2019-2020学年人教版生物选修一抢分教程能力提升：专题4课题2　探讨加酶洗衣粉的洗涤效果

2019-2020学年人教版生物选修一抢分教程能力提升：专题4课题2　探讨加酶洗衣粉的洗涤效果

专题 4 课题 2 探讨加酶洗衣粉的洗涤 效果 [随堂巩固] 1．用加酶洗衣粉洗涤衣物时，下列说法正确的是 A．可用加酶洗衣粉洗涤毛料衣服 B．一般先用热水泡开，然后调至适宜温度 C．水温太低，洗衣粉中的酶丧失活性后不能再恢复 D．使用添加了碱性蛋白酶的洗衣粉洗衣服后应立即冲洗双手 解析 加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，常用的酶制剂有四类：蛋白 酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶。其中应用最广泛的是碱性蛋白酶和碱性脂肪 酶。毛料本身主要由蛋白质组成，不能用加酶洗衣粉来洗涤，A 错误；酶的活性 受温度的影响，太高的温度容易使酶失活，B 错误；低温不会使酶失去活性，只 是活性受到抑制，C 错误；碱性蛋白酶的洗涤效果最好，但其中的碱和酶对皮肤 都有腐蚀性，所以使用后一定要及时用清水将手冲洗干净，D 正确。 答案 D 2．加酶洗衣粉是人们生活中所必需的，但如何使用加酶洗衣粉，尤其是水 温多少才算合适，却不为人们所熟知。下面我们就对加酶洗衣粉的最适温度进 行探究。 实验原理：略。 实验器材：烧杯(500 mL)、温度计、天平、加酶洗衣粉、植物油、蓝墨水、 牛奶、玻璃棒、秒表、布料和水浴锅等。 实验过程： (1)用天平各称取加酶洗衣粉若干份，每份 5 g。 (2)制作分别被植物油、蓝墨水(主要成分是胶体)、牛奶处理过的同一种布料 各若干份(污渍大小以加入滴数为准)。 (3)在 3 个编号为甲、乙、丙的烧杯中分别注入 200 mL 水和一份称量好的加 酶洗衣粉，放入冷水浴锅(10 ℃)中并搅拌。 (4)将 3 块分别被植物油、蓝墨水、牛奶处理过的相同布料分别同时放入烧 杯中，用玻璃棒搅拌，并用秒表记录除去污渍的时间。 (5)水浴锅中的水温依次为 10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃、 80 ℃。在不同水温下重复步骤(3)、(4)七次，分别记录除去污渍所需要的时间。 结果如下表： 温度(℃) 10 20 30 40 50 60 70 80 甲(植物油) 48 39 30 20 11 13 17 20 乙(蓝墨水) 105 86 80 72 68 62 54 45 丙(奶渍) 48 43 28 12 4 7 12 17 请据此分析回答： (1)该实验的自变量是__________________，因变量是________________， 实 验 中 最 好 用 全 自 动 洗 衣 机 进 行 洗 涤 ， 原 因 是 ___________________________________________________________________。 (2)加酶洗衣粉必须在适宜温度下，即________℃左右时才会达到最佳洗涤 效果，在此温度下，对___________________________________________________ 的洗涤效果最好。 (3) 三 种 污 渍 中 洗 涤 效 果 最 差 的 是 ________________ ， 原 因 是 ___________________________________________________________________。 解析 (1)由实验设计可知，实验的自变量为水温和污渍的种类，因此可以 得出的结论包括温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响和加酶洗衣粉对不同污渍洗 涤效果的影响两个方面。