生物:4..2《生物净化的原理及其应用》教案(新人教版选修2).pdf
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1、- 1 - / 11 第 2 节 生物净化的原理及其应用 一、 教学目标 1. 简述生物净化的概念,概述生物净化的原理和方法。 2. 举例说明生物净化。 3. 尝试搜集利用生物净化原理治理环境污染的资料。 二、教学重点和难点 1. 教学重点 生物净化的原理。 2. 教学难点 污水处理的原理。 三、教学策略 教师可以引导学生尝试做一些小实验,让他们切实感受到生物的 净化作用,从而提高他们的学习兴趣。例如,可以做教材中列举的土 壤对除草剂的分解作用有关的实验。还可以带领学生将塑料袋、一次 性餐盒等埋入实验室的花盆内,让学生观察记录分解的变化过程;可 以测定学校绿化区和教室中细菌含量,等等。通过亲自
2、动手,学生可 切实体会到生物的净化作用。 LmwT66Tk4Y 新课引入可以利用“从社会中来”的案例,比较治理石油污染 时,应用现代生物技术改造的工程菌除污与传统方法除污的不同点。 也可以让学生讨论身边的问题,如公路的绿化、污水的处理等等。使 学生理解生物的净化能力,学习生物净化的概念。LmwT66Tk4Y 教材的内容包含了植物的净化作用和微生物的净化作用两部分内 容。教师可以根据实际情况,侧重选择其中一个主题开展活动。例如 以污水处理为主题,带领同学参观污水处理厂,或调查当地水源的净 化情况,也可以对城市的某处治理成功的水域进行分析、总结,也可 - 2 - / 11 对某处污染水域进行调查,
3、尝试提出治理方案,并将建议提交环保部 门等。教学中应注意让学生接触社会、了解社会,并运用学过的知识 解决问题。如果选择植物的净化作用为主题,就可以对学校和小区的 绿地面积进行统计,查阅资料,评价目前选择的树种和栽种密度是否 适合,提出方案,并向学校或环保部门提交建议等。 LmwT66Tk4Y 四、参考答案 一)思考与探究 1. 有人利用水葫芦吸收水体中的重金属离子,以降低水体中重金属含 量,同时又利用这种水葫芦作为猪的饲料。你认为这种做法可行吗? 说出你的理由。LmwT66Tk4Y 提示:吸收了重金属的水葫芦作饲料,会对猪造成危害、严重时甚至 引起死亡。由于富集作用,人吃了这样的猪肉,健康也会
4、受到损害。 LmwT66Tk4Y 2. 用做吸收有毒有害物质的木本植物,成材以后是用于造纸好,还是 做家具好呢?为什么? 提示:吸收有毒物质的木本植物用于造纸还是做家具好?严格说都不 好。做成家具可能会释放吸附的有毒有害物质危害人体健康;用于造 纸则有可能造成对水资源的污染。 LmwT66Tk4Y 3. 假设你是一位园林设计师,在为不同区域的道路设计绿化方案时, 对化工厂、闹市区和居民区的行道树应选择不同的树种吗?请写出你 对这几种地区进行道路绿化的设计思路。 LmwT66Tk4Y 提示:化工厂附近的绿化应采用能够吸收空气或土壤污染物的树种, 如橡树和刺槐等可以吸收NO ,柑橘可以吸收低浓度的
5、HF 等。闹市区 应种植能够降低噪音、阻滞灰尘的树种,如松树林每年每公顷可滤除 粉尘 36 t 。而居民区则主要种植具有杀菌等作用的树种,如教材中提 到的悬铃木等。 LmwT66Tk4Y - 3 - / 11 二)旁栏思考题 稳定塘是一个人工生态系统吗? 答:是的。 五、参考资料 1. 绿色植物究竟是怎样净化环境的? 1)森林具有减尘、滞尘的作用。森林形体高大、枝叶茂盛,可使大 粒灰尘因风速减小而降落到地面;植物叶片表面多绒毛,粗糙不平, 有油脂或黏性物质,能吸附、滞留和黏着一部分粉尘。据计算,松树 林每年每公顷可滤除粉尘36 t ,橡树林56 t ,山毛榉林63 t 。 LmwT66Tk4Y
