高一生物第一章 生物科学和我们 第一节苏教版全国通用

用心 爱心 专心 高一生物第一章高一生物第一章 生物科学和我们生物科学和我们 第一节苏教版第一节苏教版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 第一章 生物科学和我们 第一节 身边的生物科学 二 学习内容 人类面临的问题之一 粮食问题 生物科学与社会 科学合理地应用现代农业生物技 术 三 学习目标 说出解决粮食问题的重要性 举例说出现代农业生物技术的重要性 四 学习重点 如何将生物科学与身边的社会生活联系起来 从全人类的角度来理解解决粮食问题的 重要性 了解现代农业生物技术的巨大贡献 五 学习难点 用发展的眼光看待问题 关注人类的生存状况 科学合理地应用现代农业生物技术 六 学习过程 1 人类面临的问题之一 粮食问题 1950 年至 1984 年 世界人口 粮食总产简表 粮食产量人口总数发达国家发展中国家 1950 年 6 3 亿吨18 亿 1984 年 25 1 亿吨47 7 亿 增长185 7 90 粮食占总产量的 1 2 人口占总人口 的 1 4 粮食生产 过剩 粮食占总产量的 1 2 人口占总人口的 3 4 粮食生产不足 人均消费水平 0 37736 9 11 925 0 75479 35 775 0 25157 根据联合国 1998 年的报告预测 到 2050 年世界人口将达到 100 亿 要确保这么多人 口的生存 粮食是关键 培育高产 优质 抗病虫害 耐逆境的作物 始终是农业技术应 用的重要目标 1 发展中国家粮食问题日益严重 第二次世界大战以后 世界粮食生产发展迅速 粮食生产的增长速度快于人口的增长 速度 世界人均粮食产量呈现增长趋势 其中 只占世界人口 1 4 的发达国家生产的粮食 占世界的 1 2 人均产粮多 消费少 而占世界人口 3 4 的发展中国家生产的粮食也只占世 界的 1 2 人均产粮少 消费多 由于发展中国家的人口增长速度过快 粮食问题日益严重 2 2000 年我国粮食减产的原因 2000 年我国粮食总产量比 1999 年减产 4 5 1011 kg 减产量约占当年总产量的 10 为近 20 年来减产幅度最大的一年 作为世界上最大的粮食生产与消费国 13 亿人 用心 爱心 专心 口对粮食的需求 不仅决定着我国的未来 也深刻影响着世界经济 2000 年我国粮食减产的主要原因之一是干旱 据报道 2000 年全国受灾面积超过 2 7 107hm2 涉及 20 多个省 市 自治区 干旱 范围之广 持续时间之长 灾害程度之重 都为近 20 年来所罕见 我国现有耕地总面积约为 1 3 108hm2 但人均耕地面积不到世界平均水平的 50 遥感监测的资料表明 仅 1986 1995 年的 10 年中 我国耕地面积减少了约 5 106hm2 我国的粮食生产以及人民的生活环境正面临着严峻的考验 我国是一个农业大国 在仅占世界 7 的耕地上养活了占世界 22 的人口 所取得的 巨大成就举世公认 然而 由于人口的迅速增长 资源短缺和环境恶化等原因 我国粮食 生产以及人民的生活环境正面临着严峻的考验 据预测 2030 年我国人口将达到 16 亿 全国年需粮食量将达到 7 2 1012 8 O l012kg 而那时的粮食产量只能达到 5 5 1012 6 0 1012kg 粮食缺口巨大 1 7 2 0 1012 kg 我国面临的严峻的粮食问题 已引起政府和社会公众的高度重视 我国成功解决粮食问题的主要经验 始终坚持以农业为基础 把农业放在发展国民经济的首位 把发展粮食生产作为农 村经济工作的重点 千方百计争取粮食总量稳定增长 改革农村生产关系 实行以家庭联产承包为主的责任制和统分结合的双层经营体制 扩大粮食的市场调节范围 合理调整粮食价格 调动农民发展粮食生产的积极性 不断改善农业生产基础条件 加快农业科技进步 提高农业装备水平 增加农业投 入 保护生态环境 在决不放松粮食生产的前提下 综合开发利用国土资源 积极发展多 种经营 增加农民收入 2 生物科学与社会 科学合理地应用现代农业生物技术 1 