2019-2020学年人教版生物选修一同步导学限时训练10　探讨加酶洗衣粉的洗涤效果

2019-2020学年人教版生物选修一同步导学限时训练10　探讨加酶洗衣粉的洗涤效果

限时规范训练十 1.某种加酶洗衣粉中含有蛋白酶,下列相关叙述正确的是( ) A.该加酶洗衣粉中的蛋白酶发挥作用后易分离并可重复使用 B.蛋白酶的活性受温度、酸碱度的影响,但不受表面活性剂的影响 C.衣物污渍中含有的大分子蛋白质在蛋白酶的作用下变为小分子的 肽或氨基酸,使污渍容易从衣物上脱落 D.蛋白酶能把蛋白质完全水解成可溶性的氨基酸 答案 C 解析 加酶洗衣粉中含有的蛋白酶发挥作用后与产物混合在一起,不 能重复使用；蛋白酶的活性受温度、酸碱度的影响,也受表面活性剂 的影响；蛋白酶能把蛋白质水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽。 2.在探究不同种类加酶洗衣粉洗涤效果的实验中,关于控制无关变量 的说法正确的是( ) ①使用两种洗衣粉的量相同 ②被洗涤的布料及污渍状态相同 ③洗涤所用的水量及水温(一般为常温)应相同 ④浸泡和洗涤的时间相同 ⑤加入适量的复合加酶洗衣粉 A.①②③④ B.①②③⑤ C.②③④⑤ D.①③④⑤ 答案 A 解析 加酶洗衣粉分为单一加酶洗衣粉与复合加酶洗衣粉,不同种类 的加酶洗衣粉为自变量,其他条件如布料、污渍状态、洗衣粉用量、 水量、水温、洗涤时间与方式等为无关变量,设计实验时应该严格控 制无关变量。 3.市场上有一种加酶洗衣粉,在洗衣粉中加入了少量的碱性蛋白酶。 碱性蛋白酶的催化活性很强,衣物上的血渍、奶渍以及人体排出的蛋 白质等遇到它,皆能被水解而除去。下列衣物中不能用该加酶洗衣粉 洗涤的是( ) ①棉织品 ②毛织品 ③腈纶织品 ④蚕丝织品 ⑤涤纶织品 ⑥尼龙织品 A.①②③ B.③④⑤ C.④⑤⑥ D.②④ 答案 D 解析 毛织品、蚕丝织品的主要成分是蛋白质,在碱性蛋白酶的作用 下,可以被水解。因此,②④不能用该加酶洗衣粉来洗涤。 4.生物体内的酶很容易降解、失活,洗衣粉中的酶却能长时间保持活 性的原因是( ) A.生物体内的酶活性受温度影响,洗衣粉中的酶活性不受温度影响 B.洗衣粉中的酶外层有特殊的化学物质层层包裹,有利于保持其活性, 且酶的稳定性也更强 C.生物体内的酶是蛋白质,洗衣粉中的酶是无机物 D.加入的酶种类很多,总有一部分保持活性 答案 B 解析 所有酶的催化作用都受温度影响,因此用加酶洗衣粉洗涤衣物 时,水温要适宜；洗衣粉中的酶用特殊的化学物质层层包裹,使之与洗 衣粉中的其他成分隔离,因而能长时间保持活性；不论是生物体内的 酶还是洗衣粉中的酶,都属于有机物。 5.在验证某种加酶洗衣粉需要的最适温度的实验中,下列叙述正确的 是( ) A.取一系列不同温度、其他条件相同的水,加入相同的污物及等量加 酶洗衣粉,看在哪一个温度条件下加酶洗衣粉的洗涤效果最好 B.在不同温度的水中,加入不等量洗衣粉,看哪种效果好 C.将加酶洗衣粉加入 30 ℃水中发现不如加到 45 ℃的水中洗涤效果 好,说明 45 ℃为最适温度 D.将加酶洗衣粉与普通洗衣粉分别加入 37 ℃的水中洗涤同样的污物, 发现加酶洗衣粉效果好,说明加酶洗衣粉的最适温度为 37 ℃ 答案 A 解析 探究某种加酶洗衣粉的最适温度的实验中温度是自变量,其他 条件如水量、污物、衣料、加酶洗衣粉用量、洗涤时间及方式等无关 变量应保持相同且适宜,最适温度下酶活性最强,但最适温度需经过 精确的实验才能确定,如将加酶洗衣粉加入 30 ℃水中的洗涤效果不 如 45 ℃水中的好,只能说明 45 ℃时酶的活性比 30 ℃时高,但不能 肯定 45 ℃就是最适温度,应以 45 ℃为中心,设置更小的温度梯度进 行探究实验。 6.下列关于“探究加酶洗衣粉和普通洗衣粉的洗涤效果”的叙述,合 理的是( ) A.先用热水溶解洗衣粉,再将水温调节到最适温度 B.实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度 C.相同 pH 时加酶洗衣粉洗涤效果好于普通洗衣粉 D.