高中生物 第4章 生物科學(xué)與環(huán)境保護(hù) 4.1 生物性污染及其預(yù)防 4.2 生物凈化的原理及其應(yīng)用課件 新人教版選修2

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1、第4 4章生物科學(xué)與環(huán)境保護(hù)第1 1節(jié)生物性污染及其預(yù)防第2 2節(jié)生物凈化的原理及其應(yīng)用1.舉例說(shuō)出生物入侵,并能指出生物入侵的危害。2.簡(jiǎn)述生物性污染的概念,識(shí)別生物性污染。3.嘗試提出解決身邊的生物性污染的措施。4.簡(jiǎn)述生物凈化的概念,概述生物凈化的原理和方法。5.舉例說(shuō)明生物凈化。6.嘗試搜集利用生物凈化原理治理環(huán)境污染的資料。一二一、生物性污染及其預(yù)防1.生物入侵一種生物經(jīng)自然或人為的途徑從原來(lái)的分布區(qū)域遷入一個(gè)新的區(qū)域里迅速地繁殖、擴(kuò)散,對(duì)遷入地區(qū)的生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重危害的現(xiàn)象,稱為生物入侵。2.生物性污染(1)污染物:引起生物性污染的污染物,主要是對(duì)人和當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)

2、系統(tǒng)造成危害的生物。(2)生物性污染的種類動(dòng)物污染:主要是有害昆蟲(chóng)、寄生蟲(chóng)、原生動(dòng)物和水生動(dòng)物等。植物污染:主要是雜草、某些樹(shù)種和藻類等。微生物污染:包括病毒、細(xì)菌和真菌等。(3)生物性污染的特點(diǎn):一是預(yù)測(cè)難;二是潛伏期長(zhǎng);三是破壞性大。一二3.生物性污染的防治(1)生物性污染的原因:有自然因素,更多的是人為因素。(2)防治措施赤潮和水華的防治:避免水體的富營(yíng)養(yǎng)化,盡量減少污染物的產(chǎn)生。生物入侵的防治:主要采取預(yù)防的措施。加強(qiáng)生物性污染的基礎(chǔ)理論研究,建立國(guó)家監(jiān)控體系和數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)已發(fā)生的生物性污染,采取措施進(jìn)行治理,防止其繼續(xù)傳播、擴(kuò)散?？刂浦虏〉募?xì)菌、病毒等排入水體和土壤,也是預(yù)防生物性污染

3、的重要措施。一二二、生物凈化的原理及其應(yīng)用1.生物凈化的原理(1)生物凈化:指生物通過(guò)自身的代謝,使環(huán)境中的污染物數(shù)量減少,濃度下降,毒性減輕,有害成分轉(zhuǎn)化、分解,直至消失的過(guò)程。(2)綠色植物的凈化作用(三個(gè)方面)吸收大氣中一定濃度范圍內(nèi)的有害氣體。阻滯和吸附大氣中的粉塵和放射性物質(zhì)。分泌抗生素等物質(zhì)殺滅空氣中的細(xì)菌。(3)微生物的凈化作用:主要是分解土壤和水體中的有機(jī)污染物。一二2.生物凈化的應(yīng)用舉例(1)通過(guò)植樹(shù)造林可以凈化大氣中的各種污染物。以三北防護(hù)林體系為例,其作用為遏制風(fēng)沙災(zāi)害、減少水土流失、降低大氣污染。(2)植物可以凈化土壤中的重金屬污染物。作用方式:通過(guò)吸收、富集或降解作用

