Изучение вопросов биотехнологии в курсе химии средней школы
Пищевой продукт |
Сбраживающие организмы |
Основной процесс |
Молочнокислые продукты |
Стрептококки, молочнокислые бактерии |
Молочнокислое брожение: C6H12O6 2CH3CH(OH) COOH глюкоза молочная кислота |
Сыр |
Молочнокислые бактерии, Ренин из сычуга |
Маслянокислое брожение: C6H12O6 CH3CH2CH2COOH + глюкоза масляная кислота + 2CO2 + 2H2 + образование сгустка казеина |
Сметана, сливочное масло |
Особые молочнокислые бактерии |
Лимоннокислое брожение: C6H12O6 + H2O = C6H8O7 + 3Н2 лимонная кислота |
Хлебопродукты |
Дрожжи Saccharomyces |
Анаэробное сбраживание глюкозы: C6H12O6 = 2C2H5OН + 2СО2 |
Изоглюкоза («кукурузный сироп») |
Гидролазы и изомеразы различных микроорганизмов |
Гидролиз крахмала: (C6H10O5)n + n H2O = n C6H12O6 глюкоза Изомеризация глюкозы: 2n C6H12O6 = n C6H12O6 + n C6H12O6 глюкоза глюкоза фруктоза |
Пиво, вино |
Дрожжи Saccharomyces |
Анаэробное сбраживание глюкозы: C6H12O6 = 2C2H5OН + 2СО2 |
Уксус (≥ 4º) |
Acetobacter |
Аэробное окисление спирта: (1) C2H5OН + 1/2О2 = [CH3C(O) H] + Н2О ацетальдегид (2) CH3C(O) H + 1/2О2 = CH3CОOH уксусная кислота |
Вывод
Итак, изменилось ли ваше представление о биотехнологии, производстве продуктов питания?
УРОК №2 по теме «Биологическая переработка отходов»
Задачи:
1. Образовательная: изучение основ получения биогаза и очистки сточных вод. Знакомство с экологической биотехнологией.
2. Развивающая: а) развитие познавательного интереса при знакомстве с новым направлением биотехнологии;
б) формирование логического мышления в ходе систематизации материала;
в) формирование умений и навыков умственного и практического труда.
3. Воспитательная: а) в целях формирования диалектического мировоззрения показать использование человеком процессов и объектов живой природы для нужд общества;
б) воспитание мотивации к обучению в связи актуальности экологических проблем в современном мире.
Ход урока:
1. Организация класса
Вспомните, какой этап развития биотехнологии мы разобрали на предыдущем уроке?
Какой химический процесс лежит в основе всех бродильных(спиртовых) производств?
2. Актуализация знаний
Ни для кого из вас не секрет, что человек в ходе своей деятельности создает большую экологическую нагрузку окружающей среде (примеры учащихся). И здесь биотехнология внесла и вносит свой вклад. Под запись: специфическое применение биотехнологических методов для решения проблем окружающей среды, таких как переработка отходов, очистка воды, устранение загрязнений, составляет предмет экологической биотехнологии.
3. Изучение нового материала
(Основная часть урока проходит в форме лекции, позволяющей компактно передать учащимся укрупненную дидактическую единицу)
отходы | |
бытовые (сточные воды городов, с/х отходы мелких хозяйств и т.д.) |
промышленные (отвалы металлургических предприятий, стоки химических комбинатов и т.д.) |
На сегодняшнем уроке мы «займемся» бытовыми отходами.
Необходимо отметить, что проблемой очистки сточных вод занялись только в 1890 году, когда был предложен первый биофильтр. Вообще, все биологические методы очистки сточных вод основаны на использовании закономерностей самоочищения водоемов.
Для очистки используют:
а) биофильтры – сточные воды пропускают через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой, благодаря которой интенсивно протекают процессы биологического окисления. С 1970 года на смену клинкеру и гравию в качестве пористого материала пришли пластмассы. Таким образом, видим сочетание механической (пористый носитель) и биологической (биодеградация органических остатков) очистки сточных вод. Недостаток – избыточный рост микроорганизмов и, как следствие, засорение фильтра.
б) биологические пруды – отстойные цветущие водоемы. Характеризуются малой эффективностью и большим временем самоочистки.
в) аэротенки – известны с 1914 года. Именно 1914 год считается годом рождения биоочистки сточных вод. Аэротенки – это огромные резервуары из железобетона, в которых очистка происходит с помощью активного ила из бактерий (Zoogloea) и микроскопических животных. Процесс очистки непрерывный, аэробный, т.е. нуждается в активной аэрации воздухом (отсюда высокие эксплуатационные расходы) и высоко эффективный.
г) «псевдоожиженный слой» – применяется с 1980 года по сей день. «Псевдоожиженный слой» – это сочетание биофильтра и активного ила. Подложка – полимерный носитель или песок. Процесс периодический и не требует аэрации. После биоочистки проводят дезинфекцию жидким хлором, хлорной известью, УЗ, озоном или электролизом.
Каким бы способом не проводилась биоочистка сточных вод, в конце имеем избыточную биомассу. Наиболее эффективный способ утилизации – анаэробное брожение с получением биогаза.
Биогаз – смесь 65% СН4; 30% СО2; 1% Н2S … NH3 …
Энергия 1,7м3 биогаза эквивалентна энергии 1м3 природного газа. В основе получения биогаза лежит процесс метанового брожения или биометаногенез. Биометаногенез – сложный микробиологический процесс разложения органического вещества до СО2 и СН4 в анаэробных условиях (под запись).
Участвуют свыше 190 микроорганизмов.
Стадии:
I. Белки аминокислоты Липиды ВЖК и глицерин Полисахариды моносахара |
II. H2 + СО2 + НЖК(СН3СООН) + низшие спирты (в основном) |
III. Образование метана: (1) 4H2 + СО2 = СН4 + 2Н2О… (2) 4СН3ОН = 3СН4 + СО2 + 2Н2О (3) СН3СООН = СН4 + СО2 |
Другие рефераты на тему «Педагогика»:
- Методика преподавания русского языка
- Методика преподавания курса "Матричные игры"
- Изучение традиционной одежды русских крестьян Южного Алтая на уроках технологии для учащихся начальных классов
- Становление и развитие педагогики как науки в России
- Возрастные особенности современных школьников как фактор совершенствования педагогического процесса
Поиск рефератов
Последние рефераты раздела
- Тенденции развития системы высшего образования в Украине и за рубежом: основные направления
- Влияние здоровьесберегающего подхода в организации воспитательной работы на формирование валеологической грамотности младших школьников
- Характеристика компетенций бакалавров – психологов образования
- Коррекционная программа по снижению тревожности у детей младшего школьного возраста методом глинотерапии
- Формирование лексики у дошкольников с общим недоразвитием речи
- Роль наглядности в преподавании изобразительного искусства
- Активные методы теоретического обучения