专题十一 生物科学与社会考纲点击知识内容要求1.植物病虫害的防治原理和技术Ⅰ2.动物疫病的控制Ⅰ3.绿色食品的生产Ⅰ4.微生物发酵与食品生产Ⅰ5.生物工程药物和疫苗Ⅰ6.抗生素的合理使用Ⅰ7.器官移植Ⅱ8.避孕的原理和方法Ⅰ9.病原体污染Ⅰ10.生物入侵Ⅰ11.生物净化Ⅰ考场传真1．（2012·浙江自选模块，18）请回答关于生物入侵的问题。（1）下列有关生物入侵的叙述，正确的是______。A．外来物种都是人类有意或无意引进的B．外来物种必须经历入侵过程才能成为入侵种C．只要加强动植物进出口检疫管理就可防止外来物种的入侵D．生物入侵经三次转移后，其转移的概率大约是10%（2）某地为了发展动物养殖业，拟引进一种养殖效益较高的外来物种。在引进前，必须进行________。引进后，养殖过程中应严格隔离圈养，如果出现该物种__________，则应在生物入侵过程的第__________次转移中采取有效措施，以控制该物种在自然环境中__________，从而避免该物种的____________和暴发。（3）在某入侵种都能入侵森林、灌木或草本三个群落的情况下，其中入侵更易成功的是__________群落。其原因是该群落__________，这是“____________假说”的主要观点。2．（2011·浙江自选模块，18）请回答关于绿色食品和设施农业的问题。（1）下列有关绿色食品的叙述，错误的是______。A．绿色食品是无污染、安全和优质的食品B．绿色食品产业应遵循可持续发展原则C．绿色食品是用绿色植物加工成的食品D．绿色食品可分为A级和AA级（2）依据绿色食品生产技术标准，在生猪饲养过程中使用添加“瘦肉精”的饲料，违反了生产资料使用准则中的__________使用准则。长期食用由这种生猪加工成的食品会影响人体健康，原因是“瘦肉精”可沿着____________传递，并在人体内逐渐______________，从而造成危害。3．（2010·浙江自选模块，18）下面是关于水体污染及净化的问题，请回答下列问题。（1）污水排入河道后，导致水体中的溶氧量下降，当耗氧速率等于复氧速率时，溶氧量达到最低点，该点称为________________，若污染不再加剧，溶氧量将逐渐回升。根据溶氧量变化绘制出的__________曲线，可用来判断水质的污染程度，评估水体的____________能力。（2）对生活污水，以往常采用将池塘改造成__________的方法来处理，其中起分解作用的微生物所需的氧气主要来自__________和大气；现多采用活性污泥法来处理，该方法主要是利用__________微生物的代谢作用分解有机物，用____________设备为上述生物提供氧气，然后经____________分离污泥，达到净化污水的目的。（3）黑藻等水生高等植物在我省分布广泛，它们不仅可以吸收水体中的N，还可以蓄积底泥中的重金属。根据上述材料，请拟定一个探究性课题的名称______________，并写出需要检测的一个指标______________。-13-\n考向分析2012年全国各省、市高考中，关于生物与社会模块的试题只有浙江高考自选模块第18题。此模块主要有以下四部分内容：①生物科学与农业主要考查病虫害防治、如何提高和获得优质高产农产品等。这是相对较重要的内容。2011年和2009年浙江自选试题都涉及此知识块内容。②生物科学与工业部分主要考查发酵与食品生产、酶的种类及在生产中的应用、疫苗的生产与应用等。③生物科学与健康主要考查疾病治疗中抗生素的合理使用、器官移植、避孕原理和方法等。这部分内容与人体自身关系密切，是较重要的内容。④生物科学与环境主要考查病原体污染和生物入侵、生物净化的原理和方法等。2012年浙江自选模块18题就涉及生物入侵的相关内容；2010年浙江自选试题考查了水体污染及净化的问题。分析近四年高考题，本模块多局限于了解层次，题目内容以记忆为主，有广度无深度，须有广阔的知识面才能作答。复习时需要学生在识记课本基础上，了解生物科技的应用现状和发展前景，关注社会，关注生产，关注身边的生物科学与技术。知识网络热点例析热点一 生物科学与农业1．植物的病虫害防治（1）我国植物病虫害的防治方针：“预防为主、综合防治。”（2）植物病虫害的调查。①调查原因：掌握病虫害的发生及危害情况，了解危害生物的生活习性和消长规律，以便做好预测预报，并进一步根据实际情况制订相应的防治措施。②调查分类：基本情况调查、定点系统调查、病虫害防治效果调查等。③调查方式：-13-\n④发病率＝×100%，可初步了解植物病虫害危害的情况。虫口减退率＝×100%，能知道防治后的效果。（3）植物病虫害防治技术比较。名称防治手段优点缺点农业防治技术选取抗性品种，制定合理耕作制度，建立科学的水肥管理措施能有效地抑制病虫害的发生，且无污染，避免了农药的滥用不能直接杀死害虫，而转基因作物还可能造成基因污染物理机械防治技术物理手段，机械设备，如频振式诱杀灯对害虫有极强的诱杀力，且不污染环境不是对所有的害虫都有效生物防治技术以有益生物或代谢产物来防治害虫、杂草等有害生物资源丰富，生产成本低，防治效果好，不污染环境且安全、无害害虫的天敌数量不确定，害虫的寄生虫专一性强，害虫的竞争者往往也有一定的危害性，理想的竞争者不易寻找化学防治技术化学药剂高效、速效、操作方便、适宜推广、经济效益显著环境污染、生态平衡破坏、食品安全问题2.