科学·技术·社会　酶为生活添姿彩第二课时教学实录

酶为生活添姿彩

教学目标

1.知识目标

（1）了解酶在生产、生活中的应用。

（2）初步掌握科学探究的基本步骤

2.能力目标

（1）通过搜集酶在生产、生活中的应用的资料，训练资料的搜集整理能力及语言表达能力。 （2）通过探究加酶洗衣粉的洗涤效果，初步掌握了科学探究的基本步骤和方法，培养学生创造性思维能力和动手实践的能力。

（3）以小组为单位的学习，使学生学会与他人交流和合作的能力

3.情感态度价值观

（1）通过对酶酶在生产、生活中的应用的资料搜集学习，使学生切实感受到学以致用，参与到社会问题的讨论，培养了学生的生物科学素养。

（2）通过加酶洗衣粉的洗涤效果的科学探究，培养学生崇尚科学的态度和实事求是的精神。以及勇于探索未知世界、勇于创新的精神。

教材分析

本节课是在学完酶的作用、本质、特性之后的科学技术社会部分的内容。作为正课的补充内容，有前一节知识作基础，又会和选修一酶的研究与应用及选修三基因工程操作的基本工具有联系，因此本节课的学习既要有这节课的特色，还要注意与前后知识的关联。即要突出趣味性、与生产生活的联系以及对学生进行科学探究的初步培养，培养学生建立科学的思维方法和研究精神。

重点难点

1.教学重点：探究加酶洗衣粉的洗涤效果

2.教学难点：科学探究的步骤及方法，如何控制变量、实验设计应遵循哪些基本原则等。

课前准备：课前以小组为单位搜集酶的应用的不同主题

教学过程：

导入：新陈代谢是生命与非生命最根本的区别。新陈代谢是由成千上万个错综复杂的化学反应构成，表现出极高的有序性。而生物体内代谢的高效、有序进行离不开酶。既然酶有这么重要的作用，并且在体内、体外均可发生催化作用。

首先了解一下酶在哪些方面都有应用。

一、酶在生产生活中的应用：

师：请各小组派代表将搜集到的酶的应用进行汇报。

生：小组开始交流讨论并派代表发言。（用自己制作的PPT进行汇报）

意图：培养学生资料的搜集与整理能力，小组的合作、交流与表达能力。

教师最后归纳总结：

1、酶与美容：随着年龄增大，酵素就会相对地减少，皮肤状况就会逐渐走下坡路。利用现代物质高科技可以提取出对皮肤有效的酵素(酶)，将其加入美容产品中就能加强肌肤的机能，改善皮肤的状况。针对不同的肌肤问题应用于化妆品的酵素主要有3种：蛋白分解酵素，脂肪分解酵素的抗氧化酵素。蛋白分解酵素主要针对角质代谢不良的肌肤，使皮肤恢复弹性，就得光滑细腻;脂肪分解酵素则主要作用于油脂分泌旺盛的肌肤，通过分解皮肤上多科的油脂，有效清洁肌肤，预防毛孔阻塞，通常也是被添加上洁肤用品中，抗氧化酵素能抵御自由基对皮肤所造成的氧化伤害，延缓皮肤老化的速度，对开始老化的肌肤很有效处。

