藻类在环境污染治理中的应用及其作用原理精
编
Document number：WTT-LKK-GBB-08921-EIGG-22986
藻类在环境工程中的应用及其作用原理
一、引言
我国是个多湖泊国家，大于lkm2的天然湖泊有2300余个，湖泊总面积为70988km2，总贮水量为708亿m3，其中淡水贮水量为225亿m3，是我国最重要的淡水资源之一，具有水利防洪、通水供水及气候调节等多种功能，对社会和经济的发展起到了不可估量的作用，是人民生活不可缺少的宝贵资源。因此，湖泊水资源与我国的经济持续发展以及人民生活休戚相关。
但自70年代以来，随着我国工农业的迅速发展和城镇化进程的加速，工业废水和生活污水排放量日益增加，加之人们环境意识淡薄，将湖泊用作工业废水、生活污水受纳场所和农业灌溉退水的归宿，最终导致了许多湖泊水体污染及富营养化。
2004年《中国环境状况公报》指出，2004年监测的27个重点湖库中，满足II类水质的湖库2个，占7．5％；Ⅲ类水质的湖库5个，占1 8．5％；Ⅳ类水质的湖库4个，占14．8％；V类水质湖库6个，占22．2％：劣V类水质湖库lO 个，占37．0％。其中“三湖”(太湖、巢湖、滇池)水质均为劣V类，主要污染指标是总氮和总磷。大型湖泊如太湖、巢湖、洪泽湖、洞庭湖、鄱阳湖等因富营养化和水污染严
重，导致一些水域已经失去其资源价值，无法利用，且情况仍在恶化，因此湖泊的治理成为当务之急。
目前的污水处理工艺较多，可以根据不同的进水水质和处理要求选择相关的工艺。这些在工艺上各具特色的处理系统有一个共同的特征，即都需要比较繁杂的设备，较高的日常运行费用，复杂的管理维护操作，并且对微生物生存的环境条件十分敏感。因此，研究新的污水处理工艺成为必然。而此时藻类便得到了科学家、学者们的亲睐。
一、藻类的介绍
藻类泛指具同化色素而能进行独立营养生活的水生低等植物的总称。是一类(有些也为，如的藻类）。主要水生，无维管束，能进行光合作用。体型大小各异，小至长1微米的单细胞的，大至长达60公尺的大型。一些权威专家继续将藻类归入或植物样生物，但藻类没有真正的根、茎、叶，也没有维管束。一些藻类与其他真核生物一样有，有具膜的液泡和(如线粒体)，大多数藻类於生活过程中需要。用各种分子(如叶绿素、、等)进行光合作用。地球上的光合作用90％由藻类进行，据信在地球早期的历史上藻类在创造富氧环境中发挥重要作用。
藻类植物的种类繁多，目前已知有3万种左右。藻类分布的范围极广，对环境条件要求不严，适应性较强，在只有极低的营养浓度、极微弱的光照强度和相当低的温度
下也能生活。不仅能生长在江河、溪流、湖泊和海洋，而且也能生长在短暂积水或潮湿的地方。从热带到两极，从积雪的高山到温热的泉水，从潮湿的地面到不很深的土壤内，几乎到处都有藻类分布。大多数藻类都是水生的，有产于海洋的；也有生于陆水中的淡水藻。在水生的藻类中，有躯体表面积扩大（如单细胞、群体、扁平、具角或刺等），体内贮藏比重较小的物质，或生有鞭毛以适应浮游生活的浮游藻类；有体外被有胶质，基部生有固着器或，生长在水底基质上的底栖藻类；也有生长在冰川雪地上的冰雪藻类；还有在水温高达80℃以上温泉里生活的温泉藻类。藻体不完全浸没在水中的藻类也很多，其中有些是藻体的一部分或全部直接暴露在大气中的气生藻类；也有些是生长在土壤表面或土表以下的土壤藻类。就藻类与其它生物生长的关系来说，有附着在动、植物体表生活的附生藻类；也有生长在动物或植物体内的内生藻类；还有的和其它生物营共生生活的共生藻类。总之，藻类的生活习性是多种多样的，对环境的适应性也很强，几乎到处都有藻类的存在。
因此，将藻类应用到环境工程中的污水处理、环境净化方面具有相当大的可能性与研究空间。
二、藻类在环境污染治理中的应用及其作用原理
1.蓝藻基因工程在环境保护方面的应用【1】
1）吸收重金属
1996年美国的Erbe等将小鼠金属硫蛋白基因与报告基
因ca t融合后转入聚球藻中, 提高了对重金属Cd2+ 的抗性; 小鼠金属硫蛋白和人肝脏金属硫蛋白已经分别被转进鱼腥
藻PCC 7120和集胞藻PCC 6803中并成功表达,可用于改造重
金属污染的土壤和水域并回收贵重金属离子。研究发现蓝
藻基因组中的植物螯合肽合酶基因编码的植物螯合肽在对
重金属解毒过程中扮演了重要的角色, 将此基因在大肠杆
菌中表达后可以有效保护大肠杆菌对抗高温、重金属、高盐、杀虫剂和紫外线等的伤害。目前已有一批重金属抗性
基因在细菌中表达成功, 如汞操纵子基因、镍转运蛋白基因、汞转运蛋白基因等。这些基因工程菌对重金属的耐受
性明显增强, 其吸附容量和选择性吸附能力也有显着的提高。
2)降解农药
鱼腥藻PCC7120可以降解卤代化合物林丹(六氯环己烷, 六六六), 转有来源于pseudomona spaucimobilis的linA基
因(控制林丹降解的第一步)的鱼腥藻PCC 7120降解林丹速
度加快,并且降解受nir启动子的调控。另外, 表达42氯苯
羟化酶的鱼腥藻PCC 7120能降解42氯苯和42碘苯[ 28]。有
机磷杀虫剂也可以被蓝藻降解, 甲基对硫磷在有氧、光合
条件下可以被鱼腥藻PCC 7120还原转化。因此利用转基因蓝藻解决农药污染成为有希望的途径。
1996 年日本的Suzuki等把真养产碱菌(Alca ligenes eurtrophus)的羧丁酸聚合酶基因转入聚球藻PCC 7942中表达后, 催化合成的聚羟丁酸（PHB)是制造可降解塑料的原料。近年来, 中国科学院植物所、上海师范大学和有机化学所合作, 把高等植物光合作用中Calvin循环中三个酶: 果糖1, 6二磷酸酶、果糖1, 6 二磷酸酯醛缩酶(ALD ) 和丙糖磷酸酯异构酶(TPI)的基因转入鱼腥藻PCC 7120中表达后,明显的提高了吸收和同化CO2 的能力, 希望以后在减少大气中温室气体含量中发挥作用。
人们很早就认识到化石燃料是不可再生资源, 因此可再生能源的研究越来越受到人们的关注。除了传统的风能、水能、太阳能等, 生物燃料已经成为研究的热点。生物燃料包括用生物体生产氢气、甲烷、乙醇、生物柴油等, 其中氢气由于燃烧产物是水而成为最清洁的生物燃料。目前为了应对能源危机, 一些科学家正在寻找产氢的生物来制造清洁能源氢气, 蓝藻便是其中之一。目前应用蓝藻产氢还处于研究阶段, 一方面是继续筛选产氢率高的突变株, 另一方面就是有效利用基因工程技术对产氢相关酶基因进行改造, 从而改进生物产氢系统, 使蓝藻提供大量的清洁、高效的理想能源。
/O +硅藻强化新工艺在污水处理中的应用【2】
1）A /O +硅藻土水处理新工艺介绍
A /O +硅藻精土强化新工艺是利用硅藻土处理技术对传统A /O工艺的改进。用硅藻土处理池取代了传统工艺中的二沉池,首先提高了固液分离效率,降低了占地和投资;其次,不仅发挥了硅藻土物化处理的作用,还充分发挥了微生物载体的作用,提高生化处理效率;再次,系统产生的剩余污泥可通过硅藻精土处理池的自动排泥系统排出。与传统的A /O工艺相比,具有处理效果好、投资费用低、占地面积省等优点。
图1典型的A /O +硅藻精土强化新工艺流程框图
传统的A /O工艺是在一个反应池中划分为厌氧区和好氧区,只设一个终沉池,碳源物质由污水提供,既节省了外加药剂,又利用了反硝化过程去除了一部分污水中的有机物,节省了能耗。虽然A /O工艺在去除有机物的时候能一定程度上去除磷氮,但很难同时取得好的除磷脱氮效果,而且反应池容积较大,投资费用较高。而当A /O工艺与硅藻精土结合成一个组合工艺,就弥补了双方的不足。
2）A /O +硅藻精土强化新工艺的作用原理
A /O +硅藻精土强化新工艺通过硅藻精土与微生物的协同作用 ,利用硅藻精土处理系统具有的絮凝、吸附和过滤等功能 , 提高了对 CODcr ,BOD5等有机污染物的去除率及脱氮效果；硅藻土回流至生化池后 ,由于硅藻土具有良好的生物相容性 ,可以作为一种优良的多孔生物载体 ,多种微生物大量富集和挂膜在硅藻土上 ,进一步提高生化系统的处理效果；硅藻精土作为微生物的载体以其巨大的比表面积 ,为微生物提供了一个很好的附着生长的空间；采用硅藻土处理池取代传统工艺中的二沉池 ,表面负荷提高近一倍 ,并提高了泥水分离的处理。目前A /O +硅藻强化新工艺技术以其特有的优点在中小型城镇污水处理领域中备受关注。
