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專題4 酶的研究與應用 課題2 探討加酶洗衣粉的洗滌效果學業(yè)分層測評 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1．下列關于加酶洗衣粉的說法錯誤的是(　　) A．洗衣粉中的酶是人工合成的無機催化劑 B．洗衣粉中的酶是生物工程的產物 C．加酶洗衣粉有保質期，時間長了，酶活性會降低或喪失 D．加酶洗衣粉中磷的含量比普通洗衣粉低 【解析】　基因(發(fā)酵)工程是生物工程的內容之一，洗衣粉中的酶是基因(發(fā)酵)工程的產物，是微生物合成的一類蛋白質，所以加酶洗衣粉有一定的保質期，時間長了，酶的活性會降低或喪失，影響洗滌效果。加酶洗衣粉降低了表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量，比普通洗衣粉中磷的含量低。 【答案】　A 2．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】　生活中各種污漬其成分有很大差別，如油漬主要是脂質，血漬主要是蛋白質，從酶的專一性出發(fā)，購買洗衣粉時應有所區(qū)別。 【答案】　C 3．酶容易變性失活，但在洗衣粉中容易保存的原因是(　　) A．洗衣粉中的酶活性與外界環(huán)境無關 B．生物體內的酶是有機物，洗衣粉中的酶是無機物 C．洗衣粉中的酶經過包裹等特殊處理，不與外界接觸，受環(huán)境影響較小 D．A、B、C都正確 【解析】　洗衣粉中的酶的催化作用受環(huán)境因素的影響；洗衣粉中的酶用特殊的化學物質層層包裹，使之與洗衣粉中的其他成分隔離，因而能較長時間保持活性；不論是生物體內的酶還是洗衣粉中的酶，都屬于有機物，是生物催化劑。 【答案】　C 4．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．衣服的洗滌只需考慮洗滌效果 D．科學探究中，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】　衣物的洗滌，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 5．在探究不同溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響實驗時，往往采用同一型號的小容量自動洗衣機洗滌衣物，其原因是(　　) A．便于更好地控制變量 B．洗滌時間短 C．洗滌時更省力 D．可洗滌的衣物多 【解析】　欲探究溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響，則將溫度作為單一變量，其他條件應該保持一致，如洗衣機的型號要相同，這樣有利于控制變量。 【答案】　A 6．有人設計實驗探究加酶洗衣粉是否能提高去污力并優(yōu)于普通洗衣粉，實驗分為兩組，一組衣物用加酶洗衣粉洗滌，另一組衣物用普通洗衣粉洗滌，該實驗設計缺少(　　) 【導學號：05520031】 A．用加酶洗衣粉洗滌和用適量普通洗衣粉洗滌的對照 B．既不用加酶洗衣粉洗滌也不用普通洗衣粉洗滌(即只用清水洗滌)的對照 C．用普通洗衣粉洗滌和用少量加酶洗衣粉洗滌的對照 D．用少量普通洗衣粉洗滌和用大量加酶洗衣粉洗滌的對照 【解析】　該實驗的自變量是洗衣粉是否加酶。實驗設計應分為三組，其中實驗組有兩組：一組用加酶洗衣粉，一組用普通洗衣粉；另外應有一個空白對照組，即既不用加酶洗衣粉洗滌也不用普通洗衣粉洗滌，而是用清水洗滌。 【答案】　B 7．下列關于“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．衣物質地和洗衣粉用量不會影響實驗結果 【解析】　由于溫度會影響酶的活性，高溫會導致加酶洗衣粉中的酶變性失活，A項錯誤；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污漬的殘留程度或達到同樣洗滌效果所需時間的長短，B項正確；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，C項錯誤；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，適當增加洗衣粉的用量會使洗滌效果增強，D項錯誤。 