动物疫病的控制（1）动物疫病类型：传染病和寄生虫病。（2）畜禽传染病流行环节：①传染源；②传播途径；③易感动物。（3）为防止传染病传播采取的措施：①控制传染源，②切断传播途径，③保护易感动物。（4）禽畜传染病的综合防治措施应贯彻“预防为主”的方针。综合防治措施可分为平时的防治措施和疫病发生时的扑灭措施两个方面。（5）寄生虫病的防治应贯彻预防为主，采取养为基础、检为依据、治病灭源的防治原则，做好治疗性驱虫和预防性驱虫工作。3．绿色食品的生产（1）绿色食品是指无污染、安全、优质的营养类食品。（2）绿色食品根据标准可分为A级和AA级。（3）绿色食品生产标准体系包括产地环境质量标准、生产技术标准、产品标准和包装标签、储运标准四个方面。（4）绿色食品生产技术主要指种植业、养殖业和加工业中绿色食品的生产技术，包括生产资料使用准则和生产操作规程两部分。【例1】（2012·浙江四校联考）农作物栽培中常发生病虫害，通过控制植物病虫害，能减少农业生产的损失，获得最佳的经济、生态和社会效益。请回答下列相关问题。（1）对农作物病虫害进行有效防治，首先需进行______________，掌握病虫害的发生及危害情况，做好预测预报。保障农业生产和保证对外贸易顺利发展的一项重要措施是______________。化学防治技术的核心是____________。-13-\n（2）在生产AA级绿色食品过程中，若出现病虫害，不能使用__________的、有害于环境和身体健康的物质，应考虑采取______________、引入病虫害的______、农药防治等措施，用农药防治时应选择残留量和毒性均很低的__________，也可以利用昆虫与微生物的______关系通过“以菌杀虫”进行防治。（3）与普通食品生产相比，绿色食品生产的最大特点就是实行“______”的全程质量监控。A．从土地到餐桌 B．产地环境质量标准C．生产技术标准D．储运标准解析：（1）植物病虫害防治过程中，首先要进行调查统计，掌握病虫害的发生及危害情况，做好预测预报。植物检疫是防止危险性病虫、杂草传播蔓延，保障农业生产和保证对外贸易顺利发展的一项重要措施。化学防治技术的核心是科学地使用农药。（2）AA级绿色食品是指产地符合生态环境质量标准，生产过程中不使用化学合成的有害于环境和身体健康的物质，应考虑采取物理机械防治技术、引入病虫害的天敌、化学防治技术等措施，化学防治技术的核心是科学地使用农药，应选择符合要求的生物源农药，也可以利用生物防治技术，利用生物之间的捕食、寄生等关系进行防治，如可利用昆虫与微生物的寄生关系通过“以菌杀虫”进行防治。（3）绿色食品生产的最大特点就是实行“从土地到餐桌”的全程质量监控。答案：（1）植物病虫害的调查 植物检疫 科学地使用农药 （2）化学合成 物理机械防治 天敌 生物源农药 寄生 （3）A【例2】下面是关于辣椒栽培的问题。（1）辣椒原产于中南美洲热带地区，经“丝绸之路”传入我国，使辣椒成为我国的__________，但没有造成危害形成入侵种，而是丰富了我们的食物品种。后来我国又培育出了太空椒，其育种原理是__________。（2）辣椒的生长发育受内因和外因两种因素的影响。内因是指________，外因是指环境因素。辣椒在不同的生长发育期，对光照、温度等环境因素的要求一般________（相同/不同）。（3）投资建立的智能型温室可以提供适宜的光照、温度，为了提高辣椒的光合作用效率，还应采取的措施是__________，温室栽培容易出现授粉率低的问题，请你提出一项改进建议：__________。（4）进入开花期发现落花现象，经专家鉴定，原因是花蓟马（一种昆虫）危害，建议先进行危害情况调查。采取对角线取样法固定5点，每点20株，在调查点每株随机观察20片叶，记录下发病的叶片数为37,44,52,35,32，则发病率为__________，应采取病虫害防治措施。专家建议用诱杀灯诱杀，这种方法利用的是害虫的__________，它的优点是________________________________________________________________________________________。植物病虫害防治，应贯彻______________________的方针。解析：（1）引入外来物种，不一定会引起外来物种入侵现象，若在当地有天敌或较强的竞争者等，引入的外来物种反而可以增加当地物种的多样性。太空椒是利用太空的特殊环境进行诱变育种，遵循基因突变原理。（2）生长发育的内因是由遗传物质决定的，不同植物在不同的生长发育期对各种环境因素的要求不尽相同。（3）从提高光合效率的角度讲，在已经满足了光照和温度等环境因素后，还可以通过提高二氧化碳浓度来提高产量，熊蜂授粉在一定程度上可以解决授粉率低的现象。（4）平均计算下来发病率为10%左右，利用害虫对光的趋性，可以予以杀灭，这是一种生物防治方法，不会产生污染环境现象。“以防为主，综合防治”是病虫害防治的基本方针。答案：（1）外来物种 基因突变 （2）遗传因素 不同 （3）CO2施肥 熊蜂授粉 （4）10% 趋光性 诱杀力强，且不污染环境 “预防为主，综合防治”方法归纳提高基因潜力，培育优良品种方法小结1．