3）取得的成果
随着 A /O +硅藻土水处理工艺技术在工程应用中的不断成熟 ,考虑到地区水资源短缺的普遍现象以及缺水地区对污水处理厂出水中水回用的迫切需求 ,江苏省嘉庆水务发展有限公司科研人员和江苏省环境科学研究院、永城市污水处理中心环保专家们经过反复试验论证 ,于 2007年提出了在该工艺中用由特殊材料制成的悬浮填料取代原有的悬挂纤维填料 ,就是生物浮动床 (MBBR工艺 ) +硅藻精土强化工艺 ,它是 A /O +硅藻土水处理工艺技术的延伸。
目前生物浮动床 (MBBR工艺 ) +硅藻精土强化工艺已在工程实践中得到应用。本工艺具有以下优点:
(1)处理效果稳定、效率高;
(2)对水质水量的冲击负荷适应能力强;
(3)占地面积小 ,投资省;
(4)能耗低 ,运行费用低;
(5)自控水平高 ,管理要求低 ,维护简便;
(6)该工艺生化部分可采用全地埋式布置 ,故冬季低温对处理系统影响程度小 ,加上硅藻精土的作用不受温度的影响。因此处理系统可以确保冬季低温条件下的处理效果。
(7)出水水质好 ,经过滤、消毒后可以作为中水回用于工厂生产用水、道路冲洗、农田灌溉和绿化。
(8)可根据进水水质浓度的高低和水量的大小调整运行方式 ,降低运行费用。
3、川蔓藻在环境修复中的应用【3】
大量的生态学研究已经表明以川蔓藻种群为建群种的海草床对于环境具有极其重要的价值。川蔓藻具有较好的净化水体的功能。它通过与浮游藻类争夺水体营养盐、光照以及释放克藻的次生代谢产物来有效抑制藻类的过量生长，从而提高水体的透明度。因此在富营养化日益严重的河口海岸带恢复与重建川蔓藻具有重要的意义。
川蔓藻对于环境变化的高度响应，有利于它在恶化水环境中的恢复与重建。如它对盐度和碱度的较强适应性，可能使它成为生境严重破碎的海岸湿地恢复与重建的先锋植物。
2004 年 4 月，研究发现川蔓藻是我国天津滨海滩涂湿地发生次生演替的先锋植物，并首次将它用于以再生水为水源的滨海河道生态修复工程中。研究结果表明：川蔓藻能够在营养盐含量较高的再生水体中生长和繁殖，而且对于再生水体中无机营养盐的去除效果极好。它对于再生水体中的磷酸盐去除率达到 90 %～94 %，氨氮的去除率超过92 %～98 %。再生水河道水体中叶绿素 a 与川蔓藻的生物量呈显着的线性负相关，说明川蔓藻种群能够用于含盐量较高的滨海再生水的富营养化控制。
近年来海岸资源调查结果表明，由于滨海城市经济迅速发展带来的河口海岸带的环境污染日益严重，我国华南地区的海草场的生态环境受到明显的威胁，华北渤海湾的大面积的海草场已严重衰退。因此迫切需要我们去了解我国海岸湿地生态系统中的植物资源和它们对于污染环境的适应与改变，并进行生态修复。
3．固定化藻类细胞去除污水中N、P的应用【4】
利用藻类处理污水始于20世纪60年代，利用污水培养藻类既可以廉价高效的去除污水中的N、P等污染物质，还可以产生大量的藻类生物量，这些生物量可以作为饲料、肥料或燃料等加以利用。用固定化藻类细胞处理污水具有藻类细胞密度高、反应速度快、去除效率高、藻细胞易于收获、净化后的水可再利用等优点，是一项重要的生物工程技术，在污水处理中有广阔的应用前景。
1）固定化藻类细胞去除N、P的原理
藻类细胞能利用水体中多种无机氮和有机氮化合物作为氮源，利用二氧化碳和硝酸盐作为碳源进行光自养生长，被藻细胞吸收的硝酸盐、亚硝酸盐和铵盐可以用于氨基酸和蛋白质等物质的合成。
污水中磷酸盐的去除有两条主要途径：（1）在有氧的条件下，直接被藻细胞吸收，并通过多种磷酸化途径转化成ATP、磷脂等有机物；（2）在无氧的条件下形成磷酸盐
沉淀。因此，藻类细胞可以用来去除污水中富集的N、P等营养物质，并以有机物的形式将储存在藻细胞中。而采用固定化技术可以大大提高藻细胞对N、P等营养盐的去除效率。
2）藻类细胞固定化技术
藻类细胞固定化的基本方式有2种：吸附和包埋。吸附是将藻细胞附着在载体(基质)的表面；而包埋是将藻细胞包埋或封闭在载体的内部。其中，包埋是目前采用的主要方式。包埋载体可以采用人工合成的高分子聚合物，如聚乙烯基泡沫、聚氨基甲酸酯泡沫、聚丙烯酰胺等：也可采用天然聚合物．如褐藻胶、角叉藻胶、琼脂、脱乙酰壳多糖等。包埋方法主要由包埋基质的物理和(或)化学性质决定。
四、藻类在其他方面的应用
1、高效藻类塘技术的研究进展【5】
高效藻类塘(HRAP)，又名高负荷氧化塘。与传统稳定塘(SP)相比主要有以下几个方面的特征：1)塘深较浅，一般为0．3～O．6m，而传统稳定塘的深度根据类型不同一般在O．5～2．0m不等；2)有连续搅拌装置，促进塘内的污水与藻类完全混和，并推动水流作环型或螺旋型流动，流速在0．15～O．45rn／s，而传统稳定塘一般没有搅拌装置，只有曝气稳定塘中的曝气装置在曝气的同时起到混合塘内
水体的作用；3)停留时间较短，一般为4～10天，比传统稳定塘停留时间短7---10倍；4)高效藻类塘一般分成几个狭长的廊道，所以廊道的宽度较窄，而传统稳定塘不设挡板没有狭长的廊道。
高效藻类塘对污染物的去除主要是通过藻类和细菌的共同作用而完成的。塘内由于水深较浅，太阳光能直射到塘底，所以有利于藻类的新陈代谢。藻类在水中经筛选存活并大量自然繁殖，同时藻类间又相互粘结交联及通过与细菌的作用形成一种类似于活性污泥的可絮凝结构，称之为藻菌共体。塘内生长的藻类光合作用释放的氧供给好氧型微生物进行代谢活动，从而对有机污染物进行氧化分解，代谢产物C02又成为藻类光合作用所需的碳源，如此循环，使水质不断净化。高效藻类塘中藻类对污染物的去除起着直接和间接两种作用。直接的作用是藻类光合作用产生的氧供好氧菌降解有机物之用，同时为硝化细菌创造良好的好氧环境，有利于硝化作用的进行。另外，直接作用还包括藻类的生长繁殖过程中吸收氮、磷等营养盐，有利于氮、磷等污染物的去除。间接作用是藻类光合作用吸收C02，导致水中的pH值升高，从而有利于导致NH3的挥发和磷酸盐的沉淀。高效藻类塘高浓度藻类的光合作用使白天塘内的DO浓度保持在8～15mg／L之间，pH值也能达到
8．O～9．5，从而形成了藻菌生长繁殖和污染物去除的有利条件。
2）冬季水网藻对源水水质的净化作用【6】
水网藻是大型的网片状或网袋形缘藻, 其繁殖能力比形成水花的蓝绿藻更强, 在其生长的过程中可大量吸收水体中的氮、磷, 而使蓝绿藻由于失去赖以生长的高营养条件, 无法在水体中大量繁殖, 可达到以藻治藻的目的。水网藻还是一种营养价值极高的天然饵料。气候温暖的春夏秋季节,水网藻和刚毛藻生长速度快, 对氨氮和生化需氧量等水质指标有较高的去除率, 是净化水源水质的有效生态工程措施。
三、总结
藻类
参考文献
【1】席超王春梅施定基，蓝藻基因工程应用研究进展.中国生物工程杂志，2010,30（3）：107
【2】赵崇山田欣潘红霞， A /O +硅藻强化新工艺在中小型城镇污水处理中的应用总结.环境科学与管理，2010年3月第35卷第3期92、95页
【3】王卫红季民，沉水植物川蔓藻的生态学特征及其对环境变化的响应.海洋通报，2006年6月第25卷第3期第
18、19页
【4】王起华张岚翠王冰，固定化藻类细胞去除污水中氮、磷的研究进展.工业水处理，2005年6月第25卷第6期第6、7页
【5】陈广，高效藻类唐处理太湖地区农村生活污水研究.硕士学位论文，第4、5页
【6】王朝晖林秋奇祀桑齐雨藻骆育敏，水网藻（Hydrodictyonret reticulatum）在不同环境条件下对氮磷的吸收能力.中国环境科学，1999,19（3）：
257