4、去除重金屬污染物。一二(3)生物凈化污水作用方式目前人們常常將物理法、化學(xué)法和生物法綜合運(yùn)用,以達(dá)到凈化污水的作用。生物凈化污水的具體流程一二三四一、生物入侵產(chǎn)生危害的原因1.外來(lái)物種進(jìn)入新的生態(tài)系統(tǒng)之后,由于沒(méi)有天敵,極易造成生長(zhǎng)失控,破壞生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。2.外來(lái)物種在新的生態(tài)系統(tǒng)中,通過(guò)與當(dāng)?shù)匚锓N競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)或食物、分泌釋放化學(xué)物質(zhì)、形成大面積單優(yōu)勢(shì)群落等方式,直接影響本地物種的生存,加速某些生活力較弱的物種的消失。3.外來(lái)物種進(jìn)入新的生態(tài)系統(tǒng)后,作為掠奪者、寄生者或病原體,會(huì)使受害者和寄主的數(shù)量發(fā)生變化。尤其是外來(lái)物種在適宜的生態(tài)和氣候條件下,往往會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)或林業(yè)造成嚴(yán)重的損害。4.有些

5、外來(lái)植物產(chǎn)生的花粉,是當(dāng)?shù)鼐用駨奈唇佑|過(guò)的物質(zhì),可能成為對(duì)人類健康造成威脅的新過(guò)敏原。一二三四二、在進(jìn)行生物防治時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題1.生物防治的制劑產(chǎn)品穩(wěn)定性不高,不耐長(zhǎng)期貯藏,貨架周期短;應(yīng)用技術(shù)復(fù)雜,不容易被使用者掌握;由于自然界中植物、微生物和環(huán)境之間的關(guān)系極其復(fù)雜,其應(yīng)用后防治效果能否穩(wěn)定持久,大多不能預(yù)見(jiàn)。2.生物防治對(duì)生態(tài)和環(huán)境也有副作用。如引進(jìn)的天敵昆蟲(chóng)可能對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)某些破壞性作用;活體微生物的應(yīng)用可能對(duì)其他自然界微生物群、人畜體內(nèi)的微生物群產(chǎn)生干擾,可能誘發(fā)人、畜免疫能力的突變或拮抗作用;生物防治的安全利用要求有一定的寄主范圍。一二三四3.生物防治不能完全代替化學(xué)農(nóng)藥。由于抗藥

6、性、效果、成本等因素,在實(shí)際應(yīng)用時(shí),必須考慮包括化學(xué)農(nóng)藥、施肥管理、品種、生物防治等多因素在內(nèi)的綜合防治體系,發(fā)展病蟲(chóng)害的綜合防治技術(shù)。4.建立生物防治的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)機(jī)制。對(duì)外來(lái)生物和生物防治的生態(tài)后果進(jìn)行評(píng)價(jià),制定生物防治安全應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。5.根據(jù)國(guó)情,因地制宜地保護(hù)和開(kāi)發(fā)利用我國(guó)的生物防治資源,充分發(fā)揮天敵對(duì)害蟲(chóng)的自然控制作用,降低生物防治的成本;加強(qiáng)宣傳教育,提高國(guó)民對(duì)生物資源的認(rèn)識(shí)和生物防治意識(shí);重視生物防治“治”的技術(shù)和“防”的研究與應(yīng)用。一二三四三、綠色植物對(duì)環(huán)境的凈化作用1.減塵、滯塵作用森林形體高大、枝葉茂盛,可使大?；覊m因風(fēng)速減小而降落到地面;植物葉片表面多絨毛,粗糙不平,有油脂或

7、黏性物質(zhì),能吸附、滯留和黏著一部分粉塵。2.防御、殺菌作用我們知道許多植物含有毒物質(zhì),這些有毒物質(zhì)并非副產(chǎn)品,而是植物對(duì)抗昆蟲(chóng)、草食動(dòng)物等的一種重要防御手段,在自然生態(tài)平衡中起著關(guān)鍵作用。例如,多肽抗生素是生物界廣泛存在的一類生物活性物質(zhì),具有抗細(xì)菌或真菌的作用,有些還具有抗原蟲(chóng)、病毒或癌細(xì)胞的功能。又如,大蒜分泌的大蒜辣素也是一種植物抗生素,它對(duì)化膿性球菌、大腸桿菌、結(jié)核桿菌、炭疽桿菌、霉菌等均有抑殺作用,同時(shí)還可增強(qiáng)機(jī)體的抵抗力。一二三四3.吸收、固定作用在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中,一些植物對(duì)污染環(huán)境產(chǎn)生了適應(yīng)性,能夠吸收一種或幾種污染物,特別是有毒金屬,并將其轉(zhuǎn)移、貯存到莖葉中,從而達(dá)到凈化污染

