4.0《生物科学与环境保护》PPT课件（新人教版-选修2）

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新课标人教版课件系列
《高中生物》
选修２
第４章
《生物科学与环境
保护》
教学目标
１. 举例说出生物入侵，指出生物入侵的危害。
２.简述生物性污染的概念，识别生物性污染。
３.尝试提出解决身边的生物污染措施。
４.简述生物净化的概念，概述生物净化的原理和方法。
５.举例说明生物净化。
６.尝试搜集利用生物净化原理治理环境污染的资料。
７.列举生物资源面临的危机及其原因。
８.关注生物资源的合理利用。
９.模拟对某个环境事件或资源利用计划做出决策。
10.简述绿色消费的兴起,说出绿色消费的概念。
11.评价自己的消费行为,认同有利于环境保护的消费行为。
12.参与倡导绿色消费的宣传活动。
第１节
《生物性污染及其
预防》
第４章《生物科学与环境保护》
凤眼莲（水葫芦）
水葫芦是我国几十年前从国外引进的一种植物，曾一度用它来净化污水，但引入我国云南省昆明的滇池后，由于水质污染导致水葫芦疯长，几乎遮盖了整个滇池，使很多水生生物几乎绝迹。
“植物杀手”薇甘菊

林木遭受薇甘菊覆盖逐渐枯萎
薇甘菊学名小花假泽兰，是一种攀援植物，繁殖能力极强。发生危害的种属原产于南美洲，60年代被引入印尼植物园用于橡胶园的地面覆盖，借助于当地温暖潮湿的泥土，很快在印尼、马来西亚、菲律宾、泰国等地蔓延开来，给种植香蕉、茶叶、可可、水稻等经济作物的农民造成了重大损失。
薇甘菊所“到”之处，像被子一样包裹树木，覆盖花草，受其侵害的植物或者被绞杀、重压致死，或者因缺少阳光、水分，不能进行光合作用而枯萎。
紫茎泽兰原产于墨西哥，因其茎和叶柄呈紫色，故名紫茎泽兰。它属于多年丛生型半灌木草本植物，株高50—120厘米，最高达2—3米，根系呈绳索状且十分发达；喜温湿、耐干旱，能蔓延到广大的湿润、半湿润亚热带地区，并能迅速形成单生优势，是农、林、牧业生产的大敌，侵入农田、草地后，与农作物、牧草争水、争肥、争阳光、争空间，造成经济作物严重减产，并破坏了生物的多样性。而且，在紫茎泽兰植株内含有的有毒物质和花粉能引起人畜过敏性疾病和呼吸系统疾病，牲畜误食后会引起中毒，甚至不孕、流产、死亡。
这种世界性恶性杂草，大约于４０年代由中缅边境传入云南。经过半个多世纪的传播扩散，始终没有得到有效控制，现已在西南地区的云南、贵州、四川、广西、西藏等省区广泛分布并造成危害。
一、生物入侵的概念
1、什么是生物入侵？
一种生物经自然或人类的途径从原来的分布区域迁入一个新的区域，其后代在新的区域里迅速地 ，对迁入地区的 和生态系统的 造成严重危害的现象，称为 。
繁殖、扩散
生物多样性
稳定性
生物入侵
二、识别生物性污染
资料分析
实例1、赤潮
实例2、伦敦烟雾事件
实例3、电磁辐射
生物性污染
化学性污染
物理性污染
1.造成第一个事例中污染的直接原因是海水中N、P等养分的含量过高。
2.第二、第三个事例与第一个事例的不同之处在于：污染不是由于生物性因素，而是由物理、化学因素引起的
生物性污染：由生物有机体对人类或环境造成的不良影响。例如，非典型性肺炎（SARS）病毒、禽流感病毒造成的污染等就是典型的例子。
污染
化学性污染
物理性污染
生物性污染
动物污染：如有害昆虫、寄生虫、原生动物和水生动物等
植物污染：如杂草、某些树种和某些藻类等
微生物污染：包括病毒、细菌和真菌
环境污染的种类
生物性污染与其他污染的不同之处：
生物性污染的污染物是 ，能逐步 新的环境，不断增殖并占据 ，从而危及其他生物的生存和人类生活。
活的生物
适应
优势
生物性污染的特点
1.预测性难
2.潜伏期长
3.破坏性大