实验的因变量通过除去污渍需要的时间反映出来，实 验中用全自动洗衣机进行洗涤可以更好地控制水量、洗涤时间和洗涤力度等无 关变量。 (2)由表可知，温度为 50 ℃时，用该加酶洗衣粉洗去奶渍仅需 4 min，因此 该加酶洗衣粉需在 50 ℃左右时才会达到最佳洗涤效果，在此温度，对奶渍的洗 涤效果最好。 (3)蓝墨水的主要成分是胶体，而加酶洗衣粉中主要含有蛋白酶和脂肪酶， 且酶具有专一性，不能分解胶体，因此对蓝墨水的洗涤效果最差。 答案 (1)水温和污渍的种类 除去污渍需要的时间 更好地控制水量、洗 涤时间和洗涤力度等无关变量 (2)50 奶渍 (3)蓝墨水 蓝墨水的主要成分是胶体，而加酶洗衣粉中主要含有蛋白酶和 脂肪酶，不能分解胶体 [限时检测] [时间 45 分钟，满分 80 分] 一、选择题(每小题 5 分，共 50 分) 1．下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，不正 确的是 A．本研究的自变量有温度和洗衣粉是否加酶 B．本研究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 解析 本题考查探讨加酶洗衣粉的洗涤效果。根据实验目的而人为改变的 变量是自变量，随着自变量的变化而变化的变量是因变量。加入的洗衣粉不同， 温度不同，都会造成洗涤效果的差异，故 A 正确。可用污渍的残留量来表示洗 涤效果，故 B 正确。若纵坐标表示污渍残留量，则加酶洗衣粉的最适温度为 t1， 普通洗衣粉的最佳使用温度为 t2，故 C 错误。温度过高，酶的活性降低甚至失 活，故 D 正确。 答案 C 2．关于酶和加酶洗衣粉的描述正确的是 A．清洗有血渍、奶渍衣服时，可选用含有淀粉酶的洗衣粉 B．酸、碱等化学因素会使酶变性，从而影响酶的活力 C．目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、蔗糖酶 D．某同学探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响时，设置 20 ℃、30 ℃、 40 ℃三组温度下洗涤同一污渍，40 ℃时洗涤效果最好，则说明 40 ℃为该酶的 最适温度 解析 血渍、奶渍的主要成分是蛋白质，所以清洗有血渍、奶渍衣服时， 可选用含有蛋白酶的洗衣粉，A 错误；强酸、强碱和高温都会使得酶变性失活， B 正确；目前常用的酶制剂有四类：蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶，C 错 误；根据提供信息只能证明在题目中的四个温度中 40℃时酶的活性最高，但是 不一定是最适宜温度，D 错误。 答案 B 3．下列关于加酶洗衣粉的叙述，正确的是 A．在 pH 略低于 7.0 的自来水中，碱性蛋白酶依然能起作用 B．洗衣粉中表面活性剂对碱性蛋白酶活性有一定的促进作用 C．高温易使酶失活，因此冷水洗涤去污效果应该比温水好 D．洗衣粉中酶主要是通过快速分解溶在水里的污渍发挥作用 解析 碱性蛋白酶的最适宜 pH 是 8～9，在 PH 略低于 7.0 的自来水中，仍 然能够起作用，只是与最适宜 PH 条件下相比，作用较弱，A 正确；洗衣粉中的 表面活性剂对碱性蛋白酶活性没有促进作用，B 错误；温度过高酶容易失去活性， 但是温度过低酶的活性降低，冷水洗涤去污效果应该比温水差，C 错误；洗衣粉 中酶主要是通过使蛋白质等水解成可溶性的小分子的氨基酸或多肽等，使污渍 容易从衣物上脱落，D 错误。 答案 A 4．在探究温度和 pH 对酶活性的影响实验中，不需要始终保持的思想方法 是 A．设置梯度 B．等量原则 C．单因子变量原则 D．重复性原则 解析 设置梯度才能得出最适温度和 PH，A 正确；等量原则排除无关变量， B 正确；单因子变量原则是自变量，C 正确；重复性原则只是为了验证试验，不 一定要始终保持，D 错误；答案是 D。 答案 D 5．