知。下面我們就對某加酶洗衣粉的洗滌效果進行探究。 實驗原理：略。 實驗器材：燒杯(500 mL)、溫度計、天平、加酶洗衣粉、植物油、藍墨水、牛奶、玻璃棒、秒表、棉布料和水浴鍋。 實驗過程： ①用天平稱取加酶洗衣粉若干份，每份5 g； ②分別用植物油、藍墨水、牛奶處理同種棉布料各若干份(污漬大小以滴管滴數(shù)為準)； ③____________________________________________________ _____________________________________________________； ④_____________________________________________________ _____________________________________________________； ⑤水浴鍋中的水溫依次為20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃。在不同水溫下再重復(fù)步驟③、④，分別記錄除去污漬所需要的時間。結(jié)果如下表：不同溫度下除去不同污漬所需要的時間(s) 水溫 0 ℃ 20 ℃ 30 ℃ 40 ℃ 50 ℃ 60 ℃ 70 ℃ 80 ℃ 植物油　 48 39 30 20 11 13 17 20 藍墨水　 93 86 80 72 67 68 81 105 牛奶 48 43 28 12 4 7 12 17 (1)請將實驗過程中③、④補充完整。 (2)請分析實驗結(jié)果并得出結(jié)論： _______________________________________________________ ______________________________________________________。 (3)從以上實驗可得出酶________________________。 解析：本題主要考查影響加酶洗衣粉洗滌效果的因素。洗衣粉中酶制劑的種類、污漬的類型、浸泡的時間、洗滌時間、水溫等都會影響洗滌效果。同時還考查了實驗設(shè)計的原則：單一變量原則和對照原則。 答案：(1)③在三個編號為甲、乙、丙的燒杯中分別注入200 mL水和一份稱量好的加酶洗衣粉，放入0 ℃水浴鍋中并攪拌 ④將三塊分別用植物油、藍墨水、牛奶處理過的同種棉布料各一份分別同時放入上述燒杯中，用玻璃棒攪拌，并記錄除去污漬的時間 (2)加酶洗衣粉必須在適宜溫度下，即50 ℃左右時才會達到最佳洗滌效果；該加酶洗衣粉對牛奶污漬的洗滌效果最佳，其次是植物油污漬，對藍墨水污漬的洗滌效果最差 (3)作用條件較溫和 1．和普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉(　　) A．不含表面活性劑 B．三聚磷酸鈉的含量減少 C．需要比較高的水溫 D．洗滌效果優(yōu)于普通洗衣粉 解析：和普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉加入了酶制劑，減少了表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量，但并非不含表面活性劑和三聚磷酸鈉。欲使酶發(fā)揮很好的作用，水溫不宜太低，但也不宜太高。酶具有專一性，加酶洗衣粉洗滌含對應(yīng)污物的衣物時效果比普通洗衣粉好，否則洗滌效果并非一定優(yōu)于普通洗衣粉。 答案：B 2．下列有關(guān)普通洗衣粉與加酶洗衣粉的比較，正確的是(　　) A．表面活性劑只存在于普通洗衣粉中，會產(chǎn)生泡沫，可以將油脂分子分散開 B．加酶洗衣粉是將酶直接添加到普通洗衣粉中 C．水軟化劑只存在于普通洗衣粉中，可以分散污垢 D．普通洗衣粉中含有較多的磷，會污染環(huán)境 解析：表面活性劑和水軟化劑在普通洗衣粉及加酶洗衣粉均有使用；加酶洗衣粉中的酶是經(jīng)過處理后添加的；普通洗衣粉含有較多的磷，含磷的污水排放至水域中會引起藻類大量繁殖。 答案：D 3．下列說法不正確的是(　　) A．加酶洗衣粉中的酶能夠耐酸、耐堿、忍受表面活性劑和較高溫度 B．加酶洗衣粉能夠有效去除油漬、汗?jié)n和血漬 C．衣服的洗滌只考慮洗滌效果就可以 D．科學(xué)研究中，研究變量的思路是一致的，只是在不同的問題情境下，具體做法不同 解析：在洗滌衣物時，不僅要考慮洗滌效果，還要考慮衣物的承受能力、洗滌成本等因素。 答案：C 4．蛋白酶洗衣粉容易洗去奶漬、血漬，可是不易洗去汗?jié)n，這體現(xiàn)了酶的(　　) A．高效性　　　　　　 B．專一性 C．需要適宜的條件 D．多樣性 解析：酶的催化作用具有高效性和專一性，蛋白酶只能將蛋白質(zhì)水解而不能將汗?jié)n中的脂質(zhì)物質(zhì)水解，這體現(xiàn)出酶的專一性。酶的高效性是指與化學(xué)催化劑相比，酶的催化效率更高。酶的催化作用需要適宜的條件如溫度、酸堿度等。 答案：B 5．使用加酶洗衣粉的好處，不正確的是(　　) A．有效去除衣服上的油漬、汗?jié)n和血漬 B．使用加酶洗衣粉可減少對環(huán)境的污染 C．各種加酶洗衣粉的酶制劑對人體皮膚都沒有傷害作用 D．