高中生物人教版选修3生物防治技术拓展

选修3生物防治技术拓展

一、问题的提出

在生态工程中，有许多技术需要分解掌握，如物质

的良性循环技术、洁净可再生的新能源开发技术和种植

业和畜牧业合理优化技术等。特别是还需要关注选修教

材以下内容的技术，如古老的套种、轮种和间种技术（见

文章后的链接）、立体养殖技术和生物防治技术（见文

章后的链接）等。

另外.针对耕作方式与种植制度，设计高效可行的套种、间种和轮种制

度；利用动物的不同习性,设计多种立体养殖技术；利用生物种间关系，发展

生物防治技术等。这些技术都在全国各地的不同农业生态「•程中.得到不同程

度的应用。

问题：生物防治技术有哪些？富营养化污染后生物防治技

术一噬藻体如何进行？新型的生物防治技术转基因技术

如何应用于生活实际？

二、典型试题解析

试题1：（2017•4月浙江选考节选）回答与生态工程有

关的问题：

（1）将秸秆和动物粪便等通过微生物发酵产生沼气，这

是利用了农业生态工程中的______________技术。

（2）农业生产上，畜牧业依赖和受制于种植业，可以通

过种植业和畜牧业的_____________技术提高经济和社会

效益。使用农药能有效控制农业害虫，但也使生态系统

的减少，因此利用生物的进行生

物防治是今后的发展方向。

解析：

本题有关生态工程的问题。

(1)将秸秆和动物粪便等通过微生物发酵产生沼气，这

是利用了农业生态工程中的洁净可再生的新能源开发技

术。

(2)农业生产上，畜牧业依赖和受制于种植业，可以通

过种植业和畜牧业的合理优化技术提高经济和社会效益。

使用农药能有效控制农业害虫，但也使生态系统的生物

多样性减少，因此利用生物的种间关系进行生物防治是

今后的发展方向。

试题2：浙江嘉兴地处水乡，畜禽养殖和栽桑养蚕是当地

农业的两大支柱产业。在生产总量不断扩张的同时，该

县坚持在发展中解决环境问题，优化生态环境，实现了

资源的最大化利用。请分析该县农业生态系统结构(部分)

示意图，回答问题：

(1)与传统农业生态系统相比，该农业生态系统更能净

化环境，主要原因是O

(2)该农业生态系统为何能提高经济效益？o

(3)从生态系统稳定性看，该农业生态系统比简单的农

田生态系统不易发生虫害的原因是，请说出两

种根据生物学原理防治害虫的方法：O

(4)根据该地处水乡这一资源优势，请就该农业生态系

统提出一条合理化建议。o

解析：

(1)与传统农业相比该生态系统对物质进行了多级利用，

如利用粪便等合成有机肥，减少了对化肥的使用，降低

了成本，减轻了对环境的污染。

(2)该生态系统实现了物质的循环利用和能量的多级利

用，提高了能量的利用率，降低了生产成本，从而使产

量提高。

（3）该生态系统生物群落结构相对复杂，自我调节能力

提高。利用生物的种内关系或种间关系来诱杀害虫，如

利用捕食关系引入天敌，利用性引诱剂进行防治害虫等。

（4）由于地处水乡，蚕沙碎屑可以养鱼，池塘塘泥可以

肥田等。

答案：

（1）粪便等“废弃物”被及时利用

（2）实现了物质和能量的多级利用，提高了农产品的产

量；减少了化肥、农药的使用（降低农业投入）

（3）营养结构较复杂，自我调节能力较强天敌防治、

激素防治、种植转基因抗虫作物

（4）蚕沙碎屑养鱼，池塘塘泥肥田

三.利用寄生关系■噬藻体

水体的富营养化污染带来的蓝藻大量繁殖，可以用

多种方法治理，但最新的研究表明，可以用生物防治技

术之一一噬藻体。什么是噬藻体？如何发挥作用？

蓝藻是一类原核生物，具有细菌的一些特征，因此

又常称为蓝细菌，相应地，把感染蓝细菌的病毒称为噬

藻体，这是由于噬藻体与噬菌体非常相似的缘故。

噬藻体电镜图

噬藻体是一种特异性侵染蓝藻的病毒，能够调控蓝

藻的种群密度和季节分布，被认为是一种潜在的有效干

预蓝藻水华的生物手段。

虽然蓝藻病毒的发现已三十余年，但一直未形成病

毒学重要的研究方向，近年来由于富营养化程度加剧，

蓝藻“水华”（俗称“湖靛”）的发生加重，美国和西

欧一些发达国家加强了藻类环境生物学的研究力度，其

中包括蓝藻病毒的基础研究，以寻找对付“水华”的生

物防治方法。这几年蓝藻病毒的研究主要集中在分子生

物学和生态学方面，同时也在不断探索更先进、更便捷

的研究方法。

为了研究巢湖噬藻体生态分布、侵染机制和与蓝藻

的共进化关系。2020年8月，中科大周丛照教授和陈宇

星教授团队从巢湖中分离得到一株全新的长尾噬藻体

Miclo

研究人员通过冷冻电镜技术解析了Micl头部近原子分辨

率结构，清晰地阐释了Micl的头部组装机制。结构分析

发现Micl的头部由衣壳蛋白gp40和装饰蛋白gp47组装

形成二十面体结构。gp40采取经典噬菌体的HK97-like

折叠模式，通过棒卯结构组装形成二十面体头部。装饰

蛋白gp47采用全新折叠模式，锚定在二十面体的二次轴

附近，进一步加固头部的稳定性。

四、利用转基因蚊子

近日，据《自然》报道，经过10多年的努力，总部

位于英国的生物技术公司Oxitec终于通过了监管部门批

准，在当地居民和批评家的反对声中首次在美国佛罗里

达群岛释放了其转基因蚊子，目的是抑制该地区携带疾

病的野生埃及伊蚊种群。

此前，Oxitec公司曾在巴西、巴拿马、开曼群岛和

马来西亚释放转基因埃及伊蚊。该公司报告称，这些地

区的埃及伊蚊数量减少了至少90%e

在佛罗里达南端的热带群岛Keys,埃及伊蚊约占蚊

子总数的4%。正就该项目与Oxitec公司密切合作的佛罗

里达群岛蚊虫控制区人员称，该地区几乎所有传播给人

类的蚊媒疾病都是由埃及伊蚊造成的（如图）。

埃及伊蚊可以携带寨卡病毒、登革热、基孔肯雅热

和黄热病等疾病。在美国，杀虫剂被大量使用以控制蚊

虫数量，导致蚊子对杀虫剂产生了抗药性。而转基因蚊

子是杀虫剂的替代品，释放转基因蚊子提供了一种无需

使用杀虫剂即可控制蚊子数量的方法。

Oxitec公司的转基因蚊子都是雄蚊，它们被改造后

携带一种致命基因，在与野生雌蚊交配时，该基因会传

递给后代。该基因会抑制雌性后代生成一种必要的蛋白

质，并导致其在发育成熟前死亡。携带该基因的雄性后

代不会