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高中生物人教版 (新课标)选修2《生物科学与社会》第2节 生物净化的原理及其应用集体备课ppt课件
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这是一份高中生物人教版 (新课标)选修2《生物科学与社会》第2节 生物净化的原理及其应用集体备课ppt课件，共31页。PPT课件主要包含了生物净化的原理，污染物，放射性，抗生素，思维激活1，巩固1，生物净化的应用实例，思维激活2，水土流失，大气污染等内容，欢迎下载使用。
课程标准概述生物净化的原理和方法。课标解读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。
1．生物净化 生物净化是指生物通过自身的_____，使环境中的______ 数量减少，浓度下降，_____减轻，有害成分转化、分 解，直至消失的过程。2．绿色植物的净化作用 绿色植物的净化作用主要表现在三个方面：①吸收大气 中一定浓度范围内的____气体；②阻滞和_____大气中的 粉尘和______物质；③分泌_______等物质杀灭空气中的 细菌。
微生物的净化作用微生物的净化作用主要是分解土壤和水体中的____污染物。 动物有没有净化作用？提示 有。如动物中的分解者可分解净化一些有机污染物。
生物净化原理生物净化原理是利用某些生物(植物、动物和微生物)来结合钝化和分解转化环境中的污染物，使环境得以净化的过程。生物净化常分为结合钝化和分解转化两种方式。结合钝化是指通过生物体(如植物)结合、固定进入到体内的污染物，使之变成安全、低毒的结合态的生物净化方式。有些植物的根部会分泌一些物质吸附土壤和水体中的有害物质。分解转化是指进入生物体的污染物在生物体内有关酶的作用下，通过氧化、还原、水解等作用，逐步代谢为毒性较低或完全无毒性物质的生物净化方式。
绿色植物的净化作用(1)吸收大气中一定浓度范围内的有害气体。(2)阻滞和吸附大气中的粉尘和放射性物质。如山毛榉。(3)分泌抗生素等物质杀灭空气中的细菌。如悬铃木。(4)其他作用：①吸收和固定作用；②挥发作用；③降解作用。微生物的净化作用(1)降解作用。细菌、真菌和藻类都可降解有机污染物。(2)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。(3)去毒作用。微生物通过转化、降解、矿化、聚合等反应，改变污染物的分子结构，从而降低或去除其毒性。
下列不能被微生物分解的有机污染物是 ( )。A．人畜粪尿、农药 B．纤维素、农药C．人畜粪尿、蛋白质 D．塑料、尼龙解析 塑料、尼龙等有机物不能被微生物分解，人畜粪尿等有机物比较容易分解，纤维素、农药等有机物比较难分解。答案 D
通过植树造林可以净化大气中的各种污染物，如遏制风沙灾害、减少_________，降低_________等作用。植物可以通过吸收、_____或降解作用来净化土壤中的重金属污染物。目前，人们常常综合运用_______、化学法和生物法，以达到净化污水的作用。 稳定塘是人工生态系统吗？提示 是。
植物可以净化土壤中的重金属污染
生物净化污水(1)综合净化目前，人们常常将物理法、化学法和生物法综合运用，以达到净化污水的作用。具体流程如下：
(2)生态系统自动净化处理法此法较典型的是采用稳定塘的方法处理污水。①细菌、藻类等多种生物的作用将污水或废水排入特定的塘内后，在细菌、藻类等多种生物的作用下发生物质转化反应，能较好地降低有机污染物成分。②水生高等植物的净化作用灯心草、水烛、香蒲等水生高等植物，可以参与污水净化。