自然因素：如外来种的自然入侵
人为因素（较多）：如赤潮和水华
造成生物性污染的原因
三、生物性污染的防治
1、赤潮和水华水华类生物性污染：避免水体 ，尽量减少 的产生；对水体的富营养化及时进行处理。
2、生物入侵类生物性污染：主要采取
的措施。引进外来物种时一定要慎重。
3、微生物污染的防治：控制致病的 、
等排入水体和土壤，也是预防生物性污染的重要措施。
富营养化
污染物
预防
细菌
病毒
1、不适当引入外来物种可能会使该物种在当地大量繁殖，导致严重危害，下面哪种情况可能和外来物种的大量繁殖无关（ ）
A、缺乏天敌
B、食物丰富
C、气候适宜
D、对本地物种没有影响
D
2、在进出口口岸，进出口检疫部门要对进口货物进行严格检疫，严格禁止境外有害生物（包括虫卵和微生物）流入境内。若害虫流入境内后，将（ ）
A、在相当长一段时间内，有害生物种群数量将呈“J”型增长
B、一般会缺少其天敌
C、对境内生物多样性造成威胁
D、不适应新环境，很快灭亡
ABC
3、我国东海多次发生赤潮，给海水养殖业带来重大损失。从生态学角度分析，产生赤潮的原因是（ ）
A、大气中的二氧化碳增多
B、工业和生活废水大量排入海洋
C、树木的大量砍伐
D、海洋石油的开采
B
4、如果在某一生态系统中，不适当地引入一个物种，如澳大利亚引入了欧洲的一种野兔，将会带来的后果最可能的是（ ）
A、增强了生态系统的稳定性
B、提高了生物的多样性
C、破坏了当地的生态系统的稳定性
D、绝对没有什么影响
C
5、澳大利亚草原上的野兔经常泛滥成灾，采取下列哪项措施会既减轻灾害，又符合生态学原理 （ ）
A、人工捕杀
B、使用化学药品毒杀
C、适量引进病毒等病原体
D、大量引进狼、狐等肉食动物
D
6、目前在我国一些地区引进的水葫芦、紫茎泽兰等外来物种急剧增长，甚至取代了当地的优势物种，这一现象引起各界的关注。请根据生态学原理回答：
（1）外来物种在侵入地区定居扩张的原因是 和 。
（2）外来物种对原有生态系统产生的影响是 。
环境条件适宜
没有天敌
破坏原有生态系统的稳定性
水华
1952年12月5－8日，一场灾难降临了英国伦敦。地处泰晤士河河谷地带的伦敦城市上空处于高压中心，一连几日无风，风速表读数为零。大雾笼罩着伦敦城，又值城市冬季大量燃煤，排放的煤烟粉尘在无风状态下蓄积木散，烟和湿气积聚在大气层中，致使城市上空连续四五天烟雾弥漫，能见度极低。在这种气候条件下，飞机被迫取消航班，汽车即便白天行驶也须打开车灯，行人走路都极为困难，只能沿着人行道摸索前行。
第２节
《生物净化的原理及
其应用 》
第４章《生物科学与环境保护》
水污染
怎样解决环境污染
解决环境污染问题必须防重于治。一方面要制定政策、法规预防新污染的发生；另一方面要研究低成本高效率的生物净化技术，对已被污染的环境进行及时治理。
生态糸统中的许多生物具有一定的净化环境能力，不同生态糸统也具有一定抵御环境污染的自我净化功能。生物净化的原理是通过生态糸统中各种生物的代谢活动或其它活动，使环境中的污染物得以固定和降解。
一、生物净化的原理
在生物净化中，绿色植物和微生物起着重要作用。
生物（绿色植物、微生物）的生存特点、代谢特点 （如灯心草,水烛）
相应的环境污染
选择 净化
水体自净
水体氧垂曲线
水体氧垂曲线
若水体氧垂曲线中Cp点的溶氧量大于规定的数值
若水体氧垂曲线中Cp点的溶氧量低于规定的最低溶氧量
则说明从溶解氧的角度看，污水的排放未超过水体的自净能力。
则排入有机污物过多，超过水体的自净能力，水体中各种需氧型的水生动物和浮游植物均可能因缺氧而死亡，水体生念平衡将遭到破坏。
简述水体自净的过程