衣物质地和洗衣粉用量不会影响实验结果 答案 B 解析 高温会导致加酶洗衣粉中的酶变性失活,所以不能用热水溶解 洗衣粉；本实验的目的是探究两种洗衣粉的洗涤效果,所以观察指标 可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度或达到同样洗涤效果所需的 时间；pH 会影响酶的活性,pH 过高或过低时都会使酶变性失活,因此 相同 pH 时加酶洗衣粉洗涤效果不一定好于普通洗衣粉；本实验中, 衣物质地、洗衣粉用量属于无关变量,为排除其对实验结果的影响, 应保持相同且适宜。 7.(2018·南通模拟)在探究某品牌加酶洗衣粉适宜的洗涤温度时,不 必考虑( ) A.实验设计的温度范围是否符合生活实际 B.洗涤衣物的大小、质地、污渍类型和污染程度 C.洗衣粉用量、洗涤方式及时间、洗涤后漂洗方式 D.使用普通洗衣粉和不加洗衣粉时的洗涤方式 答案 D 解析 温度影响酶活性,且加酶洗衣粉用于日常生活,因此实验设计 的温度范围需要符合生活实际。由题意可知,本实验的自变量为温度, 洗涤衣物的大小、质地、污渍类型及污染程度、洗衣粉用量、洗涤方 式及时间、洗涤后漂洗方式等均属于无关变量,无关变量需要保持相 同且适宜。探究加酶洗衣粉适宜的洗涤温度时,不必考虑使用普通洗 衣粉和不加洗衣粉时的洗涤方式。 8.为了进一步增强洗衣粉对血渍、奶渍、油污、土豆泥等衣物上常见 污垢的去除能力,洗衣粉中常常会添加各种酶制剂。请回答有关问题： (1)根据衣物上常见的污垢,加酶洗衣粉中添加的酶制剂有碱性蛋白 酶、________、________和________等四类。碱性蛋白酶能将血渍、 奶渍等含有的大分子蛋白质水解成可溶性的________________。 (2)下面为加酶洗衣粉的包装袋上的产品说明,根据你所学习的有关 知识,解释注意事项③的原因：______________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ ______。 注意事项 ①请将本品置于阴凉、干燥处,避热、避湿、避光。 ②不慎溅入眼中,立即用水冲洗。 ③水温以 30～50 ℃为宜,切忌用 70 ℃以上的热水。 (3)下面是添加脂肪酶的加酶洗衣粉和普通洗衣粉洗涤效果的有关 探究实验,请据表回答： 脸盆编 号 洗涤物 (等量) 洗涤 温度/℃ 洗衣粉 (等量) 水量 /L 洗净所需 时间/min 1 油污布 45 加酶 2 4 2 油污布 45 普通 2 7 3 油污布 5 加酶 2 9 4 油污布 5 普通 2 8 ①该实验要探究的问题是____________________________________ _______________________________________________________。 ②该实验设计体现了________________________________________ ___________________________________________________原则。 ③若 1 号实验组,洗净所需时间接近 7 min,请分析最可能的原因是 __________________________________________________________ ______________。 答案 (1)(碱性)脂肪酶 淀粉酶 纤维素酶 小分子肽或氨基酸 (2)酶的催化受温度影响,高温会导致酶变性失活 (3)①温度对洗衣粉洗涤效果的影响及洗衣粉的种类对洗涤效果的影 响 ②单一变量原则、对照 ③加酶洗衣粉中的酶变性或失效 解析 (1)加酶洗衣粉含有的酶制剂有碱性蛋白酶、(碱性)脂肪酶、 淀粉酶、纤维素酶等,碱性蛋白酶能将蛋白质水解成可溶性的小分子 的肽和氨基酸。(2)酶的催化作用需适宜的温度,30～50 ℃是洗衣粉 中酶的适宜温度范围。高温会使酶变性失活。(3)①从表格中的数据 可以看出：本实验的自变量有两个,即洗衣粉的种类和温度。所以该 实验要探究的问题也有两个,即温度对洗衣粉洗涤效果的影响和洗衣 粉的种类对洗涤效果的影响。②1 和 2、3 和 4 组合的自变量为洗衣 粉的种类,可以形成对照实验,1 和 3、2 和 4 组合的自变量为温度,也 可以形成对照实验；该实验设计体现了单一变量原则和对照原则。③ 若 1 号实验组,洗净所需时间接近 7 min,与 2 号所需的时间相同,说 明该加酶洗衣粉的洗涤效果和普通洗衣粉相同,可推测该加酶洗衣粉 中的酶可能已经变性或失效。 9.某同学拟探究温度对某洗衣粉洗涤效果的影响,下列有关探究思路 合理的是( ) A.