某兴趣小组准备开展“不同种类的加酶洗衣粉对同一污物的洗涤效果” 的探究活动。对下列说法，你认为不正确的是 A．该实验的原理是酶的专一性 B．自变量是不同种类的加酶洗衣粉 C．水质、水量、pH 均可看作无关变量 D．洗涤过程中只要水温保持相同即可 解析 该实验探究的原理是酶的专一性，即一种加酶洗衣粉只能洗涤一种 污染物，A 正确；根据题干信息“不同种类的加酶洗衣粉对同一污物的洗涤效 果”，说明自变量为不同种类的加酶洗衣粉，B 正确；酶需要适宜的条件，则水 质、水量、适宜 pH 等属于无关变量，均应处于相同且适宜状态，C 正确；洗涤 过程中不仅要水温保持相同而且要适宜，D 错误。 答案 D 6．某种生物活性洗衣粉盒上印有以下资料，对资料中的信息理解错误的是 A．这种洗衣粉较易清除衣服上的蛋清污渍 B．在 60℃以上的水中，蛋白酶会失去活性 C．该洗衣粉不适合洗涤丝绸面料衣物 D．这种洗衣粉对衣服上油渍也能较易清除 解析 蛋清污渍的主要成分是蛋白质，该洗衣粉中含有蛋白酶，因此这种 洗衣粉较易清除衣服上的蛋清污渍，A 正确；高温会使酶变性失活，使用该洗衣 粉时不能用 60 ℃以上的水，说明在 60 ℃以上的水中，蛋白酶会失去活性，B 正 确；该洗衣粉中含有蛋白酶，能水解蛋白质，因此不能洗涤毛料、丝绸等富含 蛋白质的衣料，C 正确；根据酶的专一性原理可知，蛋白酶能够水解蛋白质污渍， 这种洗衣粉对衣服上油渍不易清除，D 错误。 答案 D 7．下列对“探究某种加酶洗衣粉使用的最适温度”的说法，最合理的是 A．加酶洗衣粉在 30 ℃的水中洗涤效果不如 45 ℃时好，说明 45 ℃为最适 温度 B．在不同温度的水中，加入相同的污物及不等量的洗衣粉，看哪种效果好 C．取一系列不同温度、其他条件相同的水，加入等量相同的污物及等量相 同的加酶洗衣粉，看哪一个温度下洗衣粉的洗涤效果最好 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 ℃ 解析 加酶洗衣粉在 30 ℃的水中洗涤效果没有 45 ℃的好，说明 30 ℃时酶 的活性没有 45 ℃时高，但不能说明 45 ℃为最适温度，A 错误。探究实验要遵循 对照原则和单一变量原则，该实验的单一变量是温度，其他变量都要保持相同 且适宜，因此在不同温度的水中，加入相同的污物及等量洗衣粉，看哪种效果 好，B 错误。该实验的单一变量是温度，其他变量都要保持相同且适宜，因此取 一系列不同温度、其他条件相同的水，加入等量相同的污物及等量加酶洗衣粉， 看哪一个温度下洗衣粉的洗涤效果最好，C 正确。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，说明适宜温度条 件下加酶洗衣粉的洗涤效果比普通洗衣粉好，但不能说明加酶洗衣粉的最适温 度为 37 ℃，D 错误。 答案 C 8．下列有关酶制剂应用的叙述，正确的是 A．纤维素酶可用于处理棉、麻制品，使其柔软 B．加酶洗衣粉的洗涤效果总比普通洗衣粉好 C．固定化葡萄糖异构酶可催化一系列化学反应 D．腐乳前期发酵主要依赖毛霉产生的淀粉酶 解析 纤维素酶可催化纤维素水解为小分子物质，因此可用于处理棉、麻 制品，使其柔软，A 项正确；酶的催化作用需要适宜的条件，若洗涤条件不适宜， 其洗涤效果不一定比普通洗衣粉的洗涤效果好，B 项错误；固定化葡萄糖异构酶 只能催化葡萄糖转化为果糖，不能催化一系列化学反应，C 项错误；腐乳前期发 酵主要是依赖毛霉分泌蛋白酶将蛋白质分解为小分子肽和氨基酸，D 项错误。 答案 A 9．(2018·江苏卷)下列关于加酶洗衣粉的叙述，错误的是(多选) A．洗衣粉中添加的酶通常是由微生物发酵生产而来 B．洗衣粉中的蛋白酶通常会将添加的其他酶迅速分解 C．在 50 ℃热水中用加酶洗衣粉洗衣时，其中的酶会迅速失活 D．