高中生物《生物性污染及其预防》教案2 新人教版选修2

1、生物性污染及其预防一、 教学目标 1.举例说出生物入侵，指出生物入侵的危害。2.简述生物性污染的概念，识别生物性污染。3.尝试提出解决身边的生物性污染的措施。二、教学重点和难点1.教学重点识别生物性污染。2.教学难点生物性污染的防治。三、教学策略在学习本章新课前，教师可带领学生以基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程等为专题，分组搜集有关生物科技与可持续发展的资料，布置展板或制作专题网页，介绍生物科技的发展与可持续发展的关系，营造出学习该主题的氛围，引入新课。本章的引入，可以根据学生的特点和本章内容特点设计多种方式。方式一：本章各节主题都与学生日常生活密切相关，教材安排了大量的调查和实践活动，可

2、以课题组为单位，进行开题报告会。方式二：可以带领学生回顾本模块中生物科学与健康、生物科学与农业和生物科学与工业的内容，讨论生物科学与未来发展的关系，通过阅读科技发展之窗生物科技与可持续发展，让学生对本模块选择的四个主题的内在关系有一个全面的了解。方式三：注意到学生的特点，布置学生阅读我们共同的未来等对人们的环保认识有影响的课外读物，课堂上开展阅读讨论。方式四：可以模拟历史上关于人类社会、经济增长极限的讨论，在课堂上开小型辩论会，让学生归纳出可持续发展的含义。方式五：可以列举我国发展的一些实例，寻找一些热点问题切入，讨论发展的含意。建议教师充分发挥自主性，合理安排课堂内容。例如，一种安排是：第一

3、课时安排学习生物入侵的危害和防治，第二课时安排学习识别生物性污染，讨论生物性污染的防治。另一种安排是课前布置学生自学教材内容，课下组织学生分组调查本地生物性污染的情况，课堂安排同学们对搜集的案例进行分析和讨论。以下按第一种安排提出教学策略。课前准备包括制作生物性污染及其防治的网页，搜集我国生物性污染的实例，到有关部门了解本地生物入侵情况，布置学生调查本地生物性污染的情况，搜集媒体有关生物性污染报道的音像资料，了解学生对生物入侵的疑问（例如，为什么不能从国外带水果？），等等。在课堂上有针对性地提出问题，进行讨论。教师应该注意到生物入侵是一个较复杂的问题，涉及生物学和社会等方面，学生的问题也较多，

4、授课前应该广泛查阅有关资料，将生物入侵的问题掌握得较为详实。教科书以水葫芦的入侵为例引入生物性污染的学习，编者的意图是从学生最熟悉的问题和热点问题出发，引导学生关注社会、关注生活、关注身边的科学和技术。所以，新课的引入也可以用学生关心的食人鱼、紫茎泽兰等为例进行讨论。可以带领学生讨论教材后的“思考与讨论”第二题有关SARS病毒的污染案例。教学中应该让学生了解所在地区生物入侵的情况。教师利用搜集的有关资料，选取重点介绍给学生，并对一些典型的事例进行分析。建议在生物入侵防治的教学中，教师应带领学生学习相关的法规，提问学生为什么要制定这些法规。学生常常设计用生物防治的方法来对付生物入侵，但这是一个复

5、杂的问题，一定要防止出现新的生物入侵。这里，教师应注意引导学生联系初中学习过的有关生态平衡的概念进行分析、讨论，这样，可使学生对问题的认识更加深入。从生物入侵引出对生物性污染的学习比较自然。生物性污染的基本概念较易掌握，可以通过对案例的分析，让学生自己总结。也可以对教材提供的案例和课前搜集的污染案例，进行合理编排，让学生分辨。建议多选取学生周围的案例。总结出生物性污染的概念，并归纳生物性污染的种类和列表比较生物性污染与非生物性污染的区别。建议在生物性污染防治方法的教学中，让学生讨论分析，每个小组先分析一个生物性污染的案例，提出防治方案，再在全班进行可行性论证。对于好的思路，还可以鼓励学生进行试

6、验，并写成报告递交到有关部门。也可以就搜集的生物性污染防治的案例，带领学生进行分析。教师在教学中应该注意尽可能选取成功和失败的不同案例。四、参考答案（一）思考与探究1.我国法律和法规禁止从其他国家进口某些种类的水果，以防止外来病虫害随着水果潜入。然而，有些人却为了经济利益而走私销售这些水果。请分析，这样做的危害可能有哪些？你是否注意过电视和报纸上的有关报道？你认为怎样做才能杜绝这类事情发生？提示：这样做有可能引进一些有害的昆虫或微生物，从而对我国的农业生产、环境等造成严重影响。应该通过完善法律体系、强化检测体系、加强宣传等方法，来减少此类事件的发生。（二）从社会中来从水葫芦在我国的“角色”变化

