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第二节 探究环境污染对生物的影响（第1课时）
一、教学目标
1．举例说出环境污染对生物的不良影响。
2．设计并完成模拟酸雨对生物的影响的探究实验。
3．认同环境污染对包括人在内的生物有不良影响，确立环保意识。
二、教学重点及难点
重点：模拟探究酸雨对生物的影响。
难点：模拟探究酸雨对生物的影响。
三、教学准备
教师准备：
1．探究实验材料用具：种子、幼苗、培养皿、烧杯、试剂瓶、pH试纸和比色卡、玻璃棒、注射器、纱布或纸巾等。
2．收集环境污染对生物的影响的相关视频、图片等，PPT。
3．设计实验报告。
学生课前预习。
四、相关资源
《【教学实验】模拟酸雨影响植物种子的萌发》视频资源、《【教学实验】模拟酸雨对幼苗生长的影响》视频资源、《【生物世界】酸雨》知识卡片资源。
五、教学过程
【课堂引入】
2011年3月，日本东部发生特大地震。地震造成福岛核电站放射性物质泄漏，由此引发严重的核污染。生活在核电站周边几十公里内的居民被疏散，留守处理核泄漏问题的抢险人员被称作“敢死队员”。可见核污染会对生物造成严重危害。
你还能说出哪些环境污染对生物造成危害的实例呢？
学生畅所欲言。
刚才同学们列举的环境污染对生物的影响，都是真的吗？如何证实环境污染对生物的影响。本节课我们就以小组为单位，来探究酸雨对生物的影响。
【新知讲解】
春雨潇潇，滋润万物。然而有些雨水，却能腐蚀建筑物和户外雕塑，使植物枯萎，甚至能伤害人的皮肤和黏膜。为什么呢？
因为这样的雨水具有较强的酸性，叫做酸雨。雨水是否具有较强的酸性，可以用酸碱度（pH）来表示。任何溶液都有一定的pH，常温下其范围在0~14之间。pH等于7的溶液呈中性，pH小于7的溶液呈酸性。正常雨水的pH不小于5.6，pH小于5.6的雨水则是酸雨。酸雨主要是人为地向大气中排放大量的酸性物质造成的。
展示【生物世界】《酸雨》。
近年来，我国一些地区已经成为酸雨多发区，酸雨污染的范围和程度已经引起人们的密切关注。
酸雨真的对生物有不利的影响吗？在实验室条件下，怎样模拟探究酸雨对生物的影响呢？
播放视频【教学实验】《模拟酸雨影响植物种子的萌发》。
播放视频【教学实验】《模拟酸雨对幼苗生长的影响》。
提示
1．可以按照老师所介绍的配制比例，用食醋和清水配制供实验用的模拟酸雨。
配置“酸雨”将食醋与清水混合，用玻璃棒搅拌，并不时用pH试纸或pH计测量溶液的pH，直到配制出pH为3和5的两种“酸雨”溶液。将配好的溶液分别装入试剂瓶中，在瓶上写好标签，注明液体的配制时间和pH，放在阴凉处备用。
2．可以测定酸雨条件下种子的发芽率或幼苗的生长状况，作为判断酸雨是否对植物有影响的指标。
选择植物种子：根据季节选择恰当的种子作为实验材料。
一些种子萌发的最适温度：
小麦 棉 水稻 玉米 大豆 黄瓜
25 27~36 30 35 24~29 31~37
3．是否需要设计对照实验？如果需要的话，应当怎样设计？
4．本实验需要进行数量统计吗？
5．只做一组实验，实验结果可靠吗？要怎样做，实验结果才可靠？
6．可以设计一个表格，记录实验现象和实验结果。
根据视频和提示，现在我们来设计模拟酸雨对生物的影响的实验设计吧！
提出问题：酸雨是否影响植物种子的萌发（或酸雨是否影响幼苗的生长）？
作出假设：酸雨影响植物种子的萌发（酸雨影响幼苗的生长）
制订计划：
1．材料用具：种子、幼苗、培养皿、烧杯、试剂瓶、pH试纸和比色卡、玻璃棒、注射器、纱布或纸巾等。
2．在培养皿下方标记A、B、C、D、E、F，每个培养皿的操作如下：
A．作为种子萌发的对照组，滴加清水。
