水處理生物學(xué)課程作業(yè)1 指導(dǎo)教師:張淑娟

1. 我學(xué)到了哪個知識點(diǎn)?(詳細(xì)展示一個知識點(diǎn),只展示一個,并標(biāo)明出處,滿分為0分)
? ? ? 通過學(xué)習(xí)原核微生物細(xì)菌的形態(tài)和大小的知識,我學(xué)到了細(xì)菌細(xì)胞壁的主要功能有:①保持細(xì)胞形狀和提高細(xì)胞機(jī)械強(qiáng)度,使其免受滲透壓等外力的損傷;②為細(xì)胞的生長、分裂所必需;③作為鞭毛的支點(diǎn),實(shí)現(xiàn)鞭毛的運(yùn)動;④阻攔大分子有害物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞;⑤賦予細(xì)胞特定的抗原性以及對抗生素和噬菌體的敏感性。

(圖片來源于《水處理生物學(xué)》第六版)


? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (出自 顧夏聲《 水處理生物學(xué)》第六版 p10)

2. 我之前是怎么想的?(分值為0-10分;以“我”為主語,詳細(xì)展示:假設(shè)我還不知道上述知識點(diǎn),我是如何理解的;或從字面意思推測其含義)
? ? ? 學(xué)習(xí)本知識點(diǎn)之前,我對細(xì)胞壁的認(rèn)知與想法還停留在高中生物淺顯的闡述:細(xì)胞壁可以維持細(xì)胞形狀,控制細(xì)胞的生長,參與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)茸饔谩?梢岳斫鉃榧?xì)胞壁是細(xì)胞的“壁壘”,支撐和保護(hù)著細(xì)胞內(nèi)各個細(xì)胞器的正常運(yùn)作和信息交流。但是細(xì)胞壁的全透性也會導(dǎo)致其防護(hù)能力具有一定的局限性。

3. 我之前的想法怎么樣?(分值為0-10分;以“我”為主語,比較第一問和第二問的答案,找出沖突,并化解沖突)

? ? ? 我通過分析我之前的想法和水處理生物學(xué)里的知識點(diǎn),找到了對于細(xì)菌細(xì)胞壁的認(rèn)知矛盾。我仍然停留在高中的思維,僅局限的要求細(xì)胞壁只做到防御和支撐的功能,忽略了細(xì)菌是個生命體,需要運(yùn)動、生長和繁殖,而細(xì)胞壁就給予了這樣的條件。細(xì)胞壁之所以成為細(xì)胞中重要的結(jié)構(gòu)單元、細(xì)菌分類最重要的依據(jù)之一,自有緣由。我之前的觀點(diǎn)是對細(xì)胞壁的“單點(diǎn)結(jié)構(gòu)”的認(rèn)知,沒有考慮到細(xì)菌鞭毛可用它作為支點(diǎn)、對噬菌體、抗生素的敏感性。
4. 我應(yīng)該怎樣想才對?(以“我”為主語;證明自己聯(lián)系了日常生活,如解釋現(xiàn)象、識別謠言等(0-20分);并證明自己聯(lián)系了其他知識或水處理情景,“聯(lián)系”包括但不限于因果、類比、評價、列舉等(0-20分))
? ? ? 我在高中生物中已經(jīng)得知細(xì)胞壁大部分組成部分是果膠和纖維素,而細(xì)菌細(xì)胞壁則是由肽聚糖組成。通過進(jìn)一步學(xué)習(xí),我發(fā)現(xiàn)肽聚糖在細(xì)胞壁內(nèi)的分布組成又各有不同,丹麥科學(xué)家Hans Christian Gram曾利用實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了革蘭氏陰性菌與陰性菌具有截然不同的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)。

(圖片來源于互聯(lián)網(wǎng))