7、，你得到什么启示？提示：在引入一个外来物种时，一定要慎重；任何事物都有两面性。（三）资料分析1.第一个事例中，造成这种污染的直接原因是什么？提示：造成第一个事例中污染的直接原因是海水中N、P等养分的含量过高。2.第二、第三个事例与第一个事例有何不同？提示：第二、第三个事例与第一个事例的不同之处在于：污染不是由于生物性因素，而是由物理、化学因素引起的。3.请你试着说一说什么是生物性污染，并列举生活中出现的生物性污染的事例。提示：生物性污染：由有机体对人类或环境造成的不良影响。例如，非典型性肺炎（SARS）病毒、禽流感病毒造成的污染等就是典型的例子。（四）讨论讨论12.消费者的行为与生产企业的行为

8、之间具有怎样的关系？提示：企业生产的产品对消费者有引导消费的作用；而消费者的消费倾向在很大程度上也决定了企业的生产方向，两者之间存在密切的互相影响的关系。企业生产的产品应该符合人类健康的要求，而消费者也应该提倡理性消费。讨论2若引入水葫芦象甲来防治水葫芦的危害，应该注意哪些问题？提示：在引进水葫芦象甲来防治水葫芦时，应该从生态平衡角度综合考虑问题，如注意对水葫芦象甲的防治，不要让它成为新的污染源而产生新的危害。五、参考资料1.介绍发生在我国的几个生物入侵实例（1）紫茎泽兰的生物入侵：紫茎泽兰又名破坏草，是菊科泽兰属多年生杂草，原产美洲墨西哥至哥斯达黎加一带。株高12 m，寿命可达1215年。叶

9、片卵形、三角形或菱状卵形，果实黑褐色。紫茎泽兰被作为观赏植物先引种到欧洲，后又被引种到澳洲和亚洲，现已广泛分布于世界上热带、亚热带的30多个国家和地区。紫茎泽兰具有有性和无性两种繁殖能力，种子能随风飞扬，生命力极强，能够在多种环境中生存，在与引入地本土植物的生存斗争中占有很大的优势，本土的草本植物根本无法与之匹敌，使它能够迅速占领裸露地面和原有的草山草坡，所到之处成为一片“绿色沙漠”。紫茎泽兰大约于20世纪40年代由中缅边境传入我国云南省，现已在云南、贵州、四川、广西、西藏等省区广泛分布，在云南省分布最广，并且每年以大约60 km的速度向东和北传播。例如，紫茎泽兰已经将四川凉山州5.3105

10、hm2的优良草场变成自己的王国，使当地畜禽养殖业受到重创。紫茎泽兰能治病，特别在活血化瘀方面有其独到之处，还是化工、建材等方面的原料。但是其大量生长使其负面效应超过正面效应：入侵农田，影响作物产量；入侵林地则排斥其他灌木，影响林苗生长，严重抑制树种的天然更新和森林恢复；排斥药用和蜜源植物的生长，使经济林减产；牲畜误食后会导致腹泻甚至死亡，用来垫圈会引起牛羊烂蹄；其花粉易引起动物哮喘；种子带刺的冠毛飞入人、畜的眼中，可能损伤角膜，严重时能引起失明。对紫茎泽兰的控制还没有较好的办法，不但要通过物理、化学、生物等多种措施来控制其生长、传播，也应加强研究和技术应用，利用其有益的方面为人类作贡献。（2）

11、食人鱼事件：“食人鱼”也叫“食人鲳”，是脂鲤目脂鲤科锯鲑脂鲤属鱼类的俗称，原产南美洲亚马逊河流域。食人鱼有很多种，如银盘食人鱼、银灰食人鱼、红食人鱼和斑点食人鱼等。国内市场畅销的品种为红腹食人鱼，体长一般25 cm左右，身体侧扁，卵圆形，浅绿色鱼体，墨绿色鱼背，有着锐利的牙齿。食人鱼颈部短，头骨特别是腭骨十分坚硬，上下腭的咬合力大得惊人，可以咬穿牛皮，甚至硬邦邦的木板，能把钢制的鱼钩一口咬断。一旦被咬的猎物溢出血腥，它们就会疯狂无比，用锋利的牙齿疯狂撕咬切割，直到猎物剩下一堆骨头。在食人鱼活动最频繁的巴西马把格洛索州，每年约有1 200头牛在河中被食人鱼吃掉；也有食人鱼攻击人类的报道。食人鱼在