B．作为种子萌发的实验组，滴加pH为3的溶液。
C．作为种子萌发的实验组，滴加pH为5的溶液。
D．作为幼苗生长状况的对照组，滴加清水。
E．作为幼苗生长状况的实验组，滴加pH为3的溶液。
F．作为幼苗生长状况的实验组，滴加pH为5的溶液。
实施计划：
每天定时用注射器取等量、不同pH（pH为3和5）的“酸雨”，分别滴在B、C、E、F培养皿的种子或幼苗上，同时分别向A、D两个培养皿内的种子或幼苗滴加等量的清水。
观察和记录：
观察和记录种子的萌发情况和幼苗生长情况，填写实验记录表。
计算结果：
计算不同条件下，种子的萌发率或幼苗的死亡率。
种子萌发的记录表：
组别 萌发的种子数
第一天 第二天 第三天 第四天 第五天 第六天 第七天
对照组A
实验组B
实验组C
种子发芽率的计算公式：
发芽率=发芽的种子数÷共检测的种子数×100%
幼苗生长状况的记录表：
组别 幼苗生长状况的记录表
第一天 第二天 第三天 第四天 第五天 第六天 第七天
对照组D：幼苗生长状况
对照组D：幼苗的死亡率
对照组E：幼苗生长状况
对照组E：幼苗的死亡率
对照组F：幼苗生长状况
对照组F：幼苗的死亡率
幼苗的生长状况可以用“好”“较好”“较差”“差”描述。
幼苗死亡率的计算公式：
死亡率=死亡的幼苗数÷共检测的幼苗数×100%
分析结果，得出结论：
讨论1．查找资料，了解酸雨的成分，说一说模拟的酸雨和真实的酸雨有什么差别。
讲解：酸雨和模拟酸雨的成分不同；酸雨的成分主要是水、硫酸和硝酸，模拟酸雨的成分是水和醋酸。
讨论2．酸雨一定是由本地区的有害排放物造成的吗？
讲解：不一定是。这是因为酸雨是燃烧煤、石油、天然气时产生的二氧化硫和氮氧化物在大气中与水结合而成的，酸雨可以随大气流动而漂移，因此酸雨不一定是本地区的有害排放物造成的，酸雨甚至可以造成跨地域、跨国界的危害。
这节课，同学们以小组为单位，一起讨论、设计探究实验，希望之后的一周时间里，大家坚持实验、观察和记录，并完成探究报告。一周以后，进行全班的交流和讨论。
典型例题
例1．酸雨是（ ）
A．pH等于7的雨 B．pH小于7的雨
C．pH小于5.6的雨 D．pH小于4的雨
答案：C
解析：pH等于7的溶液呈中性，pH小于7的溶液呈酸性。正常雨水的pH不小于5.6，pH小于5.6的雨水则是酸雨。
例2．如果用食用醋和自来水配制实验用的模拟酸雨，在其他条件相同且适宜的情况下，实验中与模拟酸雨形成对照的水，应选用（ ）
A．蒸馏水 B．自来水
C．池塘里的水 D．不是酸雨的雨水
答案：B
解析：对照实验是指在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同之外，其他条件都相同的实验。作为对照实验要保证变量的唯一性，由于实验探究酸雨对种子萌发的影响，所以唯一变量应为酸雨。如果用食用醋和自来水配制供实验用的模拟酸雨，在其他条件相同且适宜的情况下，实验中与模拟酸雨形成对照的水，应为自来水。
例3．某生物小组为探究“酸雨对种子萌发及植物生活的影响”，设计了如下实验：
装置 A B C
步骤1 在A、B、C三个花盆中各播下20粒大豆种子
步骤2 操作 定期喷洒清水，一周后观察 定期喷洒等量酸雨，一周后观察
现象 A、B装置中的种子全部萌发， 且长势良好 只有14粒种子萌发， 且长势弱小
步骤3 操作 继续定期喷洒清水 定期喷洒等量酸雨
现象 长势良好，且越来越旺盛 长势缓慢，且有部分幼苗逐渐枯萎致死
结合所学，分析回答下列问题：
（1）雨水酸性强弱可以用酸碱度（pH）表示，酸雨是指pH________的雨水，我国酸雨的主要成因是_________________。
（2）该实验中，每个装置内都放有20粒种子而不是1粒种子，理由是_____________。