2、酶在医药方面的应用：

①过酶活力变化进行疾病诊断

：

②用酶测定物质的量的变化进行疾病诊断

1

③酶在疾病治疗方面的应用

3、酶在生物技术方面的应用：

“分子手术刀

”——限制性核酸内切酶

“分子针线”——DNA 连接酶

4、酶在轻工、化工方面的应用：用酶进行原料处理；生产各种轻工、化工产品；增强产品的使用效果。

过渡：究竟加酶洗衣粉的洗涤效果如何？下面我们通过设计实验进行探究。

二、探究加酶洗衣粉的洗涤效果

师：如何探究加酶洗衣粉的洗涤效果？

生：思考讨论回答。（学生以小组为单位讨论探究步骤，派代表回答并进行组间讨论，最后教师总结）

师：总结如下：发现问题→提出问题→做出假设→设计实验→进行实验→分析结果，得出结论。

提出问题；加酶洗衣粉的洗涤效果是否比普通不加酶洗衣粉洗涤效果更好？

做出假设：加酶洗衣粉的洗涤效果比普通不加酶洗衣粉洗涤效果更好。

设计实验并进行小组实验：

1、实验原理：

(1) 加酶洗衣粉中的酶作用的原理

衣服上的污渍一般有：血、汗、油、色素和食物的汁液，从生物化学的角度分析，它们的化学成分就是淀粉、蛋白质、脂质等，这些物质都可以用专一性的酶水解去除。

(2) 洗衣粉的作用原理

一般洗衣粉：其成分中的表面活性剂能优先吸附在各种界面上，起到降低表面张力、改变体系界面状态的作用，而且这些物质中还含有疏水基团和亲水基团，在洗涤过程中起乳化作用和通透作用，使衣服中的脂肪类物质进入水中。WWW.ziyuanku.com加酶洗衣粉：除了具有表面活性剂的作用外，还有各种酶的水解作用，更有利于去除污渍。

2、实验步骤：

(1)将恒温水浴分别调至40 ℃

(2)取3个三角瓶(分别编号为：1、2、3)，继续下表的步骤。

三角瓶编号

加水

加洗衣粉(变量) 温度控制

1 100 mL 加酶洗衣粉

2 100 mL 不加酶的洗衣粉

3 100 mL 不加洗衣粉

(3)向上述3个三角瓶中各投放一块沾有鸡血的棉织物(已经放置1天以上)。

(4)不时摇动，观察水的颜色和棉布去污的速度。组间进行不同温度洗涤效果的比较。

(5)可用沾有油或淀粉糊的棉布进行同样洗涤，观察结果。

3．实验结果: 1、2、3号三角瓶之间的比较3个三角瓶一起放入40_℃水浴中

①水的颜色(浑浊度)：1＞2＞3。

2

②棉布去污的速度(由快至慢排列)：1＞2＞3。

4.得出结论:加酶洗衣粉的洗涤效果较一般洗衣粉更好。

合作探讨：

探讨1：在使用加酶洗衣粉时，为什么“切忌沸水冲溶”？

提示

沸水冲溶会造成洗衣粉中添加的酶变性失活，失去作用。

探讨2：能用加蛋白酶的洗衣粉洗涤丝织物吗？为什么？

提示：不能。丝织物的主要成分是蛋白质，蛋白酶可将其水解，降低丝织物的光滑度和强度。说明酶具有专一性. 探讨3：在任何条件下，使用加酶洗衣粉总比普通洗衣粉效果好吗？为什么？

提示：不是。酶活力易受温度、pH、抑制剂等的影响，在适宜的条件下，加酶洗衣粉的去污效果可能好于普通洗衣粉，若条件不适宜，如温度过高会使酶丧失活性，温度过低也会大大降低加酶洗衣粉的洗涤效果。

拓展提高：(采用讨论的形式,最后归纳总结)