水溫過低時不宜使用加酶洗衣粉 解析：常見的加酶洗衣粉中含有蛋白酶和堿性脂肪酶，可以有效去除衣服上的油漬、汗?jié)n或血漬；溫度、pH等都會影響加酶洗衣粉洗滌效果；加酶洗衣粉降低了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；含堿性蛋白酶的洗衣粉會分解人體皮膚表面的蛋白質(zhì)，對人體皮膚有傷害作用。 答案：C 6．生物體內(nèi)的酶很容易降解、失活。洗衣粉中的酶卻能長時間保持活性的原因是(　　) A．生物體內(nèi)的酶活性受溫度影響，洗衣粉中的酶不受溫度影響 B．洗衣粉中的酶外層有特殊的化學(xué)物質(zhì)層層包裹，保持其活性 C．生物體內(nèi)的酶是蛋白質(zhì)，洗衣粉中的酶是無機物 D．以上全部正確 解析：生物體內(nèi)的酶和洗衣粉中的酶都受溫度影響，大多都是蛋白質(zhì)，洗衣粉中的酶能長時間保持活性的原因是洗衣粉中的酶外層有特殊的化學(xué)物質(zhì)層層包裹。 答案：B 7．蛋白酶能分解其他蛋白質(zhì)類的酶，但洗衣粉中，蛋白酶并沒有將其他幾種酶分解掉，以下解釋正確的是(　　) A．蛋白酶處于抑制狀態(tài) B．其他幾類酶不是蛋白質(zhì)類 C．蛋白酶具有識別作用，不分解作為酶作用的蛋白質(zhì) D．缺少水環(huán)境或各種酶在添加前已作了保護性修飾 解析：加酶洗衣粉中的酶經(jīng)過了特殊的化學(xué)物質(zhì)的包裹，使之與其他成分隔離。這些酶在遇水后，包裹層分解，酶才能發(fā)揮作用。 答案：D 8．在研究溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響時的不變因素是(　　) A．水量、水質(zhì) B．洗衣粉的用量和洗滌方式及時間 C．衣物的材料、大小和浸泡時間 D．以上都是不變因素 解析：在研究溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響時，根據(jù)單一變量原則，在設(shè)置的幾組實驗中，除了溫度變化之外，影響洗滌效果的其他因素均應(yīng)為不變因素。 答案：D 9．某同學(xué)探究溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響，選擇了10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃和70 ℃的溫度梯度，在其他條件都一致的情況下，發(fā)現(xiàn)40 ℃時洗滌效果最好，由此可以得出(　　) A．40 ℃為該酶的最適溫度 B．40 ℃不是該酶的最適溫度 C．40 ℃酶活性最高 D．不能確定該酶的最適溫度 解析：該同學(xué)在其他條件都一致的條件下做實驗，符合實驗設(shè)計原則。對于最適溫度要明確，同一種加酶洗衣粉，也因洗滌時間(即酶反應(yīng)時間)長短有關(guān)。另外一點就是溫度梯度差過大，因而只能說在該條件下40 ℃時的洗滌效果最好。至于最適溫度，應(yīng)圍繞40 ℃再設(shè)置較小梯度差進一步測定。 答案：D 10．下列關(guān)于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗滌效果”的敘述，合理的是(　　) A．先用熱水溶解洗衣粉，再將水溫調(diào)節(jié)到最適溫度 B．實驗的觀察指標可以是相同洗滌時間內(nèi)污漬的殘留程度 C．相同pH時加酶洗衣粉洗滌效果好于普通洗衣粉 D．衣物質(zhì)地和洗衣粉用量不會影響實驗結(jié)果 解析：由于溫度會影響酶的活性，高溫會導(dǎo)致加酶洗衣粉中的酶變性失活；本實驗的目的是探究兩種洗衣粉的洗滌效果，所以觀察指標可以是相同洗滌時間內(nèi)污漬的殘留程度或達到同樣洗滌效果所需時間的長短；在適宜的pH下，加酶洗衣粉的洗滌效果高于普通洗衣粉，但pH過高或過低時酶都會變性失活，則兩者洗滌效果相似；酶具有專一性，加有蛋白酶的洗衣粉不能用于洗滌真絲、羊毛等衣料，適當(dāng)增加洗衣粉的用量會使洗滌效果增強。 答案：B 11．加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉，可以水解掉衣物上的蛋白質(zhì)等有機污漬。請回答下列問題： (1)構(gòu)成堿性蛋白酶的基本單位是__________，堿性蛋白酶的合成場所是細胞中的__________。 (2)由上圖可知，該實驗的目的是探究______________________ ______________________________________________________。 50 ℃時加酶洗衣粉中堿性蛋白酶的最適含量為__________%。 (3)如下所示為加酶洗衣粉包裝袋上的產(chǎn)品說明： 注意事項 ①請將本產(chǎn)品置于陰涼、干燥處，避熱、避濕、避光。 ②不慎濺入眼中，立即用水沖洗。 ③水溫以30～50 ℃為宜，切忌用70 ℃以上的熱水。 根據(jù)有關(guān)知識，解釋注意事項③的原因： _______________________________________________________ ______________________________________________________。 