12、当地被列为最危险的水族生物之一，被称为“水中狼族”。食人鱼作为观赏鱼类，被引入到包括中国在内的许多国家和地区。我国广州、深圳、佛山、南宁、成都、重庆、武汉、沈阳、长春等多个城市的花鸟鱼宠物市场，曾经热卖食人鱼。食人鱼作为热带鱼类要求水温2026 ，18 以下将难以成活。其原产地亚马逊河流域的气候和我国南方许多地方的气候相似，由于我国各地的江河普遍缺少对食人鱼的自然制约因素，一旦它流入自然环境中，由于其对环境要求粗放，繁殖速度快，会对水生生物和环境造成不可估量的损失。为此，国家有关部门迅速做出反应，国家质监总局于2002年11月27日、农业部渔业局于2002年12月24日，国家渔政渔港监督局于2

13、002年12月25日，分别发出通报：严厉打击食人鱼非法入境，严防食人鱼流入本地江河，要求各地主管部门对市场上销售及公园、水族馆等地养殖、展示的食人鱼进行全面检查，一经发现立即没收和销毁。（3）米草的生物入侵：米草属隶属于禾本科，起源于北美大西洋沿岸及墨西哥海湾，在全球蔓延最严重的是美国互花米草和英国大米草（美国互花米草和欧洲米草的多倍体杂交后代）。大米草株高2040 cm，互花米草南方高秆生态型株高120300 cm，它们均具有发达的地下茎和根系，不但可以依靠根状茎进行无性繁殖，也可通过种子进行有性繁殖。米草耐盐耐淹、耐淤埋、耐风浪，非常适宜在沿海滩涂生长。由于米草种群密度大，生产力高，常在沿

14、海滩涂形成大面积的单种优势群落。因此，人们原来用它保滩护岸，促淤造陆。但随着米草的蔓延，已严重威胁着世界各地的海滨环境。目前米草广泛分布于英国、美国、法国、德国、丹麦、中国、荷兰、新西兰、爱尔兰和澳大利亚等国家。我国1963年引进英国大米草，1979年引进美国互花米草的高秆生态型，近年又引进了美国狐米草。经过几十年的推广种植和自然传播，在我国北起辽宁锦西县，南到广东电白，共80多个县市的滩涂均有生长。据估计，目前全国米草面积已达到1.01051.3105 hm2，分布面积达世界首位。米草的大量蔓延，会造成以下严重危害：影响水体循环，阻塞航道，影响船只进出港，而清除米草造成的航道淤积代价高昂；威

15、胁本地生物多样性；破坏近海生物栖息环境，使许多鸟类丧失觅食环境和栖息场所；其腐烂体四处漂流，会造成其他生物窒息死亡；侵占滩涂养殖用地，造成水产养殖的巨大损失，影响浅海养殖的紫菜、海带等的产量和质量。在福建、广东等许多地区，米草已经发展成严重的生态灾难。要预防、控制米草的传播和危害，应加强宣传，制止米草在其他地区的栽培和引种；采用物理、化学和生物方法进行控制；完善米草综合利用技术，变害为宝。2.我国和世界上有影响的生物性污染的实例教材中所列事件以及上题中所列三个事件都是生物性污染的实例。（1）斑潜蝇入侵和危害斑潜蝇指双翅目潜蝇科斑潜蝇属的蝇类昆虫，是蔬菜、花卉等植物上的一类重要害虫，目前已记载的

16、有300多种，主要集中在温带地区，多数种类被国际上列为检疫对象，如三叶草斑潜蝇、美洲斑潜蝇、南美斑潜蝇和番茄斑潜蝇。斑潜蝇体长1.54.0 mm，以幼虫潜入植物叶片中取食形成弯曲的潜道为特征。它主要靠卵和幼虫随枝条、切花、叶菜、瓜果等材料传播，蛹主要随植株、土壤和交通工具等远距离传播，因此，斑潜蝇的入侵主要是人为因素造成的。我国有15种斑潜蝇分布，以美洲斑潜蝇和南美斑潜蝇危害最重，它们均起源于南美洲。以南美斑潜蝇为例：1926年世界首次被报道；20世纪70年代主要分布在阿根廷、巴西、秘鲁、哥伦比亚、哥斯达黎加和美国等国家；1987年荷兰发现其温室莴苣受到危害，此后整个欧洲均有报道；然后传入亚洲