下列有关生物净化应用的叙述，错误的是 ( )。A．植物也能对土壤中的重金属污染起净化作用B．将污水或废水排入特定的稳定塘后，在细菌、藻类等 多种生物的作用下可发生物质转化反应C．三北防护林可以遏制风沙灾害、减少水土流失、降低 大气污染D．污水处理厂对污水处理时，首先利用微生物把污水中 的有机物分解成CO2、H2O，以及含氮、磷的无机盐 等，然后，再通过过滤、沉淀等方法，除去水中较大 的固体污染物
解析 污水处理厂对污水进行处理时，首先进行基本处理，即通过过滤、沉淀等方法，除去污水中的个体较大的固体污染物，再利用多种微生物，把污水中的有机物分解成CO2和H2O，以及含氮、磷的无机盐等，使污水得到净化。答案 D
有一学生在酿造厂的下游河道中取水样，取水地点分别在距酿造厂排污点1 km、3 km、5 km、7 km处，但取样瓶上的标记因某种原因没有了，为了确定四瓶水样的取水地点，该生想了一个办法，回到实验室后，在四瓶水样的瓶上分别标记上A、B、C、D后，再取一小瓶自来水标记为E瓶。分别滴入10滴质量分数为0.01%的亚甲基蓝溶液，观察记录褪色的时间(如下表)：
请仔细分析后回答下列问题。(1)取样地点距酿造厂最近和最远的样品分别是________和__________。(2)滴入亚甲基蓝后褪色的原因是________________________________________________________________________________。
(3)如果测定A、B、C、D四个样品的BOD值(生物需氧量)，从理论上分析BOD值最高的样品是_________________________。(4)根据上述分析，从酿造厂的排污点开始到7 km河段中，生物多样性指数最低的河段是__________。有大量藻类繁殖的河段应在_________________________________________________。(5)从上述结果分析，你认为在7 km处河段中，是否已得到了自净？__________。这说明了什么？_______________________。思维导图：
深度剖析 生态系统受轻度污染后都具有一定的自净能力，称为生态系统的自动调节能力。在水域生态系统中受到有机物污染后，在自净过程中发生的各种变化可用下面的曲线表示：
由曲线图可知，含碳有机物含量越多，细菌数量也越多。用亚甲基蓝溶液被降解的速度可以代表水中有机物被降解的速度，因为亚甲基蓝也是一种有机物，会被细菌同步降解。BOD值是指水中的含碳有机物被细菌彻底氧化分解所消耗的氧气的量，称为生物需氧量，英文缩写即为BOD。BOD值越高，水中的有机物越多，污染越严重；反之，BOD值越低，说明水中有机物越少，污染程度越轻，甚至未被污染。被有机物污染的水域常常会出现富营养化的现象，其原因是有机物中含N和P，在有机物被降解时，这些有机氮和有机磷便以无机氮和无机磷的形式被释放出来，无机氮和无机磷在水体中含量高会导致藻类的大量繁殖，在水体中有大量藻类时会通过光合作用制造氧气，所以水中溶氧量会增加，但过度繁殖会进一步增加水中的有机
物，从而使BOD值升高，水中溶氧量下降，水生生物的生存受到威胁。但如果有机物的污染是轻度的，一般不会出现严重的富营养化现象，水体会很快得到净化。答案 (1)B D (2)细菌在生命活动过程中将亚甲基蓝降解(或分解了)，所以亚甲基蓝的颜色褪了 (3)B(4)从排污点到1 km河段 距排污点约3～5 km的河段中 (5)基本得到了自净 生态系统具有一定的自动调节能力
