高中環(huán)境保護的教案
發(fā)表時間:2020-11-27生物科學與環(huán)境保護。
1.教學目標的確定
本節(jié)課是《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》這一模塊的最后一節(jié),課標要求“關(guān)注全球性生態(tài)環(huán)境問題,概述生物多樣性保護的意義和措施。形成環(huán)境保護需要從我做起的意識?;顒咏ㄗh:調(diào)查當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境中的主要問題,提出保護建議或行動計劃。收集應用生物技術(shù)保護生物多樣性的實例”同時還承擔著對本模塊知識的最后總結(jié)這一任務(wù)。通過對本節(jié)內(nèi)容的學習增強學生的環(huán)保意識建立“可持續(xù)發(fā)展”的思想。其中概述生物多樣性保護的意義和措施是本節(jié)教學的重點和難點。
2.--思路
3.教學實施的程序
學習階段
教師的組織和引導
學生活動
教學意圖
引入課題
通過播放音像資料,如《地球之歌》展示全球環(huán)境問題。
學生進行分析、討論、交流。
通過音像資料,引起學生學習的興趣,導入課題。
全球性生態(tài)問題
通過圖片展示全球性生態(tài)問題并指出我們的家園面臨威脅,并提出問題,組織學生討論交流看法。
1這些環(huán)境問題影響到你的生活了嗎?
2你平時的行為是否影響到這些環(huán)境問題?
3現(xiàn)在你如何理解“人定勝天”這句話?
針對老師提出的問題,聯(lián)系自己周圍環(huán)境的改變學生分組討論。各小組選派代表陳述觀點。
聯(lián)系實際激發(fā)學生的環(huán)保意識,糾正其錯誤的觀點。
生物多樣性的價值
聯(lián)系學生的回答,引出生物多樣性的概念:生物圈內(nèi)所有的植物、動物和微生物,它們所擁有的全部基因以及各種各樣的生態(tài)系統(tǒng),共同構(gòu)成了生物多樣性。
提出問題:生物多樣性包括的層次?
通過對問題:為什么保護生物多樣性?的討論,引出生物多樣性的價值。
展示有關(guān)冬蟲夏草、紅豆杉的圖片討論它們的藥用價值,從而指出生物多樣性的直接價值。引導學生分析三副漫畫“大樹的哭泣”、“小鳥找家”、“大水后的感想”,強調(diào)生態(tài)系統(tǒng)中生物之間的聯(lián)系,組織學生討論生物多樣性的間接價值。同時引導學生理解不知名的生物還存在潛在價值。
展示紅樹林、野生稻的圖片和內(nèi)容介紹,讓學生嘗試討論:紅樹林、野生稻有哪些價值?
學生回憶有關(guān)進化的內(nèi)容,進一步理解生物多樣性的概念。
學生對圖片和漫畫進行分析和討論理解生物多樣性的價值。
學生通過對已學知的回憶建立知識之間的聯(lián)系。
結(jié)合圖片、漫畫和課件的演示突破本節(jié)課的重點內(nèi)容:生物多樣性的價值。
保護生物多樣性的措施
指出我們需要通過基因、物種、生態(tài)系統(tǒng)這三個層次對生物多樣性進行保護。通過課前預習、收集資料,讓學生討論有關(guān)問題:生物多樣性的保護措施有哪些?
課前預習收集生物多樣性保護的有關(guān)措施,課上討論。
通過學生自己調(diào)查、討論了解生物多樣性的措施。
可持續(xù)發(fā)展——人類的必然
提出問題進行討論:對生物多樣性的保護是否就等于不利用呢?列出有可持續(xù)發(fā)展思想的古文,讓學生翻譯成現(xiàn)代文說出所表達的意思,并指出可持續(xù)發(fā)展的思想從古都有。
討論問題欣賞古文總結(jié)古人的思想。
讓學生通過對古人思想的領(lǐng)悟,進一步理解可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在含義。
總結(jié)
最后,總結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容,并播放歌曲《同在藍天下》,再次激起學生的環(huán)保意識,在音樂欣賞中結(jié)束本節(jié)課
欣賞音樂、觀看圖片、總結(jié)有關(guān)知識。
進一步陶冶學生的情操,增強保護環(huán)境的意識。
4.其他問題及對策
4.1關(guān)于生物技術(shù)保護生物多樣性的實例的收集,需要學生課前通過書籍、上網(wǎng)等手段進行調(diào)查,并組織學生寫出調(diào)查報告,進行介紹和交流。
4.2課堂上展示的有關(guān)古文需要在課前布置給學生,讓學生利用課余時間進行翻譯,課堂上分組進行交流。
擴展閱讀
生物科學與農(nóng)業(yè)
目標的確定
自1985年瘋牛病在歐洲爆發(fā)以來,口蹄疫、禽流感等各種動物疫病已經(jīng)給世界經(jīng)濟造成重大損失,給人類的健康和社會的穩(wěn)定帶來極大的威脅,因此,本節(jié)“動物疫病的控制”是目前社會上廣泛關(guān)注的話題。作為一位當代公民,了解動物疫病的定義、類型和傳播途徑,認識動物疫病的嚴重危害,認清動物疫病爆發(fā)時相關(guān)人員所承擔的責任和義務(wù),是非常有必要的。
本節(jié)的重點是學習防治動物疫病的措施,培養(yǎng)學生的社會責任感。
本節(jié)的教學內(nèi)容與社會聯(lián)系非常緊密,因此,結(jié)合社會生活學習防治動物疫病的措施,模擬如何在動物疫病爆發(fā)時采取措施是相當重要的,也是培養(yǎng)學生分析和處理問題能力的較好途徑。
--思路
教學實施程序
教學
內(nèi)容
教師的組織和引導
學生活動
教學意圖
從社
會
中
來
以2004年發(fā)生在我國和世界其他國家的禽流感和1985年發(fā)生在歐洲的瘋牛病為例,指出動物疫病已經(jīng)嚴重影響人們的生活質(zhì)量和身體健康,我們必須了解和關(guān)注。
教師展示下列資料:
①錄像展示瘋牛病、口蹄疫、禽流感等動物疫病的片段。
②展示各種動物疫病的圖片及資料。
提出問題:
(1)你對動物疫病有何看法?
(2)請舉例說出當?shù)乇容^嚴重的動物疫病及其危害。
學生觀看、思考。
學生討論回答。
引導學生注意社會、生活和課堂學習的聯(lián)系。
從視覺上和事例上給學生以感受,以激發(fā)其學習的興趣。
引起學生關(guān)注身邊的動物疫病,感受動物疫病的危害。
動物
疫
病
的
類
型
引言:根據(jù)以上的資料和討論,我們知道,動物疫病的傳播是全球性的,如果不嚴加控制,勢必造成重大的經(jīng)濟損失,給人們的生活和身體健康造成巨大的影響,因此,我們必須了解和關(guān)注動物疫病。請閱讀教材內(nèi)容,并思考下列問題:
(1)什么是動物疫?。?/p>
動物疫病是指如不及時治療和控制就會造成流行和爆發(fā)的某些動物的疾病。
(2)動物疫病可以分為哪些類型?