17、国家和大洋洲的澳大利亚。我国1995年云南首次报道南美斑潜蝇，随后，1997年在山东、1998年在北京、1999年在内蒙古相继成灾。现在，除西藏、青海、黑龙江和吉林等省外，全国大部分省市均有分布。1993年底，美洲斑潜蝇在我国海南省首次发现。随后，1994年，在云南昆明；1995年，在上海、南京；1996年，在山东、北京；1997年，在河南、山西；1998年，在东北、内蒙古相继发生危害，现在全国仅西藏未发现分布。斑潜蝇的入侵，对我国的蔬菜和花卉生产造成了重大损失。但是，由于我国对该类害虫的研究起步较晚，对其生物学、生态学及适应机制等的研究较薄弱，从而给防治和预警造成很大的困难。（2）凤眼莲凤眼

18、莲的入侵教材中已有介绍，此处提供更详细的资料。凤眼莲是雨久花科凤眼莲属多年生漂浮性大型水生草本植物。叶片肾形或卵圆形，常呈波浪状，长度甚至能达到1 m，内部贮存很多空气，使整个植株漂浮在水面上。它主要进行根、茎的无性繁殖，也通过种子进行繁殖。种子生命力极强，能在水中存活520年，在温暖、浅水和高光照的条件下萌发。凤眼莲的适应性极强，适合温度为535 ，能够在贫营养、富营养及含有大量重金属和有机污染物的水体中生长，甚至在高酸性和碱性（pH412）的水中仍能成活。凤眼莲产于巴西，1823年首次报道，1844年在美国一个博览会上被誉为“美化世界的淡紫色花冠”，从此被引种栽培。凤眼莲的营养价值高，是畜

19、禽的优良饲料。20世纪40年代后，发现它可以有效去除污水中的营养元素，吸收和富集各种重金属和有机毒物，对污水有很强的净化作用，且净化效率优于其他水生植物，因此进一步被推广种植。现在从北纬40到南纬45之间的地区均有分布。凤眼莲在我国的引进和分布情况见教科书。凤眼莲的疯长会造成航道堵塞、水质恶化和水生生物的死亡。我国危害最严重的是云南昆明市，流经该市的大观河几乎全部被凤眼莲覆盖，滇池约1 000 hm2的水面几乎全部生长着凤眼莲。昆明市为迎接世博会召开而治理凤眼莲耗资巨大，但是防治效果并不好。上海市水域2002年凤眼莲产量在2.0106 t左右，1/4的内河水面被覆盖。另外武汉、宁波和太湖等地区

20、也发生比较严重的危害事件。造成凤眼莲入侵和危害的主要外部因素是人类的传播、水体的富营养化、缺乏天敌控制及持续的暖冬天气；内部因素是其很强的生长繁殖能力和较强的生态适应性和竞争力。3.在进行生物防治时应该注意什么问题？有哪些成功的案例？（1）生物防治的制剂产品稳定性不高，不耐长期贮藏，货架周期短；应用技术复杂，不容易被使用者掌握；由于自然界中植物、微生物和环境之间的关系极其复杂，其应用后防治效果能否稳定持久，大多不能预见。（2）生物防治对生态和环境也有副作用。如引进的天敌昆虫可能对生态环境带来某些破坏性作用；活体微生物的应用可能对其他自然界微生物群、人畜体内的微生物群产生干扰，可能诱发人、畜免疫

21、能力的突变或拮抗作用；生物防治的安全利用要求有一定的寄主范围。（3）生物防治不能全部代替化学农药。由于抗药性、效果、成本等因素，在实际应用时，必须考虑包括化学农药、施肥管理、品种、生物防治等多因素在内的综合防治体系，发展病虫害的综合防治技术。（4）建立生物防治的风险评价机制。对外来生物和生物防治的生态后果进行评价，制定生物防治安全应用的标准。（5）根据国情，因地制宜地保护和开发利用我国的生物防治资源，充分发挥天敌对害虫的自然控制作用是一条经济有效的途径，可以降低生物防治的成本；加强宣传教育，提高国民对生物资源的认识和生物防治意识；不但要重视生物防治“治”的技术，更要重视对“防”的研究与应用。以

