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

Страница:  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15 
 16  17  18  19  20  21  22  23  24 


Другие рефераты на тему «Педагогика»:

Поиск рефератов

Последние рефераты раздела

Copyright © 2010-2024 - www.refsru.com - рефераты, курсовые и дипломные работы