优良品种的培育方法包括：选择培育、杂交育种、基因工程育种等。2．将两个不同亲本的优良基因集中到一个个体上通常采用杂交育种。3．将不同物种的优良基因集中在一起则采用基因工程育种。4．杂种优势是指在杂交时，两个具有不同性状的亲本杂交而产生的杂种，通常会出现在生活力、产量、品质和对不良环境因素的抗性等方面超过双亲的现象。5．基因工程育种的原理是基因重组。6．植物优良品种可采用嫁接、组织培养等技术实现快速繁殖。动物优良品种快速繁殖的一种方法是胚胎移植，其过程主要包括：供体超数排卵和配种、受体的同期发情、胚胎回收、胚胎移植。-13-\n热点二 生物科学与工业1．微生物发酵与食品生产（1）发酵指一定条件下利用微生物的生命活动大量生成和积累特定代谢产物或菌体的过程。发酵食品指把农副产品原料利用发酵方法生产和加工制作的食品。（2）好氧微生物发酵生产的流程图及其分析说明：（3）传统微生物发酵生产中，发酵的作用包括：①防止食物腐败；②使口感发生变化；③生产食品等。（4）微生物发酵需要的条件：①水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等营养物质；②适宜的条件：温度、pH、溶解氧。2．生物工程药物和疫苗（1）基因工程药物的概念：以重组DNA为核心技术，通过将一个生物体内有用的“目的基因”转移到另一个生物体中并表达所需要的产物——药物的过程。（2）基因工程药物的生产过程：获得目的基因、重组质粒、构建基因工程菌、工程菌大规模培养、分离提取目的产物。（3）细胞工程药物的生产是指在细胞水平上的遗传操作，即通过细胞融合、核质移植、染色体移植等技术，改造并筛选特定的细胞株或细胞系，再通过规模培养获得药物。如单克隆抗体的生产。（4）传统疫苗的分类：减毒疫苗和灭活疫苗。（5）减毒疫苗也称活疫苗，指用人工定向变异的方法，使病原微生物在极大程度上丧失致病能力，或从自然界筛选毒性高度减弱或基本无毒的活细菌或病毒制备成的疫苗，常用的减毒活疫苗有：卡介苗、牛痘疫苗、麻疹疫苗、脊髓灰质炎疫苗。（6）灭活疫苗也称死疫苗，是选用抗原性强的病原微生物，经过人工大量培养后，用化学或物理方法灭活后制备而成的疫苗，如：伤寒疫苗、霍乱疫苗、百日咳疫苗、流行性脑脊髓膜炎疫苗、流行性乙型脑炎疫苗、斑疹伤寒疫苗等。（7）基因工程疫苗：用基因工程技术生产疫苗，如乙型肝炎疫苗、狂犬病疫苗、疟疾疫苗和流感疫苗。【例3】（2012·浙江六校一模）“民以食为天”，在种植、养殖、食品生产等方面常需运用生物科学的原理和技术。请回答下列问题。许多传统食品，如面包、酒酿、__________________（至少写出两项）等都是运用传统发酵技术生产的。传统发酵技术的作用包括：______________；使食物的口感更好、营养更好、更易消化。由于酵母菌菌体内含有丰富的______________，增加了面包的营养价值。解析：现在，许多食品，如面酱、腐乳、面包、酒酿、豆豉、霉干菜、酸菜、泡菜等，都是利用传统的发酵技术进行生产的。传统发酵技术的一个重要作用是防止食物腐败，另一个重要作用是使口感平淡的原料发生感官的、物理的和营养方面的变化，使口感更好、营养更好、更易消化。由于酵母菌的菌体内含有丰富的蛋白质和维生素，因此也增加了面包的营养价值。答案：腐乳、面酱、豆豉、霉干菜、酸菜、泡菜 防止食品腐败 蛋白质和维生素【例4】由病原体造成的疾病，通常使用药物进行治疗。抗生素就是常用的药物，它能杀灭入侵的细菌。青霉素的杀菌机理是________________，但是某些细菌由于__________而获得对抗抗生素的能力，它们通过改变______________的结构，使青霉素不能进入菌体发挥作用，或能产生________________等。预防传染病，需要接种疫苗。传统疫苗分为两种，主要包括__________和__________，两者相比，__________疫苗制备简单，保存时间较长，相对较安全。乙肝病毒、艾滋病病毒、麻风杆菌等疫苗不能用传统的方法制备，因为它们难以培养或可能存在潜在的危险，可用__________的方法来生产。乙型肝炎病毒是一个42-13-\nnm的球形颗粒，外面包裹着一层蛋白质外膜。生产过程中，科学家已经成功利用基因工程技术，将________________基因转移到________细胞中，构建相应工程菌，然后将它在发酵罐中进行大规模培养，经分离纯化后最终制成乙肝疫苗。解析：青霉素通过抑制细菌细胞壁的合成来达到杀菌的目的，但部分细菌可能会由于基因突变而导致细胞壁的结构发生改变，或者产生了抵抗青霉素的物质。疫苗分传统疫苗和基因工程疫苗，传统疫苗又有减毒疫苗和灭活疫苗之分，灭活疫苗制备简单，保存时间较长，相对较安全。而有些病原体比较难培养或者具有较大的危险性，则可以采用基因工程的方法来生产。答案：抑制细菌细胞壁的生物合成 基因突变 细胞壁或细胞膜 使青霉素失去作用的酶 减毒疫苗 灭活疫苗 灭活疫苗 基因工程 乙型肝炎病毒表面抗原 酵母方法归纳传统疫苗与基因工程疫苗的异同1．相同点：接种后都能激发人体免疫反应获得免疫力来抵抗传染病。2．不同点：传统的病毒疫苗是以完整的病毒作为材料的。