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1、第4 4章生物科学与环境保护第1 1节生物性污染及其预防第2 2节生物净化的原理及其应用1.举例说出生物入侵,并能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性污染的措施。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。一二一、生物性污染及其预防1.生物入侵一种生物经自然或人为的途径从原来的分布区域迁入一个新的区域里迅速地繁殖、扩散,对迁入地区的生物多样性和生态系统的稳定性造成严重危害的现象,称为生物入侵。2.生物性污染(1)污染物:引起生物性污染的污染物,主要是对人和当地的生态
2、系统造成危害的生物。(2)生物性污染的种类动物污染:主要是有害昆虫、寄生虫、原生动物和水生动物等。植物污染:主要是杂草、某些树种和藻类等。微生物污染:包括病毒、细菌和真菌等。(3)生物性污染的特点:一是预测难;二是潜伏期长;三是破坏性大。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,更多的是人为因素。(2)防治措施赤潮和水华的防治:避免水体的富营养化,尽量减少污染物的产生。生物入侵的防治:主要采取预防的措施。加强生物性污染的基础理论研究,建立国家监控体系和数据库。对已发生的生物性污染,采取措施进行治理,防止其继续传播、扩散。控制致病的细菌、病毒等排入水体和土壤,也是预防生物性污染
3、的重要措施。一二二、生物净化的原理及其应用1.生物净化的原理(1)生物净化:指生物通过自身的代谢,使环境中的污染物数量减少,浓度下降,毒性减轻,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(三个方面)吸收大气中一定浓度范围内的有害气体。阻滞和吸附大气中的粉尘和放射性物质。分泌抗生素等物质杀灭空气中的细菌。(3)微生物的净化作用:主要是分解土壤和水体中的有机污染物。一二2.生物净化的应用举例(1)通过植树造林可以净化大气中的各种污染物。以三北防护林体系为例,其作用为遏制风沙灾害、减少水土流失、降低大气污染。(2)植物可以净化土壤中的重金属污染物。作用方式:通过吸收、富集或降解作用
4、去除重金属污染物。一二(3)生物净化污水作用方式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。生物净化污水的具体流程一二三四一、生物入侵产生危害的原因1.外来物种进入新的生态系统之后,由于没有天敌,极易造成生长失控,破坏生态系统的结构。2.外来物种在新的生态系统中,通过与当地物种竞争营养或食物、分泌释放化学物质、形成大面积单优势群落等方式,直接影响本地物种的生存,加速某些生活力较弱的物种的消失。3.外来物种进入新的生态系统后,作为掠夺者、寄生者或病原体,会使受害者和寄主的数量发生变化。尤其是外来物种在适宜的生态和气候条件下,往往会对当地的农业或林业造成严重的损害。4.有些
5、外来植物产生的花粉,是当地居民从未接触过的物质,可能成为对人类健康造成威胁的新过敏原。一二三四二、在进行生物防治时应注意的问题1.生物防治的制剂产品稳定性不高,不耐长期贮藏,货架周期短;应用技术复杂,不容易被使用者掌握;由于自然界中植物、微生物和环境之间的关系极其复杂,其应用后防治效果能否稳定持久,大多不能预见。2.生物防治对生态和环境也有副作用。如引进的天敌昆虫可能对生态环境带来某些破坏性作用;活体微生物的应用可能对其他自然界微生物群、人畜体内的微生物群产生干扰,可能诱发人、畜免疫能力的突变或拮抗作用;生物防治的安全利用要求有一定的寄主范围。一二三四3.生物防治不能完全代替化学农药。由于抗药
6、性、效果、成本等因素,在实际应用时,必须考虑包括化学农药、施肥管理、品种、生物防治等多因素在内的综合防治体系,发展病虫害的综合防治技术。4.建立生物防治的风险评价机制。对外来生物和生物防治的生态后果进行评价,制定生物防治安全应用的标准。5.根据国情,因地制宜地保护和开发利用我国的生物防治资源,充分发挥天敌对害虫的自然控制作用,降低生物防治的成本;加强宣传教育,提高国民对生物资源的认识和生物防治意识;重视生物防治“治”的技术和“防”的研究与应用。一二三四三、绿色植物对环境的净化作用1.减尘、滞尘作用森林形体高大、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
7、黏性物质,能吸附、滞留和黏着一部分粉尘。2.防御、杀菌作用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。一二三四3.吸收、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