核电站工作原理 它是以核反应堆来代替火电站的锅炉，以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧”产生热量，来加热水使之变成蒸汽。蒸汽通过管路进入汽轮机，推动汽轮发电机发电。一般说来，核电站的汽轮发电机及电器设备与普通火电站大同小异，其奥妙主要在于核反应堆。 核电站除了关键设备——核反应堆外，还有许多与之配合的重要设备。以压水堆核电站为例，它们是主泵，稳压器，蒸汽发生器，安全壳，汽轮发电机和危急冷却系统等。它们在核电站中有各自的特殊功能。 主泵如果把反应堆中的冷却剂比做人体血液的话，那主泵则是心脏。它的功用是把冷却剂送进堆内，然后流过蒸汽发生器，以保证裂变反应产生的热量及时传递出来。 稳压器又称压力平衡器，是用来控制反应堆系统压力变化的设备。在正常运行时，起保持压力的作用；在发生事故时，提供超压保护。稳压器里设有加热器和喷淋系统，当反应堆里压力过高时，喷洒冷水降压；当堆内压力太低时，加热器自动通电加热使水蒸发以增加压力。 蒸汽发生器它的作用是把通过反应堆的冷却剂的热量传给二次回路水，并使之变成蒸汽，再通入汽轮发电机的汽缸作功。 安全壳用来控制和限制放射性物质从反应堆扩散出去，以保护公众免遭放射性物质的伤害。万一发生罕见的反应堆一回路水外逸的失水事故时，安全壳是防止裂变产物释放到周围的最后一道屏障。安全壳一般是内衬钢板的预应力混凝土厚壁容器。 汽轮机核电站用的汽轮发电机在构造上与常规火电站用的大同小异，所不同的是由于蒸汽压力和温度都较低，所以同等功率机组的汽轮机体积比常规火电站的大。 危急冷却系统为了应付核电站一回路主管道破裂的极端失水事故的发生，近代核电站都设有危急冷却系统。它是由注射系统和安全壳喷淋系统组成。一旦接到极端失水事故的信号后，安全注射系统向反应堆内注射高压含硼水，喷淋系统向安全壳喷水和化学药剂。便可缓解事故后果，限制事故蔓延。 注： 核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化。只有一些质量非常大的原子核像铀(yóu)、钍(tǔ)等才能发生核裂变。这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核，同时放出二个到三个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂
《光合作用的原理和应用》的教学设计 【考纲要求】 （1）光合作用的基本过程（Ⅱ） （2）影响光合作用速率的环境因素（Ⅱ） 【三维目标】 知识与能力： （1）构建光合作用过程图解，掌握光合作用的基本过程； （2）通过分析光照和CO2浓度变化对光合作用过程中各物质合成量的影响，理解光合作用过程中光反应和暗反应的联系。 过程与方法： （1）通过学生构建光合作用过程图解，帮助学生理解光合作用的基本过程，并加深理解光合作用中光反应和暗反应的联系，理顺光合作用过程知识点之间的关系，培养学生观察联想、归纳综合、灵活分析和应用知识的能力。 （2）通过师生互动教学，培养学生自主分析和主动探索的技能、技巧。 情感态度价值观目标： 通过对光合作用原理的认识，紧密联系生产和生活中现象，渗透S—T—S 教育。 【教学重点】 （1）光合作用的过程及光反应、暗反应的相互关系。 （2）影响光合作用强度的环境因素。 【教学难点】 （1）光反应和暗反应的场所与条件、物质与能量转换的关系。 （2）影响光合作用强度的环境因素。 【教学过程设计】 ◆◆基础要点回扣（学生预习并完成下列提纲） 1 叶绿体结构 叶绿体呈扁平的椭球形，主要由、、、四部分组成，光和色素主要分布在，酶主要分布在。 2 光合作用过程 (1)光反应阶段： ①部位：__________ ②条件：光、色素、酶； ③过程：水的光解：2H 2 O→4__ +____(为暗反应供[H]) ATP的形成：ADP+Pi+能量→ATP(为暗反应供能) ④能量变化：_______能→_________能 (2)暗反应阶段： ①部位：________ ②条件：多种_______ ⑨过程：C0 2的________：C0 2 +_______→2______ C 3的 ________：2C 3 →________+_________([H]做还原剂，消耗________)
第２3课时光合作用的影响因素和原理的应用 ［目标导读］ 1.通过探究光照强弱对光合作用强度的影响实验，学会研究光合作用影响因素的方法。2.联系日常生活实际，思考影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。３.阅读教材，了解化能合成作用。 ［重难点击]影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。 一探究光照强弱对光合作用强度的影响 多种环境因素对光合作用有着重要的影响,其中光照的影响最为重要。 １.光合作用强度的表示方法 错误! 2．探究光照强弱对光合作用强度的影响 （1)实验原理：抽去小圆形叶片中的气体后，叶片在水中下沉，光照下叶片进行光合作用产生氧气，充满细胞间隙，叶片又会上浮。光合作用越强,单位时间内小圆形叶片上浮的数量越多。 （2)实验流程 打出小圆形叶片(30片）:用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出（直径＝1ｃm) ↓ 抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆形叶片)抽出叶片内气体(O2)等 ↓ 小圆形叶片沉水底:将抽出内部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水 ↓的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底 强、中、弱三种光照处理：取３只小烧杯,分别倒入20 mL富含CO2的清水,各放入 10片小圆形叶片,用强、中、弱三种光照分别照射 ↓ 观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量 (3)实验现象与结果分析：光照越强，烧杯内小圆形叶片浮起的数量越多，说明在一定范围内,随着光照强度的不断增强，光合作用强度不断增强。 3.结合细胞呼吸，人们用下面的曲线来表示光照强度和光合作用强度之间的关系,请分析: (1)说出各点代表的生物学意义
①Ａ点：光照强度为零,只进行细胞呼吸。 ②B点：光合作用强度等于呼吸作用强度,为光补偿点。 ③C点：是光合作用达到最大值时所需要的最小光照强度,即光饱和点。 （2)说出各线段代表的生物学意义 ①ＯA段：呼吸作用强度。 ②AＢ段:随光照增强,光合作用增强,但仍比呼吸作用弱。 ③BＤ段：光合作用强度继续随光照强度的增强而增加，而且光合作用强度大于呼吸作用。 ④DE段:光合作用强度达到饱和，不再随光照强度的增强而增加。 归纳提炼 1.除了光照强度对光合作用有一定影响外，光谱成分也对光合作用强度有影响。红光和蓝紫光有利于光合作用,绿光不适合光合作用。太阳光中各种色光均衡,对植物最有利。 2．光合作用速率或称光合作用强度，是指一定量的植物（如一定的叶面积)在单位时间内进行光合作用生成有机物的量（通常用释放多少Ｏ2或消耗多少CO2来表示）。包括表观光合作用速率和真正光合作用速率,它们和光照强度的关系如下图： 活学活用 1.通过实验测得一片叶子在不同光照强度下ＣＯ2吸收和释放的情况如图1所示。图2所示细胞发生的情况与图1曲线中AB段(不包括Ａ、B两点)相符的一项是（) 问题导析(1)图１中A点细胞只进行细胞呼吸，与图２中的B图相对应。 (2)AＢ段呼吸作用强度大于光合作用强度,线粒体产生的二氧化碳除了供给叶绿体利用外,还有部分释放到细胞外,对应图2中的A图。