動物疫病可分為傳染病和寄生蟲病。
(3)動物疫病會造成哪些嚴重的危害?
教師引導學生從以下4個方面進行討論(可舉出具體的事例或數(shù)據(jù)):
①對動物本身造成什么危害?
②對人和其他動物造成什么危害?
③對社會經(jīng)濟發(fā)展會造成怎樣的損失?
④對社會穩(wěn)定有什么影響?
(4)動物傳染病流行的基本環(huán)節(jié)是什么?
流行的基本環(huán)節(jié)有三個:傳染源、傳播途徑和易感動物。
閱讀教材,獲取信息。
討論、回答。
閱讀教材,了解動物傳染病和動物寄生蟲病。
討論。
回顧初中所學過的傳染病流行的三個環(huán)節(jié),并進行類比和回答。
培養(yǎng)學生直接從教材中獲取信息的能力。
培養(yǎng)分析問題的能力。從社會中獲取信息,真正認識到動物疫病的危害。
動物
疫
病
的
防
治
引言:了解動物疫病的嚴重危害,學習動物疫病的種類和動物傳染病流行的基本環(huán)節(jié),是為了更好地防治動物疫病,避免給人類造成更大的危害。
教師提問:請思考,有哪些防治動物疫病的措施?(提醒學生可以根據(jù)從新聞媒體上獲取的信息,以及控制傳染病流行的三個基本環(huán)節(jié)入手回答)
引導學生閱讀資料分析“動物疫病的防治措施”并回答討論中的兩個問題。
從資料分析中教師引導學生認識到:動物疫病的防治僅僅做到在疫病已經(jīng)發(fā)生時再進行防治是遠遠不夠的,關(guān)鍵是要建立起防治動物疫病的機制,包括未發(fā)病時所采取的機制(檢疫機制、養(yǎng)殖和管理機制)。這些機制都應建立在法律的基礎(chǔ)上。
當動物疫病爆發(fā)時,采取有效的防治措施是非常有必要的,這些措施與當?shù)氐恼賳T和其他人都有關(guān)系,并涉及到一些人的經(jīng)濟利益,如何處理好職責、義務(wù)和不同人利益之間的關(guān)系,是成功防治動物疫病的重要前提,下面的情景角色扮演活動給了我們一些重要的啟示。
學生討論回答。
根據(jù)已學過的控制傳染病的基本知識,結(jié)合社會上已經(jīng)采取的措施,總結(jié)出防治動物疫病的措施。
培養(yǎng)學生將已學知識與社會經(jīng)驗結(jié)合的能力。
引入“到社會中去”的教學。
到社
會
中
去
教師組織學生進行情景角色扮演活動,在活動之前提出問題和建議,并給學生一定的討論時間。
(1)從你扮演的角色出發(fā),你應該采取什么措施?這些措施的目的是什么?會給自己的生活和經(jīng)濟利益帶來怎樣的影響?
(2)認真傾聽別人的意見,可以提出你的反對或補充意見。
(3)全班應在討論的基礎(chǔ)上達成防治突發(fā)的動物疫病的共同措施。
教師最后介紹我國2004年2~3月爆發(fā)禽流感后所采取的各種措施,并進行總結(jié)。
學生分別扮演養(yǎng)雞場場主、鄰近養(yǎng)雞場場主、當?shù)氐钠胀ò傩?、購進活雞從事食品生產(chǎn)的商人和地方官員在爆發(fā)動物疫病時所采取的態(tài)度、行為和措施。讓學生親身感受到動物疫病的防治與我們每個人的努力有關(guān),必須在大家全力參與下,并協(xié)調(diào)好不同人利益的基礎(chǔ)上,才能有效地防治動物疫病,從而培養(yǎng)學生做一個有社會責任心的現(xiàn)代公民。
用現(xiàn)實中的事例進一步加深學生防治動物疫病的印象。
環(huán)境保護
教學過程:
事先安排學生搜集資料
導入:課上教師首先介紹全球當前面臨的十大環(huán)境問題。(此部分內(nèi)容可以參考本資源庫中的擴展資料部分)
思考并討論:1.全球面臨的主要環(huán)境問題是什么?2.產(chǎn)生這些環(huán)境問題的原因和根源是什么?3.產(chǎn)生這些環(huán)境問題導致的結(jié)果是什么?4.面對這些問題該怎么辦?
分組發(fā)言:向全班介紹本組的收集結(jié)果。
講述與討論:理解可持續(xù)發(fā)展是人糞未來發(fā)展的必然選擇
(1)討論
①將全班以4~5人為一組分成若干小組;
②討論以下問題:環(huán)境問題的由來和產(chǎn)生的根源;環(huán)境保護的措施和途徑與存在的主要問題;按照現(xiàn)有的發(fā)展模式,將會產(chǎn)生什么結(jié)局;人類發(fā)展模式的思考。
(2)提問并總結(jié)
①每組選舉一名代表做本組討論的總結(jié)發(fā)言;
②各組學員可就每一專題提問,由這一專題所在組的學員回答他們的討論結(jié)果。
講述:可持續(xù)發(fā)展思想的產(chǎn)生與由來(此部分內(nèi)容可以參考本資源庫中的擴展資料部分)
可持續(xù)性的思想和概念源遠流長,不論是中國還是世界各國都保持有傳統(tǒng)的“永續(xù)利用”思想的歷史。現(xiàn)代可持續(xù)發(fā)展思想的提出源于人們對環(huán)境問題的逐步認識和熱切關(guān)注。其產(chǎn)生的背景是人類賴以生存和發(fā)展的環(huán)境和資源遭到越來越嚴重的破壞,人類已不同程度地嘗到了環(huán)境破壞的苦果。悲觀主義者描繪了世界末日的景象,向人類敲響了警鐘。幾乎在全球范圍內(nèi)開始了關(guān)于“增長的極限”的討論。
伴隨著人們對公平(代際公平及代內(nèi)公平)作為社會發(fā)展目標的認識的加深,以及范圍更廣的、影響更深的、解決更難的一些全球性環(huán)境問題(臭氧層破壞、全球變暖、生物多樣性消失等)開始被認識,可持續(xù)發(fā)展思想在80年代逐步形成。
人們承認面臨的嚴重危機,但可以通過尋求新的發(fā)展道路來解決。1980年3月5日,聯(lián)合國向全世界發(fā)出呼吁:“必需研究自然的、社會的、生態(tài)的、經(jīng)濟的以及利用自然資源過程中的基本關(guān)系,確保全球持續(xù)發(fā)展?!?983年11月,聯(lián)合國成立了世界環(huán)境與發(fā)展委員會(WECD),1987年,該委員會把長達4年研究、經(jīng)過充分論證的報告《我們共同的未來》(OurCommonFuture)提交給聯(lián)合國大會,正式提出了可持續(xù)發(fā)展模式。1992年,聯(lián)合國“環(huán)境與發(fā)展大會”又通過了由各國首腦簽署的《21世紀議程》,正式確認了“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略。
小結(jié):分組小結(jié)如何從我做起保護環(huán)境、合理利用資源。
全班交流:(此處可以參考擴展資料《保護地球的種種方法》)
形成班約的形式,約束每一個人。
環(huán)境保護備課
一名優(yōu)秀的教師在教學方面無論做什么事都有計劃和準備,教師要準備好教案為之后的教學做準備。教案可以讓學生更容易聽懂所講的內(nèi)容,幫助教師提高自己的教學質(zhì)量。優(yōu)秀有創(chuàng)意的教案要怎樣寫呢?下面是小編精心收集整理,為您帶來的《環(huán)境保護備課》,大家不妨來參考。希望您能喜歡!