（3）若以A、B为一组对照实验，则探究的变量是_______，可以得出的实验结论是：__________________。
（4）若以B、C为一组对照实验，可以得出的结论是：_____________。
答案：（1）低于5.6 大量燃烧含硫量高的煤
（2）避免偶然性，减少误差
（3）酸雨 酸雨影响幼苗的生长
（4）酸雨影响种子的萌发
解析：（1）酸雨是指大气降水的酸碱度低于5.6的雨、雪或其他形式的降水，这是大气污染的一种表现。酸雨主要是人为地向大气中排放大量的酸性气体，如二氧化硫、氮氧化物等造成的。我国酸雨的主要成因是大量燃烧含硫高的煤。
（2）1粒种子会有偶尔性，误差较大，实验结果不能说明一般性，所有种子的数量要多，因为这样可以减少气体因素的影响而导致的误差，排除偶尔性，增强实验的可靠性。
（3）表中A和B的变量是酸雨，由实验现象可见：酸雨影响幼苗的生长。
（4）表中C和B的变量是酸雨，由实验现象可见：酸雨影响种子的萌发。
六、课堂小结
讲解：这节课我们用模拟实验探究了酸雨对生物的影响。
酸雨：pH小于5.6的雨水。
酸雨主要是人为地向大气中排放大量的酸性物质造成的。
酸雨影响种子的萌发。
酸雨影响幼苗的生长。
七、板书设计
探究环境污染对生物的影响
模拟实验：酸雨对生物的影响
八、探究报告
模拟探究：酸雨对生物的影响
小组成员： 日期：
探究的问题：
作出假设：
实验设计：
1．实验材料和用具：
2．实验步骤：
实验结果：
实验结论：
讨论与反思：
1．酸雨的起因是什么？
2．酸雨是否只在某一特定区域产生，对其他地区没有影响？
3．本实验模拟的酸雨与真实的酸雨成分是否相同？
4．酸雨是否只对植物种子的萌发和幼苗的生长有影响？酸雨对生物还有哪些影响？
5．如何治理酸雨？
1第二节 探究环境污染对生物的影响（第2课时）
一、教学目标
1．举例说出环境污染对生物的不良影响。
2．认同环境污染对包括人在内的生物有不良影响，形成环保意识。
二、教学重点及难点
重点：认同环境污染对包括人在内的生物有不良影响，形成环保意识。
难点：认同环境污染对包括人在内的生物有不良影响，形成环保意识。
三、教学准备
教师收集由人类活动造成的环境污染对生物的影响的相关视频、图片、资料等；有关酸雨的知识、成因、危害的视频、图片、资料等；有关废电池的视频、图片、资料等；PPT。
学生通过上网或询问相关人员等方法搜集资料，了解环境污染的现状及其对生物的影响；课前预习。
四、相关资源
《【生物世界】温室效应》知识卡片资源。
五、教学过程
【课堂引入】
上节课，同学们以小组为单位，一起讨论、设计探究实验，并在之后的一周时间里，坚持实验、观察和记录，并完成了探究报告。今天我们就来对实验结果进行交流和讨论。
【新知讲解】
酸雨对生物有极大的危害。例如，酸雨可以使土壤中的养分发生化学变化，从而不能被植物吸收利用；酸雨可以使河流和湖泊酸化，从而影响鱼虾等水生生物的生长发育，甚至造成水生生物死亡；酸雨可以引起水源酸化，影响饮用，威胁人们的健康；酸雨直接危害植物的芽和叶，严重时使成片的植物死亡。
酸雨是燃烧煤、石油、天然气时产生的二氧化硫和氮氧化物在大气中与水结合而成的。因此控制酸雨的根本措施，是通过净化装置，减少燃烧煤、石油等燃料时污染物的排放。和酸雨一样，其他的环境污染也会对包括人类在内的生物造成危害。
课前同学们已经通过上网、询问相关人员等方法搜集资料，了解了环境污染的现状及其对生物的影响，现在我们来分享一下你们的搜集结果。
学生们畅所欲言，分享、讨论。
1．水污染
（1）排入水中的有毒、有害物质接触人体，可能会增加基因突变概率，诱发癌症；
