广东省珠海市金海岸中学高考生物一轮复习 生物技术安全性伦理及生态工程课件.ppt

专题4 生物技术安全性和伦理问题 生态工程 考纲解读 1 转基因生物的安全性 2 生物武器对人类的威胁 3 生物技术中的伦理问题 4 简述生态工程的原理 5 生态工程的实例 一 生物武器 生物战剂及施放它的武器 器材总称生物武器 生物战剂是指在战争中使人 畜致病 毁伤农作物的微生物及其毒素 1 什么是生物武器 2 生物武器的种类 通常分为细菌 立克氏体 衣原体 病毒 真菌和毒素六大类 禁止生物武器 生物武器的种类 细菌 鼠疫菌 霍乱 伤寒 炭疽 病毒 天花病毒 动物痘病毒 重组基因技术制造全新的致病菌 重组蜡状杆菌 重组流感病毒 新型鼠痘病毒 神经毒剂 如肉毒杆菌毒素 二 生物武器的性能及其防护 1 生物战剂的使用方法 1 施放生物战剂气溶胶 生物战剂分散成微小的粒子悬浮在空气中 这种微粒和空气的混合体叫气溶胶 它能随风漂移 污染空气 地面 食物 并能渗入无密闭设施的人防工程 人员吸入即可致病 直接施放生物战剂气溶胶是最基本的使用方式 它可从空中直接布洒 也可把喷洒器投至地面喷放 还可人投放 2 投放带菌昆虫 动物和其他媒介物昆虫 动物和杂物被生物战剂感染或污染后 用多格炸弹等多种方式投放到被袭击地域 它们便可将病原体传给人们 使其致病 3 其他方法用生物战剂污染水源 食物 通风管道 遗弃带菌物品 尸体或遣返俘虏等 间接使人感染疾病 2 生物武器的伤害作用 1 生物战剂侵入人体的途径 吸入 生物战剂污染空气 可以通过呼吸道吸入 感染致病 误食 食用被生物战剂污染的水 食物而得病 如霍乱 痢疾等疾病 皮肤接触 生物战剂如炭疽杆菌等 或带菌物品上的病毒可直接或间接经皮肤 黏膜 伤口进入人体 昆虫叮咬 人被带有生物战剂的昆虫叮咬后 会使血液污染而致病 2 生物战剂的致病症状 发热 头疼 全身无力 上吐下泻 咳嗽 恶心 呼吸困难 局部或全身疼痛等各种不同症状 3 生物武器的杀伤特点 致病力强 多数具有传染性 某些生物战剂只需少数病原体侵入人体 就能引起发病 例如 几十个野兔热杆菌侵入人体就能致病 某些生物战剂 例如 鼠疫杆菌等 有很强的传染性 在一定条件下能在人员之间传播 长期流行 污染面积广 生物战剂致病力强 气溶胶可随风飘散 在气象 地理条件适宜时 可造成大面积污染区 不易被发现 生物战剂气溶胶无色无味 加之敌方多在黄昏 夜间 拂晓 多雾时秘密施放 不易被人发现 有一定的潜伏期生物战剂致病需经几小时至几天的时间 在这个期间人员不会很快减弱工作能力 受自然条件影响大风速 气温对气溶胶传播有影响 大雪 低温 干燥 日晒等 能加速病菌的消亡 4 对生物武器的防护 一 发现 二 发病情况在短时间内发现大批症状相同的病人 病畜 发生当地少见的疾病或出现发病季节反常等现象 二 防护措施1 对生物战剂的防护措施与对毒剂的防护基本相同 人员戴防毒面具 防疫口罩能保护呼吸道不吸入生物战剂气溶胶 穿防毒衣 防疫服或采用扎 三口 的方法能保护皮肤免受带菌昆虫叮咬 2 人员在生物战剂污染区内行动时 根据生物战剂的类型 提前进行免疫接种和个人防护 遵守在污染区内的行动规则 3 发现病人时 要立即报告 及时隔离 4 对污染的房屋 器皿要用福尔马林或过氧乙酸进行熏蒸 也可用通风方法进行消毒灭菌 对服装可用煮沸或用高锰酸钾溶液浸泡等方法灭菌 5 杀虫 灭鼠 无论是敌投的还是当地的昆虫 鼠类 都是生物战剂传播的媒介物 均能传播多种疾病 所以 平时对当地的鼠类和有害昆虫也要经常进行灭杀 以减少战时生物战剂可能利用的传播媒介 防生物武器和防化学武器不同点是 1 污染区内活动时需先免疫接种 2 污染物 服装要消毒 3 杀虫 灭鼠 尸体烧掉或深埋 4 发现传染病要立即报告防疫部门 5 生物武器情况及与其它武器比较 三 禁止生物武器公约 1998年11月25日中国也加入了这一公约 关注生物技术的伦理问题 一 克隆技术引发的伦理问题 二 设计试管婴儿引发的伦理性问题 什么是 试管婴儿 体外受精技术 俗称 试管婴儿 目前是世界上最广为采用的生殖辅助技术 试管婴儿 并不是真正在试管里长大的婴儿 