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课下能力提升（十） 探讨加酶洗衣粉的洗涤效果
【基础题组】
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
解析：选C 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．下列说法错误的是( )
A．加酶洗衣粉中的酶能够耐酸、耐碱、忍受表面活性剂和较高温度
B．加酶洗衣粉能够有效去除油渍、汗渍和血渍
C．衣服的洗涤只考虑洗涤效果就可以
D．科学研究中，研究变量的思路是一致的，只是在不同的问题情境下，具体做法不同
解析：选C 在洗涤衣物时，不仅要考虑洗涤效果，还要考虑衣物的承受能力、洗涤成本等因素。
3．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：选A 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。
4．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，衣物上的汗渍、血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
解析：
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选D 题中的毛织品、蚕丝织品中都含有蛋白质，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。
5．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些
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
解析：选B 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，是生物催化剂。
6．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 ℃
解析：选A 本实验的自变量是温度，其他条件应相同且适宜，酶的催化作用有一最适温度，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。
7．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：选B 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，应保持相同且适宜。
8．(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
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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
解析：选D 温度会影响酶活性，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，不必考虑使用普通洗衣粉和不加洗衣粉时的洗涤方式。
【能力题组】
9．下列关于加酶洗衣粉的相关叙述，正确的是( )
A．探究加酶洗衣粉的最适温度时，洗衣粉用量、污渍的种类属于自变量
B．目前加酶洗衣粉应用最广泛、效果最明显的是酸性蛋白酶和碱性脂肪酶
C．加酶洗衣粉与普通洗衣粉相比，不仅去污能力强，而且还能降低对环境的污染
D．加酶洗衣粉中的酶制剂是经改造过的，所以不会受到洗涤条件的影响
解析：选C 探究加酶洗衣粉的最适温度的实验中，温度是自变量；加酶洗衣粉中常添加碱性蛋白酶和碱性脂肪酶；普通洗衣粉中含有磷相对较多，含磷污水的排放可导致水体的富营养化而污染水体，而加酶洗衣粉不仅可以有效地清除衣物上的污渍，而且能够被微生物分解，减少对环境的污染；加酶洗衣粉中的酶制剂仍会受到洗涤条件的影响。
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[主要成分：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
解析：
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选D 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．本实验的自变量有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
解析：选C 该图示为多因子变量曲线，从图示可以看出本实验的自变量有温度和洗衣粉是否加酶，因变量可能是污渍残留量。从图示可以看出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·江苏高考)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
解析：选C 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
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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。
解析：(1)由题中表格获取信息，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)既然温度为单一变量，那么其他无关变量应保持相同且适宜。由于衣服的大小、颜色、洁净程度不好控制，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。该实验中水温的设定范围也不合理，且梯度过大。(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。
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气温变化来确定水温，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
14．某班级学生围绕加酶洗衣粉进行了两项实验，下图和表格分别是实验一和实验二的结果。分析回答：
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温度(℃)
20
30
40
50
60
70
80
普通洗衣粉去污力(%)
15
18
20
21
21.5
22
22
加酶洗衣粉去污力(%)
30
40
48
50
48
37
22
(1)实验一的自变量是____________________，50 ℃时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是________。
(2)根据实验二的结果可以得出的结论有：①________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
②__________________________________________________________________。
(3)80 ℃时两种洗衣粉去污力相当，其原因是________________。
(4)若要进一步探究加酶洗衣粉的最适洗涤温度，请提出你的设计思路。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)分析曲线图可知，该实验的自变量是碱性蛋白酶的含量和温度；50 ℃时加酶洗衣粉中碱性蛋白酶的最适含量是0.6%(去污力达到最大时所需的最低碱性蛋白酶含量)。(2)图表表示不同洗衣粉的去污力情况和不同温度下洗衣粉的去污力情况，根据图表可以得出的结论有：①20～70 ℃范围内(或在一定温度范围内)，相同温度条件下加酶洗衣粉的去污力比普通洗衣粉高；②使用加酶洗衣粉的适宜温度为50 ℃左右(或40～60 ℃)。(3)80 ℃时两种洗衣粉去污力相当，其原因是80 ℃下加酶洗衣粉中的酶失活。(4)若要进一步探究加酶洗衣粉的最适洗涤温度，可在40～60 ℃的范围内设置更小的温度梯度，重复以上实验。
答案：(1)碱性蛋白酶的含量和温度 0.6%
(2)①20～70 ℃范围内(或在一定温度范围内)，相同温度条件下加酶洗衣粉的去污力比普通洗衣粉高 ②使用加酶洗衣粉的适宜温度为50 ℃左右(或40～60 ℃)
(3)80 ℃下酶失活
(4)在40～60 ℃的范围内设置更小的温度梯度，重复以上实验
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：
请回答以下问题：
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(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，但温度再升或降到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________________________________________________________________________。
解析：(1)由图可知单一变量是是否将洗衣粉加热煮沸，如果该洗衣粉含有酶，酶在高温下会变性，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酶，故实验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低温能够使酶的活性降低，温度回升后活性可以恢复；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，但温度再调整到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。
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
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