1. 我学到了哪个知识点?(详细展示一个知识点,只展示一个,并标明出处,满分为0分)
通过学习原核微生物细菌的形态和大小的知识,我学到了细菌细胞壁的主要功能有:①保持细胞形状和提高细胞机械强度,使其免受渗透压等外力的损伤;②为细胞的生长、分裂所必需;③作为鞭毛的支点,实现鞭毛的运动;④阻拦大分子有害物质进入细胞;⑤赋予细胞特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。
(出自 顾夏声《 水处理生物学》第六版 p10)
2. 我之前是怎么想的?(分值为0-10分;以“我”为主语,详细展示:假设我还不知道上述知识点,我是如何理解的;或从字面意思推测其含义)
学习本知识点之前,我对细胞壁的认知与想法还停留在高中生物浅显的阐述:细胞壁可以维持细胞形状,控制细胞的生长,参与物质运输等作用。可以理解为细胞壁是细胞的“壁垒”,支撑和保护着细胞内各个细胞器的正常运作和信息交流。但是细胞壁的全透性也会导致其防护能力具有一定的局限性。
3. 我之前的想法怎么样?(分值为0-10分;以“我”为主语,比较第一问和第二问的答案,找出冲突,并化解冲突)
我通过分析我之前的想法和水处理生物学里的知识点,找到了对于细菌细胞壁的认知矛盾。我仍然停留在高中的思维,仅局限的要求细胞壁只做到防御和支撑的功能,忽略了细菌是个生命体,需要运动、生长和繁殖,而细胞壁就给予了这样的条件。细胞壁之所以成为细胞中重要的结构单元、细菌分类最重要的依据之一,自有缘由。我之前的观点是对细胞壁的“单点结构”的认知,没有考虑到细菌鞭毛可用它作为支点、对噬菌体、抗生素的敏感性。4. 我应该怎样想才对?(以“我”为主语;证明自己联系了日常生活,如解释现象、识别谣言等(0-20分);并证明自己联系了其他知识或水处理情景,“联系”包括但不限于因果、类比、评价、列举等(0-20分))
我在高中生物中已经得知细胞壁大部分组成部分是果胶和纤维素,而细菌细胞壁则是由肽聚糖组成。通过进一步学习,我发现肽聚糖在细胞壁内的分布组成又各有不同,丹麦科学家Hans Christian Gram曾利用实验,发现了革兰氏阴性菌与阴性菌具有截然不同的细胞壁结构。
细菌作为水环境的“小帮手”和“污染物”,与其细胞壁的功能密不可分。在此暂介绍“小帮手”的利用。比较常见的有以下几类。第一类为好氧细菌处理法,这种好氧细菌具有较强的分解和繁殖特点,能够快速的把水中复杂的大分子物质分解成为比较单一的小分子物质,从而改变水质。第二类为厌氧细菌处理法,这种处理方法主要是应用在出现高浓度的有机废水和水底污泥中。其特点是厌氧细菌在厌氧环境中,将废水中的有机物质分解成二氧化碳和甲烷等物质。第三类为兼氧细菌处理法,当好氧和厌氧在同一处理工艺中共存时即为兼氧处理,如兼性塘。人们发现有时好氧和厌氧的共存反而会使处理效果更好,因而便出现了对兼氧处理工艺和机理的研究。[1]这其中就是利用细胞壁对大分子物质的控制进出和细胞壁上的鞭毛不断运动,让细菌完全接触到有机废水中的各种物质。在给排水科学与工程中经常提到的A^2O工艺就是上述的实践证明,我有幸曾到南京市光大污水处理厂参观学习,那里就用运用了A^2O的技术。
5. 我怎样才能用上它? (以“我”为主语,证明自己在水处理情景中做出了更好的决策(分值0-20分); 对照所学思维模型、学习策略等反思自己的思维模型、学习策略等,并提供改进证据(分值0-20分);若能够提出新假说、新规律、新概念、新理念等,分值上浮0-20分)
我此前仅仅考虑到细胞壁对细菌本体的作用,而未能充分的以小见大,利用细菌细胞壁的特点来进行水处理。若进行纵向比较的话,此前我的学习思维局限于多点结构,只能生涩的将课本内概括的内容阐述一遍。现在,我能够将简单的细菌细胞壁功能展开,去运用到给排水工程当中。
除此之外,我还需要运用逆向思维,例如去思考若细菌没有细胞壁会发生什么?对水环境会造成什么影响?而不是固执的去由细胞壁来思考问题。在水处理情景中,若细菌没有细胞壁,将会失去它的控制大分子物质进出的功能,细菌也无法自由运动,其生命也会迅速的终结。
人类在不断的探索自然,从通过双手去和自然抗衡,到利用自然本身来受益人类,再到研究自然中的原理来充分发挥自然的力量。推动这一发展的关键因素之一便是经济效益,给排水处理同样亟需解决经济效益的问题,目前的A^2O、MBR工艺已惊艳众人,但是一旦水环境污染程度极其恶劣,也不适宜目标细菌的生长,就会导致人们要利用其他更费时间金钱的方式去解决。倘若能改变目标细菌细胞壁的结构的同时不破坏它原有功能,让其在大部分环境能够生存下来而发挥作用,这将是经济效益和社会效益双赢的发展方向。