【答案】　B 8．某同學為探究“溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響”提出如下實驗思路，不合理的是(　　) A．實驗自變量為水溫，設置溫度為0 ℃、20 ℃、40 ℃、60 ℃、80 ℃、100 ℃ B．實驗因變量是污布的清潔程度，洗滌結束后應先用清水漂洗污布再晾干比較 C．實驗無關變量有水量、衣物的質料與大小、洗衣粉的用量、浸泡與洗滌時間等 D．實驗預期結果是某溫度下洗滌后污布最干凈，高于或低于這一溫度洗滌后污布上污漬殘留多 【解析】　衣服的洗滌不僅要考慮洗滌效果，還要考慮衣物的承受能力等，溫度設置太高容易損害衣料。實驗者應根據當地一年中的實際氣溫變化來確定水溫，這是確定實驗變量的基本原則，通常情況下，冬季、春季、秋季、夏季的水溫分別選取5 ℃、15 ℃、25 ℃、35 ℃，因為這四個水溫比較符合實際情況，對現實生活也有指導意義。 【答案】　A 9．某種生物活性洗衣粉包裝袋上印有以下資料，下列對資料表明的信息理解錯誤的是(　　) ①這種洗衣粉較易清除衣服上的蛋清污漬?、谠?0 ℃以上的水中，蛋白酶會失去活性?、墼撓匆路劭上礈旄鞣N污漬的衣料?、茉摰鞍酌改軌蛩飧鞣N蛋白質 A．①② B.③④ C．①④ D．②③ 【解析】　該洗衣粉包裝袋上印有蛋白酶0.2%，說明這種洗衣粉較易清除衣服上的蛋清污漬。但是蛋白酶的種類較多，每種蛋白酶的作用都有適宜的溫度和pH，因此，該蛋白酶不可能水解所有的蛋白質。該洗衣粉可洗滌含蛋白質污漬的衣料而不能處理各種污漬的衣料。洗衣粉用法中提示使用溫水效果最佳，若使用60 ℃以上的熱水，則會因溫度過高而使蛋白酶活性降低或失去活性。 【答案】　B 10．洗衣粉是人們日常生活所必需的，有位同學對加酶洗衣粉的作用很感興趣，為此做了以下探究實驗。 實驗過程：①用天平稱取加酶洗衣粉若干份，每份5 g?、谥谱鞅慌Ｄ?主要含蛋白質、脂肪)和藍墨水[主要成分：阿拉伯樹膠(植物纖維)、鞣酸與硫酸亞鐵]處理過的同一布料若干份(污漬大小以滴管滴數為準)。 ③取2只500 mL燒杯，依次編號為A、B，分別加入200 mL水和一份已稱好的洗衣粉，放入10℃水浴鍋中，并且攪拌。 ④取2塊被牛奶和藍墨水處理過的布料各一份，分別同時放入燒杯中，用玻璃棒攪拌并用秒表記錄除去污漬所需時間。 然后，分別以水浴鍋溫度依次為20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃，重復步驟③④，記錄除去污漬所需要的時間，結果如下表。 不同溫度下除去不同污漬所需時間/min 水溫/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 奶漬 48 43 28 12 6 4 12 17 藍墨水 93 86 80 72 68 67 81 105 (1)請以溫度為橫坐標，酶反應速度為縱坐標畫出除去奶漬實驗的大致情況圖： (2)解釋在同一水溫下除去兩種污漬時間不同的可能原因是______________ _________________________________________________________________ ________。 (3)此加酶洗衣粉不適宜洗滌下列哪些衣料 ？________。 ①棉織品?、诿椘贰、垭婢]織品?、苄Q絲織品?、轀炀]織品?、掊\綸織品 (4)請你為上述探究實驗命題________________________________________ ________________。 (5)上述探究過程(①至④)隱含了科學探究的________和________兩個步驟。 (6)上述實驗涉及兩項對照關系，一項是針對________的成分對照，另一項是針對________的條件對照。這里的條件對照與一般實驗空白對照的區(qū)別是____ ________________________________________________________________。 【解析】　加酶洗衣粉中添加了多種酶制劑，如堿性蛋白酶制劑和堿性脂肪酶制劑等，這些酶適宜溫度不同，而且不適合洗滌蛋白質類纖維織物如羊毛、蠶絲等，因為酶能破壞蛋白質結構。該實驗探究不同底物及不同溫度對酶活性的影響，既可以根據底物不同設置對照，也可以根據溫度不同設置對照。 