●備課資料[資料1]“倫敦煙霧事件”
素有“霧都”之稱的英國倫敦,1952年12月5日至8日,又被濃霧籠罩。在這一段時間里,許多人突然患呼吸系統(tǒng)疾病,倫敦的各家醫(yī)院一下子住滿了病人。4天中,死亡人數(shù)較常年同期增加4000多人。死者中,45歲以上者居多,約為平時死亡人數(shù)的3倍;1歲以下的死亡者,較平時增加約1倍,事件發(fā)生的一周中,因支氣管炎、冠心病、肺結(jié)核和心臟衰弱而死亡人數(shù),分別為事件前一周中同類病癥死亡人數(shù)的9.3倍、2.4倍、5.5倍和2.8倍。因肺炎、肺癌、流感及其他呼吸道疾病的死亡者,較平時成倍增加。該事件與倫敦當時大量燒煤有關(guān)。煤煙塵經(jīng)久不散,在惡劣的氣象條件下,遇到逆溫,靠近地面處大氣污染物如煙塵、二氧化硫大量聚集,大霧變成了刺激性很強的酸霧。
倫敦公害事件發(fā)生以后,1956年、1957年又連續(xù)發(fā)生煙霧事件。1962年12月3日至7日,煙霧再度發(fā)生,又有約11000人患病,其中136人魂歸西天。
[資料2]“核試驗的陰影”
20世紀50年代中期,美國好萊塢出產(chǎn)的巨片《征服者》剛投放市場,便立即引起轟動,由著名影星約翰韋思領(lǐng)銜的劇組班子一時間陶醉在成功的喜悅之中。
然而,誰也沒有料到,伴隨著成功的喜悅竟是巨大的打擊。3年后,在影片中擔任角色的女影星蘇珊海華因身患惡性腫瘤遽然而亡。6年之后,劇組的另一位女影星阿格妮絲摩海德同樣被癌癥奪去了生命。22年之后,當年的主角約翰韋思也同樣因癌癥而魂歸西天。奇怪的是,悲劇沒有從此中止。到了80年代初,《征服者》原劇組220人中竟有91人患上了癌癥,其中有46人離開了人世。悲傷的氣氛籠罩著好萊塢影城,這一幕幕悲劇引起了全世界的驚詫和關(guān)注。
一大批科學家迅速趕來了。經(jīng)過反復調(diào)查,集中會診,人們最后終于查出了原因。原來,影星們患上的癌癥與圣喬治沙漠的沙粒有關(guān)。影片《征服者》所表現(xiàn)的是成吉思汗征服中亞的歷史事件。當時攝制組在外景地圣喬治沙漠緊張地活動了2個月,拍攝了大量精彩的鏡頭。隨后,他們又用卡車將許多沙子運進攝影棚,繼續(xù)該片的內(nèi)景拍攝。不料,這些小小的沙子竟然釀成如此慘劇,實在令人痛心和震驚。原來,在圣喬治沙漠200千米以外的內(nèi)華達州,有個美國原子彈試驗基地,騰空而起的蘑菇云,將放射性物質(zhì)四處擴散,嚴重污染了圣喬治沙漠,才導致了眾影星罹難的慘劇。
[資料3]“溫室效應”與全球變暖
每年6月5日是“世界環(huán)境日”,1989年的主題便是“警惕:全球變暖”。1991年的主題是:“氣候變化——需要全球合作”。氣候的變化確實已經(jīng)成為限制人類生存和發(fā)展的重要因素,成為世人關(guān)注的話題。
“溫室效應”是怎么回事呢?在溫室里,玻璃能讓陽光進入室內(nèi),但它卻吸收了一定比率的熱輻射,并阻擋了這些入室的熱輻射返回空間。這樣,不需要任何形式的加熱補償,溫室內(nèi)白天的溫度就會比室外氣溫高出許多。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的塑料薄膜育秧、玻璃窗苗床以及北方的塑料大棚菜畦,都是利用了這個道理。
大氣中,有一些氣體,具有與玻璃相似的作用——讓陽光到達地球,阻礙熱量從地球表面散發(fā)出去,從而維持了地球表面的氣溫。這種效應,就如同溫室的作用一樣,稱為“溫室效應”。能產(chǎn)生溫室效應的氣體有:二氧化碳、甲烷、氮氧化物、氯氟烴、臭氧等氣體,這些氣體被稱為“溫室氣體”。
大氣中的二氧化碳為主要溫室氣體。二氧化碳濃度越高,保溫作用就越強,會使地球溫度升高。金星的大氣層中CO2含量高達97%以上,因此,溫室效應相當顯著,其表面溫度高達465℃~485℃,在那里,錫、鉛、鋅等金屬都會熔化為液體。隨著工業(yè)的發(fā)展,人類使用燃料越來越多,向大氣中排出的二氧化碳與日俱增。加之,亂砍濫伐使森林面積減少,導致對CO2的吸收能力降低,由此引起大氣中CO2濃度的升高。某些專家已經(jīng)提出警告:到2057年,世界的熱帶雨林可能全部消失。那么,在不到100年至150年的時間里,大氣中的CO2將顯著增加?!皽厥倚钡淖饔脤⒂萦?,全球?qū)兣?jù)科學家估計,到21世紀中葉,地球表面平均溫度可能上升1.5℃~4.5℃。
全球變暖,非洲將是受影響最嚴重的地區(qū)。森林消失,沙漠擴大,美國、中美洲和東南亞會遭受旱災。惡劣的天氣可能增多,它將破壞城市,奪去生命。熱帶流行的瘧疾和寄生蟲病將向北方蔓延,并可能使歐洲也出現(xiàn)流行病。地中海地區(qū)由于嚴重的缺水將出現(xiàn)半沙漠化,積雪在歐洲將全部消失,亞熱帶植被將北遷幾千米,使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)失調(diào)。氣候的變暖將會使南北極的高山冰川融化,而使海平面上升。海水的上漲將會帶來災難性后果:沿海城市被海水吞沒,如我國上海、意大利威尼斯、泰國曼谷、英國倫敦、美國紐約等海濱城市將會遭到滅頂之災,這將會使很多人無家可歸,成為“生態(tài)難民”。地球變暖,會導致種種惡果。大氣污染對全球氣溫的影響已成為舉世關(guān)注的問題。于是,聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署把“警惕:全球變暖”作為1989年世界環(huán)境日的主題,提醒人們保護全球氣候,減少或避免大氣污染物的排放。