6、 2)植物的分泌物。我们知道许多植物含有毒物质,这些有毒物质并 非副产品,而是植物对抗昆虫、草食动物等的一种重要防御手段,在 自然生态平衡中起着关键作用。例如,多肽抗生素是生物界广泛存在 的一类生物活性物质,具有抗细菌或真菌的作用,有些还具有抗原 虫、病毒或癌细胞的功能。又如,大蒜分泌的大蒜辣素也是一种植物 抗生素,它对化脓性球菌、大肠杆菌、结核杆菌、炭疽杆菌、霉菌等 均有抑杀作用,同时还可增强机体的抵抗力。 LmwT66Tk4Y 3)吸收作用、固定作用。在长期的进化过程中,一些植物对污染环 境产生了适应性,能够吸收一种或几种污染物,特别是有毒金属,并 将其转移、贮存到茎叶中,从而达到净化污染
7、的效果。例如,十字花 科天蓝遏蓝菜可以从土壤中积累高达4% 的锌而没有明显的受伤害症 状,芥菜可以积累高浓度的铅。通过植物的吸收和在根部的累积、沉 淀,并将其移出农田,可以减少土壤污染物,减少污染物对环境和人 类健 康的 威胁 ,甚 至还可 以提 炼出 某些重 金 属,如 铜、铅 等。 LmwT66Tk4Y 在对大气污染物的吸收方面。在浓度较低时,植物可以吸收SO2 阔叶 - 4 - / 11 树比针叶树能够吸收更多的硫);当空气中碳氢化合物浓度大于5 mg/m3 ,CO浓度大于 1 mg/m3,NO浓度为 1.5 2.0 mg/m3 时,就有可 能产生光化学烟雾。光化学烟雾具有较大的毒性。橡
8、树和刺槐等可以 吸收光化学烟雾;柑橘可以吸收低浓度的HF ;而夹竹桃、芒果、细叶 榕等树种可以吸收Cl2 等。LmwT66Tk4Y 4)挥发作用。植物可以将土壤中的污染物吸收到体内后,再将其转 化为气态物质,释放到大气中。在这方面研究得最多的是植物对汞和 硒元素的吸收挥发。LmwT66Tk4Y 5)降解作用。植物可以用于石油化工污染物、泄漏燃料、农药、炸 药废物、氯代溶剂等有机污染物的治理。例如,裸麦可以促进脂肪烃 的生物降解,水牛草可以分解萘。植物降解的原理有:吸收降解、释 放降解酶和通过根系分泌物促进微生物的生长来加速污染物的分解 等。LmwT66Tk4Y 2. 微生物为什么有净化作用?
9、微生物通过以下方式进行净化。 1)降解作用。细菌、真菌和藻类都可以降解有机污染物。如好氧革 兰氏阴性杆菌和球菌可以降解石油烃、有机磷农药、甲草胺、氯苯 等;霉菌可以降解石油烃、敌百虫、扑草净等;藻类可以降解多种酚 类化合物。例如, 1989 年,美国阿拉斯加州最早大规模应用微生物降 解油轮搁浅后泄漏的3.8 t原油,在投入特殊的氮、磷营养盐后,促 进了当地石油降解菌的生长和繁殖,加速了油污的分解。LmwT66Tk4Y 2)共代谢。微生物的共代谢是指微生物能够分解有机物基质,但是 却不能利用这种基质作为能源和组成元素的现象。这类微生物有假单 胞菌属、不动杆菌属、诺卡式菌属、芽孢杆菌属等。LmwT
10、66Tk4Y 3)去毒作用。微生物通过转化、降解、矿化、聚合等反应,改变污 - 5 - / 11 染物的分子结构,从而降低或去除其毒性。如有机磷农药马拉硫磷可 以在 微生 物的 水解 作用下 ,被 分解 为含有 一 酸或二 酸的物 质。 LmwT66Tk4Y 但是,微生物的作用是复杂的,有些微生物在净化作用的同时,也有 毒化作用。这类微生物可以使无毒物质转化为有毒物质,从而产生新 的污染。如三氯乙烯能够在微生物作用下转化为氯乙烯,这是强致癌 物质。因此,在利用微生物进行净化的同时,要密切监视系统中有机 物分解的中间产物和最终产物及其毒性。 LmwT66Tk4Y 3. 我国目前对污水进行处理的主
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