高中化学基础知识整理 Ⅰ、基本概念与基础理论： 一、阿伏加德罗定律 1．内容：在同温同压下，同体积的气体含有相同的分子数。即“三同”定“一同”。2．推论 （1）同温同压下，V1/V2=n1/n2 同温同压下，M1/M2=ρ1/ρ2 注意：①阿伏加德罗定律也适用于不反应的混合气体。②使用气态方程PV=nRT有助于理解上述推论。 3、阿伏加德罗常这类题的解法： ①状况条件：考查气体时经常给非标准状况如常温常压下，1.01×105Pa、25℃时等。 ②物质状态：考查气体摩尔体积时，常用在标准状况下非气态的物质来迷惑考生，如H2O、SO3、已烷、辛烷、CHCl3等。 ③物质结构和晶体结构：考查一定物质的量的物质中含有多少微粒（分子、原子、电子、质子、中子等）时常涉及希有气体He、Ne等为单原子组成和胶体粒子，Cl2、N2、O2、H2为双原子分子等。晶体结构：P4、金刚石、石墨、二氧化硅等结构。 二、离子共存 1．由于发生复分解反应，离子不能大量共存。 （1）有气体产生。如CO32-、SO32-、S2-、HCO3-、HSO3-、HS-等易挥发的弱酸的酸根与H+不能大量共存。 （2）有沉淀生成。如Ba2+、Ca2+、Mg2+、Ag+等不能与SO42-、CO32-等大量共存；Mg2+、Fe2+、Ag+、Al3+、Zn2+、Cu2+、Fe3+等不能与OH-大量共存；Fe2+与S2-、Ca2+与PO43-、Ag+与I-不能大量共存。 （3）有弱电解质生成。如OH-、CH3COO-、PO43-、HPO42-、H2PO4-、F-、ClO-、AlO2-、SiO32-、CN-、C17H35COO-、等与H+不能大量共存；一些酸式弱酸根如HCO3-、HPO42-、HS-、H2PO4-、HSO3-不能与OH-大量共存；NH4+与OH-不能大量共存。 （4）一些容易发生水解的离子，在溶液中的存在是有条件的。如AlO2-、S2-、CO32-、C6H5O-等必须在碱性条件下才能在溶液中存在；如Fe3+、Al3+等必须在酸性条件下才能在溶液中存在。这两类离子不能同时存在在同一溶液中，即离子间能发生“双水解”反应。如3AlO2-+Al3++6H2O=4Al(OH)3↓等。 2．由于发生氧化还原反应，离子不能大量共存。 （1）具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。如S2-、HS-、SO32-、I-和Fe3+不能大量共存。
核反应堆是核电站的心脏，它的工作原理是这样的： 原子由原子核与核外电子组成。原子核由质子与中子组成。当铀235的原子核受到外来中子轰击时，一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核，同时放出2—3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀235原子核，引起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。链式反应产生大量热能。用循环水(或其他物质)带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。导出的热量可以使水变成水蒸气，推动气轮机发电。由此可知，核反应堆最基本的组成是裂变原子核＋热载体。但是只有这两项是不能工作的。因为，高速中子会大量飞散，这就需要使中子减速增加与原子核碰撞的机会；核反应堆要依人的意愿决定工作状态，这就要有控制设施；铀及裂变产物都有强放射性，会对人造成伤害，因此必须有可靠的防护措施。综上所述，核反应堆的合理结构应该是：核燃料＋慢化剂＋热载体＋控制设施＋防护装置。 还需要说明的是，铀矿石不能直接做核燃料。铀矿石要经过精选、碾碎、酸浸、浓缩等程序，制成有一定铀含量、一定几何形状的铀棒才能参与反应堆工作。 热堆的概念：中子打入铀－235的原于核以后，原子核就变得不稳定，会分裂成两个较小质量的新原子核，这是核的裂变反应，放出的能量叫裂变能；产生巨大能量的同时，还会放出2～3个中子和其它射线。这些中子再打入别的铀－235核，引起新的核裂变，新的裂变又产生新的中子和裂变能，如此不断持续下去，就形成了链式反应利用原子核反应原理建造的反应堆需将裂变时释放出的中子减速后，再引起新的核裂变，由于中子的运动速度与分子的热运动达到平衡状态，这种中子被称为热中子。堆内主要由热中子引起裂变的反应堆叫做热中子反应堆（简称热堆）。热中子反应堆，它是用慢化剂把快中子速度降低，使之成为热中子（或称慢中子），再利用热中子来进行链式反应的一种装置。由于热中子更容易引起铀－235等裂变，这样，用少量裂变物质就可获得链式裂变反应。慢化剂是一些含轻元素而又吸收中子少的物质，如重水、铍、石墨、水等。热中子堆一般都是把燃料元件有规则地排列在慢化剂中，组成堆芯。链式反应就是在堆芯中进行的。反应堆必须用冷却剂把裂变能带出堆芯。冷却剂也是吸收中子很少的物质。热中子堆最常用的冷却剂是轻水（普通水）、重水、二氧化碳和氦气。核电站的内部它通常由一回路系统和二回路系统组成。反应堆是核电站的核心。反应堆工作时放出的热能，由一回路系统的冷却剂带出，用以产生蒸汽。因此，整个一回路系统被称为“核供汽系统”，它相当于火电厂的锅炉系统。为了确保安全，整个一回路系统装在一个被称为安全壳的密闭厂房内，这样，无论在正常运行或发生事故时都不会影响安全。由蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的二回路系统，与火电厂的汽轮发电机系统基本相同。 轻水堆――压水堆电站自从核电站问世以来，在工业上成熟的发电堆主要有以下三种：轻水堆、重水堆和石墨汽冷堆。它们相应地被用到三种不同的核电站中，形成了现代核发电的主体。目前，热中子堆中的大多数是用轻水慢化和冷却的所谓轻水堆。轻水堆又分为压水堆和沸水堆。压水堆核电站压水堆核电站的一回路系统与二回路系统完全隔开，它是一个密闭的循环系统。该核电站的原理流程为：主泵将高压冷却剂送入反应堆，一般冷却剂保持在120～160个大气压。在高压情况下，冷却剂的温度即使300℃多也不会汽化。冷却剂把核燃料放出的热能带出反应堆，并进入蒸汽发生器，通过数以千计的传热管，把热量传给管外的二回路水，使水沸腾产生蒸汽；冷却剂流经蒸汽发生器后，再由主泵送入反应堆，这样来回循环，不断地把反应堆中的热量带出并转换产生蒸汽。从蒸汽发生器出来的高温高压蒸汽，推动汽轮发电机组发电。做过功的废汽在冷凝器中凝结成水，再由凝结给水泵送入加热器，重新加热后送回蒸汽发生器。这就是二回路循环系统。压水堆由压力容器和堆芯两部分组成。压力容器是一个密 封的、又厚又重的、高达数十米的圆筒形大钢壳，所用的钢材耐高温高压、耐腐蚀，用来推
第23课时 光合作用的影响因素和原理的应用 [目标导读] 1.通过探究光照强弱对光合作用强度的影响实验，学会研究光合作用影响因素的方法。2.联系日常生活实际，思考影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。 3.阅读教材，了解化能合成作用。 [重难点击] 影响光合作用的环境因素以及光合作用原理的实践应用。 一 探究光照强弱对光合作用强度的影响 多种环境因素对光合作用有着重要的影响，其中光照的影响最为重要。 1.光合作用强度的表示方法 ????? 单位时间内光合作用产生的有机物的量单位时间内光合作用吸收CO 2的量单位时间内光合作用放出O 2的量 2.探究光照强弱对光合作用强度的影响 (1)实验原理：抽去小圆形叶片中的气体后，叶片在水中下沉，光照下叶片进行光合作用产生氧气，充满细胞间隙，叶片又会上浮。光合作用越强，单位时间内小圆形叶片上浮的数量越多。 (2)实验流程 打出小圆形叶片(30片)：用打孔器在生长旺盛的绿叶上打出(直径＝1cm) ↓ 抽出叶片内气体：用注射器(内有清水、小圆形叶片)抽出叶片内气体(O 2)等 ↓ 小圆形叶片沉水底：将抽出内部气体的小圆形叶片放入黑暗处盛有清水 ↓的烧杯中，小圆形叶片全部沉到水底 强、中、弱三种光照处理：取3只小烧杯，分别倒入20mL 富含CO 2的清水，各放入 10片小圆形叶片，用强、中、弱三种光照分别照射 ↓ 观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量 (3)实验现象与结果分析：光照越强，烧杯内小圆形叶片浮起的数量越多，说明在一定范围内，随着光照强度的不断增强，光合作用强度不断增强。 3.结合细胞呼吸，人们用下面的曲线来表示光照强度和光合作用强度之间的关系，请分析：
化学反应原理知识点归 纳 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