在未受污染的水体中都有一定浓度的溶解氧。但是，当水体受到有机物的污染后，水体中的微生物就会大量繁殖起来。由于好氧微生物比厌氧微生物生长快，所以好氧微生物首先发展壮大。当好氧微生物发展到一定数量，它们消耗水中溶解氧的速率有可能超过空气中的氧气向水中溶解的速率(称为复氧速率)。一旦如此，水中的溶解氧浓度就开始迅速下降，直到浓度降到接近零，使水体呈现缺氧或无氧状态。在缺氧或无氧状态下，好氧微生物的生长受到抑制，而厌氧微生物则大量繁殖起来，继承了大部分的自净工作。好氧微生物把污染物降解为稳定的无机物(C02、H。O)，厌氧微生物降解的产物则是甲烷、乙酸等有机物和氨等氧化不彻底的无机物。
二、生物净化技术
生物净化技术基本原理就是通过一定的技术手段人为放大和强化生态糸统的自净能力，从而有效地治理环境污染。
污水处理
实施减量、回收、再生、再循环
污水处理厂
污水处理
生物净化污水的具体流程：
污水
沉淀，过滤 (作用)
基本处理水
利用多种微生物分解有机物
生物净化水
杀死有害细菌、病毒
工业用水、灌溉水
离子交换，过滤
生活用水
污水生物处理技术
污水生物处理技术的其本原理是利用处理糸统中的各种微生物的代谢作用除去污水中的污染物。
污水生物处理技术其具体工艺可分为：
活性污泥法
悬浮细胞法
生物膜法
活性污泥法
简述活性污泥法的主要工艺流程
活性污泥是由各种微生物、有机物和无机物胶体、悬浮物构成的结构复杂的肉眼可见的绒絮状微生物共生体。污水在一次沉淀池内，经过初步沉淀去除各种大块颗粒之后，送到曝气池。当污水进入曝气池后，由于曝气机不断排放空气使池内污水与活性污泥充分接触，污水中的有机污染物被活性污泥吸附，有机污染物迅速被好氧微生物分解，污水得到净化。在二次沉淀池内，活性污泥与已被净化的处理水分离。处理水经检测确认达到排放标准后即可排出，活性污泥则在污泥区内进行浓缩，并以较高的浓度回流到曝气池。
悬浮细胞法—氧化塘
生物膜法—印染废水的净化
海洋石油污染
其它生物净化技术
1、应用现代生物技术改造的工程菌除污如分解石油的“超级细菌”。
2、开发废物资原化技术。
3、选择具有吸收有害气体、吸收粉尘、杀灭细菌不同净化功能的植物。
4、选择特殊的微生物类群，用于农药、防腐剂等环境污染物的降解
小 结
液体进入　
旋转洒水器　
表面分布细菌的矿石
液体流出　
1、污水处理厂的某部分，空气随旋转洒水器进入污水处理厂的这个部分，目的是（ ）
A．氧化污水中的有毒物质
B．分解有机物为简单物质
C．将液体消毒作灌溉之用
D．给微生物供氧
D
2．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
_______________________________________________________________________其具体工艺可分_______________________、__________________、_____________等。
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
活性污泥法
悬浮细胞法
生物膜法。
第３节
《关注生物资源的
合理利用 》
第４章《生物科学与环境保护》
生物资源
1、生物资源的特性
系统性
可再生性
地域性
周期性
有限性
我国森林资源现状
1. 1995年世界森林覆盖率26.0%，1997年中国森林覆盖率为13.9%，居世界121位；
2. 1995年世界森林总蓄积量为3100亿立方米，1997年中国森林蓄积量101.4亿立方米，只占世界人均森林蓄积量的14%。
3. 1997年中国有宜农荒山荒地面积63.03万平方千米，占全国土地总面积的6.6%；宜林地面积占全国土地面积的1/4。