（2）水中、土壤中很多重金属污染物，如汞、镉、砷，还会通过食物链积累，最终危害人体健康。
有报告指出，发展中国家每年有约300万人死于与水污染有关的疾病。我国的水污染情况也比较严重，河湖受污染而危害周边居民健康的事故时有发生。
为防治水污染，我国于2008年颁布了《中华人民共和国水污染防治法》。
水污染防治应当坚持预防为主、防治结合、综合治理的原则，优先保护饮用水水源，严格控制各种污染物进入河流湖泊。
2．温室效应
展示【生物世界】《温室效应》。
地球大气中的二氧化碳等气体，既能使太阳光顺畅地透射到大地，又能截留和吸收地表放散出的热量，起着温室上的玻璃一样的作用，这就是温室效应。
近几十年来，由于化石燃料的大量开采和使用，二氧化碳等其他的排放量不断增加，因此导致温室效应增强，引发地球平均气温不断上升，全球气候变暖。全球气候变暖后，冰川会加速融化，海平面会逐渐上升，一些地区的台风暴雨更加频繁，还有一些地区则更加干旱，最终造成世界各地农作物的减产和多种生物的生存危机。
目前，世界各国正在积极研究控制和减少温室气体排放量的措施。
人类活动造成的环境污染还有很多，如大气污染、固体废弃物污染等。环境污染不仅影响其他生物的生存，也会影响人类自身的健康。
典型例题
例1．下面对酸雨的危害描述错误的是（ ）
A．对建筑物及雕塑无危害
B．酸雨对人眼和呼吸道会产生刺激作用
C．影响水生植物及鱼类正常生长
D．导致农作物减产
答案：A
解析：酸雨主要是人为地向大气中排放大量的酸性气体如二氧化硫、氮氧化物等造成的。酸雨的主要成分是硫酸、硝酸等。酸雨降落到河流、湖泊，酸化的水源就会威胁人们的健康，影响鱼、虾等水生生物的生长和发育；酸雨降落到陆地上，腐蚀建筑物及雕塑，可使土壤中的养分发生化学变化，从而不能被植物体吸收和利用。酸雨虽危害植物的芽和叶，但不会使植物全部死亡。
例2．酸雨对生物有极大的危害，被称为“空中死神”，控制酸雨的根本措施是（ ）
A．减少二氧化碳排放
B．禁止使用煤、石油等燃料
C．减少生活污水排放
D．通过净化装置，减少煤、石油等燃料燃烧时污染物的排放
答案：D
解析：酸雨对生物有极大的危害，因此减少酸雨主要是减少烧煤排放的二氧化硫和汽车排放的氮氧化物。治理酸雨，工厂应采取的措施包括采用烟气脱硫装置、提高煤炭燃烧的利用率，并对污染物回收和利用。
例3．为了解不同浓度的废旧电池浸出液对金鱼存活时间的影响，生物小组进行实验探究，得到如下表的实验数据：
组别 加入废旧电池浸出液的量 溶液总量 金鱼数目（饲养方法相同、大小相似） 观察时间 观察结果
A 浸出液0 mL 2000 mL 15 7天 全部存活
B 浸出液50 mL 2000 mL 15 7天 5天后全部死亡
C 浸出液200 mL 2000 mL 15 7天 3天后全部死亡
D 浸出液500 mL 2000 mL 15 7天 1天后全部死亡
下面鱼实验相关的叙述正确的是（ ）
A．金鱼存活时间随废旧电池浸出液浓度升高而延长
B．为了节省经费，在每个实验组中加入1条金鱼也可以得到上述实验结果
C．只要废旧电池浸出液浓度不高，对金鱼存活时间就没有影响
D．废旧电池浸出液浓度越高，金鱼存活时间越短，说明废旧电池污染物影响金鱼的生存
答案：D
解析：从表中可以得出金鱼存活时间随废旧电池浸出液浓度升高而缩短，A错误；每个实验组中加入1条金鱼具有偶然性，容易产生误差，会导致不同的实验结果，B错误；废旧电池浸出液浓度不高，从表中数据看不同浓度对金鱼的存活时间造成影响，C错误；废旧电池浸出液浓度越高，金鱼存活时间越短，说明废旧电池污染物影响了金鱼生存，D正确。
例4．为了探究废电池对水体的污染，李强同学设计了一下实验步骤：