专题一：化学反应与能量变化 一、反应热、焓变 1．反应热：化学反应过程中放出或吸收的热量，叫反应热。包括燃烧热和中和热。 电 离 ： 注意： 水解 ： 吸热反应的发生不一定需要 常见的吸热反应： 铵盐与碱的反应：如NH 4Cl 与Ba(OH)28H 2O 加热才能进行。 大多数的分解反应：CaCO 3== CaO + CO 2 生产水煤气：C + H 2O == CO+H 2 碳和二氧化碳的反应：C+CO 2=2CO 燃烧反应 金属与酸（或水）的反应 常见的放热反应： 酸碱中和反应 自发的氧化还原反应 CaO(Na 2O 、Na 2O 2)与水的反应 浓酸与强碱溶于水 2、焓变：在恒温恒压的条件下，化学反应过程中吸收或放出的热量称为反 应的焓变。 符号：用ΔH 表示 单位：kJ/mol 放热反应：ΔH= —QkJ/mol ；或ΔH<0 吸热反应：ΔH= +QkJ/mol ；或ΔH>0 3、反应热产生的原因： 宏观：反应物和生成物所具有的能量不同，ΔH=_____________________________ 微观：化学反应过程中化学键断裂吸收的能量与新化学键生成所放出的能量不同，ΔH=____________ 二、热化学方程式 1.热化学方程式的概念：能表示反应热的化学方程式，叫做热化学方程式。热化学方程式不仅表示了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。 2.书写热化学方程式时的注意点 （1）需注明ΔH 的“+”与“—”，“+”表示 ，“—”表示 ；比较ΔH 的大小时，要考虑ΔH 的正负。 （3）要注明反应物和生成物的状态：g 、 l 、s 、aq 注意： 放热反应不一定常温下就自发进行，可能需要加热或点燃条件。
核电站的工作原理和结构 热堆的概念中子打入铀－235的原于核以后，原子核就变得不稳定，会分裂成两个较小质量的新原子核，这是核的裂变反应，放出的能量叫裂变能；产生巨大能量的同时，还会放出2～3个中子和其它射线。这些中子再打入别的铀－235核，引起新的核裂变，新的裂变又产生新的中子和裂变能，如此不断持续下去，就形成了链式反应利用原子核反应原理建造的反应堆需将裂变时释放出的中子减速后，再引起新的核裂变，由于中子的运动速度与分子的热运动达到平衡状态，这种中子被称为热中子。堆内主要由热中子引起裂变的反应堆叫做热中子反应堆（简称热堆）。热中子反应堆，它是用慢化剂把快中子速度降低，使之成为热中子（或称慢中子），再利用热中子来进行链式反应的一种装置。由于热中子更容易引起铀－235等裂变，这样，用少量裂变物质就可获得链式裂变反应。慢化剂是一些含轻元素而又吸收中子少的物质，如重水、铍、石墨、水等。热中子堆一般都是把燃料元件有规则地排列在慢化剂中，组成堆芯。链式反应就是在堆芯中进行的。反应堆必须用冷却剂把裂变能带出堆芯。冷却剂也是吸收中子很少的物质。热中
子堆最常用的冷却剂是轻水（普通水）、重水、二氧化碳和氦气。核电站的内部它通常由一回路系统和二回路系统组成。反应堆是核电站的核心。反应堆工作时放出的热能，由一回路系统的冷却剂带出，用以产生蒸汽。因此，整个一回路系统被称为“核供汽系统”，它相当于火电厂的锅炉系统。为了确保安全，整个一回路系统装在一个被称为安全壳的密闭厂房内，这样，无论在正常运行或发生事故时都不会影响安全。由蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的二回路系统，与火电厂的汽轮发电机系统基本相同。轻水堆――压水堆电站自从核电站问世以来，在工业上成熟的发电堆主要有以下三种：轻水堆、重水堆和石墨汽冷堆。它们相应地被用到三种不同的核电站中，形成了现代核发电的主体。目前，热中子堆中的大多数是用轻水慢化和冷却的所谓轻水堆。轻水堆又分为压水堆和沸水堆。压水堆核电站压水堆核电站的一回路系统与二回路系统完全隔开，它是一个密闭的循环系统。该核电站的原理流程为：主泵将高压冷却剂送入反应堆，一般冷却剂保持在120～160个大气压。在高压情况下，冷却剂的温度即使300℃多也不会汽化。冷却剂 把核燃料放出的热能带出反应堆，并进入蒸汽发生器，通过数以千计的传热管，把热量传给管外的二回路水，
第一节细胞的吸水和失水 【课标要求】观察植物细胞的质壁分离和复原。 【考向瞭望】细胞质壁分离和复原的探究过程和实验结果分析。 【教学目标】 1、知识与技能 （1）理解细胞吸水和失水的原理。 （2）初步学会设计实验的能力。 （3）学会观察植物细胞质壁分离现象。 2、过程与方法 （1）能通过图示和实验来归纳问题、总结规律； （2）能运用细胞吸水和失水的原理来解释生活和生产实践中的有关现象。 3、情感态度与价值观 体验并树立生物体结构和功能相适应、局部与整体相协调的科学世界观。 【重点与难点】 １、重点 细胞吸水和失水的原理。 2、难点 细胞吸水和失水的原理、质壁分离实验的设计。 【学习过程】 导入：生活中常见一些现象：白菜剁馅常放一些盐稍等一会就可见到有水渗出；农作物施肥过多会造成“烧苗”现象。这是细胞失水的现象。 体验制备细胞膜的试验中，我们采用哺乳动物成熟的红细胞进行实验，发现红细胞放在清水中，细胞会破裂。这是细胞吸水的现象。那细胞吸水失水是什么原理呢？什么情况会失水，什么情况会吸水？红细胞会吸水但会失水吗？植物细胞会吸水吗？ 渗透作用 一、概念：是指水分子（或其他溶剂分子）通过半透膜的扩散过程。 二、常见渗透装置： 渗透装置是演示渗透现象的一个实验装置，这个渗透装置是由球形漏斗、烧杯、半透膜和内外不同溶液组成的，如图所示。 三、发生渗透作用的条件： ⑴漏斗内外溶液要有浓度差，漏斗内的液体（图中2）浓度要高于漏斗外的液体（图中1）浓度； ⑵封闭漏斗口的膜要是半透膜（图中3）。 符合这两个条件的渗透装置中漏斗内的液面才会上升。当然，这个装置高度差如果要保持，还需要一个隐含条件，漏斗内溶液的溶质分子要较大，不能透过半透膜。 四、渗透原理的分析
高中生物《光合作用的原理和应用（1）》教学设计 一、教材分析与教学设计思路 光合作用是植物体最基本的新陈代谢，是生物界物质和能量的基本来源。光合作用知识的掌握为生态系统结构和功能的学习奠定基础，当今人类社会面临的粮食、资源、环境等问题与光合作用有着密切联系,所以光合作用知识在全书教材中占有重要地位，是整个高中阶段的重点，也是高考必考的知识点。 本节教学设计意图沿着光合作用的发现历程对光合作用的光反应和暗反应这两个阶段从物质变化和能量转化的高度作深入的探讨和研究，引导学生从物质和能量转变的角度去理解光合作用的实质，掌握本节重点；同时希望通过对教材中科学家关于光合作用探究过程的经典实验的学习和分析，使学生体会经典实验所蕴含着科学探究的一般方法，初步建立科学探究的能力。 二、学情分析 对于本节内容，学生在初中已有一定的知识基础，学生的基本情况如下： ●对光合作用大体内容基本了解 ●对光合作用发现史有待于系统研究 ●对光合作用详细的过程有待深入探究 三、教学目标设计 １、知识目标： （1）学生能够描述光合作用的认识过程。 （2）描述光反应、暗反应过程的物质变化和能量转化。 ２、能力目标： （1）尝试进行实验设计，学会控制自变量、设置对照实验。 （2）在有关实验、资料分析、思考与与讨论、探究等的问题讨论中，运用语言表达的能力及分享信息的能力。 ３、情感、态度和价值观目标： 通过光合作用的探究历程，学生能体验前人设计实验的技能和思维方式，同时能认识到科学是在不断的观察、实验和探索中前进的。通过光反应和暗反应关系的分析，能树立科学的辨证观点。 四、重点难点及确立依据： 1.教学重点 （1）光合作用的发现及研究历史。 （2）光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。 2.教学难点