1．常用酶制剂的种类及洗涤原理和实例

种类

蛋白酶

洗涤原理

可将蛋白质分解为易溶解或分散于洗涤液中的多肽

把脂肪水解为较易溶解的甘油和游离的脂肪酸

洗涤原理

能使淀粉迅速分解为可溶性的麦芽糖等

使纤维的结构变得蓬松，从而使渗入到纤维纤维素酶

深处的尘土和污垢能够与洗衣粉充分接触，达到更好的去污效果

2.加酶洗衣粉的类型

根据加入洗衣粉中酶制剂的不同，将加酶洗衣粉分为以下两种：

(1)单一加酶洗衣粉：只加入一种酶制剂的洗衣粉。WWW.ziyuanku.com 洗涤实例

血渍、奶渍及各种食品类的蛋白质污垢

食品的油渍、人体皮脂、口红

洗涤实例

来自面条、巧克力等的污垢

脂肪酶

种类

淀粉酶

(2)复合加酶洗衣粉：加入了多种酶制剂的洗衣粉，由于酶制剂之间可以发挥其独特的“协同效应”，因此与单一加酶洗衣粉相比对各种污渍都有较好的洗涤效果。

3．影响洗涤效果的因素

酶制剂的种类，污物的类型，水温、水量、水质，衣物的质料、大小，洗衣粉的用量，浸泡、洗涤时间等。

4．使用时的注意事项

(1)温度对酶制剂影响较大，温度低酶的活性受到抑制，不能充分发挥作用；温度高酶

3

变性失活，温度以40 ℃～70 ℃为好。

(2)酶制剂有极强的选择性，应根据不同的污垢选用不同的酶。

(3)加酶洗衣粉不宜长期储存，一般储存期为半年，超过一年酶的活性显著下降。

(4)酶在强酸、强碱中活性降低以至失活，所以加酶洗衣粉不能与强酸、强碱同用。

例题：下列关于加酶洗衣粉说法不正确的是(

) A．加酶洗衣粉的效果总比普通洗衣粉的效果好

B．加酶洗衣粉效果的好坏受很多因素影响

C．加酶洗衣粉中目前常用的酶制剂有蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶和纤维素酶

D．加酶洗衣粉相对普通洗衣粉更有利于环保

【思路点拨】

加酶洗衣粉与普通洗衣粉相比，虽然表面活性剂和三聚磷酸钠的含量较少，但添加了一定量的酶制剂。在酶的作用下，构成污渍的一些生物大分子被分解为可溶性的小分子，使污渍容易从衣物上脱落，即加酶洗衣粉的洗涤效果不仅没有降低，反而加强了。但是，由于酶具有专一性，只有洗衣粉中的酶与污渍相对应时，其优势才能发挥出来，如果不对应，加酶洗衣粉的洗涤效果可能不如普通洗衣粉。

【答案】

A 小结:我们通过本节课的学习了解了酶在科技、生活等各方面的应用。是对上节课酶的作用的补充，知识来源于生活再结合现代科学技术后又可应用于生活，学以致用。此外通过探究加酶洗衣粉的洗涤效果，初步掌握了科学探究的基本步骤。