而是从卵巢内取出几个卵子 在实验室里让它们与男方的精子结合 形成胚胎 然后转移胚胎到子宫内 使之在妈妈的子宫内着床 妊娠 正常的受孕需要精子和卵子在输卵管相遇 二者结合 形成受精卵 然后受精卵再回到子宫腔 继续妊娠 所以 试管婴儿 可以简单地理解成由于实验室的试管代替了输卵管的功能而称为 试管婴儿 三 基因检测引发的伦理性问题 什么是基因检测 基因检测是从血液或从其他体液和细胞检测一个人的dna的技术 基因检测可以诊断疾病 也可以用于疾病风险的预测 疾病诊断是用基因检测技术检测引起遗传性疾病的突变基因 近年非常令人兴奋的是预测性基因检测的开展 利用该技术在疾病发生前发现疾病发生的风险 提早预防 检测的时候 先把受检者的基因从血液或其他细胞中提取出来 然后用可以识别可能存在突变的基因的引物和pcr技术将这部份基因复制许多倍 复制后 有许多方法可以判断这部分基因是否存在突变 方法有 有特殊标记物的突变基因探针方法 酶切方法和基因序列检测的方法等 1 基因检测的优点 通过基因检测可以及早采取预防的措施 适时进行治疗 达到挽救患者生命的目的 2 基因检测引发的问题及解决的办法 1 问题 目前人类对基因结构及基因间相互作用尚缺乏足够的认识 要想通过基因检测达到预防疾病的目的是困难的 基因检测结果本身会给受检者带来巨大的心理压力 个人基因资讯的泄露会造成基因歧视 2 解决的办法 对于基因歧视现象 可以通过正确的科学知识传授 伦理道德教育 立法得以解决 转基因生物的安全性 一 转基因成果令人叹为观止 1 1972年美国斯坦福大学的伯格第一次重组dna获得成功 2 转基因的重要成果 1 微生物方面 把某些重组dna转移到细菌中表达获得成功 随后 使出现了具有重要经济价值的各种重组微生物 如可以清除石油污染的假单孢杆菌等 转基因细菌可治癌症 3 转基因动物方面 受到转基因巨型小鼠获得成功的鼓舞 科学家又在培育生长迅速 营养品质优良的转基因家畜 家禽方面 不断取得辉煌成就 同时 科学家还把转基因动物变成生物反应器 2 基因制药方面 生物制药已经成为21世纪的朝阳产业 eg疫苗 抗生素 干扰素等 4 转基因植物方面 目前 科学家已经培育出了大批具有抗虫 抗病 抗除草剂 抗逆等全新性状的农作物 基因一旦被改动 一方面可能引起生物体内一系列未知的结构与功能的变化 另一方面 转基因操作对生物体的影响会通过遗传传递 转基因技术的安全性问题 外源基因引入后 是否会影响其他重要的调节基因 甚至会激活原癌基因 转基因技术广泛应用是否会导致难以消灭的新病原物出现 是否会造成生态学灾难 人类摄食大量转基因食品是否会影响人类及其后代的健康 二 对转基因生物安全性的争论 1 在转基因生物中 有时候会出现一些人们意想不到的后果的原因 a 对基因的结构 基因间的相互作用及基因的调空机制都了解的相当有限 b 转移的基因虽然是功能一直的基因 但不少是异种生物的基因 c 外源基因插入宿主基因组的部分往往是随机的 2 转基因生物与食物安全a 转基因食物引起食物安全性问题的理由 安全性检测问题 滞后效应 担心出现新的过敏原 担心营养成分的改变 b 不必担心转基因食物安全性的理由 多环节 严谨的安全性评价 可以保证转基因食物的安全 科学家的负责态度可以防止新过敏原的产生 至今尚未发现食用转基因食品而影响人体健康的事例 没能足够的证据证明转基因食物有问题 3 转基因生物与生物安全a 引起生物安全的理由 可能会扩散到种植区以外 成为野生种类 可能成为 入侵的外来干涉物种 威胁生态系统中其他生物的生存可能重组出对人类或其他生物有害的细菌或病毒 有可能使杂草成为除草剂除不掉的 超级杂草 b 不引起生物安全的理由 扩散到种植区以外就很快死亡要表现出新性状 必须具有一定的水肥等条件 以及配套的种植技术 由于生殖隔离的存在 使他们很难与其他植物杂交 花粉传播的距离有限 存活时间有限 4 转基因生物与环境安全a 引起环境安全的理由 打破自然物种的原有界限 改变了生态系统中能量流动和物质循环 重组微生物可能对人类的生活环境造成二次污染 重组dna与微生物杂交 可能产生有害的病原微生物 