化学选修化学反应原理复习 第一章 一、焓变反应热 1．反应热：一定条件下，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量 2．焓变(ΔH)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应（1）.符号：△H（2）.单位：kJ/mol 3.产生原因：化学键断裂——吸热化学键形成——放热 放出热量的化学反应。(放热>吸热) △H 为“-”或△H <0 吸收热量的化学反应。（吸热>放热）△H 为“+”或△H >0 ☆常见的放热反应：①所有的燃烧反应②酸碱中和反应 ③大多数的化合反应④金属与酸的反应 ⑤生石灰和水反应⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等 ☆常见的吸热反应：①晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl ②大多数的分解反应 ③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等 二、热化学方程式 书写化学方程式注意要点: ①热化学方程式必须标出能量变化。 ②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态（g,l,s分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示） ③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。 ④热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数 ⑤各物质系数加倍，△H加倍；反应逆向进行，△H改变符号，数值不变 三、燃烧热 1．概念：25 ℃，101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol表示。 ※注意以下几点： ①研究条件：101 kPa ②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。 ③燃烧物的物质的量：1 mol ④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol） 四、中和热 1．概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。 2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为： H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) ΔH=－mol 3．弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于mol。 4．中和热的测定实验 五、盖斯定律
压水堆核电站工作原理简介 核反应堆是核电动力装置的核心设备，是产生核能的源泉。在压水反应堆中，能量主要来源于热中子与铀-235核发生的链式裂变反应。 裂变反应是指一个重核分裂成两个较小质量核的反应。在这种反应中，核俘获一个中子并形成一个复合核。复合核经过很短时间（10-14s）的极不稳定激化核阶段，然后开裂成两个主要碎片，同时平均放出约2.5个中子和一定的能量。一些核素，如铀-233、铀-235、钚-239和钚-241等具有这种性质，它们是核反应堆的主要燃料成分。铀-235的裂变反应如图1.3-1所示。 对于铀-235与热中子的裂变反应来说，目前已发现的裂变碎片有80多种，这说明是以40种以上的不同途径分裂。 在裂变反应中，俘获1个中子会产生2～3个中子，只要其中有1个能碰上裂变核，并引起裂变就可以使裂变继续进行下去，称之为链式反应。 由于反应前后存在质量亏损，根据爱因斯坦相对论所确定的质量和能量之间的关系，质量的亏损相当于系统的能量变化，即ΔE＝Δmc2。对铀-235来说，每次裂变释放出的能量大约为200Mev（1兆电子伏=1.6×10-13焦耳）。这些能量除了极少数（约2％）随裂变产物泄露出反应堆外，其余（约98％）全部在燃料元件内转化成热能，由此完成核能向热能的转化。 水作为冷却剂，用于在反应堆中吸收核裂变产生的热能。高温高压的一回路水由反应堆冷却剂泵送到反应堆，由下至上流动，吸收堆内裂变反应放出的热量后流出反应堆，流进蒸汽发生器，通过蒸汽发生器的传热管将热量传递给管外的二回路主给水，使二回路水变成蒸汽，而一回路水流出蒸汽发生器后再由反应堆冷却剂泵重新送到反应堆。如此循环往复，形成一个封闭的吸热和放热的循环过程，构成一个密闭的循环回路，称为一回路冷却剂系统。 蒸汽发生器产生的饱和蒸汽由主蒸汽管道首先送到汽轮机的高压阀组以调节进入高压缸的蒸汽量，从高压阀组出来的蒸汽通过四根环形蒸汽管道进入高压缸膨胀做功，将蒸汽的热能转变为汽轮机转子旋转的机械能。在膨胀过程中，从高压缸前后流道不同的级后抽取部分蒸汽分别送入高压加热系统和辅助蒸汽系统。高压缸的排气一部分送往4号低压加热器用于加热凝结水，大部分通过四根管道排往位于低压缸两侧的四台汽水分离再热器，在这里进行汽水分离，并由新蒸汽对其进行再热。从汽水分离再热器出来的过热蒸汽经四根管道送入四台低压缸内膨胀做功，从四台低压缸前后流道抽取部分蒸汽分别送往3号、2号和1号低
化学选修化学反应原理 知识点总结 集团档案编码：[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]
《化学反应原理》知识点总结 第一章：化学反应与能量变化 1、反应热与焓变：△H=H(产物)-H(反应物) 2、反应热与物质能量的关系 3 4 ①多数的分解反应 ② 2NH 4Cl(s)+Ba(OH)2·8H 2O(s)=BaCl 2+2NH 3+10H 2O ③ C(s)+ H 2O(g) 高温 CO+H 2 ④CO 2+ C 高温 2 CO 5、反应条件与吸热、放热的关系： 反应是吸热还是放热与反应的条件没有必然的联系，而取决与 反应物和产物具有的总能量（或焓）的相对大小。 6、书写热化学方程式除了遵循书写化学方程式的要求外，还应注意以下几点： ①放热反应△H 为“-”，吸热反应△H 为“+”，△H 的单位为kJ/mol ②反应热△H 与测定条件（温度、压强等）有关，因此应注意△H 的测定条件；绝大多数化学反应的△H 是在298K 、101Pa 下测定的，可不注明温度和压强。 ③热化学方程式中各物质化学式前面的系数仅表示该物质的物质的量，并不表示物质的分子或原子数，因此化学计量数可以是分数或小数。必须注明物质的聚集状态，热化学方程式是表示反 应已完成的数量，所以方程式中化学式前面的计量数必须与△H 相对应；当反应逆向进行时，反应热数值相等，符号相反。 7、利用盖斯定律进行简单的计算 8、电极反应的书写： 活性电极：电极本身失电子 ⑴电解：阳极：（与电源的正极相连）发生氧化反应 惰性电极：溶液中阴离子失电子 （放电顺序：I ->Br ->Cl ->OH - ） 阴极:（与电源的负极相连）发生还原反应，溶液中的阳离子得电子 （放电顺序：Ag +>Cu 2+>H +） 能量 反应物的总能量 生成物的总能量 反应过程 总能量 总能量
专题13 渗透作用的原理及应用 高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆ 1．渗透作用原理 （1）发生渗透作用的条件 ①具有半透膜。 ②膜两侧溶液具有浓度差。 （2）渗透作用的实质：单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子数，导致蔗糖溶液液面上升。 2．动植物细胞的渗透吸水和失水 （1） （2）成熟植物细胞的吸水和失水 ①当外界溶液浓度＞细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。 ②当外界溶液浓度＜细胞液浓度时，细胞吸水，失水的细胞发生质壁分离复原现象。 3．观察植物细胞的质壁分离和复原 （1）实验原理 ①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 ②细胞液具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。 ③原生质层比细胞壁的伸缩性大得多。 （2）实验步骤
考向一渗透作用的发生 1．某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记为零液面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为 【参考答案】B 易错警示