生物科学与技术将会为粮食问题的解决带来新的希望 现代农业生物技术 1993 年 世界首例转基因产品 延熟保鲜番茄在美国批准上市 转基因番茄比普 通番茄味道更佳 而且不容易腐烂 转转基基因因番番茄茄 普普通通番番茄茄 现代农业生物技术在理论和应用上得到了巨大的发展 部分国家 2002 年种植转基因作物的播种面积及所占比例 2002 年转基因作物播 种面积 104hm2 占全球转基因作物播种 面积的比例 美 国390066 阿根廷135023 加拿大3506 中 国2104 其他国家601 全球5870100 用心 爱心 专心 2 现代农业生物技术的发展为社会创造了明显的经济效益 年份 转基因产品 销售额 销售额增长倍数 当年总额 上年总额 销售额与 1995 年 相比 1995 年7 5 107美元1 00 1996 年2 35 108美元3 333 33 倍 1997 年6 7 108美元2 858 93 倍 1998 年1 64 109美元2 4521 87 倍 1999 年2 3 109美元1 4030 67 倍 2000 年3 O l09美元1 340 00 倍 2001 年3 8X109美元1 2750 67 倍 2002 年4 25X109美元1 1256 67 倍 3 现代农业生物技术的发展带来的社会效益和生态效益 抗逆转基因作物的推广在一定程度上使作物摆脱了土壤和气候条件的限制 抗虫 抗除草剂作物的应用则极大地提高了农作物产量 减少了化学农药对环境的 污染和对人畜的危害 高维生素含量的转基因作物将为数亿贫困人口的健康带来福音 例例 1 转基因金大米 菲律宾国际水稻研究所正在通过转基因技术培育一种全新的水稻 新品种 金大米 它富含 胡萝卜素 有助于减轻或消除亚洲地区人群比较缺乏维生 素 A 的状况 例例 2 转基因向日葵 种子中脂肪酸的含量要明显高于普通向日葵 金金大大米米 转转基基因因向向日日葵葵 4 我国的可喜成就 在 七五 计划结束时已经掌握了转基因植物的全套技术 获得了抗虫烟草等转基 因植物 八五 计划期间的抗病毒 抗细菌 抗盐碱 抗虫 抗除草剂等转基因植物得到 了更大的发展 九五 计划期间又获得一批具有自主知识产权的新基因 如水稻耐寒 耐盐碱等 相关基因 并已初步获得抗病 抗虫或改良品质的转基因水稻 玉米 烟草以及花卉等 3 科学合理地应用现代农业生物技术 1 基因工程技术为世界农业和粮食问题的解决展示了广阔的前景 由于全球人口 的增长和耕地面积的减少 通过基因工程来改良作物已经成为农业发展的一个重要方向 20 世纪 70 年代以来 现代生物技术的重要支柱 基因工程技术在世界范围内蓬勃兴起 为世界农业和粮食问题的解决展示了广阔的前景 自第一个转基因作物进入大田试验至 1999 年 4 月 世界各国已累计批准了 4987 个转基因作物可用于田间生产 其中有 47 个转 基因作物产品已经进入市场 1999 年转基因作物的种植面积已超过 3990 万 hm2 比 1996 用心 爱心 专心 年增长了 23 倍 其总产值约为 15 亿美元 2 高度重视转基因生物的食物安全性研究 转基因作物中有可能出现一些在常规 育种中不曾遇到过的新组合 新性状 人们对这些新组合 新性状会不会影响人类健康和 生态环境还缺乏足够的认识和经验 科学家们从生物安全性角度考虑 围绕转入的目的基 因 标记基因 转基因的插入位点 表达产物对整体的效应及遗传工程产物有无致毒性 对生态环境的影响等问题 进行严肃认真的科学实验和全面细致的论证 使转基因产品快 速健康地发展 例 转基因水生生物的食物安全性研究原则 原则 对转基因水生生物的食物安全性研究的基本原则是实质等同性原则 转基因水 生生物与人类所食用的受体水生生物具实质等同性 比较转基因水生生物与受体水生生物在形态 生理 生长 繁殖及抗病力等表型特 征上有何异同 研究转基因水生生物与受体水生生物的主要营养组分 蛋白质 脂肪 碳水化合物 矿物质 维生素 必需氨基酸等 的实质等同性 若二者的主要营养组分具实质等同性 说明外源基因的导入并未改变受体水生生物对 人类的营养价值 对转基因水生生物进行毒性 