2020秋高中生物人教版选修1课堂演练：专题4课题2探讨加酶洗衣粉的洗涤效果

2020秋高中生物人教版选修1课堂演练：专题4课题2探讨加酶洗衣粉的洗涤效果

专题 4 酶的研究与应用 课题 2 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果 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 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．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 解析：温度会影响酶的活性，其中高温会使酶变性失活，A 错误； 该实验的观察指标可以是相同洗涤时间内污渍的残留程度，B 正确； 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 时加酶洗衣粉的洗涤效果不一定好于普通洗衣粉，C 错误；由于酶 具有专一性，含有蛋白酶的洗衣粉不能洗涤毛料、羊毛等成分的衣物， 并且洗衣粉用量也会影响洗涤的效果，D 错误。 答案：B 3．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，能迅速、彻底清除衣物上的汗渍、血迹及人 体排放的蛋白质，下列衣料中不能用此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锦纶织品 A．②④ B．①②③ C．③④⑤ D．③⑤⑥ 解析：这种加酶洗衣粉中含有蛋白酶，蛋白质在这种酶的催化作 用下能被水解，所以不宜用此加酶洗衣粉洗涤含有蛋白质的衣料。① 的主要成分是纤维素。②④的主要成分是蛋白质。③⑤⑥是合成纤维 不含蛋白质。 答案：A 4．加酶洗衣粉中的“酶”有多种，对各种污渍要考虑其不同情况 选用不同的加酶洗衣粉，主要原因是( ) A．酶具有多样性 B．酶具有高效性 C．酶具有专一性 D．酶易受环境影响 解析：生活中各种污渍的成分有很大差别，如油渍主要是脂质， 血渍主要为蛋白质，从酶的专一性出发，使用时应有所区别。 答案：C 5．某生物学兴趣小组进行了“加酶洗衣粉最适温度的测量”实验， 下表是他们记录的不同温度除去不同污渍所需时间对照表，请依据表 中数据作答： 去除污渍时间 /min 水温℃ 5 20 30 40 50 60 70 80 植物油 48 39 30 20 17 11 12 20 蓝墨水 93 86 80 72 68 67 81 105 奶渍 48 43 28 12 6 4 12 17 (1)要达到最佳洗涤效果，使用加酶洗衣粉的最适温度范围是 ________。 (2)在适宜温度范围内，加酶洗衣粉对衣物上的________的洗涤效 果最佳，对____________的洗涤效果最差，其原因是___________ _____________________________________________________。 (3)羊毛、蚕丝等织物________(填“能”或“不能”)用加酶洗衣 粉洗涤，因为__________________________________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________。 解析：由题表数据可知，加酶洗衣粉在 50～60 ℃条件下洗涤效果 最好；加酶洗衣粉对奶渍有较强的去污力，说明加酶洗衣粉中有蛋白 酶，而羊毛和蚕丝的主要成分是蛋白质，如果使用加酶洗衣粉洗涤， 会对衣物造成破坏。 答案：(1)50～60 ℃ (2)奶渍 蓝墨水 奶渍的主要成分是蛋白质和脂肪，加酶洗衣粉 中含有碱性蛋白酶和碱性脂肪酶，能使蛋白质和脂肪等有机物水解， 但很难使蓝墨水中的成分水解 (3)不能 羊毛、蚕丝等织物的主要成分是蛋白质，加酶洗衣粉中 的蛋白酶能使蛋白质水解，从而使织物受到破坏 A 级 基础巩固 1．和普通洗衣粉相比，加酶洗衣粉( ) A．不含表面活性剂 B．三聚磷酸钠的含量减少 C．需要比较高的水温 D．洗涤效果优于普通洗衣粉 答案：B 2．如下图所示，某洗衣粉中有一生物活性物质。为验证其物质性， 进行了如下实验。下列的有关叙述中，不合理的是（ ） A.该洗衣粉中的生物活性物质是酶 B.实验甲中纱布上蛋白膜消失的原因是洗衣粉中的酶催化了蛋白质的 分解 C.实验乙中纱布上蛋白膜未消失的原因是煮沸使酶变性失活，不能分 解蛋白质 D.该实验中的自变量是温度高低，因变量是蛋白膜是否消失，甲是对 照组 解析：该实验中的自变量是温度，因变量是蛋白膜是否消失或消 失的时间长短，甲是实验组，乙是对照组。 答案：D 3．“衣领净”属于( ) A．单一型加酶洗衣粉 B．复合型加酶洗衣粉 C．浓缩型普通洗衣粉 D．以上三种都不是 解析：“衣领净”是一种复合型加酶洗衣粉，其性能优异，且对衣 物上的汗渍、奶渍、油渍、血渍、果汁等具有极强的清除功效。 答案：B 4．蛋白酶能分解其他蛋白质类的酶，但洗衣粉中，蛋白酶并没有 将其他几种酶分解掉，以下解释正确的是( ) A．蛋白酶处于抑制状态 B．其他几类酶不是蛋白质类 C．蛋白酶具有识别作用，不分解具有酶作用的蛋白质 D．