归纳整合(1)生物净化技术生物净化技术的基本原理就是通过一定的技术手段，人为地放大和强化生态系统的自净能力，从而达到有效治理环境污染的目的。迄今为止，应用最广泛的生物净化技术是污水生物处理技术。污水生物处理技术的基本原理是利用处理系统中的各种微生物的代谢作用除去污水中的污染物，其具体工艺可分为活性污泥法、悬浮细胞法、生物膜法等多种类型。(2)水体净化过程中各种成分的变化(见下图)
(3)生物方法治理环境污染有很多优点在净化环境的过程中，对环境的二次污染比较小或者不产生二次污染；还可以产生许多其他的生产资料，如在治理污染的同时，还可以发展林业，获得林产品；也可以利用活性污泥法生产生物肥料等。
据调查，闹市区里的空气中的细菌数目比绿色区高许多倍，这是因为某些植物能 ( )。A．吸收有毒气体 B．分泌抗生素C．蒸腾水分 D．制造氧气解析 某些植物如悬铃木、橙、圆柏等能够分泌抗生素，杀死细菌。答案 B
下列对垃圾的处理方法不正确的是 ( )。A．将垃圾分类回收利用 B．将垃圾堆肥C．将垃圾在空旷地焚烧 D．将垃圾填埋解析 将垃圾在空旷地进行焚烧，会产生大量有害气体，从而污染空气，破坏自然环境。答案 C
许多林木对大气粉尘污染起到阻滞、过滤作用，其原因是 ( )。①林木枝叶茂盛，能减小风速 ②叶面有茸毛，能分泌油脂和黏性物质 ③能分泌强大的抗生素 ④能吸收各种有毒气体 ⑤蒙尘的植物经雨水的冲洗后又能迅速恢复以阻拦尘埃A．①④ B．③④ C．①②⑤ D．②③⑤解析 考查森林在环境保护中的作用，属于理解层次。林木对大气中粉尘污染能起到阻滞、过滤作用。由于林木的枝叶茂盛，能够减小风速，因而可以使大气中携带的大粒灰尘沉降地面。同时，植物的叶表面粗糙，而且多生茸毛，有的还能分泌油脂和黏性物质，这些都能吸附、滞留空气中的一部分粉尘，从而使大气得到净化。而蒙尘的植物经雨水的冲洗后，又能迅速恢复以阻拦尘埃。答案 C
下列植物被誉为“天然吸尘器”的是( )。A．木槿 B．梧桐 C．泡桐 D．大叶黄杨解析 泡桐树干挺直，叶大具毛，分泌黏液，能吸附粉尘，净化空气，并对SO2、Cl2、HCl、HF等有毒气体有较强的抗性，被称为“天然吸尘器”。答案 C
在自然界中，有一类细菌能产生一些酶类，这些酶能将某些重金属还原，使其形成难溶性盐等结构稳定的低毒或无毒的化合物，这种净化方式是 ( )。A．结合钝化方式 B．分解转化方式C．两种方式都有 D．两种方式均不是解析 污染物在生物体内有关酶的作用下，通过氧化、还原、水解等作用，逐步代谢为毒性较低或完全无毒的物质的方式为分解转化方式。答案 B
把过多的未经处理的垃圾直接倾倒入河流中，会使水中的氧气量减少，进而可导致 ( )。A．河水温度降低B．河水中矿物质浓度降低C．河水中有氧呼吸的水生生物增加D．河水中无氧呼吸的水生生物增加解析 河水中氧气量减少，会导致河水中无氧呼吸的生物增加，矿物质浓度增加，水温升高。答案 D
阅读材料，回答下面的问题。我国是严重缺水的国家，被联合国列为13个贫水国之一，每年因缺水造成的粮食减产高达5.0×109 kg，经济损失达120亿元。曾经哺育过中华民族的黄河从20世纪80年代起年年断流，1996年断流超过150 d，损失超过100亿元。水资源短缺成为制约我国经济发展的瓶颈。
正因为如此，人们采用生物技术进行污水净化(净化成本低于海水淡化)，下面是美国加州和我国深圳的污水处理工艺流程图(如图所示)。
(1)流程中稳定塘(包括曝气塘)主要是利用水中微生物的________来降低水中的有机污染物质。(2)人工潜流湿地种有多种植物，这些植物根系与床体填料表面中生长了大量的微生物，并形成生物膜。废水流经时，固态悬浮物被填料及根系阻挡、截留，这相当于________作用；有机物通过生物膜除去，其中的植物还有________空气的作用。(3)粒状炭柱的作用主要是________。(4)臭氧消毒是利用臭氧的________来分解有毒物质和杀死有害微生物。