选择 5 ℃、15 ℃、25 ℃、35 ℃水温进行实验 B.选择污染程度一致的衣物比布料好 C.用手洗比全自动洗衣机洗更利于变量控制 D.实验用水量越多效果越好 答案 A 解析 所选取温度与一年四季的温度相对应,对生活实际有指导意 义；选择用布料比较容易控制相关的变量；用全自动洗衣机更有利于 变量控制；实验用水量对洗涤效果有影响,但并非用水量越多效果越 好。 10.某校高三学生对某种加酶洗衣粉做了探究实验,在不同温度下除 去不同污渍所需的时间,结果如表所示。下列叙述正确的是( ) 不同温度下除去不同污渍所需时间/min 水温/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 奶渍 48 43 28 12 6 4 12 17 蓝墨水 93 86 80 72 68 67 81 105 注：牛奶主要含蛋白质、脂肪,蓝墨水的主要成分是阿拉伯树胶(植物 纤维)、鞣酸与硫酸亚铁。 A.此加酶洗衣粉适宜洗涤棉织品、毛织品、蚕丝织品等衣料 B.此实验证明了酶具有高效性 C.此实验只探究了加酶洗衣粉对不同污渍的洗涤效果 D.同一水温下除去两种污渍时间不同的可能原因是加酶洗衣粉含有 多种酶,酶具有专一性且不同酶的活性受温度影响不同 答案 D 解析 根据表格数据可知,此加酶洗衣粉对奶渍的洗涤效果较好,因 此其含有蛋白酶,而毛织品、蚕丝织品等衣料的主要成分是蛋白质, 故此加酶洗衣粉不能洗涤该类衣物；该实验证明了酶需要温和的条件, 即适宜的温度；此实验探究了加酶洗衣粉最适温度范围以及对不同污 渍的洗涤效果；同一水温下除去两种污渍时间不同的可能原因是加酶 洗衣粉含有多种酶,酶具有专一性且不同酶的活性受温度影响不同。 11.如图是围绕加酶洗衣粉洗涤效果进行的研究结果,下列有关叙述 错误的是( ) A.本实验的自变量为温度和洗衣粉是否加酶 B.本实验的因变量可能是污渍残留量 C.两类洗衣粉的最佳使用温度都为 t1 D.温度超过 t2 后加酶洗衣粉中的酶可能失活 答案 C 解析 该图示为多因子变量曲线,由图可知,本实验的自变量为温度 和洗衣粉是否加酶,因变量可能是污渍残留量或达到同样洗涤效果所 需的时间。加酶洗衣粉的最佳使用温度为 t1,温度超过 t2 后加酶洗衣 粉中的酶可能失活。 12.(2017·江苏)为了探究一种新型碱性纤维素酶的去污效能,研究 性学习小组进行了相关实验,结果如图。由图中实验结果能直接得出 的结论是( ) A.碱性纤维素酶对污布类型 2 的去污力最强 B.不同类型洗衣粉影响碱性纤维素酶的去污力 C.碱性纤维素酶对污布类型 2、3 的去污力不同 D.加大酶用量可以显著提高洗衣粉的去污力 答案 C 解析 对污布类型 2、3 处理,洗衣粉类型、酶用量均相同,二者比较 可以直接说明碱性纤维素酶对污布类型 2、3 的去污力不同。由图中 实验结果不能直接得出 A、B、D 三项所述的结论,原因是它们都没有 单一变量的对照实验来支持。 13.某同学为探讨加酶洗衣粉的洗涤效果,按如表所示的步骤进行操 作： 步骤 烧杯(1 000 mL) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ ①注入自来水 500 mL 500 mL 500 mL 500 mL ②放入含油渍 的衣服 一件 一件 一件 一件 ③控制不同水 温 10 ℃水浴 10 min 30 ℃水浴 10 min 50 ℃水浴 10 min 70 ℃水浴 10 min ④加入等量 加酶洗衣粉 0.5 g 0.5 g 0.5 g 0.5 g ⑤用玻璃棒搅 拌 5 min 5 min 5 min 5 min ⑥观察现象 (1)该实验的目的是_________________________________________ _____________________________________________。 (2)请分析该同学的实验设计中存在的问题,并提出改进措施： __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ ________________________________________________________ __________________________________________________________ ______________。 (3)步骤③和步骤④顺序________(填“能”或“不能”)调换,理由 是________________________________________________________ __________________________________________________________ _____________________________________________。 (4)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号烧杯中加入的洗衣粉量、衣服油渍量及保温时 间、搅拌速度和时间均相同,这是为了_________________________ _________________________________________________________ __________________________________________________________ ______________,以便得出科学结论。 答案 (1)探究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响 (2)用衣服作实验材料不理想,因为衣服的大小、颜色、洁净程度都难 以做到完全一致,应选用大小、质地相同的布料,分别滴加等量同种植 物油,使油渍大小相同；选用的水温不合适,且梯度过大,应根据当地 一年中的实际温度变化来确定水温,如选取 5 ℃、15 ℃、25 ℃、35 ℃ 的水温等 (3)不能 加酶洗衣粉中的酶具有高效性,一旦提前加入,在达到实验 要求的温度前酶已分解了部分油渍 (4)避免因无关变量的不同给实验结果带来误差 解析 (1)由题中表格可知,温度为单一变量,故该实验的目的是探究 不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响。(2)温度为单一变量,则其他 无关变量应保持相同且适宜,由于衣服的大小、颜色、洁净程度难以 做到完全一致,所以应选用大小、质地相同的布料,然后滴加等量同种 植物油,使油渍大小相同。该实验中水温的设定范围也不合理,且梯度 过大,应根据当地一年中的实际温度变化来确定水温。(3)题表中,步 骤③和步骤④的顺序不能调换,若加酶洗衣粉提前加入,在达到实验 要求的温度前酶已分解掉部分油渍。(4)该实验中,加入的洗衣粉量、 衣服上的油渍量及保温时间、搅拌速度和洗涤时间均属于无关变量, 应尽可能保持相同,以确保整个实验只有温度这一个变量。 14.洗衣粉是人们日常生活所必需的,有位同学对加酶洗衣粉的作用 很感兴趣,为此做了以下探究实验。 实验过程： ①用天平称取加酶洗衣粉若干份,每份 5 g。 ②制作被牛奶(主要含蛋白质、脂肪)和蓝墨水[主要成分：阿拉伯树 胶(植物纤维)、鞣酸与硫酸亚铁]处理过的同一布料若干份(污渍大小 以滴管滴数为准)。 ③取 2 只 500 mL 烧杯,依次编号为 A、B,分别加入 200 mL 水和一份 已称好的洗衣粉,放入 10 ℃水浴锅中,并且搅拌。 ④取 2 块被牛奶和蓝墨水处理过的布料各一份,分别同时放入烧杯中, 用玻璃棒搅拌并用秒表记录除去污渍所需时间。然后,分别以水浴锅 温度依次为 20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃, 重复步骤③④,记录除去污渍所需要的时间,结果如下表。 不同温度下除去不同污渍所需时间/min 水温/℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 奶渍 48 43 28 12 6 4 12 17 蓝墨水 93 86 80 72 68 67 81 105 (1)请以温度为横坐标,酶促反应速度为纵坐标画出除去奶渍实验的 大致示意图： (2)在同一水温下除去两种污渍时间不同的可能原因是 __________________________________________________________ ______________。 (3)此加酶洗衣粉不适宜洗涤下列哪些衣料？________。 ①棉织品 ②毛织品 ③腈纶织品 ④蚕丝织品 ⑤涤纶织品 ⑥锦纶织品 (4)请你为上述探究实验命题：______________________________ _________________________________________________。 (5)上述探究过程(①至④)隐含了科学探究的________和________两 个步骤。 (6)上述实验涉及两项对照关系,一项是针对________的成分对照,另 一项是针对________的条件对照。这里的条件对照与一般实验空白对 照的区别是________________________________________________ _________________________________。 答案 (1)如图所示： (2)加酶洗衣粉含有蛋白酶和脂肪酶等多种酶,酶具有专一性,且不同 酶的活性受温度影响不同 (3)②④ (4)探究加酶洗衣粉最适温度范围及温度对不同污染物的洗涤效果的 影响 (5)提出假设 设计实验 (6)不同底物 不同温度 条件对照组互为对照(或互为实验组) 解析 加酶洗衣粉中添加了多种酶制剂,如碱性蛋白酶制剂和碱性脂 肪酶制剂等,酶具有专一性,且不同酶的适宜温度不同,所以同一水温 下除去两种污渍所用时间不同。该加酶洗衣粉不适合洗涤蛋白质类纤 维织物如羊毛、蚕丝等,因为蛋白酶能破坏蛋白质结构。该实验探究 了加酶洗衣粉最适温度范围和对不同污染物的洗涤效果的影响,既可 以根据底物不同设置对照,也可以根据温度不同设置对照。 15.某工厂生产了一种加酶洗衣粉,其包装袋上印有如下说明： 成分：含碱性蛋白酶等 用法：洗涤前先将衣物浸于含适量洗衣粉的水内数 小时,使用温水效果更佳。 注意：切勿用于丝质及羊毛衣料,用后洗净双手。 请回答以下问题： (1)某市质检局针对该洗衣粉设计了如图1中A、B两组装置进行实验, 目的是__________________________________________________ __________________________。 (2)某学生为探究该洗衣粉中酶催化作用的最适温度,参考上述(1)的 实验材料及方法进行了有关实验,并把结果用如图 2 中曲线图 A、B 表示： ①由曲线图可知,使用该加酶洗衣粉的最适温度约为________。 ②在 0 ℃和 75 ℃时,酶的催化效率基本都降为零,但温度再升高或降 低 到 45 ℃, 后 者 的 催 化 作 用 已 不 能 恢 复 , 这 是 因 为 __________________________________________________________ ______________。 (3)该加酶洗衣粉不能用于洗涤丝质及羊毛衣料,其主要原因是 __________________________________________________________ ______________。 (4)大力推广使用加酶洗衣粉,有利于生态环境保护,这是因为 __________________________________________________________ ______________。 答案 (1)检验该洗衣粉是否含蛋白酶 (2)①45 ℃ ②温度过高,酶的空间结构遭到破坏,使酶永久失活(或 酶的活性已丧失) (3)丝质及羊毛衣料所含的蛋白质会被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解, 从而破坏衣料 (4)酶本身无毒,含量少,又能被微生物完全降解,对环境无污染 解析 (1)由图 1 可知单一变量为是否将洗衣粉加热煮沸,如果该洗 衣粉含有蛋白酶,酶在高温下会变性失活,经过煮沸的洗衣粉洗涤效 果较差,若洗涤效果相同说明该洗衣粉不含有蛋白酶,故实验目的是 检验该洗衣粉是否含有蛋白酶。(2)①由图 2 可知该酶在 45 ℃下催 化效率最高,故该温度是最适温度。②低温能够使酶的活性降低,但酶 的空间结构稳定,温度升高时酶活性可以恢复；温度过高时,酶的空间 结构遭到破坏,使酶永久失活(或酶的活性已丧失)。所以在 0 ℃和 75 ℃时,酶的催化效率基本都降为零,但温度再升高或降低到 45 ℃, 后者的催化作用已不能恢复。(3)一般来说,羊毛、丝绸类的衣物不可 以使用加有蛋白酶的洗衣粉洗涤,这是因为蛋白酶会水解蛋白质类的 衣物。(4)加酶洗衣粉中的酶本身无毒,含量少,又能被微生物完全降 解,对环境无污染,所以大力推广使用加酶洗衣粉,有利于保护生态环 境。