【答案】　 (1)如圖 (2)加酶洗衣粉含有蛋白酶和脂肪酶，酶具有專一性，且不同酶的活性受溫度影響不同 (3)②④ (4)探究不同溫度對加酶洗衣粉洗滌效果的影響 (5)提出假設　設計實驗 (6)不同底物　不同溫度　條件對照組互為對照(或互為實驗組) [能力提升] 11．下列關于加酶洗衣粉的敘述，正確的是(　　) ①加酶洗衣粉能將衣服上的蛋白質、脂肪等水解成溶于水的小分子物質?、诩用赶匆路圩畛Ｓ玫拿钢苿┦菈A性蛋白酶和堿性脂肪酶?、凼褂眉用赶匆路蹠r一般先用沸水浸開，然后調至適宜溫度 ④使用加酶洗衣粉可減少對環(huán)境的污染?、菁用赶匆路鄣拿竿ㄟ^特殊的化學物質將其層層包裹，遇水后溶解?、迣嶋H生活中，用加酶洗衣粉的水溫在25～35 ℃之間較適宜?、邷囟冗^高或過低均不宜用加酶洗衣粉?、嗍褂眉用赶匆路蹠r應注意衣服的承受能力 A．①②③④⑤⑥⑦⑧ B．①②④⑤⑥⑦⑧ C．①②③④⑤⑥⑦ D．①②③④⑤⑦⑧ 【解析】　加酶洗衣粉所含的堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子的蛋白質水解成可溶性的氨基酸或小分子肽；所含有的堿性脂肪酶、淀粉酶和纖維素酶也能將大分子的脂肪、淀粉和纖維素水解為小分子物質，使污跡容易脫落。普通洗衣粉含磷，含磷污水的排放可造成水體污染。加酶洗衣粉使洗滌劑向低磷、無磷的方向發(fā)展；加酶洗衣粉中的酶制劑及其分解產物能夠被微生物分解，減少對環(huán)境的污染。為了保護酶的活性，加酶洗衣粉的酶被特殊的化學物質層層包裹，遇水后才被溶解，這樣酶就不和洗滌劑直接接觸，它才能在洗衣粉中保持穩(wěn)定?？紤]洗滌成本及酶活性，用加酶洗衣粉的水溫在25～35 ℃之間，溫度過高或過低，酶的活性都降低，溫度過高時甚至失活。使用加酶洗衣粉時應注意衣服的承受能力，如毛料和絲織品不宜用含蛋白酶的洗衣粉，因為毛料和絲織品的主要成分是蛋白質，它會被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，損壞衣服。 【答案】　B 12．(2016江蘇南通月考)下圖是圍繞加酶洗衣粉洗滌效果進行的研究結果，下列有關敘述不正確的是(　　) 【導學號：05520032】 A．本實驗的自變量有溫度和洗衣粉是否加酶 B．本實驗的因變量可能是污漬殘留量 C．兩類洗衣粉的最佳使用溫度都為t1 D．溫度超過t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活 【解析】　該圖示為多因子變量曲線，從圖示可以看出本實驗的自變量有溫度和洗衣粉是否加酶，因變量可能是污漬殘留量，溫度超過t2后加酶洗衣粉中的酶可能失活。從圖示可以看出普通洗衣粉的最佳使用溫度不是t1，而加酶洗衣粉的最佳使用溫度為t1。 【答案】　C 13．為了探究影響洗衣粉洗滌效果的因素，有人將一種無酶洗衣粉分成3等份，向甲、乙組洗衣粉中加入1種或2種酶，丙組不加酶，在不同溫度下清洗同種化纖布上的2種污漬，實驗結果記錄如下表： 水溫/℃ 10 20 30 40 50 組別 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 清除血漬 時間/min 67 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67 清除油漬 時間/min 93 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77 69 8 68 下列針對該實驗的敘述正確的是(　　) A．甲組洗衣粉中加入了蛋白酶和脂肪酶，乙組只加入了蛋白酶 B．將溫度漸升至90 ℃，甲組清除血漬的時間會逐漸縮短 C．甲、乙兩組洗衣粉洗滌效果有差異，說明酶的作用具有高效性 D．實驗表明，提高洗衣粉去污能力的方法有加酶和適當提高溫度 【解析】　血漬中主要含有蛋白質，油漬中不含蛋白質而含脂肪。分別將甲組和乙組與丙組進行比較，則可判斷甲組加入了蛋白酶，乙組加入了蛋白酶和脂肪酶，A項錯誤。溫度過高，酶會變性失活，B項錯誤。分析表格可見，甲、乙兩組洗衣粉洗滌效果有差異，但兩者的差異不是加酶與不加酶導致的，不能說明酶的作用具有高效性，C項錯誤。實驗表明，針對污漬的成分添加相應的酶或在一定范圍內適當提高溫度，都能縮短清除污漬的時間，D項正確。 【答案】　D 14．某工廠生產了一種加酶洗衣粉，其包裝袋上印有如下說明。 成分：含堿性蛋白酶等。 用法：洗滌前先將衣服浸于洗衣粉水內數小時，使用溫水效果最佳。 