8、的效果。通过植物的吸收和在根部的累积、沉淀,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。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。在这方面研究最多的是植物对汞元素和硒元素的吸收、挥发。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、农药、炸药废物、氯代溶剂等有机污染物的治理。植物降解的原理: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。一二三四四、微生物的净化作用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
9、、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。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。一二三四3.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。但是,微生物的作用是复杂的,有些微生物在发挥净化作用的同时,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。题型一题型二题型三题型四【例1
10、】下列关于生物入侵的叙述,不正确的是()生物入侵使我国生物多样性受到严重威胁生物入侵使生态系统的成分和营养结构复杂,抵抗力稳定性增强生物入侵会打破生态系统中生物间的制约关系,破坏生态系统的稳定性生物入侵加剧了生存斗争,有利于生物进化A.B.C.D.解析:生物入侵后往往由于被入侵地区气候等环境因素适宜,又无天敌,入侵物种大量繁殖,使本地物种失去生存的环境,从而破坏了原有生态系统的稳定性。答案:B题型一题型二题型三题型四【例2】下列哪项不是生物性污染的特点?()A.预测难B.潜伏期长C.不可恢复 D.破坏性大解析:生物性污染具有以下特点:一是预测难,例如,人们对外来生物在什么时候、什么地方入侵不易
11、作出预测;二是潜伏期长,一种生物造成污染后,其潜伏期可能长达数年,甚至数十年,因此,难以及时发现和跟踪观察;三是破坏性大,由于污染生物的迅速增殖,在破坏当地生态环境的同时,也破坏了该生态系统中各类生物的相互依存关系,从而造成严重的后果。答案:C题型一题型二题型三题型四【例3】下列对生物性污染的防治的说法,正确的是()A.针对不同的生物性污染,应当采取不同的防治措施B.为防止水体富营养化,应当禁止生活污水和工业废水的排放C.应杜绝一切外来物种D.对于外来物种的入侵只能进行生物防治解析:针对不同的生物性污染应当采取不同的有效防治措施。为防止水体富营养化,生活污水和工业有机废水必须经过除污净化处理,
12、达到国家规定的水质标准后才能排入水体。确实需要引进外来物种时一定要谨慎,引进前必须经过充分论证。对于生物入侵这一类的生物性污染,目前主要采取预防的措施。答案:A题型一题型二题型三题型四【例4】在生物净化作用中起重要作用的是()A.绿色植物和动物B.动物和微生物C.绿色植物和微生物D.高等动物和病毒解析:生物净化是指生物通过自身的代谢,使环境中的污染物数量减少,浓度下降,毒性减轻,有害成分转化、分解,直至消失的过程。在生物净化中,绿色植物和微生物起着重要作用。答案:C12341.紫茎泽兰是外来入侵物种,如果让其自然生长繁殖若干年后,与原产地紫茎泽兰相比()A.基因库变化相互影响B.性状始终保持一
13、致C.很快产生生殖隔离D.进化方向发生变化解析:自然选择决定生物进化的方向,当紫茎泽兰侵入到一个新的环境中,这个新的环境总与原环境存在一些差异,在新的环境的选择下,紫茎泽兰的性状会有所改变,但不会与原产地的紫茎泽兰很快产生生殖隔离。答案:D12342.下列措施符合保护物种多样性原则的是()A.为美化城市环境,随意从国外引进多种观赏类植物B.为保护草场,减少沙化,要杀死所有危害草原的黄鼠C.将东北虎迁入野生动物园繁育,并进行部分野外放归实验D.为控制水葫芦在我国造成的严重灾害,应将其天敌引入我国解析:引进外来物种一定要慎重,不可以随意引进,否则可能会因为其缺少天敌而造成严重后果。任何生物都有一定的存在价值。答案:C12343.能进行生物净化的生物包括()植物动物微生物A. B.C.D.解析:动物、植物、微生物都可以进行生物净化。答案:D12344.造成温室效应的原因和缓解全球温室效应危机的措施依次是()A.SO2等有毒气体大量产生;种植能吸收SO2的植物B.煤、石油、天然气大量燃烧;营造森林绿地C.大量使用含氟制冷剂;采用无氟制冷剂D.汽车和工厂排放的废气和烟尘;收取排污费,限期整改解析:造成温室效应的主要原因是化石燃料的大量燃烧,使过多的CO2进入大气,因此缓解全球温室效应的措施是开发新能源,减少化石燃料的燃烧,大力植树造林,加速大气中CO2的消耗。答案:B