[資料4]“瘋貓?zhí)!?br> 從1953年到1956年,在日本熊本縣水俁灣附近的小漁村,出現(xiàn)了許多怪異的現(xiàn)象。一向溫順的貓變得步態(tài)不穩(wěn),抽筋麻痹,最后瘋狂地跳入水中溺水而死,當時人們謂之“自殺貓”。更令人驚訝的是,人群中出現(xiàn)了大批口齒不清、步態(tài)不穩(wěn)、面部癡呆的患者,進而發(fā)展為耳聾眼瞎,全身麻木,最后精神失常,他們時而酣睡不醒,時而興奮異常,身體彎曲成弓,高叫而死。各種猜測與流言不脛而走,恐怖籠罩著周圍地區(qū),這就是聞名世界的日本公害事件之一——“水俁病事件”。
后經(jīng)調(diào)查研究于1962年才確定水俁病的發(fā)生是由于汞的環(huán)境污染,特別是長期食用被污染的魚貝類引起的甲基汞慢性中毒。這是由水俁氮肥廠排出的含氯化甲基汞(CH3HgCl)的廢水污染海域后所造成的后果。
繼水俁鎮(zhèn)之后,日本于1964年、1973年先后在西海岸的阿賀野川流域的新浮縣境內(nèi),明海南部沿岸的有明町等地發(fā)生了第二次、第三次水俁病。據(jù)報導,第一次水俁病患者558人(72人死亡),第二次332人(14人死亡),第三次10人,前后共計900人,實際受害人數(shù)遠遠超過這個數(shù)字,僅水俁鎮(zhèn)受害居民就有1萬人左右。三次事件均是由含汞廢水污染水源后引起的。
[資料5]“痛痛病”
繼水俁病之后,日本又發(fā)現(xiàn)了一種怪病?;疾〕跗?,患者只是感到腰部和手足等處關(guān)節(jié)疼痛,后來又發(fā)展為神經(jīng)痛、及至骨骼軟化、萎縮、自然骨折、在劇痛難忍中喪生。對死者進行尸體解剖發(fā)現(xiàn),他們?nèi)矶嗵幑钦?,有的竟達到73處,身高也縮短了幾十厘米。這種病因不明的疾患,就被稱為“痛痛病”。
經(jīng)過調(diào)查,痛痛病發(fā)生在日本富山縣神通川下游鎘污染地區(qū),病因就是當?shù)鼐用耖L期飲用被鎘金屬污染的河水和食用此水灌溉的含鎘稻米。這些鎘是從哪里來的呢?原來,日本三井金屬礦業(yè)公司在神通川上游開設(shè)了煉鋅廠,煉鋅廠經(jīng)年累月向神通川排放廢水,其中含有大量鎘離子,于是鎘便由食物鏈進入人體,積累到一定的數(shù)量后便引發(fā)了痛痛病。
痛痛病事件從1955年一直延續(xù)到70年代。據(jù)統(tǒng)計,1963年至1979年共有患者130人,其中81人真的痛死了。
[資料6]拿破侖之死和自貢恐龍絕滅之謎
不可一世的法蘭西第一帝國君主拿破侖于1821年在圣赫勒拿島死去。拿破侖究竟死于何人之手?100多年來一直是個謎。
隨著科技的發(fā)展,20世紀70年代,科學家用重要的環(huán)境污染“監(jiān)測器”——頭發(fā),分段分析其微量元素的濃度,以了解各時期內(nèi)微量元素的攝入情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)拿破侖的頭發(fā)里砷的含量比正常人高出40倍,而圣赫勒拿島上的食用水中含有較多的砷。歷史之謎終于揭開,叱咤風云的拿破侖,死于慢性砷中毒。
無獨有偶,近年來我國科學家在研究國內(nèi)外罕見的十分壯觀的我國四川省自貢市恐龍遺址時,發(fā)現(xiàn)這里大量石化了的恐龍骨骼與殘骸重重堆積的奇異景象竟同樣是由微量元素砷所造成的。
地質(zhì)學家通過多年研究,發(fā)現(xiàn)自貢恐龍骨骼中砷的含量達100~300mg/kg,比一般動物骨骼高出數(shù)百倍至數(shù)千倍,對此地巖中殘存的碳化植物的碎片進行化學分析后,發(fā)現(xiàn)當時植物中砷的含量高達100~1000mg/kg。正是自貢當年格外豐盛的水草和參天大樹,使云集在這里的眾多恐龍發(fā)生積累性的慢性食物中毒而大批死亡以致絕滅。盛極一時的大恐龍,斷送在元素砷之手。
[資料7]女兒國之謎
《西游記》中描寫了唐僧一行西去取經(jīng)路過女兒國的故事。眾人不相信真有其事,如果真如此,那么怎能繁衍后代?豈不是種族滅絕,國之不存了嗎?
曾在廣東某一山區(qū)的村寨里,數(shù)年前連續(xù)出生的盡是女孩,人們急了,照此下去,這個地區(qū)豈不也變成女兒國了嗎?有的人求神拜佛,也無濟于事。有位風水先生開言道:“地質(zhì)隊在后龍山尋礦,把龍脈破壞了,這是壞了風水的報應啊!”于是,迷信的村民,千方百計找到了原來在此地探礦的地質(zhì)隊,鬧著要他們賠“風水”。地質(zhì)隊又回到了這個山寨,進行了深入的調(diào)查,終于找到了原因,原來是在探礦的時候,鉆機把地下含鈹?shù)娜顺鰜?,擴散了鈹?shù)奈廴?,使飲用水的鈹含量大為升高,長時間飲用這種水,而導致了生女不生男。后經(jīng)治理,情況得到好轉(zhuǎn),在“女兒國”里又生出男孩了。
[資料8]“赤潮”與水體富營養(yǎng)化
“赤潮”是一種危害巨大的自然災害,它會造成水質(zhì)惡化和魚類的大量死亡。20世紀以來,赤潮在世界各地頻頻發(fā)生,日本的瀨戶內(nèi)海是赤潮的高發(fā)區(qū),僅1976年就發(fā)生了326次之多。我國近來也時有發(fā)生,其中以1989年黃驊海域赤潮事件最大,損失最重(達3億元人民幣)。1998年春天,又一股來勢洶涌的赤潮橫掃了香港海和廣東珠江口一帶海域。赤潮過處,海水泛紅,腥臭難聞,水中魚類等動物大量死亡。當?shù)氐母黝愷B(yǎng)殖場損失慘重。據(jù)《經(jīng)濟日報》1998年5月3日報道,此次赤潮事件,香港漁民損失近1億港元;大陸珍貴養(yǎng)殖魚類死亡逾300噸,損失超過4000萬元。一時間,各新聞媒體炒作紛紛,人們不禁要問,何為“赤潮”?它是如何發(fā)生的?