解析 考查生物净化的具体应用，特别是水的净化过程。答案 (1)分解作用 (2)过滤 净化 (3)吸附污水中的微生物有毒物质 (4)强氧化性
课程标准概述生物净化的原理和方法。课标解读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。
1．生物净化 生物净化是指生物通过自身的_____，使环境中的______ 数量减少，浓度下降，_____减轻，有害成分转化、分 解，直至消失的过程。2．绿色植物的净化作用 绿色植物的净化作用主要表现在三个方面：①吸收大气 中一定浓度范围内的____气体；②阻滞和_____大气中的 粉尘和______物质；③分泌_______等物质杀灭空气中的 细菌。
微生物的净化作用微生物的净化作用主要是分解土壤和水体中的____污染物。 动物有没有净化作用？提示 有。如动物中的分解者可分解净化一些有机污染物。
生物净化原理生物净化原理是利用某些生物(植物、动物和微生物)来结合钝化和分解转化环境中的污染物，使环境得以净化的过程。生物净化常分为结合钝化和分解转化两种方式。结合钝化是指通过生物体(如植物)结合、固定进入到体内的污染物，使之变成安全、低毒的结合态的生物净化方式。有些植物的根部会分泌一些物质吸附土壤和水体中的有害物质。分解转化是指进入生物体的污染物在生物体内有关酶的作用下，通过氧化、还原、水解等作用，逐步代谢为毒性较低或完全无毒性物质的生物净化方式。
绿色植物的净化作用(1)吸收大气中一定浓度范围内的有害气体。(2)阻滞和吸附大气中的粉尘和放射性物质。如山毛榉。(3)分泌抗生素等物质杀灭空气中的细菌。如悬铃木。(4)其他作用：①吸收和固定作用；②挥发作用；③降解作用。微生物的净化作用(1)降解作用。细菌、真菌和藻类都可降解有机污染物。(2)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。(3)去毒作用。微生物通过转化、降解、矿化、聚合等反应，改变污染物的分子结构，从而降低或去除其毒性。
下列不能被微生物分解的有机污染物是 ( )。A．人畜粪尿、农药 B．纤维素、农药C．人畜粪尿、蛋白质 D．塑料、尼龙解析 塑料、尼龙等有机物不能被微生物分解，人畜粪尿等有机物比较容易分解，纤维素、农药等有机物比较难分解。答案 D
通过植树造林可以净化大气中的各种污染物，如遏制风沙灾害、减少_________，降低_________等作用。植物可以通过吸收、_____或降解作用来净化土壤中的重金属污染物。目前，人们常常综合运用_______、化学法和生物法，以达到净化污水的作用。 稳定塘是人工生态系统吗？提示 是。
植物可以净化土壤中的重金属污染
生物净化污水(1)综合净化目前，人们常常将物理法、化学法和生物法综合运用，以达到净化污水的作用。具体流程如下：
(2)生态系统自动净化处理法此法较典型的是采用稳定塘的方法处理污水。①细菌、藻类等多种生物的作用将污水或废水排入特定的塘内后，在细菌、藻类等多种生物的作用下发生物质转化反应，能较好地降低有机污染物成分。②水生高等植物的净化作用灯心草、水烛、香蒲等水生高等植物，可以参与污水净化。
下列有关生物净化应用的叙述，错误的是 ( )。A．植物也能对土壤中的重金属污染起净化作用B．将污水或废水排入特定的稳定塘后，在细菌、藻类等 多种生物的作用下可发生物质转化反应C．三北防护林可以遏制风沙灾害、减少水土流失、降低 大气污染D．污水处理厂对污水处理时，首先利用微生物把污水中 的有机物分解成CO2、H2O，以及含氮、磷的无机盐 等，然后，再通过过滤、沉淀等方法，除去水中较大 的固体污染物