板书提纲：

酶为生活添姿彩

一、酶在生产生活中的应用：

1、酶与美容：

2、酶在医药方面的应用：

3、酶在生物技术方面的应用：

4、酶在轻工、化工方面的应用：

二、探究加酶洗衣粉的洗涤效果

提出问题；加酶洗衣粉的洗涤效果是否比普通不加酶洗衣粉洗涤效果更好？

做出假设：加酶洗衣粉的洗涤效果比普通不加酶洗衣粉洗涤效果更好。

设计实验并进行实验：

1、实验原理：略

2、实验步骤：略

3．实验结果: 略

4.得出结论:加酶洗衣粉的洗涤效果较一般洗衣粉更好。

课后作业：

1．在验证某种加酶洗衣粉所需要的最适温度的实验中，叙述正确的是(

) A．取一系列不同温度、其他条件相同的水，加入相同的污染物及等量加酶洗衣粉，看哪一个温度中酶的效果最好

4

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 ℃

【解析】

在设计题述实验时要注意：(1)控制无关变量相同；(2)设置温度梯度，并且温度梯度的设计应遵循先大后小的原则。

【答案】

A 2．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，下列说法中不正确的是(

) A．该实验的原理是酶的高效性

B．自变量是不同种类的加酶洗衣粉

C．水质、水量、适宜pH等属于无关变量

D．因变量是加酶洗衣粉的洗涤效果

【解析】

探究不同种类加酶洗衣粉的洗涤效果实验的原理是酶的专一性。

【答案】

A 3．下列各项能表示酶活性高低的是(

) A．单位时间、单位体积内反应物的总量

B．一段时间后生成物的总量

C．一段时间后，一定体积中消耗的反应物的量

D．单位时间内底物的减少量或产物的生成量

【解析】

酶活性的高低可以用在一定条件下酶所催化的某一化学反应的反应速率表示，而酶促反应速率是指单位时间内底物的减少量或产物的生成量。

【答案】

D 4．用加酶洗衣粉洗涤衣物时，下列说法正确的是(

) A．可用添加碱性蛋白酶的洗衣粉洗涤毛料衣服

B．一般先用热水浸开，然后调至适宜温度

C．水温太低使洗衣粉的酶丧失活性

D．使用了添加碱性蛋白酶的洗衣粉后，应立即冲洗双手

【解析】

加酶洗衣粉中的蛋白酶会破坏毛料衣物结构；酶的作用需要适宜的条件，因此加酶洗衣粉不能用开水浸泡，否则会导致洗衣粉中的酶变性失活；低温能抑制酶的活性，但是不会使酶失活；由于皮肤的结构中有蛋白质成分，碱性蛋白酶洗衣粉也会损伤皮肤，洗完衣物后需要及时用清水冲洗双手。

【答案】

D 5．在探究不同温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响实验时，往往采用同一型号的小容量自动洗衣机洗涤衣物，其原因是(

) A．便于更好地控制变量 B．洗涤时间短

C．洗涤时更省力 D．可洗涤的衣物多

【解析】

采用小容量自动洗衣机洗涤衣物有利于更好地控制变量。

【答案】

A 6．某同学为了探究“温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响”提出如下实验思路，不合理的是(

) A．实验自变量为水温，设置温度为0 ℃、20 ℃、40 ℃、60 ℃、80 ℃、100 ℃

B．实验因变量是污布的清洁程度，洗涤结束后应先用清水漂洗污布再晾干、比较

5

C．实验无关变量有水量、衣物的质料与大小、洗衣粉的用量、浸泡与洗涤时间等

D．实验预期结果是某温度下洗涤后污布最干净，高于或低于这一温度污渍残留多

【解析】

A选项中对温度的设置，0 ℃不合适，因为此时水的状态是冰水混合物，不适合做此实验。最低温度通常情况下设置为5 ℃。

【答案】

A 7．加酶洗衣粉的酶不易失活，原因不可能是(

) A．通过基因工程生产出的特殊酶

B．用特殊化学物质将酶包裹，使其与洗涤剂隔离

C．加酶洗衣粉的酶是从耐酸、耐碱、耐高温的微生物中获得的

D．加酶洗衣粉的酶能耐酸、耐碱、耐高温

【解析】

加酶洗衣粉中的酶是科学家通过基因工程生产出来的特殊酶，不是从耐酸、耐碱、耐高温的微生物中直接获得的。

【答案】

C 8．在“探究pH对酶活性的影响”实验中，不正确的是(

) A．自变量是不同的pH梯度

B．控制不变的量有温度、底物浓度、酶浓度、反应时间等

C．可通过测定滤出的果汁体积判断果胶酶的最适pH D．pH过低时，果胶酶活性变小，但不失活

【解析】

过酸、过碱或温度过高，都会使酶变性，永久性失活。

【答案】

D 9．市场上有一种加酶洗衣粉，即在洗衣粉中加入少量的碱性蛋白酶，它的催化活性很强，衣物中的汗渍、血渍以及人体排放的蛋白质等遇到它，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棉丝品

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

【解析】

毛织品和蚕丝织品的主要成分是蛋白质，加酶洗衣粉中的蛋白酶能将其水解而破坏衣物。

【答案】

D 10．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

【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。

【答案】

A 11．下图是围绕加酶洗衣粉洗涤效果进行的研究结果。下列有关叙述中，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

6

【解析】

由图可知，本实验的自变量有温度和洗衣粉种类，因变量可能是污渍残留量，温度超过t2后，加酶洗衣粉中的酶可能失活。从图示可知，普通洗衣粉的最佳使用温度为t2，而加酶洗衣粉的最佳使用温度是t1。