缺少水环境并且各种酶在添加前已作了保护性修饰 解析：加酶洗衣粉中的酶经过了特殊的化学物质的包裹，使之与 其他成分隔离，这些酶在遇水后，包裹层分解，才能发挥作用。 答案：D 5．使用加酶洗衣粉的好处，不正确的是( ) A．有效去除衣服上的油渍、汗渍和血渍 B．使用加酶洗衣粉可减少对环境的污染 C．各种加酶洗衣粉的酶制剂对人体皮肤都没有伤害作用 D．水温过低时不宜使用加酶洗衣粉 解析：常见的加酶洗衣粉中含有蛋白酶和碱性脂肪酶，可以有效 去除衣服上的油渍、汗渍或血渍；温度、pH 等都会影响加酶洗衣粉洗 涤效果；加酶洗衣粉降低了表面活性剂和三聚磷酸钠的用量，使洗涤 剂朝低磷无磷的方向发展，减少对环境的污染；含碱性蛋白酶的洗衣 粉会分解人体皮肤表面的蛋白质，对人体皮肤有伤害作用。 答案：C 6．在探究不同种类加酶洗衣粉洗涤效果的实验中，下列关于控制 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 B 级 能力训练 7．下表是某生物兴趣小组为探究加酶洗衣粉的洗涤效果设计的实 验流程，请据下表分析回答： 实验步骤 烧杯(1 000 mL) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 1.注入自来水 500 mL 500 mL 500 mL 500 mL 2.放入含油迹的衣服 一件 一件 一件 一件 3.控制不同水温 10 ℃水 浴 10 30 ℃水 浴 10 50 ℃水 浴 10 70 ℃水 浴 10 min min min 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.观察并比较洗涤效果 (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，并提出改造措施： _______________________________________________________ ____________________________________________________。 (3)步骤 3 和步骤 4 顺序能否调换？请说明理由。 _______________________________________________________ _____________________________________________________。 (4)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ号试管加入洗衣粉的量、衣服上的油渍大小、 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)应选用大小相同的白布，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，应根据当地一年中的实际气温情况来确 定水温，如选取 5 ℃、15 ℃、25 ℃、35 ℃的水温 (3)不能调换。如果调换，达到设定温度前加酶洗衣粉中的酶已经 分解了部分油渍 (4)避免因水温、水量(水质、洗衣粉的量、衣物的质料及浸泡的时 间和洗涤时间等)不同，给实验结果带来误差 8．生产中使用的普通淀粉酶的最适温度在 40～60 ℃之间，而极 端耐热淀粉酶在 100 ℃仍能保持较高的活性，因此具有更为广泛的应 用前景。某同学正在设计一个实验以探究温度对两种淀粉酶活性的影 响，其中有些问题需要你的帮助。请回答下列问题： (1)此实验中除自变量和因变量外，还需要考虑______、________ 及________等因素。 (2)在此实验中，因变量可以用碘液和斐林试剂检测，两种试剂各 与何种物质反应生色？检测的是底物还是产物？_____________。 (3)假设实验结果如下表，请以坐标图的形式呈现出实验结果。 温度 ℃ 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 普通淀粉酶相对 活性% 6 25 43 67 83 65 22 2 0 0 耐热淀粉酶相对 活性% 6 15 25 48 76 92 100 98 82 65 解析：(1)在这个实验中，温度是自变量，可以改变酶的催化活性。 但在整个实验过程中，我们是通过测定反应速率来推知酶的活性的， 因此，只要是影响酶活性的因素或直接影响反应速率的其他因素，如 反应物的浓度，甚至实验的操作顺序都需要考虑在内。(2)碘液遇淀粉 呈蓝色，斐林试剂与还原糖在 50～65℃水浴的条件下生成砖红色沉淀， 该实验中，淀粉是反应物(即底物)，淀粉在酶的催化下水解成麦芽糖， 是还原糖，因此斐林试剂鉴定的是产物。(3)自变量温度一般作为横坐 标，酶的相对活性作为纵坐标。 答案：(1)底物淀粉液的浓度和数量 pH 及添加试剂的量 实验操 作顺序 (2)碘液与淀粉反应，检测的是底物；斐林试剂与还原糖反应， 检测的是产物 (3) 9．加酶洗衣粉是指含有酶制剂的洗衣粉，可以水解掉衣物上的蛋 白质等有机污渍。请回答下列问题： (1)构成碱性蛋白酶的基本单位是__________，碱性蛋白酶的合成 场所是细胞中的__________。 (2)由上图可知，该实验的目的是探究______________________ _____________________________________________________。 50 ℃时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量为__________%。 (3)如下所示为加酶洗衣粉包装袋上的产品说明： 注意事项 ①请将本产品置于阴凉、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。 根据有关知识，解释注意事项③的原因： _______________________________________________________ _____________________________________________________。 解析：(1)碱性蛋白酶的本质是蛋白质，其基本单位为氨基酸，在 核糖体上将氨基酸合成蛋白质。 (2)本实验的自变量有碱性蛋白酶含量和温度两个。分析曲线可知， 50 ℃时碱性蛋白酶的含量为 0.6%时去污力最强。 (3)酶的活性受温度、pH 影响，如果温度过高、过酸或过碱，酶将 会变性失活。 答案：(1)氨基酸 核糖体 (2)温度、碱性蛋白酶含量对去污力的 影响 0.6 (3)洗衣粉中所加酶的最适温度在 30～50 ℃之间，70 ℃以 上时酶会变性失活 10．为了保护环境，减少生活污水中磷元素的排放量，某工厂生 产了一种加酶洗衣粉，其包装袋上印有以下说明： 成分：含碱性蛋白酶等。 用法：洗涤前先将衣物浸于加有适量洗衣粉的水内数小时；使用 温水效果最佳。请勿用 60 ℃以上的热水。 注：切勿用于丝质及羊毛衣料；用后须彻底清洗双手。 请根据以上资料完成有关问题。 (1)质检局针对该洗衣粉设计了如下装置进行实验： 该实验的实验目的是___________________________________。 (2)某学生探索该洗衣粉中酶催化作用的最适温度，结果如下列曲 线图表示。 由图可知该加酶洗衣粉中所添加酶的最适温度是___________。 (3)试解释为什么此洗衣粉不能用于丝质及羊毛衣料的洗涤。 _____________________________________________________。 (4)大力推广使用加酶洗衣粉代替含磷洗衣粉，有利于生态环境的 保护，请解释原因。 _____________________________________________________。 解析：(1)通过图中的信息可以看出，该实验的目的是检验洗衣粉 中是否含有蛋白酶。(2)图中显示在 45 ℃时，该洗衣粉中的酶催化效率 最高。(3)丝质及羊毛衣料中含蛋白质，而该洗衣粉中含的蛋白酶会破 坏蛋白质的结构。(4)酶效率高，用量少，无污染。普通洗衣粉中含磷， 会污染环境。 答案：(1)检查该洗衣粉是否含有蛋白酶 (2)45 ℃ (3)丝质和羊毛衣料中含有蛋白质，使用该洗衣粉会损坏 衣物 (4)酶无毒，含量少，又能被微生物分解，不会引起水质富营养 化；而普通洗衣粉中含大量的磷元素，会导致水体富营养化，污染环 境 11．回答下列问题： (1)蛋白酶甲、乙、丙三者的活性随 pH 的变化如上图所示。通常， 用清水洗涤衣服上的新鲜血迹时，不应该使用开水，原因是 _______________________________________________________ _____________________________________________________。 若要去除衣服上的血渍，应选择含有____________(填“蛋白酶甲” “蛋白酶乙”或“蛋白酶丙”)的碱性洗衣粉，理由是________ _____________________________________________________。 (2)某同学为了洗去衣服上的油渍，洗衣时在市售的蛋白酶洗衣液 中添加脂肪酶，该同学的做法________(填“合理”或“不合理”)，理 由是_____________________________________________ ____________________________________________________。 (3)已知溶液 pH 可以影响酶活性，请推测 pH 影响某种蛋白酶活 性的原因可能是其影响了酶和底物分子中________________(填“羧基 和氨基”“氨基和甲基”“羧基和甲基”或“甲基和甲基”)等基团的解 离状态。 解析：本题主要考查加酶洗衣粉的洗涤原理与酶活性的影响因素。 (1)新鲜血迹中含有蛋白质，开水使血中的蛋白质变性而沉淀，难 以清洗；若要去除衣服上的血渍，应选择含有蛋白酶丙的碱性洗衣粉， 因为碱性条件下只有蛋白酶丙具有活性。 (2)因为洗衣液中含有的蛋白酶会降解脂肪酶，所以添加脂肪酶无 效。 (3)只有羧基和氨基可解离，pH 通过影响酶和底物分子羧基和氨基 的解离状态而影响酶的活性。 答案：(1)开水使血中的蛋白质变性而沉淀，难以清洗 蛋白酶丙 碱性条件下只有蛋白酶丙有活性 (2)不合理 蛋白酶会降解脂肪酶 (3)羧基和氨基