解析 污水处理厂对污水进行处理时，首先进行基本处理，即通过过滤、沉淀等方法，除去污水中的个体较大的固体污染物，再利用多种微生物，把污水中的有机物分解成CO2和H2O，以及含氮、磷的无机盐等，使污水得到净化。答案 D
有一学生在酿造厂的下游河道中取水样，取水地点分别在距酿造厂排污点1 km、3 km、5 km、7 km处，但取样瓶上的标记因某种原因没有了，为了确定四瓶水样的取水地点，该生想了一个办法，回到实验室后，在四瓶水样的瓶上分别标记上A、B、C、D后，再取一小瓶自来水标记为E瓶。分别滴入10滴质量分数为0.01%的亚甲基蓝溶液，观察记录褪色的时间(如下表)：
请仔细分析后回答下列问题。(1)取样地点距酿造厂最近和最远的样品分别是________和__________。(2)滴入亚甲基蓝后褪色的原因是________________________________________________________________________________。
(3)如果测定A、B、C、D四个样品的BOD值(生物需氧量)，从理论上分析BOD值最高的样品是_________________________。(4)根据上述分析，从酿造厂的排污点开始到7 km河段中，生物多样性指数最低的河段是__________。有大量藻类繁殖的河段应在_________________________________________________。(5)从上述结果分析，你认为在7 km处河段中，是否已得到了自净？__________。这说明了什么？_______________________。思维导图：
深度剖析 生态系统受轻度污染后都具有一定的自净能力，称为生态系统的自动调节能力。在水域生态系统中受到有机物污染后，在自净过程中发生的各种变化可用下面的曲线表示：
由曲线图可知，含碳有机物含量越多，细菌数量也越多。用亚甲基蓝溶液被降解的速度可以代表水中有机物被降解的速度，因为亚甲基蓝也是一种有机物，会被细菌同步降解。BOD值是指水中的含碳有机物被细菌彻底氧化分解所消耗的氧气的量，称为生物需氧量，英文缩写即为BOD。BOD值越高，水中的有机物越多，污染越严重；反之，BOD值越低，说明水中有机物越少，污染程度越轻，甚至未被污染。被有机物污染的水域常常会出现富营养化的现象，其原因是有机物中含N和P，在有机物被降解时，这些有机氮和有机磷便以无机氮和无机磷的形式被释放出来，无机氮和无机磷在水体中含量高会导致藻类的大量繁殖，在水体中有大量藻类时会通过光合作用制造氧气，所以水中溶氧量会增加，但过度繁殖会进一步增加水中的有机
物，从而使BOD值升高，水中溶氧量下降，水生生物的生存受到威胁。但如果有机物的污染是轻度的，一般不会出现严重的富营养化现象，水体会很快得到净化。答案 (1)B D (2)细菌在生命活动过程中将亚甲基蓝降解(或分解了)，所以亚甲基蓝的颜色褪了 (3)B(4)从排污点到1 km河段 距排污点约3～5 km的河段中 (5)基本得到了自净 生态系统具有一定的自动调节能力
归纳整合(1)生物净化技术生物净化技术的基本原理就是通过一定的技术手段，人为地放大和强化生态系统的自净能力，从而达到有效治理环境污染的目的。迄今为止，应用最广泛的生物净化技术是污水生物处理技术。污水生物处理技术的基本原理是利用处理系统中的各种微生物的代谢作用除去污水中的污染物，其具体工艺可分为活性污泥法、悬浮细胞法、生物膜法等多种类型。(2)水体净化过程中各种成分的变化(见下图)