4. 世界有木本植物20000余种，中国有8000余种，占世界40%，其中乔木树种2800种，占中国木本植物35%，而同纬度与中国相近的美国仅有乔木树种810种。
5. 热带季雨林、亚热带常绿林、温带落叶阔叶林等在我国分布都很广。
其他方面
高等植物经过化学成分分析的占8℅，真正被利用的2 ℅
造纸纤维原料、油料植物多数未开发利用
生物资源的现状
生物资源丰富,但人均拥有量低,(综合)利用率低
兽类：450多种
鸟类：1200多种
爬行类：300多种
野马（普氏野马） —已绝迹
野骆驼----已绝迹
高鼻羚羊
澳洲小兔猼：1890年灭绝
纹兔袋鼠：1906年灭绝
世界灭绝的动物
南极狼：1875年灭绝
东袋狸：1940年灭绝
西非狮1865年灭绝
亚洲狮：1908年灭绝
中国白臀叶猴：1882年
恐鸟1800年灭绝
合理使用生物资源
1、消费的抉择
2005年全国共发现土地违法行为100多万件，涉及土地面积近500多万亩
一条“沙图士”披肩的售价为3500英镑。
（1） 森林是一种重要的物质资源
总初级生产量（GP）：生态系统中绿色植物通过光合作用合成有机物的总量 （g/m2.a或J/m2.a ）
净初级生产量（NP）：在呼吸作用之后剩下的能量则是净初级生产量
（2） 森林又是一种环境资源
环境
资源
环境的肺脏
环境的卫士
山区——涵养水源、保持水土
干旱半干旱区——防风固沙、
保护农田
环境的调节者
大自
然的
总调
度室
——净化空气、吸烟滞尘
——调节气候、美化环境、
减弱噪声
2.　 森林资源的合理利用
有人说：森林是“生态平衡的核心”，也有人说它是“大自然的总调度室”。下面一些形象比喻，各蕴含森林的一种环境功能，请思考回答：
A、天然“净化器”（ ）B、天然“吸尘器”（ ）
C、天然“蓄水池”（ ）D、天然“过滤器”（ ）
E、天然“粘合剂”（ ）F、天然“绿色卫士”（ ）
G、天然“加湿器”（ ）H、天然“美容师”（ ）
I、天然“消声器”（ ） J、天然“绿色宾馆”（ ）
备选答案： a 保持水土 b 调节气候 c 吸烟滞尘 d 防风固沙 e 净化空气 f 保护农田 g 减弱燥噪声 h 涵养水源 i 美化环境 j 为野生动植物提供栖息地
e
c
h
d
a
f
b
i
g
j
我国森林资源主要分布
大兴安岭
长白山地
小兴安岭
喜马拉雅山脉
横断山区
雅鲁藏布江
台湾
福建
江西
（3） 森林资源地区分布不均
东北林区——最大的天然林区
（大小兴安岭和长白山地） （林木蓄积量占全国1/3）
西南林区——第二大的天然林区
（喜马拉雅山南坡、雅鲁藏布江大拐弯处、横断山区）
（林木蓄积量占全国1/4）
东南林区——人工林和次生林比重大 （赣、闽、台）
三大林区：
缺林地区：
广大西北和黄河中下游的晋、冀、豫
分布在交通不便的深山区和边疆地区，开发利用困难
中国80年代森林资源消耗及其构成表
计划内消耗量 计划外消耗量 合计
总消耗量（万立方米） 6800 22610 29410
占总消耗量的比重（%） 23.1 76.9 100.0
（4）森林资源破坏严重：
表现：
一方面在林业工作上重采伐、轻抚育，造林多、存活少；
另一方面毁林开荒、森林火灾和病虫害时有发生。
森林资源的合理利用
坚持合理、适度采伐，完全砍伐与选择性砍伐
禁伐、量伐要科学严格
积极营造人工林
提高木材的综合利用率
加强自然保护
加强森林资源的综合开发
3、海洋渔业资源合理利用
白姑鱼
黄鲫
条纹东方鲀
几种常见的海洋鱼类
鯷鱼
龙头鱼
小黄鱼
大黄鱼
刺 鲳
枪乌贼
乌贼
曼氏无针乌贼
章鱼
斑节对虾
中国对虾
海参
带鱼
深水狮子
白刺蝶
黑双带小丑
狐狸鱼
大帆倒吊
是在最大限度的开发、利用可再生资源的同时，注意保护资源系统以维持最高再生能力的原则。简称MSY原则。