8、的效果。通過(guò)植物的吸收和在根部的累積、沉淀,可以減少土壤污染物,減少污染物對(duì)環(huán)境和人類健康的威脅,甚至還可以提煉出某些重金屬,如銅、鉛等。4.揮發(fā)作用植物可以將土壤中的污染物吸收到體內(nèi)后,再將其轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì),釋放到大氣中。在這方面研究最多的是植物對(duì)汞元素和硒元素的吸收、揮發(fā)。一二三四5.降解作用植物可以用于石油化工污染物、泄漏燃料、農(nóng)藥、炸藥廢物、氯代溶劑等有機(jī)污染物的治理。植物降解的原理:吸收降解、釋放降解酶和通過(guò)根系分泌物促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)來(lái)加速污染物的分解等。一二三四四、微生物的凈化作用1.降解作用細(xì)菌、真菌和藻類都可以降解有機(jī)污染物。如好氧革蘭氏陰性桿菌和球菌可以降解石油烴、有機(jī)磷農(nóng)藥

9、、甲草胺、氯苯等;霉菌可以降解石油烴、敵百蟲(chóng)、撲草凈等;藻類可以降解多種酚類化合物。2.共代謝微生物的共代謝是指微生物能夠分解有機(jī)物基質(zhì),但是卻不能利用這種基質(zhì)作為能源和組成元素的現(xiàn)象。一二三四3.去毒作用微生物通過(guò)轉(zhuǎn)化、降解、礦化、聚合等反應(yīng),改變污染物的分子結(jié)構(gòu),從而降低或去除其毒性。但是,微生物的作用是復(fù)雜的,有些微生物在發(fā)揮凈化作用的同時(shí),也有毒化作用。這類微生物可以使無(wú)毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有毒物質(zhì),從而產(chǎn)生新的污染。如三氯乙烯能夠在微生物作用下轉(zhuǎn)化為氯乙烯,這是強(qiáng)致癌物質(zhì)。因此,在利用微生物進(jìn)行凈化的同時(shí),要密切監(jiān)視系統(tǒng)中有機(jī)物分解的中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物及其毒性。題型一題型二題型三題型四【例1

10、】 下列關(guān)于生物入侵的敘述,不正確的是()生物入侵使我國(guó)生物多樣性受到嚴(yán)重威脅生物入侵使生態(tài)系統(tǒng)的成分和營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,抵抗力穩(wěn)定性增強(qiáng)生物入侵會(huì)打破生態(tài)系統(tǒng)中生物間的制約關(guān)系,破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性生物入侵加劇了生存斗爭(zhēng),有利于生物進(jìn)化A.B.C.D.解析:生物入侵后往往由于被入侵地區(qū)氣候等環(huán)境因素適宜,又無(wú)天敵,入侵物種大量繁殖,使本地物種失去生存的環(huán)境,從而破壞了原有生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。答案:B題型一題型二題型三題型四【例2】 下列哪項(xiàng)不是生物性污染的特點(diǎn)?()A.預(yù)測(cè)難B.潛伏期長(zhǎng)C.不可恢復(fù) D.破壞性大解析:生物性污染具有以下特點(diǎn):一是預(yù)測(cè)難,例如,人們對(duì)外來(lái)生物在什么時(shí)候、什么地方入侵