注意：切勿用于絲質及羊毛衣料。用后徹底清洗雙手。 請回答下列問題： (1)質檢局針對該洗衣粉設計了如下裝置進行實驗如圖所示。 該實驗的目的是________________。 (2)一學生為探索該洗衣粉中酶催化作用的最適溫度，參考上述(1)的實驗材料及方法進行了如下實驗，并把結果用曲線圖A、B表示。 ①由圖可知，使用該加酶洗衣粉的最適溫度約為 ________________________________________________________________。 ②在0 ℃和75 ℃時，酶的催化效率基本都降為零，但溫度再度回到45 ℃，后者的催化作用已不能恢復，這是因為________________________________。 ③該學生在實驗過程中可通過觀察________來判斷酶的催化效率。 (3)該加酶洗衣粉的去污原理是______________________________________ ________________。 (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)境保護，這是因為________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 【解析】　實驗的目的是檢驗洗衣粉中是否含有蛋白酶；由圖中曲線可以得知，該加酶洗衣粉的最適溫度約為45 ℃，酶在高溫下其結構會被破壞，導致其活性喪失。 【答案】　(1)檢查該洗衣粉是否含蛋白酶 (2)①45 ℃?、谠?5 ℃時，酶的活性已喪失　③膠片上的蛋白膜消失所用時間的長短 (3)蛋白酶能將污垢中的蛋白質分解為易溶于水的小分子 (4)酶本身無毒，含量少，又能被微生物分解，不會引起富營養(yǎng)化，可減少對環(huán)境的污染 15．為了進一步增強洗衣粉對血漬、奶漬、油污、土豆泥等衣物上常見污垢的去除能力，洗衣粉中常常會添加各種酶類。請回答有關問題： (1)根據衣物上常見的污垢，加酶洗衣粉中添加的酶類有堿性蛋白酶、___________________________________________________________________。 (2)堿性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質水解成可溶性的________。 (3)下表為加酶洗衣粉的包裝袋上的產品說明，根據你所學習的有關知識，解釋注意事項③的原因： _________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 注意事項 ①請將本品置于陰涼、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。 (4)下面是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗滌效果的有關探究實驗，請據表回答： 臉盆 編號 洗滌物 (等量) 洗滌溫度 洗衣粉 (等量) 水量 洗凈所 需時間 1 油污布 45 ℃ 加酶 2 L 4 min 2 油污布 45 ℃ 普通 2 L 7 min 3 油污布 5 ℃ 加酶 2 L 9 min 4 油污布 5 ℃ 普通 2 L 8 min ①該實驗設計體現了________________原則。 ②若1號實驗組，洗凈所需時間接近7分鐘，請分析最可能的原因：___________________________________________________________________。 【解析】　污垢中的血漬、奶漬、油污、土豆泥的主要成分分別是蛋白質、蛋白質、脂肪、淀粉和纖維素，因此要在洗衣粉中添加相應的水解酶。蛋白酶能將蛋白質水解為易溶于水的多肽和氨基酸，使衣物清潔。洗衣粉中添加的酶是蛋白質，在高溫時會變性失活，而且酶的催化活性受溫度影響，在30～50 ℃時具有最高的催化活性。實驗設計中的1、2兩組和3、4兩組只是在洗衣粉種類上不同，而1、3兩組和2、4兩組則只有溫度不同，這體現了實驗設計的對照原則和單一變量原則。若1號實驗組和2號實驗組的洗凈時間接近，說明1號中的酶沒有起到預期的作用，可能是酶失活。 【答案】　(1)(堿性)脂肪酶、淀粉酶、纖維素酶　(2)多肽(氨基酸)　(3)酶的催化受溫度的影響，30～50 ℃是洗衣粉中的酶的適宜溫度范圍　(4)①單一變量、對照　②洗衣粉中的酶變性或失效(答案合理即可)