用于疫苗材料的病毒是经过减毒或灭活处理的，这样既可以刺激人体免疫系统产生抗体等具有保护效应的物质，又不引起疾病。减毒疫苗一般只需要接种一次且接种量少，而免疫持续时间长，效果好；灭活疫苗每次接种剂量大且需要多次接种，免疫力较差，但制备简单，保存时间较长，且相对较安全。基因工程疫苗比传统疫苗的免疫途径更安全，不需要注射器之类的设备，可以避免因使用了消毒不彻底的注射器而使通过血液传染的疾病如艾滋病和乙型病毒性肝炎等大面积传播。应用转基因植物生产基因工程疫苗还有以下优点：①疫苗抗原基因转入可食用的植物后，可供直接服用或饲喂动物，不需要像生产传统疫苗那样需要许多仪器设备，生产成本显著降低；②比传统免疫途径更有效，因为植物细胞中的疫苗抗原通过胃内的酸性环境时可受到细胞壁的保护，直接到达肠内黏膜诱导位，刺激黏膜和全身免疫反应，大大提高有效性；③易储存和分发，不需要冷藏设备；④不仅提供了疫苗而且提供了营养，尤其是以水果作转基因的口服疫苗为广大儿童所喜欢。基因工程疫苗较传统疫苗具有毒性低的优势，但是免疫效果还需要进一步提高。热点三 生物科学与健康1．疾病与诊断疾病诊断的方法：常规诊断方法、现代辅助诊断技术、遗传咨询。人体在患病时，通常表现出与健康时不同的状况即病症，对疾病的常规诊断方式是对黑箱输出的信息进行比较而作出判断。2．疾病治疗中的生物科学（1）合理使用抗生素。①细菌由于基因突变而获得抗药性。②青霉素是通过抑制细菌细胞壁的生物合成而起杀菌作用的。③具有抗药性的细菌与敏感细菌相比较具有的特点：细胞壁或细胞膜的结构能阻止抗生素进入细菌体内，能产生某种酶使青霉素失去作用。④合理使用抗生素的原因：随意地使用抗生素，不按正确剂量使用抗生素，或任意缩短使用抗生素的时间，都会使抗药性更强的细菌生存下来。⑤合理使用抗生素要遵循三不原则，即一不自行购买，二不主动要求，三不随便停药。（2）器官移植。①器官移植需要解决的问题：a.获得合适的供体器官，b.器官的保存，c.移植手术，d.防止免疫排异。②移植的异体器官会发生免疫反应是因为：不同个体细胞表面人白细胞抗原（或HLA）不同。③器官离体保存：低温灌洗保存技术。④移植手术：进行血管缝合及神经纤维连接等手术。⑤防止免疫排异：组织配型和免疫抑制技术。如使用免疫抑制剂环孢菌素。（3）基因治疗。基因治疗技术通常包括目的基因与载体的重组，培养靶细胞，导入目的基因，筛选和回注等。3．生殖健康（1）避孕的原理包括阻止精子和卵子结合；抑制排卵和精子的形成；阻碍受精卵着床。-13-\n（2）为了阻止精子和卵子的相遇一般可采用器具阻隔、体外射精、安全期避孕和绝育手术等方法。（3）服用避孕药可以使女性体内维持较高的雌激素水平，从而抑制排卵。（4）阻碍受精卵着床的方法：放置宫内节育器、服用探亲避孕药等。（5）现代辅助生殖技术包括人工授精、试管婴儿。【例5】（2011·杭州一模）请你回答下列生物科学与健康、生物科学与环境的相关问题：（1）白血病是严重危及人类生命的疾病，目前骨髓移植是根治白血病较为理想的治疗手段。对患者而言，移植的骨髓相当于______，因此骨髓移植前需对供体、受体的骨髓进行配型，若供体与受体的______一半以上相同则可进行骨髓移植；器官成功移植到病人体内后还需降低病人的______水平，以提高移植器官的成活率。（2）2010年8月中旬，媒体报道南亚出现了一种超级细菌，这种超级细菌能合成一种具有破坏青霉素类抗生素功能的水解酶。正常情况下，青霉素是通过抑制____________而起杀菌作用，而青霉素对这种超级细菌却完全失去疗效，这种现象叫细菌的________。超级细菌能抵抗青霉素的原因是______________。这种超级细菌的出现，可以说是人类__________的必然结果。（3）某病原菌由自然途径从原来分布的区域进入一个新的区域并导致当地传染病流行。从污染物的种类来说该种污染属于________污染，病原体污染属于该污染中的一种，病原体污染是指病原生物在环境中不断____________所造成的污染。从传染病流行的过程来看，要控制该传染病要采取除控制传染源、切断传播途径措施外，还应____________。解析：（1）移植器官对接受者而言就是抗原，只有供体器官与受体之间的HLA一半以上相同时才能进行器官移植。器官移植到病人体内后还需要降低病人免疫水平，以提高器官成活率。（2）青霉素通过抑制细菌细胞壁的形成，起到杀菌作用，但它对超级细菌却完全失效，这种现象叫细菌抗药性，因这种细菌能产生降解青霉素的物质而使青霉素失效，这种细菌出现是人类滥用抗生素的结果。（3）根据污染物种类不同，可将污染分为物理性、化学性和生物性污染。病原体污染引起流行病属于生物性污染。这是由于病原体在环境中不断繁殖和散播所造成的污染。控制传染病流行的第三个有效措施是保护易感人群。答案：（1）抗原 HLA 免疫 （2）细胞壁形（合）成 抗药性 能降解青霉素 滥用抗生素 （3）生物性 繁殖和散播 保护易感人群【例6】抗生素作为治疗细菌感染的特效药被广泛使用，青霉素是人类历史上发现的第一种抗生素。（1）青霉素的杀菌作用是通过抑制细菌________生物合成来完成的。（2）细菌与抗生素多次接触后会表现出明显的抗药性。