转基因植物花粉中的有毒物质可通过蜜蜂进入蜜蜂 再经过食物链传递 b 不引起环境安全的理由 转基因不会改变生物原有的分类地位 不会破坏生态系统的稳定性 转基因抗虫作物的种植 减少了农药的使用量 抗除草剂农作物的种植 减轻了农田管理的负担 保护了农田的土壤环境 三 理性看待转基因技术 a 趋利避害 而不能因殪废食b 建立相应的法规 如1993年制定的和2002年颁布的 专题5生态工程 生态工程是指人类应用生态学和系统学的基本原理和方法 通过系统设计 调控和技术组装 对已被破坏的生态环境进行修复 重建 对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善 并提高生态系统的生产力 从而促进人类社会和自然环境的和谐发展 5 1生态工程的基本原理 一关注生态工程建设 1 导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么 资料分析一 提示 根本原因 长江上游乱砍滥伐森林 水源涵养和水土保持功能急剧降低 造成大量泥沙淤积河道 中游围湖造田 乱占河道 造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少 直接原因 1998年度的罕见降雨 但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高 气候异常有关 解决长江洪水泛滥的措施有 以生物措施为主 结合工程措施 提高森林覆盖率 退耕还湖 和改革不合理耕作方式等 在进行生态工程建设时 要考虑到怎样解决农村 尤其是湖区或山区的迁出人员 的能源来源问题以及如何提高农民的经济收入 2 洪灾的发生反映出经济发展模式存在什么问题 提示 传统的经济发展模式不注重生态环境的保护 没有考虑生态成本 经济的发展以巨大的生态环境破坏为代价 提示 石油农业 大量使用化肥 农药和机械的生产方式 因对石油等能源有高度的依赖性而得名 它把农业生产这一复杂的生物过程 变成了简单的机械过程和化学过程 由于其投入高 产出也高 对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用 但同时它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大 大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力 并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题 你对 石油农业 是如何理解的 提示 对环境造成危害的污染物 采用一定的措施和技术 就能够进行回收和循环利用 这样不但能够减少环境污染 而且提高了资源的利用效率 减少了资源的浪费 例如 对废污水中的重金属或氮 磷等养分就可以进行回收再利用 因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源 3 如何理解 污染物是放错地方的资源 这句话 提示 在不同的国家有不同的改进措施 例如 在我国 人多地少 应该大力发展生态农业 实施的具体措施包括 可以根据田间作物的需要适量施用高效 低毒 低残留的农药 多施有机肥 提高作物对水 肥等资源的利用效率 对作物秸秆和畜禽粪便进行再利用 实现物质的多级利用 等等 一方面要不断提高土地的产出水平 另一方面要减少农业活动对环境的污染 促进社会的可持续发展 4 石油农业的生产模式应当怎样改进 关于生态经济 二 生态工程所遵循的基本原理 1 物质循环再生原理 无废弃物农业是我国古代传统农业的辉煌成就之一 也是生态工程最早和最生动的一种模式 2 物种多样性原理 物种越丰富 生态系统的抵抗力稳定性越高 资料分析讨论 1 为什么樟子松林的松毛虫会肆虐 几十亿株杨树会毁于一旦 而珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中 保持着很高的生物多样性 提示 纯樟子松林 杨树林的生物多样性低 食物链短而单调 缺少松毛虫 天牛的天敌 