11、不易作出預(yù)測(cè);二是潛伏期長(zhǎng),一種生物造成污染后,其潛伏期可能長(zhǎng)達(dá)數(shù)年,甚至數(shù)十年,因此,難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和跟蹤觀察;三是破壞性大,由于污染生物的迅速增殖,在破壞當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的同時(shí),也破壞了該生態(tài)系統(tǒng)中各類生物的相互依存關(guān)系,從而造成嚴(yán)重的后果。答案:C題型一題型二題型三題型四【例3】 下列對(duì)生物性污染的防治的說(shuō)法,正確的是()A.針對(duì)不同的生物性污染,應(yīng)當(dāng)采取不同的防治措施B.為防止水體富營(yíng)養(yǎng)化,應(yīng)當(dāng)禁止生活污水和工業(yè)廢水的排放C.應(yīng)杜絕一切外來(lái)物種D.對(duì)于外來(lái)物種的入侵只能進(jìn)行生物防治解析:針對(duì)不同的生物性污染應(yīng)當(dāng)采取不同的有效防治措施。為防止水體富營(yíng)養(yǎng)化,生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水必須經(jīng)過(guò)除污凈化

12、處理,達(dá)到國(guó)家規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后才能排入水體。確實(shí)需要引進(jìn)外來(lái)物種時(shí)一定要謹(jǐn)慎,引進(jìn)前必須經(jīng)過(guò)充分論證。對(duì)于生物入侵這一類的生物性污染,目前主要采取預(yù)防的措施。答案:A題型一題型二題型三題型四【例4】 在生物凈化作用中起重要作用的是()A.綠色植物和動(dòng)物B.動(dòng)物和微生物C.綠色植物和微生物D.高等動(dòng)物和病毒解析:生物凈化是指生物通過(guò)自身的代謝,使環(huán)境中的污染物數(shù)量減少,濃度下降,毒性減輕,有害成分轉(zhuǎn)化、分解,直至消失的過(guò)程。在生物凈化中,綠色植物和微生物起著重要作用。答案:C12341.紫莖澤蘭是外來(lái)入侵物種,如果讓其自然生長(zhǎng)繁殖若干年后,與原產(chǎn)地紫莖澤蘭相比()A.基因庫(kù)變化相互影響B(tài).性狀始

13、終保持一致C.很快產(chǎn)生生殖隔離D.進(jìn)化方向發(fā)生變化解析:自然選擇決定生物進(jìn)化的方向,當(dāng)紫莖澤蘭侵入到一個(gè)新的環(huán)境中,這個(gè)新的環(huán)境總與原環(huán)境存在一些差異,在新的環(huán)境的選擇下,紫莖澤蘭的性狀會(huì)有所改變,但不會(huì)與原產(chǎn)地的紫莖澤蘭很快產(chǎn)生生殖隔離。答案:D12342.下列措施符合保護(hù)物種多樣性原則的是()A.為美化城市環(huán)境,隨意從國(guó)外引進(jìn)多種觀賞類植物B.為保護(hù)草場(chǎng),減少沙化,要?dú)⑺浪形：Σ菰狞S鼠C.將東北虎遷入野生動(dòng)物園繁育,并進(jìn)行部分野外放歸實(shí)驗(yàn)D.為控制水葫蘆在我國(guó)造成的嚴(yán)重災(zāi)害,應(yīng)將其天敵引入我國(guó)解析:引進(jìn)外來(lái)物種一定要慎重,不可以隨意引進(jìn),否則可能會(huì)因?yàn)槠淙鄙偬鞌扯斐蓢?yán)重后果。任何生物都有一定的存在價(jià)值。答案:C12343.能進(jìn)行生物凈化的生物包括()植物動(dòng)物微生物A. B.C.D.解析:動(dòng)物、植物、微生物都可以進(jìn)行生物凈化。答案:D12344.造成溫室效應(yīng)的原因和緩解全球溫室效應(yīng)危機(jī)的措施依次是()A.SO2等有毒氣體大量產(chǎn)生;種植能吸收SO2的植物B.煤、石油、天然氣大量燃燒;營(yíng)造森林綠地C.大量使用含氟制冷劑;采用無(wú)氟制冷劑D.汽車和工廠排放的廢氣和煙塵;收取排污費(fèi),限期整改解析:造成溫室效應(yīng)的主要原因是化石燃料的大量燃燒,使過(guò)多的CO2進(jìn)入大氣,因此緩解全球溫室效應(yīng)的措施是開(kāi)發(fā)新能源,減少化石燃料的燃燒,大力植樹(shù)造林,加速大氣中CO2的消耗。答案:B