细菌抗药性产生的根本原因首先是某些细菌出现________，抗生素在细菌抗药性形成的过程中起________作用，该作用对细菌基因的影响是____________________________。（3）某人患了咽喉炎，咽部干燥、疼痛，伴有发热、头痛等症状。医生为他开了阿莫西林和润喉片，要求每天服药3次，连续服用1个星期。他服药3天后，感觉好了，就停了药。可是4天后，病又复发。他的行为属于滥用抗生素中的____________________行为。滥用抗生素还表现在________或______________________等行为上。（4）滥用抗生素，除了使菌群表现出抗药性以外，还会有其他危害。例如，某些人对青霉素________，所以在注射前需要做皮肤试验。而长期或大剂量使用抗生素，尤其是广谱抗生素，会造成人体内________。再如，某些抗生素还有较强的毒副作用，试举一例：________________________________________________________________________。解析：青霉素能够通过抑制细菌细胞壁成分中的肽聚糖的合成来达到杀灭细菌的目的，但不能用来杀灭真菌等，因为真菌细胞壁的成分不是肽聚糖。抗生素对细菌出现的抗药性个体进行选择，使具有抗药能力的个体留了下来，如此反复选择后，留下来的个体都具有较强的抗药性。滥用抗生素有三种表现：任意缩短使用抗生素的时间、随意地使用抗生素、不按正确剂量使用抗生素。大量使用广谱抗生素后，会杀灭很多细菌，导致一些有益菌也会被杀灭，出现菌群失调现象。答案：-13-\n（1）细胞壁 （2）基因突变 （定向）选择 造成菌群抗药基因频率的增大 （3）任意缩短使用抗生素的时间 随意地使用抗生素 不按正确剂量使用抗生素 （4）过敏 菌群失调 庆大霉素对内耳和肾脏有毒副作用（其他正确答案也可）方法归纳1.疾病常规诊断方法（1）了解正常状态下人体的一些体征指标，即建立人体正常的生理和生化数据。（2）通过对各种疾病的系统观察和研究，归纳出各种疾病的典型症状以及相应的人体生理和生化数据变化。（3）医生在询问病情、了解病症的基础上，可以根据医学知识和临床经验作出初步的诊断；为了作出更准确的判断，通常还要辅以相关生理和生化检查如血液化验等。2．疾病现代辅助诊断技术（1）X射线成像、超声波成像、计算机体层成像和核磁共振成像等技术，能让我们获得内部器官的影像，内窥镜则更为我们直接观察身体内部如腹腔、消化道等情况提供了方便。（2）抗原—抗体特异性免疫反应可帮助我们获得身体内部变化更为微小、精确的信息。3．抗生素耐药性、菌群失调和毒副作用比较（1）耐药性是细菌原本就有的一种特性。自然菌群中，抗药基因的频率极低。细菌的抗药能力有一定的限度和差异。当人们选择合适的剂量和用药时间时，抗生素能杀死敏感菌和抗药菌。但随意地使用抗生素，不按正确剂量使用，或任意缩短使用抗生素的时间，都会使抗药性更强的细菌生存下来。（2）菌群失调：在正常情况下人体和正常菌群之间，以及正常菌群的各细菌之间，保持一定的平衡。如果长期或大剂量使用抗生素，尤其是广谱抗生素，抗生素在杀死有害细菌的同时，也会把一些有益的细菌杀灭，破坏正常菌群间的平衡，使正常菌群中各细菌的比例发生变化，造成菌群比例失调。（3）毒副作用：如青霉素引发的过敏反应，庆大霉素对内耳和肾脏的毒副作用。热点四 生物科学与环境1．生物性污染（1）病原体污染。①概念：病原生物在环境中不断繁殖和散播所造成的污染。如SARS病毒、甲型肝炎病毒、蛔虫等病原生物。其中，传染病的流行是病原体污染的主要形式。②科赫原则：所有的患者身上都能找到这种病原体，而健康人没有；从患者身上分离出的这种病原体能够在实验室中进行培养和繁殖；把从实验室中分离出来的病原体再注射到实验动物体内，可以使该动物得与人同样症状的疾病；从患病实验动物体内分离出这种病原体，证明这种病原体还能够在实验室中继续培养。③传染病流行的三个基本环节：传染源、传播途径、易感人群。④控制传染病流行的有效措施：控制传染源，切断传播途径，保护易感人群。⑤传染病的分类：甲类为强制管理的传染病，乙类为严格管理的传染病，丙类为监测管理的传染病。⑥传染病的传播途径：直接传播——传染源排出的病原体不经环境媒介物直接到达易感者；间接传播——传染源排出的病原体经空气、食物、水、蚊蝇等环境媒介传递到易感者。⑦在长时间反复流行的过程中，具有免疫力的人数占群体总数的比例不断上升，当这一比例上升到一定值时就能构成免疫屏障。⑧接种疫苗可以使人在健康状况下产生抗体，从而获得特异性免疫力。⑨控制病原体污染。病原体污染的类型很多，除传染病的流行外，还有蛔虫、一些生物的代谢产物或毒素、金黄色葡萄球菌分泌的肠毒素、某些霉菌毒素等，会危害人体健康。⑩控制病原体污染的有效方法：建立“预防胜过医治”的公共卫生政策，建立完善的公共卫生体系，加强对有关传染病知识的宣传以及理解和关爱患者，提高公民的公共卫生意识和养成良好的生活习惯。（2）生物入侵。①概念：生物由原生存地经自然或人为途径传播到另外地方，损害入侵地的生态系统、生物多样性以及人类健康，并影响当地的农、林、牧与渔业生产，造成经济损失和生态灾难，这个过程称为生物入侵。②生物入侵条件。入侵物种具有的特征：繁殖能力强。-13-\n被入侵的生态系统：结构简单。③生物入侵过程。外来物种引入阶段：指生物离开原生存的生态系统到达一个新的生态环境。