(3)生物方法治理环境污染有很多优点在净化环境的过程中，对环境的二次污染比较小或者不产生二次污染；还可以产生许多其他的生产资料，如在治理污染的同时，还可以发展林业，获得林产品；也可以利用活性污泥法生产生物肥料等。
据调查，闹市区里的空气中的细菌数目比绿色区高许多倍，这是因为某些植物能 ( )。A．吸收有毒气体 B．分泌抗生素C．蒸腾水分 D．制造氧气解析 某些植物如悬铃木、橙、圆柏等能够分泌抗生素，杀死细菌。答案 B
下列对垃圾的处理方法不正确的是 ( )。A．将垃圾分类回收利用 B．将垃圾堆肥C．将垃圾在空旷地焚烧 D．将垃圾填埋解析 将垃圾在空旷地进行焚烧，会产生大量有害气体，从而污染空气，破坏自然环境。答案 C
许多林木对大气粉尘污染起到阻滞、过滤作用，其原因是 ( )。①林木枝叶茂盛，能减小风速 ②叶面有茸毛，能分泌油脂和黏性物质 ③能分泌强大的抗生素 ④能吸收各种有毒气体 ⑤蒙尘的植物经雨水的冲洗后又能迅速恢复以阻拦尘埃A．①④ B．③④ C．①②⑤ D．②③⑤解析 考查森林在环境保护中的作用，属于理解层次。林木对大气中粉尘污染能起到阻滞、过滤作用。由于林木的枝叶茂盛，能够减小风速，因而可以使大气中携带的大粒灰尘沉降地面。同时，植物的叶表面粗糙，而且多生茸毛，有的还能分泌油脂和黏性物质，这些都能吸附、滞留空气中的一部分粉尘，从而使大气得到净化。而蒙尘的植物经雨水的冲洗后，又能迅速恢复以阻拦尘埃。答案 C
下列植物被誉为“天然吸尘器”的是( )。A．木槿 B．梧桐 C．泡桐 D．大叶黄杨解析 泡桐树干挺直，叶大具毛，分泌黏液，能吸附粉尘，净化空气，并对SO2、Cl2、HCl、HF等有毒气体有较强的抗性，被称为“天然吸尘器”。答案 C
在自然界中，有一类细菌能产生一些酶类，这些酶能将某些重金属还原，使其形成难溶性盐等结构稳定的低毒或无毒的化合物，这种净化方式是 ( )。A．结合钝化方式 B．分解转化方式C．两种方式都有 D．两种方式均不是解析 污染物在生物体内有关酶的作用下，通过氧化、还原、水解等作用，逐步代谢为毒性较低或完全无毒的物质的方式为分解转化方式。答案 B
把过多的未经处理的垃圾直接倾倒入河流中，会使水中的氧气量减少，进而可导致 ( )。A．河水温度降低B．河水中矿物质浓度降低C．河水中有氧呼吸的水生生物增加D．河水中无氧呼吸的水生生物增加解析 河水中氧气量减少，会导致河水中无氧呼吸的生物增加，矿物质浓度增加，水温升高。答案 D
阅读材料，回答下面的问题。我国是严重缺水的国家，被联合国列为13个贫水国之一，每年因缺水造成的粮食减产高达5.0×109 kg，经济损失达120亿元。曾经哺育过中华民族的黄河从20世纪80年代起年年断流，1996年断流超过150 d，损失超过100亿元。水资源短缺成为制约我国经济发展的瓶颈。
正因为如此，人们采用生物技术进行污水净化(净化成本低于海水淡化)，下面是美国加州和我国深圳的污水处理工艺流程图(如图所示)。
(1)流程中稳定塘(包括曝气塘)主要是利用水中微生物的________来降低水中的有机污染物质。(2)人工潜流湿地种有多种植物，这些植物根系与床体填料表面中生长了大量的微生物，并形成生物膜。废水流经时，固态悬浮物被填料及根系阻挡、截留，这相当于________作用；有机物通过生物膜除去，其中的植物还有________空气的作用。(3)粒状炭柱的作用主要是________。(4)臭氧消毒是利用臭氧的________来分解有毒物质和杀死有害微生物。
解析 考查生物净化的具体应用，特别是水的净化过程。答案 (1)分解作用 (2)过滤 净化 (3)吸附污水中的微生物有毒物质 (4)强氧化性
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