22、下是几个成功的案例。案例1：赤眼蜂的应用。赤眼蜂是目前世界上应用最广的卵寄生蜂。我国在研究赤眼蜂大量繁殖技术方面进展很快，在大卵繁蜂、小卵繁蜂及繁蜂机械和装置等方面都达到国际领先水平，为赤眼蜂的工厂化生产和大面积应用奠定了基础。20世纪50年代，中山大学、广东农科院等单位，研究选用蓖麻蚕的卵来大量繁殖赤眼蜂首获成功；1964年，山东省农业科学院首次利用柞蚕剖腹卵繁殖松毛虫赤眼蜂获得成功；一些地区研究用米蛾卵繁殖玉米螟赤眼蜂、广赤眼蜂和稻螟赤眼蜂。在大面积应用方面，我国用赤眼蜂在吉林、辽宁等地防治玉米螟、在广东等地防治甘蔗螟、在林区防治松毛虫等均取得良好效果。例如，为保护北京的重要水源基地密云水

23、库，自1977年起，密云县在沿库10 000 hm2玉米田中实施放蜂治虫，到1995年统计，挽回玉米产量损失超过7 200 t，减少化学农药用量大约3 000 t，经济效益和生态效益十分显著。案例2：苏云金杆菌的发现和应用。苏云金杆菌1915年在德国被定名，它在生活过程中能形成菱形伴孢晶体，其主要成分为蛋白质，细菌营养体呈长杆状，两端钝圆，周生鞭毛或无鞭毛。目前全世界共发现苏云金杆菌变种有32个，分属22个血清型，并不断有新的变种被发现。欧洲人从1920年到1930年间进行了许多科学试验，肯定了苏云金杆菌防治玉米螟的效果，同时人们试图进行工业化开发，生产商品制剂用于农业。1938年，用于生物防

24、治地中海粉螟的第一个苏云金杆菌商品制剂在法国问世。此后，苏云金杆菌的杀虫谱不断被发现和扩大，工业化生产应用也逐步走向成熟。现在全世界生产苏云金杆菌制剂的厂家有500多家，商品种类达100多种，年生产量达1.6105 t，年生产能力5.0105 t。目前已知苏云金杆菌能够防治鳞翅目、双翅目、膜翅目、鞘翅目、食毛目、直翅目、等翅目、蜚蠊目、蚤目和毛翅目等10目的522种害虫，是应用最早，目前用量最大、效果最确切和最安全的生物杀虫剂。20世纪80年代以来，世界各国都在研究将苏云金杆菌抗虫特性转移到植物上，让植物直接对抗害虫。我国已通过遗传工程手段将苏云金杆菌抗虫基因成功导入棉花、水稻、烟草上，并得到

25、表达，培育出抗虫棉、抗虫水稻和抗虫烟草。美国、英国、法国、德国、俄罗斯和日本等国也通过基因技术培育出许多抗虫作物应用于生产中。4.我国对医院废水和垃圾处理的要求涉及医院废水和垃圾处理的法律法规有：中华人民共和国传染病防治法，卫生部消毒管理办法和医疗卫生机构医疗废物管理办法，卫生部和国家经委医院污水排放标准，国家环境保护总局关于加大对医院医疗废水、医疗垃圾的监管力度的紧急通知200371号和危险废弃物贮存污染控制标准GB18597-2001以及危险废物焚烧污染控制标准GB1848-2001，国家环保总局、国家经贸委、科技部联合发布的危险废物污染防止技术政策等。具体要求如下。医疗卫生机构的环境、物

26、品应当符合国家有关规范、标准和规定。排放废弃的污水、污物应当按照国家有关规定进行严格消毒，进行无害化处理，达到国家规定的排放标准后方可排入污水处理系统。对医疗废物实施分类管理，及时收集，分置于防渗漏、防锐器穿透的专用包装物或者密闭容器内，用专用工具进行运送；国家推行医疗废物集中无害化处置，由县级以上地方人民政府负责组织建设医疗废物集中处置设施；不具备集中处置医疗废物条件的地区，可以自行处置医疗废物，包括毁形处理、焚烧、消毒后集中填埋；医疗卫生机构应当建立医疗废物的暂时贮存设施、设备，不得露天存放医疗废物，暂时贮存的时间不得超过2天，暂时贮存病理性废物，应当具备低温贮存或者防腐条件；禁止医疗卫生机构及其工作人员转让、买卖医疗废物；禁止在非收集、非暂时贮存地点倾倒、堆放医疗废物，禁止将医疗废物混入其他废物和生活垃圾。医疗垃圾的处理方式有很多种，有高温灭菌法、焚烧法、高温堆肥处理法、卫生填埋法，以及破碎、压缩、分离等方法。其中焚烧法是最基本、最有效的方法。5.我国生物性污染的监控体系简介通过各相关部门的协力合作，以及有关法律法规的制定，我国初步完成了对生物性污染的立体监控网络建设。在国际合作方面，我