致病性等研究 转基因水生生物对人体健康的安全性 研究 首先研究转基因水生生物是否含有可对人体直接产生毒性 致病性或过敏性危害 的致毒原 致病原和过敏原 可进行体外模拟试验或实验动物试验 研究实验动物在解剖 学 病理学 血液学 生化 生理及对重金属富集能力等方面有无异常状况 研究转基因水生生物进入人体消化道后 外源基因的降解情况 是否会通过消化道造成 外源基因水平转移 3 实例 转基因鱼 目前天然的渔业资源已逐渐耗尽 作为一种人们喜欢的食物 鱼类的生产已越来越依 赖于养殖业 因此利用转基因技术改变鱼的遗传品质也就成为人们的重要研究目标 人们 已经运用微注射法向很多种鱼的受精卵中导入了外源基因 鱼类品种包括鲤鱼 鲶鱼 鳟 鱼 鲑鱼和罗非鱼等 科学家们还打算将抗病 耐受环境压力以及具其他生物特性的基因 导入各种温带鱼和热带鱼的体内 抗除草剂转基因作物的 杂草化 抗除草剂转基因作物的 杂草化 包含两个方面 一是抗性作物自身 杂草化 包括抗性 作物逸生成杂草和自生苗对下茬作物的危害 二是抗除草剂转基因作物的抗性基因 漂移 到杂草上 导致抗药性杂草的产生 4 人类基因组 差异图 和 中国数字人男 1 号 1 科学家公布人类基因组 差异图 国际人类基因组单体型图计划 于 2002 年开始启动 由美国 中国 加拿大 英国 日本和尼日利亚六国科学家共同承担 他们在 2005 年 10 月 27 日出版的 nature 上发表的论 文 标志着这一工作第一阶段任务的完成 在研究中 科学家们搜集了 269 名志愿者的全基因组信息 其中包括尼日利亚的约鲁 巴人 中国北京的汉族人 美国的西北欧后裔和东京的日本人 从这些基因组数据中 科 学家们发现了 100 多万个常见的 SNP 位点 标定了单体型 模块 在 DNA 链上的 边界 并划分了基因组上包含最常见 DNA 变异的 10 个区域 人类基因组的差异图谱将成为一种有力的工具 帮助寻找不同人易于发生病变的基因 使得基因治疗方法更具针对性 用心 爱心 专心 2 最高分辨率 中国数字人男 1 号 诞生 中国数字人男 1 号 数据集在南方医科大学构建完成 成为目前世界上数据量最大 分辨率最高的 虚拟人 所谓 数字人 实际上是在电脑里合成的三维人体详细结构 中国数字人男 1 号 是南方医科大学从 20 位自愿捐献者中筛选出来的 标准中国人 尸体标本为一名 28 岁的汉族健康男性 科学家用精密切削刀将尸体横向切削成薄片 每 切下一片 就用高效数码相机和扫描仪拍照 然后转化成数据 输入电脑 最后由电脑合 成三维的立体人类生理结构 数字人 在医学 航天 航空 军事等领域都有着广泛的 应用价值 典型例题典型例题 1 下列哪些措施可以提高我国的粮食总产量 A 植树造林 B 合理密植 C 大棚种植 D 加强农药毒性 解析 解析 植树造林可以改善气候 但是和粮食增产没有直接关系 大棚不大适合用于粮 食种植 加强农药的毒性会使害虫的抗药性更强 不利于增产 长期 合理密植可以增 加光照面积 从而增产 答案 B 2 可以预见 在彻底解决资源匮乏 环境恶化 粮食短缺等问题上将发挥重大作用的 是 A 生物技术 B 退耕还林 C 防风治沙 D 勤俭节约 解析 解析 生物技术是一门新兴技术 目前它已经在粮食增产 治理污染等方面发挥了重 要的作用 随着生物科学的发展 它在生产生活中的作用必将更加突出 退耕还林 防风 治沙 勤俭节约等都只能解决一些眼前问题 不能彻底解决这些问题 答案 A 3 下列属于高维生素含量转基因作物的是 A 金大米 B 抗虫棉 C 西红柿 D 向日葵 解析 解析 转基因金大米中富含 胡萝卜素 它能转变成维生素 A 答案 A 4 20 世纪 90 年代 北京大学陈章良教授成功地将固氮基因整合到了小麦的 DNA 分子中 他利用的生物技术是 A 转基因技术 B 克隆技术 C 细胞杂交 D 杂交育种 解析 解析 将一种生物基因和某一个物种基因组组合 以实现对生物遗传性状改良的技术 属于基因重组 又称转基因技术 答案 A 5 2000 年我国粮食大幅度减产 其原因和下列哪项关系最密切 A 细胞呼吸 B 光合作用 C 渗透作用 