? ? ? 細(xì)菌作為水環(huán)境的“小幫手”和“污染物”,與其細(xì)胞壁的功能密不可分。在此暫介紹“小幫手”的利用。比較常見的有以下幾類。第一類為好氧細(xì)菌處理法,這種好氧細(xì)菌具有較強(qiáng)的分解和繁殖特點(diǎn),能夠快速的把水中復(fù)雜的大分子物質(zhì)分解成為比較單一的小分子物質(zhì),從而改變水質(zhì)。第二類為厭氧細(xì)菌處理法,這種處理方法主要是應(yīng)用在出現(xiàn)高濃度的有機(jī)廢水和水底污泥中。其特點(diǎn)是厭氧細(xì)菌在厭氧環(huán)境中,將廢水中的有機(jī)物質(zhì)分解成二氧化碳和甲烷等物質(zhì)。第三類為兼氧細(xì)菌處理法,當(dāng)好氧和厭氧在同一處理工藝中共存時即為兼氧處理,如兼性塘。人們發(fā)現(xiàn)有時好氧和厭氧的共存反而會使處理效果更好,因而便出現(xiàn)了對兼氧處理工藝和機(jī)理的研究。[1]這其中就是利用細(xì)胞壁對大分子物質(zhì)的控制進(jìn)出和細(xì)胞壁上的鞭毛不斷運(yùn)動,讓細(xì)菌完全接觸到有機(jī)廢水中的各種物質(zhì)。在給排水科學(xué)與工程中經(jīng)常提到的A^2O工藝就是上述的實(shí)踐證明,我有幸曾到南京市光大污水處理廠參觀學(xué)習(xí),那里就用運(yùn)用了A^2O的技術(shù)。

5. 我怎樣才能用上它? (以“我”為主語,證明自己在水處理情景中做出了更好的決策(分值0-20分); 對照所學(xué)思維模型、學(xué)習(xí)策略等反思自己的思維模型、學(xué)習(xí)策略等,并提供改進(jìn)證據(jù)(分值0-20分);若能夠提出新假說、新規(guī)律、新概念、新理念等,分值上浮0-20分)
? ? ? 我此前僅僅考慮到細(xì)胞壁對細(xì)菌本體的作用,而未能充分的以小見大,利用細(xì)菌細(xì)胞壁的特點(diǎn)來進(jìn)行水處理。若進(jìn)行縱向比較的話,此前我的學(xué)習(xí)思維局限于多點(diǎn)結(jié)構(gòu),只能生澀的將課本內(nèi)概括的內(nèi)容闡述一遍?,F(xiàn)在,我能夠?qū)⒑唵蔚募?xì)菌細(xì)胞壁功能展開,去運(yùn)用到給排水工程當(dāng)中。
? ? ? 除此之外,我還需要運(yùn)用逆向思維,例如去思考若細(xì)菌沒有細(xì)胞壁會發(fā)生什么?對水環(huán)境會造成什么影響?而不是固執(zhí)的去由細(xì)胞壁來思考問題。在水處理情景中,若細(xì)菌沒有細(xì)胞壁,將會失去它的控制大分子物質(zhì)進(jìn)出的功能,細(xì)菌也無法自由運(yùn)動,其生命也會迅速的終結(jié)。
? ? ? 人類在不斷的探索自然,從通過雙手去和自然抗衡,到利用自然本身來受益人類,再到研究自然中的原理來充分發(fā)揮自然的力量。推動這一發(fā)展的關(guān)鍵因素之一便是經(jīng)濟(jì)效益,給排水處理同樣亟需解決經(jīng)濟(jì)效益的問題,目前的A^2O、MBR工藝已驚艷眾人,但是一旦水環(huán)境污染程度極其惡劣,也不適宜目標(biāo)細(xì)菌的生長,就會導(dǎo)致人們要利用其他更費(fèi)時間金錢的方式去解決。倘若能改變目標(biāo)細(xì)菌細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)的同時不破壞它原有功能,讓其在大部分環(huán)境能夠生存下來而發(fā)揮作用,這將是經(jīng)濟(jì)效益和社會效益雙贏的發(fā)展方向。

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