初期定居与成功建立种群阶段：指生物到达入侵地后，在当地生态条件下能够生长、发育和繁殖并形成一个小种群。迟滞阶段：指入侵生物已成功繁殖了几代，由于入侵时间短，个体基数小，所以种群增长缓慢，但每一代对新环境的适应能力都有所增强。扩散和暴发阶段：指入侵生物已基本适应新的生态系统，种群已发展到一定数量，具有合理的年龄结构和性别比例，并具有快速增长和扩散的能力，如果当地缺乏控制该物种种群数量的生态调节机制，该物种就会大肆传播蔓延，导致生态和经济危害。④外来物种入侵途径：一是人为有意引入，二是人为无意带入，三是自然入侵。⑤应对生物入侵的措施：坚持以防为主，进一步完善法律和法规，确保与所有相关的国际公约和项目保持一致。2．生物净化（1）生物净化的原理。①水体中的溶解氧主要通过空气中的氧气向水中溶解和水生植物的光合作用产生氧气而得到补充。耗氧和复氧同时进行。②溶氧量的变化状况反映了水体中有机污染物的净化过程，因此，可以把溶氧量作为水体自净状况的标志，水体污染过程中溶氧量的变化可用氧垂曲线表示。水体氧垂曲线（2）生物净化技术。①原理：通过一定的技术手段人为地放大和强化生态系统的自净能力。②生物净化技术应用最为广泛的是污水生物处理技术。③污水生物处理技术的原理是利用处理系统中的各种微生物的代谢作用除去污水中的污染物，其具体工艺可分为活性污泥法（最常用）、悬浮细胞法、生物膜法等多种类型。（3）合理使用生物资源。①消费的抉择。②森林资源的合理利用。总初级生产量：简称GP，指生态系统中所有绿色植物光合作用固定的太阳能或合成的有机物总量。净初级生产量即森林植物有机物净增加量＝总初级生产量－呼吸消耗量（R），即NP＝GP－R。③海洋渔业资源的合理利用。海洋渔业资源可持续利用的手段：限量捕捞、适时休渔、改变捕鱼方式、发展水产养殖和开发新的资源。影响渔业资源数量的主要因素是自然死亡率（M）和捕捞死亡率（F），使资源数量增加的主要因素是生长量（G）和补充量（R）。第二年初某种鱼类的总重量（S2）＝第一年年初的总重量（S1）＋生长量（G）＋补充量（R）－自然死亡量（S1M）－捕捞死亡量（S1F）。若渔场中某种鱼类的最大环境容量为K，则当该种鱼类种群数量为N＝时，种群增长率最大，捕捞时一般选择种群数量约为时捕捞。可以获得该渔业资源的最大持续量。-13-\n在鱼类繁殖季节，采取休渔制度，禁止渔业捕捞，能有效地促进渔业资源的再生。【例7】阅读下列两个与环境污染有关的资料，回答下列问题。材料一：蓝细菌是所有藻类生物中最简单、最原始的一种。近年来太湖等地由于城市生活污水、工业废水等的排放造成水体N、P超标而导致蓝细菌爆发。科技人员创造了浮床生态工艺（即在浮床上种植特殊的水生、半水生植物）的生物性防治措施来净化污水，取得了一定的效果。材料二：近年来，一种原产于南美，被称为“植物杀手”的藤本植物——薇甘菊在广东省大肆扩散，对本地生物多样性和农业生产造成了巨大威胁。（1）污染是指对人或其他生物产生__________的一种环境变化。目前，我国环境污染最突出的问题是______污染。（2）分析材料一中利用浮床生态工艺净化污水的两点原理是______________________；______________________。（3）材料二中环境问题属于生物入侵现象。生物入侵是个复杂的生态过程，这个过程通常可分为四个阶段，其中在第四阶段即______________阶段，种群具有快速增长和扩散的能力，具有合理的__________和性别比例（性比率）。薇甘菊等入侵种能在侵入地区定居扩张的主要原因是__________________和__________________。（4）材料二中的薇甘菊的大肆扩散就是典型的生物性污染，近年来生物性污染越来越受到人们的关注，下列关于生物性污染的说法错误的是______。A．流感蔓延属于生物性污染B．预防接种能有效地保护易感者，从而控制传染病流行C．一个入侵种的成功入侵仅依赖于其自身的生活史特征D．为了避免生物入侵，我们应减少对外来物种的引进，引进前必须充分论证解析：（1）污染是指对人类或其他生物产生有害影响的一种环境变化。我国最突出的问题是水污染。（2）题干中净化污水的原理是水生植物直接吸收水中的N、P，同时由于水面上浮床遮光，使水生藻类光照减少来控制浮游藻类的生长繁殖。（3）生物入侵第四阶段是扩散和爆发，外来入侵种在侵入地区定居扩张的主要原因是繁殖力强和无天敌。（4）一个入侵种的入侵成功不仅依赖于其自身生活史特征，还与生活环境有关。答案：（1）有害影响 水（2）水生植物直接吸收N、P，降低水中N、P的含量 浮床遮光，使藻类缺少阳光，控制浮游藻类的生长繁殖（3）扩散和爆发 年龄结构 繁殖力强 没有天敌（4）C【例8】污染是指对人或其他生物产生有害影响的一种环境变化。污染的种类很多，根据污染物的种类不同，可将污染分为物理性污染、化学性污染和生物性污染。（1）溶氧量的变化状况反映了水体中____________的净化过程，因此，可以把溶氧量作为水体__________的标志。水体污染过程中溶解氧的变化可用氧垂曲线表示，若曲线中最大缺氧点（Cp）的溶解氧________（填“大于”“小于”或“等于”）规定数值，说明排入污染物过多，水体生态平衡将遭到破坏。