【答案】

C 12．如图表示酶活性与温度的关系。下列叙述正确的是(

) A．当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性下降

B．当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升

C．酶活性在t2时比t1高，故t2时更适合酶的保存

D．酶活性在t1时比t2低，表明t1时酶的空间结构破坏

更严重

【解析】

在最适宜的温度下，酶的活性最高。温度偏高或偏低，酶活性都会明显降低。当反应温度由t1调到最适温度时，酶活性上升。温度过高，还会使酶的空间结构遭到破坏，使酶永久失活；0 ℃左右的低温虽然使酶的活性明显降低，但能使酶的空间结构保持稳定，在适宜的温度下酶的活性可以恢复，酶适于在低温下保存，故C、D错误。

【答案】

B 13．为了探究影响洗衣粉洗涤效果的因素，有人将一种无酶洗衣粉分成3等份，向甲、乙组洗衣粉中分别加入1种和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，实验结果记录如下表：

下列针对该实验的叙述正确的是(

) A．甲组洗衣粉中加入了蛋白酶和脂肪酶，乙组只加入了蛋白酶

B．将温度渐升至90 ℃，甲组清除血渍的时间会逐渐缩短

C．甲、乙两组洗衣粉洗涤效果有差异，说明酶的作用具有高效性

D．实验表明，提高洗衣粉去污能力的方法有加酶和适当提高温度

【解析】

血液中含有蛋白质和脂肪，油渍中不含蛋白质而含脂肪。分别将甲组和乙组与丙组进行比较，则甲组加入了蛋白酶，乙组加入了蛋白酶和脂肪酶，A错误。温度过高，酶会变性失活，B错误。由于甲、乙两组中都加入了酶，不能得出酶具有高效性的结论，只有在酶和无机催化剂的对照下，才能得出上述结论，C错误。由表格分析可知，针对污渍的成分添加相应的酶或一定范围内适当提高温度，都能缩短清除污渍的时间，D正确。

【答案】

D

7

14．目前市场上出售的洗衣粉有多种，如加蛋白酶洗衣粉、加复合酶洗衣粉、普通洗衣粉等。为了探究不同洗衣粉的洗涤效果，某同学按下表的顺序进行操作：

实验步骤

1 2 3 注入自

来水

放入含血

迹的衣服

控制水温

与时间

加入等量

洗衣粉

用玻璃

棒搅拌

观察洗

涤效果

烧杯(1 000 mL) 一

500 mL 1件

5 ℃

100 min 0.5 g蛋

白酶洗

衣粉

5 min

二

500 mL 1件

5 ℃

100 min 0.5 g复

合酶洗

衣粉

5 min

三

500 mL 1件

5 ℃

100 min 0.5 g普

通洗衣粉

5 min

四

500 mL 1件

5 ℃

100 min

4 5 6 5 min

(1)该实验的目的是______________________________________________。

(2)该同学在实验设计中存在两个问题，请你分析后，找出问题，并提出改进措施。

①问题：______________________________________________________。

改进措施：____________________________________________________。

②问题：______________________________________________________。

改进措施：____________________________________________________。

(3)在上述4组实验中，你认为对照组是第__________________________ 组烧杯。设置该组的目的是_________________________。

(4)某同学想用丝绸作为实验材料，探究上述洗衣粉的洗涤效果，你认为他这样做是否合适？并说明理由：

______________________________________。

【解析】

各组实验的洗衣粉种类不同，说明本实验的自变量为洗衣粉的种类，因此本实验的目的为探究不同种类的加酶洗衣粉的洗涤效果。探究不同洗衣粉的洗涤效果，必须在最适温度条件下进行实验，还要考虑对照原则和等量原则。实验中第四组烧杯为空白对照，可以排除干扰，使实验结果更加准确。丝绸中含有蛋白质，可能被洗衣粉中的蛋白酶水解，因此丝绸不能作为实验材料。

【答案】

(1)探究不同种类的洗衣粉的洗涤效果

(2)①含血迹衣服

选用有相同血迹、同样质地与大小的白布

②水温(5 ℃)

选择适合酶发挥催化作用的温度(适宜温度) (3)四

判断洗涤结果是由单一变量(不同洗衣粉)造成的，不是由其他因素造成的

(4)不合适，因为洗衣粉中的蛋白酶能水解丝绸中的蛋白质

8