赤潮的發(fā)生機理至今尚無定論。一般認為,適度的水溫、鹽分、營養(yǎng)鹽、促生質(zhì)(促進藻類生長的物質(zhì))等各種因素都是赤潮生物的增殖因子。而水體富營養(yǎng)化亦即含氮磷營養(yǎng)鹽的富集是赤潮發(fā)生的一個不可缺少的先決條件。
水體富營養(yǎng)化并非新生事件,自然界一直都存在這一現(xiàn)象。所謂滄海變桑田,部分原因就在于水體富營養(yǎng)化。它使湖泊等先變?yōu)檎訚?,最后變?yōu)椴菰蜕?,但這是一個成千上萬年的過程。如今人類的活動使之變得異常劇烈。大量含氮、磷肥料的生產(chǎn)和使用、食品加工、畜產(chǎn)品加工等工業(yè)廢水和大量城市生活污水特別是含磷洗滌劑產(chǎn)生的污水未經(jīng)處理或處理不達標準即行排放,成為當今水體富營養(yǎng)化過程的重要物質(zhì)來源。水體中過量的磷、氮營養(yǎng)鹽,成為水中微生物和藻類的營養(yǎng)物,使得藍、綠藻和紅藻迅速生長,急劇繁殖。它們的繁殖、生長、腐敗,引起水中氧氣大量減少,導致魚蝦等水生生物大量窒息死亡。某些藻類甚至還會釋放出一些有毒物質(zhì)使魚類中毒死亡。此外,由于死亡藻類分解時會放出一些CH4、H2S等氣體,使海水變得腥臭難聞,水質(zhì)惡化。這種由于水體中植物營養(yǎng)物質(zhì)過多蓄積而引起的污染,叫做水體的“富營養(yǎng)化”。這種現(xiàn)象在海灣出現(xiàn)叫做“赤潮”,如果是發(fā)生在淡水中,又叫做“水華”。因此,水體富營養(yǎng)化是赤潮(或水華)的先兆,赤潮是水體富營養(yǎng)化的結(jié)果。
這時需要著重說明的是合成洗滌劑,它由表面活性劑、增凈劑等組成。表面活性劑在環(huán)境中存留時間較長,消耗水體中的溶解氧,對水生生物有毒性,能造成魚類畸形。增凈劑如磷酸鹽,可使水體富營養(yǎng)化。那么,如何治理水體富營養(yǎng)化呢?
最有效最簡單的辦法莫過于把含大量氮磷元素的廢水堵截在進入天然水體之前。例如,禁止含磷洗滌劑的生產(chǎn)和使用,對城市工業(yè)和生活污水進行凈化處理,往污水中加入Ca(OH)2和Al2(SO4)3等沉淀劑除去磷等等。
愿人們的行為能防止水體富營養(yǎng)化,消除赤潮的威脅。
[資料9]電磁波——“看不見的污染”
1991年,在美國太平洋貝爾電話公司里發(fā)生了一件令人難以置信的怪事。該公司的辦公大樓底層共有15名職員辦公,其中有11人先后被查出患有癌癥,如此高的發(fā)病率使剩下的4個人感到惶惶不可終日。奇怪的是,在僅有一板之隔的二樓,辦公人員都個個生龍活虎。通過調(diào)查,人們注意到了底層的配電房和電腦顯示屏,莫非是它們扮演了“殺手”的角色?事實證明,人們的猜想是正確的。電磁輻射扮演了“殺手”角色。
科技的進步使更多的電器進入了辦公室和家庭,工作和生活的效率有了極大的提高。但是,電視機、電腦、電冰箱、復印機、空調(diào)、微波爐、手機等電器在使用過程中會發(fā)出各種不同波長的電磁波,包括無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等。它們看不見摸不著、聞不到,卻切切實實威脅著人們的健康。如果人長時間處于強電磁波的環(huán)境中,就會出現(xiàn)頭痛、疲乏、注意力不集中、記憶力減退、睡眠不安等癥狀,導致心血管疾病加重,消化系統(tǒng)發(fā)生障礙,神經(jīng)系統(tǒng)功能失調(diào)等。在電磁波的刺激下,人體癌細胞的生長速率比未受電磁波的刺激的癌細胞快23倍。由此看來,電磁波已經(jīng)嚴重威脅著人類的生存環(huán)境,如何防治電磁波的污染已經(jīng)成為環(huán)保工作者所面臨的迫切任務(wù)。
如在電磁波傳遞中安設(shè)電磁屏蔽裝置,降低有害的電磁場強度,將其控制在正常范圍之內(nèi)。微波爐的整個外殼就是一種能有效地防止微波泄漏的金屬保護層,可以保證使用者的安全。看來,對待電磁波,只要我們采取一定的措施,完全可以避免其危害。
[資料10]“吸煙”與危害
吸煙者吐出的煙霧是一般家庭空氣污染的主要原因。卷煙煙霧中有很多種有害物質(zhì),其中對人體健康有明顯毒害作用的就達30多種。例如:苯并芘(強致癌物)、尼古丁、亞硝胺、偶氮雜環(huán)化合物、一氧化碳、氮氧化合物、氨、丙烯醛等。這些有害氣體對人體的內(nèi)臟及支氣管粘膜的纖毛上皮細胞有嚴重的損害作用。世界衛(wèi)生組織公布的資料表明,65歲以下男性90%的肺癌死亡,70%的慢性支氣管炎和肺氣腫的死亡是由于吸煙所致。據(jù)測定,在通風不良的屋子里,吸煙造成的空氣污染對人體所造成的危害甚至可達致命的程度。例如,吸煙時致癌物苯并芘的濃度,每立方米空氣中可高達0.16微克;一氧化碳、尼古丁的濃度居然達到誘發(fā)冠心病患者心絞痛發(fā)作的水平。
可見,吸煙對人體的危害程度相當大。正處在生長發(fā)育時期的兒童青少年應該絕對禁止吸煙。
[資料11]“建筑裝璜材料”的污染
在居室的天花板、墻壁貼面使用的塑料墻紙、隔熱材料、油漆、涂料中一般都含有甲醛。甲醛是一種無色易溶的刺激性氣體,為細胞原漿毒,可經(jīng)呼吸道、消化道及皮膚吸收,對皮膚有強烈的刺激作用,可引起組織蛋白的凝固壞死,長期接觸低劑量甲醛還可引起呼吸道疾病,引起新生兒體質(zhì)降低,染色體異常,甚至引起鼻咽癌。
放射性稀有氣體氡是嚴重的公害物之一,主要源于放射性建筑材料,如花崗石、水泥及石膏之類,特別是含有微量鈾元素的花崗巖。高劑量的氡氣,可使人導致肺癌、白血病、皮膚癌及其他一些呼吸道病變。據(jù)報道,一些科學家已得出結(jié)論,氡氣僅次于吸煙,成為導致肺癌的第二大因素。
[資料12]“化妝品與日用化學品”的污染
人們都用化妝品,女性對化妝品更是情有獨鐘??墒?,化妝品中蘊含污染物?;瘖y品中的色素、香料、表面活性劑、防腐劑、漂白劑、避光劑等都可導致接觸性皮炎。香水、防曬劑、染發(fā)劑中含的對苯二胺,口紅中含的二溴和四溴熒光素都具有變應原性質(zhì),可引起皮膚紅腫、搔癢,發(fā)生變應性接觸性皮炎。胭脂、眉筆的筆芯亦含有變應原,可引起眼瞼變應性接觸性皮炎。使用含雌激素的化妝品能引起兒童性早熟發(fā)育癥狀。