（1）将一节5号电池破碎，浸泡在1000 mL的清水中2~3天；
（2）在4只鱼缸上分别贴上标签A、B、C、D；
（3）在4只鱼缸中分别放入等量的清洁污染物的河水；
（4）在4只鱼缸中分别加入50 mL、100 mL、200 mL、400 mL电池浸出液；
（5）再向各鱼缸中分别放入一条金鱼，定时饲喂同种饲料，观察并记录情况，结果见下表：
A B C D
所加浸出液的体积/mL 50 100 200 400
金鱼成活时间/天 15 12 7 1
根据以上设计，请回答下列问题：
（1）该同学提出的假设是____________________________________。
（2）该实验第5步中，放入各鱼缸的金鱼必须是__________________。
（3）通过实验，该同学得出的结论是___________________________。
（4）实验室是否需要设置对照组？___________，该如何设置？_____________。
（5）指出该实验的不足指出。_________________，说明理由。_________________。
答案：（1）废电池对水体有污染（其他合理答案亦可得分）
（2）健康的、大小、体总等相近、生长状况相同的金鱼
（3）废电池对水体有污染，而且电池浸出液浓度越大污染越严重
（4）需要 在第5只鱼缸中放入等量的清洁无污染的河水和同样的金鱼，不加电池浸出液
（5）缺少对照组 生物探究实验一般为对照实验，故实验时需要设置对照组
解析：（1）假设是对问题肯定火否定的解答，根据问题该同学提出的假设是：废电池对水体有污染，或废电池对水体无污染。
（2）该实验的唯一变量是几所废电池浸出液的体积，除所加废电池浸出液的体积不同外，其他条件都相同，因此，“该实验第5步中”，放入各鱼缸的金鱼必须是健康的，大小、体重等相近，生长状况相同的金鱼。
（3）A所加废电池浸出液的体积最小，金鱼活了15天，D所加废电池浸出液的体积最多，金鱼只活了1天，因此通过实验，可以得出的结论是废电池对水体有污染，而且电池浸出液浓度越大污染越严重。
（4）生物探究实验一般为对照实验，故实验时需要设置对照组。如在第5只鱼缸中放入等量的清洁无污染的河水和同样的金鱼，不加电池浸出液。
（5）生物探究实验一般为对照实验，故实验时需要设置对照组。
例5．温室效应愈演愈烈，导致冰川融化，干旱、洪涝灾害频发。下列措施中与减缓温室效应无关的是（ ）
A．保护现有森林
B．大力植树造林
C．倡导低碳生活
D．大力发展工业
答案：D
解析：导致温室效应的主要气体是二氧化碳，造成温室效应的主要原因是大量使用化石燃料，二氧化碳的大量排放。为了减缓温室效应，保护现有森林、大力植树造林、倡导低碳生活，使用节能型的交通工具，使用新能源：太阳能、风能、水能等，少用化石燃料等；大力发展工业，会增加温室效应，故D符合题意。
例6．造成温室效应的主要原因是（ ）
A．二氧化硫等有毒气体的大量产生
B．围湖造田
C．二氧化碳等气体的大量产生
D．白色污染
答案：C
解析：温室效应加剧主要是由于现代化工业社会燃烧过多煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能，它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起来，因此，二氧化碳也被称为温室气体。
六、课堂小结
这节课我们讨论了几种环境污染对生物的影响。
七、板书设计
探究环境污染对生物的影响
1．酸雨
2．水污染
3．温室效应
4．大气污染
5．固体废弃物污染
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