解析：(1)堿性蛋白酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，其基本單位為氨基酸，在核糖體上將氨基酸合成蛋白質(zhì)。 (2)本實驗的自變量有堿性蛋白酶含量和溫度兩個。分析曲線可知，50 ℃時堿性蛋白酶的含量為0.6%時去污力最強。 (3)酶的活性受溫度、pH影響，如果溫度過高、過酸或過堿，酶將會變性失活。 答案：(1)氨基酸　核糖體　(2)溫度、堿性蛋白酶含量對去污力的影響　0.6　(3)洗衣粉中所加酶的最適溫度在30～50 ℃之間，70 ℃以上時酶會變性失活 12．為了保護環(huán)境，減少生活污水中磷元素的排放量，某工廠生產(chǎn)了一種加酶洗衣粉，其包裝袋上印有以下說明： 成分：含堿性蛋白酶等。 用法：洗滌前先將衣物浸于加有適量洗衣粉的水內(nèi)數(shù)小時；使用溫水效果最佳。請勿用60 ℃以上的熱水。 注：切勿用于絲質(zhì)及羊毛衣料；用后須徹底清洗雙手。 請根據(jù)以上資料完成有關(guān)問題。 (1)質(zhì)檢局針對該洗衣粉設(shè)計了如下裝置進行實驗： 該實驗的實驗?zāi)康氖莀__________________________________。 (2)某學(xué)生探索該洗衣粉中酶催化作用的最適溫度，結(jié)果如下列曲線圖表示。 由圖可知該加酶洗衣粉中所添加酶的最適溫度是___________。 (3)試解釋為什么此洗衣粉不能用于絲質(zhì)及羊毛衣料的洗滌。 ______________________________________________________。 (4)大力推廣使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于生態(tài)環(huán)境的保護，請解釋原因。 ______________________________________________________。 解析：(1)通過圖中的信息可以看出，該實驗的目的是檢驗洗衣粉中是否含有蛋白酶。(2)圖中顯示在45 ℃時，該洗衣粉中的酶催化效率最高。(3)絲質(zhì)及羊毛衣料中含蛋白質(zhì)，而該洗衣粉中含的蛋白酶會破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)。(4)酶效率高，用量少，無污染。普通洗衣粉中含磷，會污染環(huán)境。 答案：(1)檢查該洗衣粉是否含有蛋白酶 (2)45 ℃　(3)絲質(zhì)和羊毛衣料中含有蛋白質(zhì)，使用該洗衣粉會損壞衣物　(4)酶無毒，含量少，又能被微生物分解，不會引起水質(zhì)富營養(yǎng)化；而普通洗衣粉中含大量的磷元素，會導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，污染環(huán)境 13．普通洗衣粉中通常包含有表面活性劑、水軟化劑、堿劑、漂白劑等成分，有的洗衣粉中還含有增白劑、香精、色素以及填充劑等。加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉，目前主要添加四類酶：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶。某校生物興趣小組為了研究“對于不同種類的污漬，我們應(yīng)該選擇什么樣的洗衣粉才能達到良好的洗滌效果”課題，特設(shè)計了以下的《探究“不同種類的加酶洗衣粉的洗滌效果”》實驗方案。請回答以下問題： (1)請根據(jù)要求，填寫反應(yīng)原理。 蛋白質(zhì)(　　　) (　　　) 脂肪 (　　　)＋(　　　) 淀粉 (　　　) 纖維素 (　　　) (2)請預(yù)測以下實驗結(jié)果。 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 注：“＋”表示能清洗干凈，“－”表示無效。 (3)使用加酶洗衣粉時必須注意以下幾點。 ①__________能使蛋白質(zhì)水解，因此，蛋白質(zhì)類織物就不能用加酶洗衣粉洗滌。 ②使用加酶洗衣粉時，必須注意洗滌用水的________，是因為 ______________________________________________________。 ③加酶洗衣粉不宜長期存放，存放時間過長會導(dǎo)致__________損失。 ④添加了________________的洗衣粉可以分解人體皮膚表面的蛋白質(zhì)，從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間接觸。 解析：本題主要考查特定的酶催化哪些特定的化學(xué)反應(yīng)、酶的作用條件等方面的知識。在解題時注意對比對照，注意不同酶的具體作用是什么，含有不同酶的洗衣粉在洗滌時會不會因為酶的不同而產(chǎn)生不同的洗滌效果等，則本題即可解出。 答案：(1)蛋白質(zhì)(多肽)(氨基酸) 脂肪(甘油)＋(脂肪酸) 淀粉(麥芽糖) 纖維素(葡萄糖) (2) 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 ＋ ＋ － (3)①堿性蛋白酶?、跍囟取A性蛋白酶在35～50 ℃時活性最強，在低溫下活性受到抑制，70 ℃以上就會失活?、勖富盍Α、軌A性蛋白酶