洗發(fā)香波中含的苯酚有毒性。其口服致死量為2~15g,若苯酚通過大面積皮膚吸收進入人體,對內(nèi)臟、腎功能和神經(jīng)系統(tǒng)有廣泛的破壞作用,嚴重者1小時內(nèi)可死亡。洗發(fā)水含苯胺類化合物,濺入眼內(nèi),兩天內(nèi)眼球表面就出現(xiàn)廣泛性損傷,并能滲入晶體引起白內(nèi)障。含氫醌的皮膚漂白劑,含巰基醋酸的冷燙劑,含硫化物的脫毛劑以及指甲化妝品??梢鸫碳ば越佑|性皮炎。祛斑霜的含汞量高達2%,長期使用后導致發(fā)汞、尿汞含量增高,引起慢性汞中毒。
毒性很高的苯胺有少量用于生產(chǎn)家用化學品、涂料、光漆、染料、抗氧化劑、除草劑、殺蟲劑、殺菌劑、家用殺蟲劑。如萘(衛(wèi)生球的主要成分)若誤服、皮膚沾染或吸入高濃度蒸氣,均可損害肝、腎。廣用作溶劑、滅火劑、干洗劑的CCl4,用作去油劑、干洗劑的CH3CCl3,用作致冷劑、發(fā)泡劑的CHF2Cl等是主要的氯代烴污染劑。在塑料中用作增塑劑的多氯聯(lián)苯,是毒性很大的有機氯化物,可誘導肝癌、腺癌的發(fā)展,并能通過母體轉(zhuǎn)移給胎兒致癌。
因此,使用化妝品、日用化學品一定要慎重,盡可能少用或不用。
[資料13]“家寵”與疾病
我國已發(fā)現(xiàn)細菌、病毒、真菌和寄生蟲引起的人畜共患病150多種,其中包括結(jié)核病、瘧疾、蛔蟲病、鉤體病、腳癬、流感等疾病。這些疾病可能通過人畜接觸傳染,也可能通過空氣、水源、動物食物或糞便傳染。
古人詩云:“小鳥枝頭變朋友?!兵B類是人類的朋友,自古以來就深受人們喜愛。業(yè)余玩鳥,既能豐富人們的生活樂趣,又能調(diào)節(jié)精神,消除疲勞。但是,鳥類也能傳播疾病,尤其是飼養(yǎng)者更易感染得病。由鳥媒介而得的病,統(tǒng)稱為飼鳥病。
鳥糞是某些致病真菌和病毒生長繁殖的溫床。如鸚鵡的糞便里,就可能會有鸚鵡的病毒或衣原體病菌。飼養(yǎng)或經(jīng)常接觸鸚鵡的人,吸入這種病毒,就會引起肺炎或全身感染。由鸚鵡媒介而得的病,稱為鸚鵡病。
還有一種致病的曲霉菌,常寄生在鴿子的呼吸道內(nèi)。當其轉(zhuǎn)移到人的呼吸道后,可引起支氣管炎、肺炎、肺膿腫等多種疾病。在鴿子唾液中,還含有另一種致病的隱球菌,人被感染后,引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)、肺部及其他器官、甚至全身性病變。最常見的是急性或慢性隱球菌性腦膜炎,出現(xiàn)頭痛、嘔吐、目眩等癥狀,嚴重者,可出現(xiàn)昏迷、甚至死亡于呼吸衰竭。
據(jù)介紹,狗的埃立克體病可以通過蜱等節(jié)肢動物傳染給人。人一旦被傳染,會導致心臟、神經(jīng)、皮膚等一系列嚴重的疾病。狗如果患上狂犬病,其食物、糞便或食槽都會帶上病毒,可能通過人的破損傷口傳染。
貓也能傳染許多疾病。據(jù)調(diào)查,90%以上健康貓帶有病菌。專家說,我國已發(fā)現(xiàn)大量動物弓形蟲病感染者,貓是傳染此病的“罪魁禍首”。研究發(fā)現(xiàn),貓是弓形蟲的終宿主,受到感染的貓排出的大量卵囊能夠長期保留,食用沾上這些卵囊的食物,可使人眼、耳、喉、內(nèi)臟等多種器官發(fā)病。這種病對孕婦的危害性更大。孕婦感染弓形蟲病后,極易引起流產(chǎn)、早產(chǎn)或死胎,接近一年的嬰兒可能耳聾、失明、畸形、智力低下甚至死亡。
養(yǎng)貓的人常將其抱在懷里嬉戲玩耍,這極易被傳染貓爪病。這種貓的常見病是由巴通體病毒引起的,人一旦被感染就會引起全身性的桿菌性紫癜,在皮下長出一塊塊的“青點紫斑”,并伴有低熱、乏力、淋巴結(jié)腫大等癥狀。
由此可見,養(yǎng)寵物者還須慎防疾病的傳染。
●綜合能力訓練題
1.下列物質(zhì)排放到空氣中,不會使空氣受到污染的是
A.煤燃燒時產(chǎn)生的煙氣B.植物光合作用產(chǎn)生的氣體
C.石油化工廠排放的廢氣D.汽車排放的尾氣
解析:煤燃燒后的煙氣,石油化工廠排放的廢氣及汽車尾氣中都含有大量有毒氣體,如NOx、CO、SO2、碳氫化合物等,會造成大氣污染,而植物光合作用產(chǎn)生的是O2。
答案:B
2.“環(huán)境保護、以人為本”,從2000年6月起,新調(diào)整的上??諝赓|(zhì)量指標中指出,影響上??諝赓|(zhì)量的一組主要污染物是
A.SO2、NO2、可吸入顆粒物B.CO2、N2、O2
C.CO2、O2、SO2D.NO2、N2、可吸入顆粒物
解析:SO2、NO2都是有毒氣體,空氣中的一些微塵也極易危害人體健康。
答案:A
3.有關(guān)化學物質(zhì)對環(huán)境的影響,下列敘述錯誤的是
A.汽車的高溫引擎產(chǎn)生氮的氧化物,直接排放會造成空氣污染。
B.核能發(fā)電以鈾—235為燃料,產(chǎn)生的核廢料具有放射性,需妥善處理。
C.使用無鉛汽油主要是減少二氧化碳的排放,可顯著降低溫室效應。
D.電鍍工廠若直接排放含高濃度銅、鋅、鉻等離子的廢水,會造成環(huán)境污染。
解析:空氣中NOx、放射性物質(zhì)及水中重金屬鹽,都會污染環(huán)境,造成人體傷害,使用無鉛汽油,目的是防止鉛中毒而非CO2。
答案:C
4.從保護人類的生存環(huán)境角度審視,下列燃料中最好的是
A.石油B.煤
C.木材D.氫氣
解析:石油和煤都屬化石燃料,其組成成分中含有碳、硫、氮等元素,燃燒過程中,會產(chǎn)生對大氣造成污染的CO、SO2、氮氧化物等;木材燃燒雖不會對大氣造成嚴重污染,但是木材資源有限,亂砍濫伐會導致土地沙漠化等不良后果;氫氣燃燒熱值高,無污染,應為最理想的潔凈燃料。不過使水在較低溫度下分解的問題還有待進一步解決。
答案:D
5.回答下列問題:
(1)鹽堿地不利于作物的生長是因為含NaCl、Na2CO3較多,施加少量石膏可降低鹽堿地的堿性。試解釋其原因并用化學方程式表示_______________。
(2)①某地雨水樣品剛采集時測得pH為4.82,放在燒杯中經(jīng)過2小時后,再次測得pH為4.68,則其pH變小的原因是_______________(用化學方程式表示)。
②經(jīng)調(diào)查該地區(qū)出現(xiàn)酸雨的原因是因為該地區(qū)有一大型火力發(fā)電廠,該發(fā)電廠是含硫重油作燃料,此燃料燃燒產(chǎn)生大量SO2之故。又知該地附近有豐富的石灰石礦,為了降低污染做到資源的綜合利用,請?zhí)岢瞿愕姆桨浮?br> 答案:(1)CO+H2OHCO+OH-加入石膏后有:Ca2++CO====CaCO3↓使CO的濃度下降,上述水解平衡向左移,故堿性下降。
(2)①雨水pH變小是因為:2H2O+2SO2+O2====2H2SO4或2H2SO3+O2====2H2SO4