S2第二年初某种鱼类的总产量
S1第一年初某种鱼类的总产量
R 补充量 G 生长量
M 自然死亡率（量）
F 捕捞死亡率（量）
S2=S1+R+G-M-F
若环境最大容纳量为N，当种群数量约K/2时捕捞，可获得渔业资源的最大持续产量，并能维持S2=S1
最大持续产量：
增强对海洋生物资源的保护意识
要严格控制过度捕捞，实行伏季休渔，保护近海、浅海渔业资源，积极开发外海、深海渔业资源，稳步发展远洋渔业。
保护海洋生物资源，防治海洋污染，保护海洋生态环境
建设生态文明社会
生态文明
包括文化价值观、生产方式、生活方式和社会结构四个方面。
特点：
较高的环保意识
可持续的经济发展模式
更加公正合理的社会制度
建设生态文明社会
发展的可持续性是生态文明的突出特征
第４节
《倡导绿色消费 》
第４章《生物科学与环境保护》
1、什么是绿色食品？
绿色食品 是遵循可持续发展原则，按照特定的生产方式生产，经专门机构认定，许可使用绿色食品商标标志的，无污染的安全、优质、营养类食品。
2、绿色食品的标志
绿色食品标志图形由三部分构成，即上方的太阳、下方的叶片和蓓蕾。标志图形为正圆形，意为保护、安全。整个图形表达明媚阳光下的和谐生机，提醒人们保护环境创造自然界新的和谐。
3、绿色食品分类
AA级绿色食品:生产中禁止使用任何化学合成物质，产品包装上以白底印绿色标志，防伪标签的底色为蓝色，编号以双数结尾。
A级绿色食品:生产中允许限量使用限定的化学合成物。另外A级绿色食品产品包装上以绿色底印白色标志，编号以单数结尾，其防伪标签的底色为绿色，产品包装上亦以绿色印白色标志。
4、绿色食品生产的三个显著特点
强调产品出自良好的生态环境
对产品实行“从土地到餐桌”全程质量控制
对产品依法实行标志管理
5、绿色食品生产标准体系
*产地环境质量标准 *生产技术标准 *产品标准 *包装标签、储运标准
6、绿色食品水稻生产要求
绿色食品产地环境质量要求：
绿色食品生产基地应选择在无污染和生态条件良好的地区。基地选点应远离工矿区和公路铁路干线，避开工业和城市污染源的影响，同时绿色食品生产基地应具有可持续的生产能力。
空气环境质量要求：
空气中各项污染物的指标要求（标准状态）
项目 指标
日平均 1 h平均
总悬浮颗粒物 ≤0.30 mg/m3 --
二氧化硫 ≤0.15 mg/m3 ≤0.50 mg/m3
氮氧化物 ≤0.10 mg/m3 ≤0.15 mg/m3
氟化物 ≤7 μg/m3 ≤20 μg/m3
注： 1.日平均指任何一日的平均指标 2.1 h平均指任何一小时的平均指标
6、绿色食品水稻生产要求
6、绿色食品水稻生产要求
农田灌溉水中各项污染物的指标要求
项目 指标
pH 5.5～8.5
总汞 ≤0.001 mg/L
总镉 ≤0.005 mg/L
总砷 ≤0.05 mg/L
总铅 ≤0.1 mg/L
六价铬 ≤0.1 mg/L
氟化物 ≤2.0 mg/L
粪大肠菌群 ≤10 000个/L
注：灌溉菜园用的地表水需测粪大肠菌群，其他情况不测粪大肠菌群。
6、绿色食品水稻生产要求
土壤中各项污染物的指标要求
项目 水田标准
pH值 <6.5 6.5～7.5 >7.5
镉 ≤0.30 mg/kg 0.30 mg/kg 0.40 mg/kg
汞 ≤0.30 mg/kg 0.40 mg/kg 0.40 mg/kg
砷 ≤20 mg/kg 20 mg/kg 15 mg/kg
铅 ≤50 mg/kg 50 mg/kg 50mg/kg
铬 ≤120 mg/kg 120 mg/kg 120 mg/kg
铜 ≤50 mg/kg 60 mg/kg 60 mg/kg
核心概念及观念
绿色食品
AA绿色食品
A级绿色食品
绿色食品生产的特点
绿色食品的生产标准体系