走出渗透作用发生的“4”个误区 （1）水分子的移动方向是双向移动，但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数多。 （2）实验中观察指标为漏斗内液面变化，但不能用烧杯液面变化作描述指标，因为现象不明显。 （3）渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压。 （4）如果溶质分子不能透过半透膜，在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。 2．下图为研究渗透作用的实验装置，漏斗内溶液（S1）和漏斗外溶液（S2)为两种不同浓度的蔗糖溶液，水分子可以透过半透膜，而蔗糖分子则不能。当渗透达到平衡时，液面差为m。下列叙述正确的是 A．渗透平衡时，溶液S1的浓度等于溶液S2的浓度 B．若向漏斗中加入蔗糖分子，则平衡时m变小 C．达到渗透平衡时，仍有水分子通过半透膜进出 D．若吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，再次平衡时m将增大 【答案】C 项正确；吸出漏斗中高出烧杯液面的溶液，再次平衡时m将减小，D项错误。 考向二细胞吸水与失水的实验结果分析 3．如图曲线表示完全相同的两个植物细胞分别放置在A、B溶液中，细胞失水量的变化情况。相关叙述不
教师学科教案[ 20 – 20 学年度第__学期] 任教学科：_____________ 任教年级：_____________ 任教老师：_____________ xx市实验学校
“光合作用的原理和应用”的教学设计 富源县第二中学刘兴荣 1．设计思想 “光合作用的原理和应用”是人教版《生物·必修1·分子与细胞》教材第五章“细胞的能量供应和利用”第四节第二、三课时的内容。《普通高中生物课程标准》对该部分的要求是“认识人类对光合作用的探索过程，并总结。”要求教师按“理解水平”进行教学。根据新课程的理念，高中生物教学重在培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物科学素养，提升学生分析问题、解决问题的能力。因此，该部分内容的教学以“自主探索科学发现的过程来学习科学研究的方法”为设计思想，切实落实学生的主体性、自主性、合作性、探究性的教学，培养学生科学素养，提高学生识图、析图、信息获取、信息处理能力，训练学生科学的思维方法。 2．教学分析 2．1．教学重点和难点 2．1．1．教学重点：普利斯特利实验过程、萨克斯实验过程及原理、鲁宾和卡门实验过程及原理、对光合作用过程图解的理解。 2．1．2．教学难点：对光合作用过程图解的理解。 2．2．教材分析 本部分内容是两课时的教学内容，第一课时是光合作用研究历程。首先是普利斯特利实验，证明了光合作用可更新空气；萨克斯实验证明了光合作用的产物有淀粉；鲁宾和卡门实验证明了光合作用释放的O2来自于水。通过对这三位科学家的实验进行归纳和总结，可以得出光合作用的总反应式。第二课时是依据卡尔文实验总结出光合作用图解，通过对图解的学习和讨论可以总结出影响光合作用的外界因素，再对影响光合作用的外界因素进行讨论，可以得出提高农作物产量的措施——光合作用原理的应用。第一课时的教学重点是培养学生的科学素养和提高学生归纳总结的推理能力，第二课时的重点是提高学生识图、析图、信息获取、信息处理能力和理解能力。 2．3．学情分析 2．3．1．知识基础方面：学生通过前一段（初中）的学习，已经对光合作用有了大体的认识，如“光合作用制造氧气，制造营养”等，在上一节课已经对光合作用场所——叶绿体的结构、叶绿体中所含有的色素进行了学习，具备了对“光合作用原理和应用”的学习铺垫了基础。 2．3．2．能力与思维方面：学生的能力与思维有差异，特别是思维方面，有的逻辑思维强而有的形象思维差，有的形象思维强但逻辑思维差，等等。这样，在读图、析图时，教师应对少数学生进行个别指导。在小组讨论时，教师应加强指导、督促，让每一个同学都参与，使不同层次的学生都能在讨论中得到升华、得到发展。 2．4．教学条件分析 本部分的教学内容多是介绍科学家的经典实验，为了给学生动态、直观的感受，教师应多借助多媒体。另外，根据学生对实验的感受，巧妙设疑，使教学过程层层递进。 3．教学目标 3．1．知识 了解光合作用的研究历程；理解光合作用的过程和原理；理解影响光合作用的环境因素；应用光合作用的原理解决农业生产中的实际问题。 3．2．技能 通过对光合作用研究历程的学习，提高学生的实验能力和创新能力；通过对光合作用过
第一章化学反应与能量 第一单元化学反应中的热效应 一、焓变反应热 1．反应热：一定条件下，一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量 2．焓变(ΔH)的意义：在恒压条件下进行的化学反应的热效应 （1）.符号：△H （2）.单位：kJ/mol 3.产生原因：化学键断裂——吸热化学键形成——放热 放出热量的化学反应。 (放热>吸热) △H 为“-”或△H <0 吸收热量的化学反应。（吸热>放热）△H 为“+”或△H >0 ☆常见的放热反应：①所有的燃烧反应②酸碱中和反应 ③大多数的化合反应④金属与酸的反应 ⑤生石灰和水反应⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等 ☆常见的吸热反应：①晶体Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl ②大多数的分解反应 ③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等 二、热化学方程式 书写化学方程式注意要点:①热化学方程式必须标出能量变化。 ②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态 （g,l,s分别表示固态，液态，气态，水溶液中溶质用aq表示） ③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。 ④热化学方程式中的化学计量数可以是整数，也可以是分数 ⑤各物质系数加倍，△H加倍；反应逆向进行，△H改变符号，数值不变 三、燃烧热 1．概念：25 ℃，101 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。燃烧热的单位用kJ/mol 表示。 ※注意以下几点： ①研究条件：101 kPa；②反应程度：完全燃烧，产物是稳定的氧化物。 ③燃烧物的物质的量：1 mol；④研究内容：放出的热量。（ΔH<0，单位kJ/mol） 四、中和热 1．概念：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1mol H2O，这时的反应热叫中和热。 2．强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应，其热化学方程式为： H+(aq) +OH-(aq) =H2O(l) ΔH=－57.3kJ/mol 3．弱酸或弱碱电离要吸收热量，所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3 kJ/mol。 4．中和热的测定实验 五、盖斯定律 1．内容：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应进行的途径无关，如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的。 第二单元化学能与电能的转化 原电池： 1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池_______ 2、组成条件：①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路 3、电子流向：外电路：负极——导线——正极 内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。 4、电极反应：以锌铜原电池为例： 负极：氧化反应：Zn－2e＝Zn2＋（较活泼金属） 正极：还原反应：2H＋＋2e＝H2↑（较不活泼金属） 总反应式：Zn+2H+=Zn2++H2↑