加酶洗衣粉受潮后重新晾干保存，不会影响其中酶的活性 解析 洗衣粉中添加的酶通常由微生物发酵生产而来，A 正确；洗衣粉中的 酶往往通过特殊的化学物质将酶层层包裹，因此蛋白酶不会将添加的其他酶迅 速分解，B 错误；加酶洗衣粉的使用过程中水温以 30～50 ℃为宜，其中的酶具 有耐较高温度的特点，所以在 50 ℃的热水中用加酶洗衣粉洗衣时，其中的酶不 会迅速失活，C 错误；加酶洗衣粉受潮后，酶表面的保护剂会被破坏，酶的活性 会受到影响，D 错误。 答案 BCD 10．某同学探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响，选择了 10 ℃、20 ℃、 30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃和 70 ℃的温度梯度，在其他条件都一致的情况下， 发现 40 ℃时洗涤效果最好，由此可以得出 A．40 ℃为该酶的最适温度 B．40 ℃不是该酶的最适温度 C．40 ℃酶活性最高 D．不能准确确定该酶最适温度 解析 该同学在其他条件都一致的情况下做实验，符合实验设计原则。本 实验中温度梯度差过大，因此只能说在该条件下 40 ℃时洗涤效果较好。 答案 D 二、非选择题(共 3 小题，共 30 分) 11．(10 分)据图分析回答下列问题： (1)酶所降低的活化能可用图 1 中________段来表示。如果将酶催化改为无 机催化剂催化该反应，则 b 在纵轴上将________(填“上移”或“下移”)。 (2)图 2 纵轴为酶促反应速率，横轴为底物浓度，其中能正确表示酶量增加 1 倍时，底物浓度和反应速率关系的是________(填“A”或“B”)。 (3)某实验小组为探究洗衣粉加酶后的洗涤效果，将一种无酶洗衣粉分成 3 等份，进行了 3 组实验。甲、乙组在洗衣粉中加入 1 种或 2 种酶，丙组不加酶， 在不同温度下清洗同种化纤布上的 2 种污渍，其他实验条件均相同，下表为实 验记录： 水温/℃ 10 20 30 40 50 组别 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 甲 乙 丙 清除血渍 时间/min 6 7 66 88 52 51 83 36 34 77 11 12 68 9 11 67 清除油渍 时间/min 9 3 78 95 87 63 91 82 46 85 75 27 77 69 8 68 ①甲组在洗衣粉中加入的酶是________；乙组在洗衣粉中加入的酶是 ____________________________________________________________________。 ②如果甲、乙和丙 3 组均在水温为 90 ℃时洗涤同一种污渍，请比较这 3 组 洗涤效果之间的差异并说明理由。 _______________________________________________________________。 解析 (1)酶能降低化学反应的活化能，由图可知，ab 段表示酶所降低的活 化能；由于无机催化剂催化效率没有酶高，如果将酶催化改为无机催化剂 b 在 纵轴上将上移。 (2)酶浓度增加，反应速率加快，选 B。 (3)①由表格可知，甲组洗衣粉中加入的酶是蛋白酶和脂肪酶。 ②如三组的水温都在 90 ℃，则三组洗涤效果几乎没有差别，因为高温使酶 失活。 答案 (1)ab 上移 (2)B (3)①蛋白酶 蛋白酶和脂肪酶 ②没有差异 因为高温使酶失活 12．(10 分)某工厂生产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有如下部分说明。 ①成分：含碱性蛋白酶等 ②用法：洗涤前先将衣物浸于洗衣粉的水内数 小时。使用温水效果更佳 ③注意：切勿用于丝质及羊毛衣料。用后彻底清洗 双手。请回答以下问题： (1)质检局针对该洗衣粉设计了如下装置进行实验： 该实验的目的是________________________。 (2)一学生为探索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，并把结果以下列曲线图 A、B 表示。 ①由图可知，使用该加酶洗衣粉的最适宜温度约为________。 ②在 O ℃和 75 ℃时，酶的催化效率基本都降为零，但温度再度回到 45 ℃， 后者的催化作用已不能恢复，这是因为________________。 ③该学生在实验过程中可通过直接测定________指标来表示酶的催化效 率。 (3) 加 酶 洗 衣 粉 不 能 用 于 洗 涤 丝 质 及 羊 毛 衣 料 ， 其 原 因 是 ____________________________________________________________________。 解析 (1)由图可知单一变量是是否将洗衣粉煮沸加热，如果含有酶的话， 酶在高温下会变性，经过煮沸的洗衣粉洗涤效果较差，如果洗涤效果相同说明 该洗衣粉不含有酶，故目的是检验该洗衣粉是否含有蛋白酶。 (2)①由图可知该酶在 45 ℃下催化效率最高，故该温度是最适温度。②酶在 低温下是活性被抑制但空间结构没有被破坏，而在高温时空间结构被破坏，会 永久失活。 ③酶的催化效率可以通过反应物的减少，即蛋白膜消失所需时间的长短来 表示。 (3)因为含的是蛋白酶，丝质和毛质衣物所含的蛋白质会被加酶洗衣粉中的 蛋白酶分解，从而破坏衣物。 答案 (1)探究温度对加酶洗衣粉效果的影响 (2)①45℃ ②高温使酶失活 ③蛋白膜消失的时间 (3)丝质和毛质衣物所含的蛋白质会被洗衣粉中的蛋白酶分解，从而破坏衣 物 13．(10 分)一般洗衣粉不易清除衣物上的奶渍，但是含有蛋白酶的生物活性 洗衣粉则可以。该生物活性洗衣粉中的蛋白酶成分是否是蛋白质，一研究性学 习小组用以下所给的条件进行了探究。如果你是小组中的一员，请完成下列实 验： 实验材料：0.1 g/mL 的 NaOH 溶液、0.01 g/mL 的 CuSO4 溶液、生物活性 洗衣粉溶液、普通洗衣粉溶液、试管、滴管。 实验原理：______________________________________________________。 实验步骤： (1)取两支试管并分别编号为 1、2，然后向 1、2 号试管中分别加___________； (2)先向两支试管中分别加入____________，并摇均匀，再向两支试管中分 别加入____________，并摇均匀； (3)观察两试管中溶液的颜色变化。 可能的现象与结论： ①____________________，说明生物活性洗衣粉中的蛋白酶成分是蛋白质； ②____________________，说明生物活性洗衣粉中的蛋白酶成分不是蛋白 质。 解析 实验原理：蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应。 (1)根据实验的对照性原则，取两支试管并分别编号为 1、2，然后向 1、2 号试管中分别加 2 毫升生物活性洗衣粉溶液和 2 毫升普通洗衣粉溶液； (2)双缩脲试剂的使用方法，先向两支试管中分别加入 1 ml 0.1g/ml 的 NaOH 溶液，并摇均匀，再向两支试管中分别加入 3－4 滴 0.01 g/ml 的 CuSO4 溶液， 并摇均匀； (3)可能的现象与结论有两种(有与无)：①1 号试管出现紫色 2 号试管未出现， 说明生物活性洗衣粉中的蛋白酶成分是蛋白质；②两支试管都没有出现紫色， 说明生物活性洗衣粉中的蛋白酶成分不是蛋白质。 答案 蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应 (1)2 mL 生物活性洗衣粉溶液和 2 mL 普通洗衣粉溶液(适量且等量的生物活 性洗衣粉溶液和普通洗衣粉溶液) (2)1 mL(适量)0.1 g/mL 的 NaOH 溶液 3－4 滴(适量)0.01 g/mL 的 CuSO4 溶液 (3)1 号试管出现紫色，2 号未出现 两支试管都没有出现紫色