②利用CaSO3粉末或CaO粉末吸收SO2
2CaCO3+2CO2+O2====2CaSO4+2CO2
O2+2CaO+2SO2====2CaSO3
或先將CaCO3煅燒制成生石灰,再制成石灰漿用石灰漿濁液吸收SO2;
2Ca(OH)2+2SO2+O2====2CaSO4+2H2O
〔其中第(2)中以上反應若無氧氣參加,則生成物為CaSO3〕。
6.某河道兩旁有甲、乙兩廠。它們排放的工業(yè)廢水中,共含K+、Ag+、Fe3+、Cl-、OH-、NO六種離子。甲廠的廢水明顯呈堿性,故甲廠廢水中所含的三種離子是__________、__________、__________;乙廠的廢水中含有另外三種離子。如果加一定量的___________(選填:“活性炭”“硫酸亞鐵”“鐵粉”),可以回收其中的金屬___________(填寫金屬元素符號)。
另一種設(shè)想是將甲廠和乙廠的廢水按適當比例混合,可以使廢水中的___________(填寫離子符號)轉(zhuǎn)化為沉淀。經(jīng)過濾后的廢水中主要含___________,可用來澆灌農(nóng)田。
解析:甲廠排放工業(yè)廢水明顯顯堿性,一定含有OH-,與OH-可共存的離子有K+、Cl-、NO,考慮到Ag+與Cl-不能共存,所以甲廠廢水中含OH-、K+、Cl-,乙廠廢水中含Ag+、Fe3+和NO。在乙廠廢水中加入一定量的鐵粉可以回收銀。若將兩廠廢水按適當比例混合,可將Ag+與Cl-、Fe3+與OH-分別轉(zhuǎn)化為AgCl、Fe(OH)3沉淀,經(jīng)過濾后溶液中主要含有KNO3,KNO3是鉀、氮的復合材料。
答案:OH-、Cl-、K+鐵粉AgAg+、Fe3+、Cl-、OH-KNO3
生物科學與工業(yè)
目標的確定
與本節(jié)對應的課程標準具體內(nèi)容是“舉例說出發(fā)酵與食品生產(chǎn)”,而本節(jié)標題定為《微生物發(fā)酵及其應用》。事實上,微生物發(fā)酵在現(xiàn)實生活中遠遠超出了食品工業(yè)的范疇。因此,本節(jié)內(nèi)容一開始時并沒有局限于食品生產(chǎn),而是從比較大的視角──發(fā)酵工程史話引入,然后探秘發(fā)酵過程,再舉例說出發(fā)酵與食品生產(chǎn)的關(guān)系。為此,本節(jié)主要教學目標確定為:通過了解發(fā)酵工程發(fā)展的歷史,體驗科學、技術(shù)、社會三者間的關(guān)系;說出微生物發(fā)酵生產(chǎn)的基本過程;舉例說出微生物發(fā)酵與食品生產(chǎn)的關(guān)系;關(guān)注與微生物發(fā)酵有關(guān)的社會問題等。--思路
教學實施的程序
教學
內(nèi)容
教學活動
教學手段和方法
預期目標
1.復習提問,引入新課。師:同學們在初中時學習過微生物發(fā)酵與食品,我們的日常生活中也接觸到許多發(fā)酵食品,請同學們思考這樣一個問題:哪些食品是由微生物發(fā)酵生產(chǎn)的?相應的發(fā)酵種類是什么?
生:酸奶、泡菜,它們都是乳酸發(fā)酵。
師:很好!還有其他食品嗎?想一想,我們每天吃的主食有通過發(fā)酵制作的嗎?
生:饅頭、面包。
師:對,實際上,我們經(jīng)常食用的許多食品,以及使用的一些藥品,它們的生產(chǎn)過程都離不開微生物發(fā)酵。那么,微生物發(fā)酵是如何發(fā)展起來的?其生產(chǎn)過程怎樣?它還可應用在哪些方面?現(xiàn)在我們就一起來解答這些問題。
學生很可能回答不全,教師可提示。
投影或板書:第一節(jié)微生物發(fā)酵及其應用
聯(lián)系日常生活的實例,在回憶舊知識的基礎(chǔ)上,引入新課,以激發(fā)學生的學習興趣,強化從社會中來的意識。2.新課──發(fā)酵工程史話的學習。師:現(xiàn)在人們能夠利用微生物發(fā)酵來大規(guī)模地生產(chǎn)食品、藥品等許多產(chǎn)品,那么,人們今天的成績是如何一步步取得的呢?下面我們先來學習第一個問題:發(fā)酵工程史話。
首先,請大家閱讀教材發(fā)酵工程史話標題下的第一自然段。
從這段文字的敘述中,能夠看出,人類的祖先很早就會在不知微生物發(fā)酵原理的情況下,利用微生物發(fā)酵技術(shù)來生產(chǎn)多種產(chǎn)品,這個方面還有我們中華民族的貢獻。由此可見,發(fā)酵技術(shù)是從生產(chǎn)實踐中一步步產(chǎn)生的。
師:下面請同學們繼續(xù)閱讀第二自然段。
第二自然段的核心內(nèi)容是,隨著兩位科學家研究出發(fā)酵現(xiàn)象的本質(zhì)和人們對微生物的認識不斷深入后,誕生了傳統(tǒng)的發(fā)酵工業(yè)。這充分說明了發(fā)酵技術(shù)需要基礎(chǔ)科學研究的指導,即科學研究促進了技術(shù)的發(fā)展。
師:好,請大家繼續(xù)閱讀后四個自然段的內(nèi)容。從中能夠看出,發(fā)酵技術(shù)隨著時代的發(fā)展而不斷向前發(fā)展,從傳統(tǒng)的發(fā)酵工業(yè)到現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè),再到微生物工程,它不僅成為生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要支柱,而且和基因工程技術(shù)的結(jié)合使它如虎添翼。由此看來,生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心是技術(shù),同時科學技術(shù)又是一個不斷發(fā)展的過程。
投影或板書:
一、發(fā)酵工程史話
學生先閱讀教材相應的段落,教師就此段落提煉出有關(guān)科學價值觀的教育素材
自然過渡到發(fā)酵工程史話。
讓學生體驗科學技術(shù)是從生產(chǎn)實踐中產(chǎn)生的。
讓學生體驗技術(shù)需要以基礎(chǔ)科學研究作指導,科學、技術(shù)間存在相互作用。
讓學生認同生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心是技術(shù),以及科學技術(shù)是一個不斷發(fā)展的過程。
3.新課──發(fā)酵生產(chǎn)過程探秘。師:在很多家庭的日常生活中,味精是不可缺少的調(diào)味品,那么,你知道它的化學成分是什么嗎?