目前应用最广泛的污水处理技术是____________。（2）假如发现某一流行病，一般先确认病原体，利用的是________原则。机体感染甲型H1N1流感病毒后一般要经过三个时期，具有传染性的时期是____________________。病原体侵染过的人获得了针对该病的特异性免疫能力，在长时间反复流行过程中，具免疫力的人群占群体总数的比例不断上升，当这一比例上升到一定值时就能构成__________，阻止该病继续流行；我们也可以通过__________，人为地加快群体此现象的形成，从而有效预防该传染病的流行。（3）目前在我国一些地区引进的大米草、水葫芦等外来种急剧生长，甚至取代了当地的优势物种，造成严重的生物性污染。外来种在生物入侵的扩散和爆发阶段，种群已发展到一定数量，具有合理的________和________，如果缺乏控制该物种种群数量的生态调节机制，该物种就会大肆传播，导致生态和经济危害。解析：（1）微生物分解有机污染物消耗水中溶氧，溶氧量的变化状况反映了水体中有机污染物的净化过程，因此，可以把溶氧量作为水体自净状况的标志。氧垂曲线中最大缺氧点（Cp）的溶解氧小于规定数值，说明排入污染物过多，溶氧过低，水体生态平衡将遭到破坏。-13-\n（2）科赫原则到现在仍是确认病原体的主要原则。机体感染甲型H1N1流感病毒后，具有传染性的时期是潜伏期和临床症状期。具免疫力的人群不断上升，上升到一定值时就能构成免疫屏障。接种疫苗主动免疫可认为加快免疫屏障的形成。（3）外来种在生物入侵的扩散和爆发阶段，种群已发展到一定数量，具有合理的年龄结构和性别比例，也就具备了快速增殖的条件。答案：（1）有机污染物 自净状况 小于 活性污泥法 （2）科赫 潜伏期和临床症状期 免疫屏障 接种疫苗 （3）年龄结构 性别比例方法归纳1.外来物种与外来入侵种区分当外来种因人类的活动有意或无意地由外地引入到本地，并快速地进行生长繁衍，危害当地的生态环境，带来很大的危害时，就成了入侵种。外来种与外来入侵种具有不同的涵盖范围，前者仅指物种是传入或引入的，没有明确其对传入地的利害关系，而后者则强调这种外来种对传入地带来了生态等方面的危害。外来入侵种有别于普通外来种的最大的特征是它对本地生态系统带来的“侵入”后果，入侵种往往对生态系统的结构和功能产生不良影响，危及本地物种特别是珍稀濒危物种的生存，造成生物多样性丧失。2．水体有机污染的净化过程中氧气变化规律污染开始阶段好氧微生物不断增殖，耗氧速率超过复氧速率，此时，水中的溶氧量开始减少，随着水体中有机污染物不断被分解，耗氧量减少，复氧量相应增加。当水中耗氧速率等于复氧速率时，水中溶氧量达到最低点，即临界点。随后，因有机污染物大为减少，耗氧速率小于复氧速率，水中溶氧量开始增加。若排入有机污染物过多，超过水体自净能力，则Cp低于最低溶氧量，水体中需氧生物会因缺氧而死亡，水体生态平衡遭破坏，水质发臭。误区警示1．绿色食品不是指颜色为绿色的食品，而是指按特定生产方式生产，经中国绿色食品发展中心认定，许可使用绿色食品商标的无污染、安全、优质的营养类食品。2．化学农药的特点是作用迅速、短期内效果明显，但会使害虫产生抗药性，破坏生态平衡，污染环境。生物防治的特点是不污染环境，效果好，控制持久，不彻底消灭害虫，但能使害虫长期维持在一个较低的数量水平，不会因数量爆发性增长而对农作物造成危害。3．供体器官和受体器官的组织相容性是器官移植是否成功的关键，只有供体与受体的主要HLA有一半以上相同才可能成功，并且要服用环孢菌素等免疫抑制剂降低受体免疫排斥能力。应尽可能在有血缘关系的亲属中寻找供体器官。4．科赫除了发明了平板划线分离法，还创立了确定传染病病原微生物的四条标准（即科赫原则）。1．（2012·浙江六校高三联考）生物科学与农业、工业、人体健康、环境保护等各方面都有着密切的关系，请回答下列有关问题。（1）健康食品中使用的甜味剂常是高果糖浆，高果糖浆是淀粉通过一系列酶催化作用转化而来的，在这一过程中不需要________（填“淀粉酶”“糖化酶”“葡萄糖异构酶”或“纤维素酶”）。（2）人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，其疫苗生产和抗体制备的流程之一如下图所示。-13-\n上图中涉及哪些生物工程？____________，获得的X是__________。对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中____________所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可用图中的__________进行特异性结合检测，或与已知病毒进行_______________比较。（3）常见的生物性污染有病原体污染、变应源污染和__________。为了确定新发现的传染病的病原体，我们应使用________________________原则的四条标准。（4）在日常生活中不合理使用抗生素的行为时常发生，请说出3种不合理使用抗生素的行为：__________________________________。2．2009年，我国暴发了大规模的甲型流感。