D 主动运输 解析 解析 2000 年我国粮食大幅度减产的原因是干旱 这影响了植物的渗透吸水 使作物 缺水而死 答案 C 6 下列能体现生物技术生态效益的是 A 转基因向日葵 B 转基因金大米 用心 爱心 专心 C 转基因西红柿 D 转基因抗虫棉 解析 解析 转基因向日葵和金大米分别含有较多的脂肪酸和 胡萝卜素 能满足一些特 殊人群的需要 具有明显的社会效益 转基因西红柿不易腐烂 易储存 具有较高的经济 效益 转基因抗虫棉能大大减少农药的使用 有利于保护环境 有明显的生态效益 答案 D 7 基因治疗是指 A 把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中 达到治疗疾病的目的 B 对有缺陷的基因进行修复 从而使其恢复正常 达到治疗疾病的目的 C 运用人工诱变的方法 使有基因缺陷的细胞发生基因突变恢复正常 D 运用基因工程技术 把有缺陷的基因切除 达到治疗疾病的目的 解析 解析 基因治疗的原理是 采用转基因技术将目的基因导入患者的某种细胞中 体外 培养使其增殖 然后输回患者体内 这样重组受体细胞因导入正常基因 可以纠正或弥补 缺陷基因带来的影响 答案 A 模拟试题模拟试题 答题时间 45 分钟 1 肉食动物的人工养殖大大丰富了我们的餐桌 同时也带来了一些负面效应 如性早熟 垃圾猪肉等现象 对于人工养殖我们应该 A 严格限制 B 性早熟 垃圾猪肉对人体健康实际没有什么害处 因此不必限制人工养殖 C 虽然性早熟 垃圾猪肉对人是有害的 但这只是个别现象 不必大惊小怪 D 政府应该出台相应措施 规范人工养殖 2 2001 年 5 月 我国国务院发布 农业转基因生物安全管理条例 2002 年 7 月 1 日 我国开始实施 转基因食品管理办法 这说明对待转基因这样的现代生物技术 我们 应 摒弃现有的道德规范 推动科技发展 发挥道德规范的作用 限制科技的负面效 应 科技的发展必须以现有的道德规范为准绳 适当调整现有的道德规范 适应科技 发展 A B C D 3 发展中国家粮食短缺的原因不包括 A 人口增长速度普遍过快 B 科学技术不够发达 C 农业配套设施落后 D 国内政治格局动荡 人们不能安心生产 4 关于艾滋病的叙述正确的是 A 是由细菌引起的一类烈性传染病 B 遗传物质是 RNA C 主要通过性传播 D 可以用抗生素治愈 5 发展绿色食品 避免 白色污染 增强环保意识 是保护环境 提高人类生存质量 的重要措施 请完成问题 绿色食品是指 A 绿颜色的营养食品 B 有叶绿素的营养食品 C 经济附加值高的营养食品 D 安全 无公害的营养食品 6 通常所说的 白色污染 是指 A 冶炼厂的白色烟尘 B 石灰窑的白色粉尘 用心 爱心 专心 C 聚乙烯等白色塑料垃圾 D 白色建筑废料 7 倡导 免赠贺卡 免用一次性木筷 的出发点是 A 减少个人经济支出 B 节约木材 保护森林 C 减少固体垃圾 D 移风易俗 8 下列都属于传染病的一组是 A 癌症 肺结核 B 狂犬病 艾滋病 C 伤寒 脚气病 D 炭疽病 色盲 9 酸雨 的形成主要是下列哪一项所致 A 汽油大量燃烧 B 农药的大量使用 C 化石燃料的大量燃烧 D 生活垃圾的大量增加 10 艾滋病病毒进入人体后 会有选择地侵染T 淋巴细胞 然后在其 gp41 因子的 作用下 病毒的膜和细胞膜融合 从而使病毒进入细胞内 gp4l 因子的化学本质应 该是 A 糖类 B 蛋白质 C 糖蛋白 D 脂质 11 某同学在培养金黄色葡萄球菌时 培养基上污染了青霉菌 结果是生活在青霉菌周 围的金黄色葡萄球菌都被杀死了 有关此现象的产生 有人提出了化学拮抗的观点 即青 霉菌产生一种化学物质抑制了金黄色葡萄球菌的生长繁殖 试设计实验探究青霉菌与金黄 色葡萄球菌之间是否存在这种关系 你的实验假设是 主要实验步骤 1 制备 2 3 4 观察 的生长情况 实验结果的预测和分析 12 引起细胞癌变的致癌因子有三类 分别是 13 基因诊断这一崭新的技术手段使得许多疾病的诊断和检测更加 这对疾 病的防治具有重要的意义 14 目前 大多数遗传病还缺乏有效的治疗手段 因而