而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源 因而会导致了树林的毁坏 珊瑚礁区的生物多样性高 食物链复杂 不同的生物占据了不同的时间位 空间位和资源位 因而充分利用了珊瑚礁生态系统的环境 例如 氮 磷等养分就能够在该区生物体间充分地循环利用而很少流出系统外 2 从上面正面和反面的实例 你能得出怎样的结论 你认为生物多样性的破坏有人为因素吗 提示 只有保持生态系统较高的生物多样性 才能保证生态系统的稳定和平衡 生物多样性的破坏有人为因素 而且往往作用巨大 3 协调与平衡原理 需要考虑环境承载力即环境容纳量 资料分析 1 从协调与平衡原理出发 想一想 在我国西北地区进行防护林建设时 应选择哪些树种 如果在该地区发展畜牧养殖业 你认为应该注意什么问题 西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量 针对公共草地的过度放牧问题 应该实行草地承包 调动个人的管理积极性 减少过度放牧现象 另外 可以在有条件的地方 人工种植牧草 增加牧草产量 4 整体性原理 整体指社会 经济 自然复合成的巨大系统 例 林业工程建设中的问题 一方面号召农民种树 另一方面要考虑农民的生活问题 5 系统学和工程学原理 1 系统的结构决定功能原理 运用 改善和优化生态系统的结构 例 桑基鱼塘模式 2 系统整体性原理 豆科作物和固氮菌的共生 你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗 3 桑基鱼塘分布在我国长江三角洲 珠江三角洲一带的水乡 是一种典型的水陆物质和能量交换型生态工程 试分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径 提示 桑基鱼塘系统中物质和能量的流动是相互联系的 能量的流动包含在物质的循环利用过程中 随着食物链的延伸逐级递减 思考与探究 5 2生态工程的实例和发展前景 农村综合发展型生态工程小流域综合治理生态工程大区域生态系统恢复工程湿地生态恢复工程矿区废弃地的生态恢复工程城市环境生态工程 一 生态工程的实例 讨论 这个案例以沼气工程为核心 农林牧副渔各业全面发展 增加了劳动力就业机会 促进了经济发展 同时又降低了环境污染 促进了农村的可持续发展 1 在农村综合发展型生态工程案例中 主要运用了哪些生态工程的基本原理2 这一生态系统的结构和功能有哪些特点 有哪些值得借鉴的做法 物质循环再生原理 系统的结构决定功能原理 整体性原理 物种多样性原理等 分析甘肃省陇南县的 九子登科 模式 在说明 九子 措施含义的基础上 谈谈你对小流域综合治理生态工程的理解 1 小流域的综合治理 综合 表现在哪些方面 综合 表现在不但注重通过还林 还草 筑坝等措施达到蓄水 降低土壤侵蚀的生态效果 还考虑如何提高人们的生活水平 各种措施的结果是建立一个稳定 持久 高效的生态系统 2 为什么要针对不同的地形采取不同的措施 这体现了生态工程的什么原理 3 这一模式在其他小流域能够照搬吗 根据不同的地形采取不同的措施 既要考虑到生态效益 又要考虑到人们的生活和收入问题 这体现了生态工程协调与平衡 因地制宜的原理和思想 这种模式在其他小流域不能照搬 还是要因地制宜地进行生态工程建设 不同气候带 不同自然条件和不同经济发展水平的地区 其生态工程的模式应各具特色 大区域生态系统恢复工程 三北 防护林案例 1 国家为什么投入巨大的人力和物力兴建三北防护林工程 这一工程为什么需要如此漫长的时间 三北防护林跨越中国13个省 直辖市 自治区 对我国具有重要的意义 生态环境的质量关系到这一地区人民的生产和生活问题 对维护社会稳定具有重要意义 更重要的是 这一地区的生态环境关系到下游地区人民的生产 生活和经济发展同时这里自然矿产资源丰富 对我国的经济发展和国家安全具有重要战略意义 这一地区区域广阔 气候 自然条件复杂 总体经济发展水平较低等情况也决定了这个工程需要较长的时间 2 这一工程横跨多个省区 根据协调与平衡原理和生物多样性原理 不同