2010年甲流再度袭来，政府呼吁公众尽快注射甲流疫苗，这是对抗甲流的有效手段。关于甲型H1N1流感病毒的特点是：人群普遍易感，传播速度快，但大部分病人是轻型，有很少部分病人重症甚至危重症。请回答下列问题。（1）甲型流感是传染病，确定传染病病原体的标准是：____________。（2）疫苗泛指所有用________或________的病原生物（细菌、病毒、立克次体等）或其____________所制成，用于预防接种的生物制品。（3）疫苗按生产方式可分为两类：____________和____________。其中，活疫苗是指用人工____________的方法，使病原微生物在极大程度上丧失致病能力，或从自然界筛选毒性高度减弱或基本无毒的活细菌或病毒制备。在接种此种疫苗时，一般需要接种__________次且接种量少，免疫持续的时间长，效果好。第一个投入使用的基因工程疫苗是____________。（4）接种疫苗可以使人体获得特异性免疫力。当免疫人群占群体总人数的比例达到40%～60%时就形成了____________。3．（1）科学家发现，污水中的____________往往是水体中微生物的营养来源，水体中的溶解氧对____________________的繁殖有抑制作用。水体中的溶解氧主要通过____________________和水生植物的光合作用得到补充，耗氧和________________同时进行。（2）下图1中Cp表示____________________。代表氧垂曲线的是（ ）。A．a B．b C．c D．d（3）生物入侵是一个复杂的生态过程，不同的生物学家把生物入侵的过程划分为不同的阶段，图2中①②③分别是指：①__________、②__________、③__________。参考答案命题调研·明晰考向考场传真1．解析：（1）A项，外来物种入侵有三种途径：①是人类有意引入，②是无意带入，③是自然入侵，A项错；加强动植物进出口检疫管理只是防止外来物种入侵的一个方面，不能全面杜绝外来物种入侵，如自然入侵，C项错；“十分之一法则”是指每次转移的概率大约是10%，三次入侵后其转移的概率则为1/1000，D项错。（2）引进外来物种必须经过充分论证，风险评估。引进后如果出现该物种外逃（逃逸），应在生物入侵过程的第二次转移中采取有效措施，防止其建群，有效避免该物种的扩散和暴发。（3）多样性阻抗假说认为：外来物种更容易入侵到营养结构简单的生物群落，因为它的生态平衡更容易被打破。答案：（1）B（2）风险评估 外逃 二 建群 扩散（3）草本 结构更为简单 多样性阻抗-13-\n2．解析：（1）绿色食品指无污染、安全的食品，而不是用绿色植物加工成的食品。（2）“瘦肉精”会沿食物链传递，并通过生物放大作用在人体内积累。答案：（1）C（2）饲料添加剂 食物链 积累3．解析：（1）水体中耗氧速率与复氧速率相等时，水中溶氧达到最低点，该点称临界点。根据溶氧量可绘制氧垂曲线，根据Cp点的溶氧量可判断水体自净能力。（2）氧化塘法处理污水，微生物所需氧气来自藻类的光合作用和空气。活性污泥法利用好氧微生物的分解作用分解有机物，氧气来自曝气设备，在二次沉淀池中沉淀与分离污泥。（3）黑藻能吸收水体中的N，并蓄积底泥中的重金属。若探究黑藻吸收N的能力，可检测黑藻内的N的总量；若探究黑藻蓄积重金属的能力，可检测黑藻体内重金属总量。答案：（1）临界点（Cp点） 氧垂 自净（2）氧化塘 藻类的光合作用 好氧 曝气 沉淀（3）探究黑藻吸收N的能力或探究黑藻蓄积重金属的能力 黑藻体内N的总量或黑藻体内重金属的总量创新模拟·预测演练1．解析：高果糖浆是淀粉在酶的催化作用下产生的，该过程不需要纤维素酶参与。（2）该过程涉及的生物工程有基因工程和对杂交瘤细胞X的形成与培养的动物细胞工程。人工合成的A蛋白是病毒抗原的主要成分，即人工合成的疫苗。进行传染病疑似病例确诊时可以用与已知病毒核苷酸序列比对法，也可以用抗原—抗体特异性结合法。答案：（1）纤维素酶 （2）基因工程、细胞工程 杂交瘤细胞 A蛋白 抗A蛋白的单克隆抗体 核酸序列（或基因序列或脱氧核糖核苷酸序列） （3）生物入侵 科赫 （4）患病时，随便上药店购买抗生素服用；洗手液里加入抗生素成分增加除菌效果；服用抗生素来预防传染病；在饲料中添加多种抗生素来防养殖鱼病（答案合理即可）2．解析：（1）确定传染病病原体的标准是科赫原则。（2）传统疫苗是指减毒或灭活病原生物或其抗原性物质。（3）按生产方式不同，疫苗分为传统疫苗和基因工程疫苗。活疫苗由于能繁殖，只需接种一次。（4）易感人群大规模接种疫苗后，免疫人群占群体总人数达到40%～60%时就形成了免疫屏障。答案：（1）科赫原则（2）减毒 杀死（灭活） 抗原性物质（3）传统疫苗 基因工程疫苗 定向变异 1 乙型肝炎病毒疫苗（4）免疫屏障3．解析：（1）污水中有机物往往是水体中微生物的营养来源，水中溶解氧会抑制厌氧微生物繁殖。溶解氧来源主要通过空气中氧气和水生植物光合作用补充。溶解氧含量由耗氧和复氧两个过程决定。（2）图1中c为氧垂曲线，Cp表示最大缺氧点。（3）生物入侵主要由逃逸阶段、建群阶段和入侵三个阶段组成。答案：（1）有机物 厌氧微生物 空气中的氧气向水中溶解 复氧（2）最大缺氧点 C（3）逃逸 迟滞阶段 入侵-13-