生:谷氨酸鈉。
師:對!有人認為食用味精對人體有毒害作用,從生物學的角度,你如何看待這個問題?
生:味精是谷氨酸的一種鈉鹽,食用后在體內(nèi)能分解成谷氨酸,而谷氨酸是人體的一種必需氨基酸,所以食用味精對人體不會有毒害作用。
師:非常好!適當添加味精對人體無害,且能增添菜肴的鮮味。我國已成為國際上味精生產(chǎn)大國,年產(chǎn)約6.5×105t。你想知道味精是怎樣在現(xiàn)代化的工廠中生產(chǎn)出來的嗎?請大家翻到教科書P76~77。現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)的生產(chǎn)過程非常復雜,為避繁就簡,突出主干,教科書用流程圖來展示發(fā)酵的基本過程。為便于同學們的理解,我們以味精生產(chǎn)為例,來探秘它的發(fā)酵生產(chǎn)過程。
味精生產(chǎn)的第一步是選育出能產(chǎn)生谷氨酸的細菌菌種,如谷氨酸棒狀桿菌、黃色短桿菌等。這些細菌先是從自然界中分離出來的,再用誘變、基因工程等現(xiàn)代生物技術(shù)處理,便可得到高產(chǎn)的菌種。
由于谷氨酸棒狀桿菌、黃色短桿菌是細菌,其同化作用類型是異養(yǎng)型的,所以要大量培養(yǎng)這些細菌,就需根據(jù)細菌的代謝特點配制相應的培養(yǎng)基。培養(yǎng)基如何配制可參看教科書中關(guān)于配制培養(yǎng)基的解釋。
由于生產(chǎn)中要采用單一菌種發(fā)酵,整個發(fā)酵過程不能混入其他微生物(雜菌),所以生產(chǎn)味精的培養(yǎng)基和發(fā)酵設(shè)備必須經(jīng)過嚴格的滅菌,并進行無菌操作。
在味精生產(chǎn)過程中,由于發(fā)酵罐的體積很大,需要的菌種(種子)量就多。為提高發(fā)酵罐中的發(fā)酵效率,縮短生產(chǎn)時間,要把谷氨酸棒狀桿菌或黃色短桿菌的菌種,經(jīng)過培養(yǎng),達到一定數(shù)量后,才能接入到發(fā)酵罐中,即要先經(jīng)過擴大培養(yǎng)后再接種。
當谷氨酸棒狀桿菌或黃色短桿菌的菌種接入發(fā)酵罐后,這些細菌就會利用罐內(nèi)培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)大量繁殖,同時產(chǎn)生大量的谷氨酸。為使發(fā)酵過程處于最佳狀態(tài),現(xiàn)代化的味精生產(chǎn)企業(yè),其發(fā)酵罐均有計算機控制系統(tǒng),能對發(fā)酵過程中的各種條件嚴格控制,以大幅度地提高生產(chǎn)率。需要說明的是,谷氨酸棒狀桿菌、黃色短桿菌均是好氧菌,因此,發(fā)酵過程中要不斷地通入無菌空氣,以滿足它們生長繁殖的需要。
在溫度為30~37℃、pH為7~8的條件下,經(jīng)28~32h,發(fā)酵罐內(nèi)的培養(yǎng)液中就會生成大量的谷氨酸,隨后,將谷氨酸從培養(yǎng)液中分離出來,用適量的Na2CO3溶液中和(形成谷氨酸鈉結(jié)晶)后,再經(jīng)過過濾、濃縮、離心分離等步驟,便成了味精。這便是味精生產(chǎn)的最后一步,即分離、提純產(chǎn)物,獲得產(chǎn)品。
投影或板書:
二、發(fā)酵生產(chǎn)過程探秘──以味精生產(chǎn)為例
由于這部分內(nèi)容學生較陌生,因此以教師講解為主。
板書:1.菌種的選育:如谷氨酸棒狀桿菌、黃色短桿菌等
板書:2.培養(yǎng)基的配制:水、無機鹽、碳源、氮源、生長因子等
板書:3.滅菌:去掉雜菌
板書:4.擴大培養(yǎng)和接種:先大量培養(yǎng)谷氨酸棒狀桿菌或黃色短桿菌的菌種,再將菌種接入發(fā)酵罐
板書:5.發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵:由計算機控制系統(tǒng)控制條件
板書:6.分離、提純產(chǎn)物
→產(chǎn)品:谷氨酸→谷氨酸鈉
讓學生了解發(fā)酵生產(chǎn)的基本過程。4.新課──發(fā)酵與食品生產(chǎn)。師:正因為人們對微生物發(fā)酵生產(chǎn)的過程研究得非常透徹,所以現(xiàn)在我們能利用微生物發(fā)酵技術(shù)來生產(chǎn)多種產(chǎn)品。請大家翻到教科書P77,看討論專欄,4個同學一組來完成這個討論。
師:哪個小組愿意把自己討論的結(jié)果和大家交流?
生:饅頭、面包、泡菜等是直接由微生物發(fā)酵生產(chǎn)的。味精、醋、醬油等是經(jīng)發(fā)酵生產(chǎn)的食品添加劑。
師:很好!實際上發(fā)酵與食品生產(chǎn)的關(guān)系最為密切,其產(chǎn)品遠遠超過同學們現(xiàn)在所知的。如想進一步了解,請閱讀教科書P78的內(nèi)容。
投影或板書:
三、發(fā)酵與食品生產(chǎn)
先給學生5min完成討論,再讓2~3個組的學生發(fā)言。
讓學生感到要學習的內(nèi)容離自己很近,激發(fā)起學生的學習興趣。
讓學生體驗科學、技術(shù)、社會三者間的關(guān)系。
5.小結(jié)及布置調(diào)查活動。師:今天這節(jié)課我們學習了有關(guān)微生物發(fā)酵及其應用的內(nèi)容,大家應了解微生物發(fā)酵生產(chǎn)的基本過程,同時能舉例說出微生物發(fā)酵與食品生產(chǎn)的關(guān)系。我們應該利用所學的知識去關(guān)注微生物發(fā)酵在社會中的應用,為此,請大家利用課余時間完成一個調(diào)查活動,調(diào)查活動的內(nèi)容和要求見教科書P78“到社會中去”欄目,大家可根據(jù)自己的興趣和條件任選一個題目去調(diào)查,調(diào)查完成后,寫一份調(diào)查報告,供大家交流。感興趣的學生可以個人或小組合作,選擇一個內(nèi)容去調(diào)查。最終完成的調(diào)查報告,經(jīng)教師評價后,張貼出來,辦一個專欄供大家參觀。為學生構(gòu)建一個學以致用的平臺,同時喚起學生關(guān)注社會的意識。