考点13 渗透作用的原理及应用 高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆ 1．渗透作用原理 （1）发生渗透作用的条件 ①具有半透膜。 ②膜两侧溶液具有浓度差。 （2）渗透作用的实质：单位时间内由清水进入蔗糖溶液中的水分子数多于由蔗糖溶液进入清水中的水分子数，导致蔗糖溶液液面上升。 2．动植物细胞的渗透吸水和失水 （1） （2）成熟植物细胞的吸水和失水 ①当外界溶液浓度＞细胞液浓度时，细胞失水，发生质壁分离现象。 ②当外界溶液浓度＜细胞液浓度时，细胞吸水，失水的细胞发生质壁分离复原现象。 3．观察植物细胞的质壁分离和复原 （1）实验原理 ①成熟的植物细胞的原生质层相当于一层半透膜。 ②细胞液具有一定的浓度，能渗透吸水和失水。 ③原生质层比细胞壁的伸缩性大得多。 （2）实验步骤
考向一渗透作用的发生 1．某同学设计了如图所示的渗透作用实验装置，实验开始时长颈漏斗内外液面平齐，记为零液面。实验开始后，长颈漏斗内部液面的变化趋势为 【参考答案】B 【试题解析】仔细观察图示，长颈漏斗内为蔗糖溶液，实验开始后长颈漏斗内部液面将上升，由于实验初始阶段半透膜内外溶液浓度差较大，所以液面上升速率较大。随着液面高度的增大，液柱抑制水分渗入的作用力逐渐增大，当与浓度差促进水分渗入的作用力达到平衡时，液面不再上升。此时，水分子通过半透膜的渗入与渗出达到平衡。
2．把体积与质量百分比浓度相同的葡萄糖和蔗糖溶液用半透膜(允许溶剂和葡萄糖通过，不允许蔗糖通过)隔开(如图)，一段时间后液面的情况是 A ．甲高于乙 B ．乙高于甲 C ．先甲高于乙，后乙高于甲 D ．先甲低于乙，后乙低于甲 【答案】C 【解析】在体积与质量百分比浓度相同的情况下，因为葡萄糖分子是单糖，蔗糖分子是二糖，所以同样的体积内葡萄糖分子数目多于蔗糖分子，即单位体积内半透膜甲侧的水分子数少于乙侧，水分整体表现为由乙侧向甲侧流动，导致甲侧液面越来越高，后来甲侧的葡萄糖通过半透膜进入乙侧，导致乙侧溶液浓度越来越高，水分子又从甲侧流向乙侧，最终表现为乙液面高于甲液面。 易错警示 走出渗透作用发生的“4”个误区 （1）水分子的移动方向是双向移动，但最终结果是由低浓度溶液流向高浓度溶液的水分子数多。 （2）实验中观察指标为漏斗内液面变化，但不能用烧杯液面变化作描述指标，因为现象不明显。 （3）渗透系统的溶液浓度指物质的量浓度而非质量浓度，实质是指渗透压。 （4）如果溶质分子不能透过半透膜，在达到渗透平衡时，一般两侧溶液的浓度并不相等，因为液面高的一侧形成的静水压，会阻止溶剂由低浓度一侧向高浓度一侧扩散。
光合作用的原理和应用
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
课时课题：第五章第4节光合作用的原理和应用第2课时课型：新授课 教学目标 知识目标1．简述光合作用强度的概念； 2．分析影响光合作用强度的三大环境因素； 3．说出光合作用原理的应用； 能力目标1．尝试探究影响光合作用强度的三大环境因素； 2．初步学会构建“光照强度、CO2浓度与光合作用强度关系”的数学模型（绘制 坐标图）； 情感态度和 价值观目标 1．参与“探究影响光合作用强度的因素”的合作学习和自我评价； 2．体验自主性、探究式学习成功的快乐； 重点尝试探究光照强度对光合作用强度的影响，构建相应的数学模型 难点构建光照强度、CO2浓度与光合作用强度关系的数学模型（绘制坐标曲线图）； 知识点1．简述光合作用强度的概念； 2．分析影响光合作用强度的三大环境因素； 能力点1．尝试探究影响光合作用强度的三大环境因素； 2．初步学会构建“光照强度、CO 2 浓度与光合作用强度关系”的数学模型（绘制坐标图）； 自主探究点根据影响因素画出坐标图 易错易混点光照强度和二氧化碳浓度对光合作用的影响 训练点三大环境因素对光合作用的影响 拓展点各种环境因素对光合作用的影响 教法与学法讨论交流、自主合作学、问题引导法教学模式三段六步教学法 教具多媒体课件 教学流程 教学环节教师活动学生 活动 设计意图 复习提问导入过渡语：通过前面几节课的学习，同学们初悉了光合作用的概 念，了解了光合作用的探究历程，并简要认识了光合作用的大 致过程、实质及意义。现在让我们作一个简短地回忆：…… 通过对之前内 容的充分复习， 一方面可以对 所学内容加深 理解，另一方 面，也可以为本 节课作充分的 知识储备。
核电站提供了世界上大约17%的电能。一些国家或地区对核电的依赖要比其他发电方式更高。例如，根据国际原子能机构提供的数据，在法国，大约75%的电是由核电站生产的。在美国，核电站共提供了大约15%的电能，但各州利用核电的情况并不统一。全世界共有超过400座核电站，而其中有超过100座在美国。 您了解核电站的工作原理以及核能的安全性吗？在这篇文章中，我们将为您介绍核反应堆和核电站的工作原理，并带您了解核裂变的原理以及核反应堆的内部情况。 铀是地球上一种相当普通的元素，在地球形成时就存在于这个行星中了。铀原本是在恒星中形成的。年老的恒星爆炸，其尘埃聚集起来形成了地球。铀-238 (U-238) 有一个非常长的半衰期（大于45亿年），因此现在它们仍然大量存在。铀-238占地球上所有铀的99%，铀-235 约占0.7%。铀-234是由铀-238衰变形成的，它更加稀少。（铀-238经过很多阶段的阿尔法和贝塔衰变才能转变为稳定的铅同位素，而铀-234是这条反应链上的一环。） 铀-235有一个奇特的特性让它既可以用于核能发电也可以用于制造核弹。铀-235和铀-238一样都是通过辐射阿尔法射线的方式衰变。铀-235同时也在一小部分时间中进行着自发裂变。然而，铀-235是少数能够发生诱发裂变的物质之一。如果一个自由中子撞击铀-235的原子核，它的原子核将会立即吸收这个中子而变得不稳定，并马上分解。请查看核辐射揭秘以了解全部细节。 核裂变 下面的动画演示了一个中子从上部接近铀-235的原子核。一旦原子核捕捉到中子，它马上分解为两个轻一些的原子，同时释放出两个或三个新的中子（中子的个数取决于铀-235原子分解的方式）。两个新的原子释放出伽马射线并稳定到新的状态。有三件事情让这个诱发裂变过程变得有趣： 铀-235原子捕捉一个正在穿过的中子的概率非常高。在正常工作的核反应堆中（称为临界状态），每次裂变释放出的中子都会导致另一次裂变的发生。 捕捉中子并发生分解的过程非常迅速，单位为皮秒（即1x10-12秒）。 当单个原子分解时，会有巨大的能量通过热和伽马辐射的形式释放出来。裂变生成的两个原子也能够释放贝塔和伽马射线。单个裂变反应之所以能释放出能量，是因为裂变产物和中子加在一起的质量比原来的铀-235原子的质量要小。方程E=mc2决定了质量差异转化为能量的比率。 单位约为200MeV（百万电子伏特）的能量被铀-235原子通过衰变释放出来（下面的公式将这些量转化为我们常见的单位，1eV=1.602x10-12尔格，1x107尔格=1焦耳，1焦耳=1瓦秒，而1BTU（热量单位）=1055焦耳）。这些可能看上去不是很多，但是一斤铀中有大量的铀原子。事实上，一斤高浓铀被用于为核潜艇或者核动力航母提供能量，这约等于380万升汽油能提供的能量。如果考虑到一斤铀的尺寸比一个棒球还小，而380万升的汽油却能够装满边长为15米（有五层楼高）的立方体，您就能对铀-235 所蕴含的能量有个概念了。 为使铀-235的这些特性得到发挥，铀样品必须得到浓缩，这样它就含有2-3% 或者更高浓度的铀-235。3%的浓度足够用于核电站。武器中的铀含有90%或更多的铀-235。 核电站内部 建造一个核反应堆需要浓度低一些的铀。通常，铀被制作成直径相当于10美分硬币左右，长度为2.5厘米左右的燃料元件。燃料元件被安装到长燃料棒中，燃料棒被进一步组装成燃料组件。燃料组件通常被浸泡在压力容器中。容器中的水起冷却作用。为使反应堆工作，浸泡在水中的燃料组件必须处于稍微超临界的状态。这意味着，如果没有其他设备，铀最终将会过热并熔化。 为防止这种情况出现，由吸收中子的材料制成的控制棒通过升降装置插入到燃料组件中。操作员通过升降控制棒来控制核反应的程度。当操作员希望铀堆芯产生更多的热量时，可将控