2019-2020年高中生物《身邊的生物科學(xué)》教案1 蘇教版必修3.doc

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2019-2020年高中生物《身邊的生物科學(xué)》教案1 蘇教版必修3 一、教學(xué)目標(biāo) 1、說出物種瀕危和滅絕的主要原因。 2、了解生物多樣性的意義。 3、舉例說出科學(xué)合理地保護動物的方法。 二、教材分析 1、重點難點與疑點 1．教學(xué)重點 （1）物種瀕危和滅絕的主要原因。 （2）生物多樣性的意義。 （3）科學(xué)合理地保護動物的方法。 2．教學(xué)難點 （1）物種瀕危和滅絕的主要原因。 （2）生物多樣性的意義。 （3）科學(xué)合理地保護動物的方法。 3．教學(xué)疑點 （1）物種瀕危和滅絕的主要原因（理解）。 （2）生物多樣性的意義（理解）。 2、教材解讀 一、人類面臨的問題：生物多樣性的喪失 P2 第1段 物種滅絕是指由于自然或人為原因使生物物種從世界上逐漸消失的現(xiàn)象。生物物種與其他任何事物一樣，都有一個產(chǎn)生、發(fā)展到滅亡的過程。在自然狀態(tài)下，一種物種消亡了，新的物種又產(chǎn)生發(fā)展了，從而使地球上保持生物物種的多樣性。但是，由于人為的干預(yù)，物種消失的速度會大大加快。從1600年～1800年間，地球上的鳥類和獸類物種滅絕25種；從1800年～1950年地球上的鳥類和獸類物種滅絕了78種。物種滅絕的原因，主要是由于生態(tài)環(huán)境的破壞，人類不合理的開發(fā)利用、環(huán)境的污染和外來物種的引入。物種滅絕是生物基因庫的巨大損失，直接影響人類的生產(chǎn)、生活和自然界的生態(tài)平衡。防止物種滅絕已成為全球性的緊迫任務(wù)。 P2 積極思維 最近400年來，地球上的物種滅絕速度在加快，如獸類在17世紀(jì)平均5年滅絕一種，到20世紀(jì)每年就滅絕一種。從19世紀(jì)起，人為因素急劇增長。鳥類和哺乳動物的絕滅記錄是最完整的，在1850~1950年間，鳥類和哺乳動物的滅絕速度平均每年一種。科學(xué)家預(yù)測，如不采取保護措施，地球上全部生物多樣性的1/4在未來20~30年里有被消滅的嚴(yán)重危險，現(xiàn)在每年有1~2萬個物種滅絕，物種滅絕的速度是形成速度的100萬倍。中國在1962年所列受保護的生物為78種，而現(xiàn)在已經(jīng)增加到150種。 P2 第2段 物種特化和遺傳衰竭，往往是導(dǎo)致物種瀕危甚至滅絕的內(nèi)在原因。某些種類的野生動物在長期的進化過程中，適應(yīng)了某種特定的棲息環(huán)境而產(chǎn)生了特別的習(xí)性(包括食性)，使其難以適應(yīng)變化了的環(huán)境或其他環(huán)境，最終落得“不適者被淘汰”的結(jié)局。如大熊貓?zhí)鼗癁橹饕灾駷槭?，一旦失去其現(xiàn)有棲息地或竹子大面積開花枯死，大熊貓無竹可食，必然大批死亡，出現(xiàn)生存危機。一些野生動物在長期的演化過程中，由于種種原因而受到生活力減退和遺傳力衰退的威脅，導(dǎo)致其種群數(shù)量難以恢復(fù)而趨于瀕危。如朱鹮，現(xiàn)存數(shù)量很少，存在一定程度的近親繁殖，再加上處于人類的半飼養(yǎng)狀態(tài)，個別適應(yīng)于野外生活的基因可能會逐步丟失，進而危及其生存，甚至導(dǎo)致其絕滅。 所謂物種特化，是指不與自然平衡，造成生物體某一方面非自然地過度發(fā)展。比 如某些物種個體增大是一種特化現(xiàn)象，它是生物演化上升的表現(xiàn)之一，但并不是越大越好。它只適應(yīng)于特別優(yōu)越的環(huán)境、要求更多更好的食物。統(tǒng)治性生物如恐龍一時得天時地利而繁衍滋長，而其適應(yīng)性和抗災(zāi)變能力不斷減弱，一旦環(huán)境突變，便走向絕滅。 P3 第2段 亂捕濫獵是造成許多物種瀕危的直接原因。龜鱉類、蛇類、鷹隼類、藏羚羊、觀賞鳥類和蛙類是目前獵捕最為嚴(yán)重的幾類動物。龜鱉肉、蛇肉和田雞腿的美味、野鳥的動聽歌聲和艷麗身姿、獵隼活體和藏羚羊絨的國際黑市等，均招徠了上述動物的捕殺之禍，致使其野外資源量銳減，不少已處于瀕?；驑O度瀕危狀態(tài)。 P3 第3段 人類為發(fā)展經(jīng)濟砍伐森林、圍湖圍海造田、過度放牧等，直接造成了野生動物棲息地喪失，間接導(dǎo)致了野生動物的瀕危。森林和草原是野生動物，特別是獸類、鳥類、爬行類以及昆蟲最主要的棲息地之一。森林的砍伐和緊隨其后的開荒種地以及草原過度放牧，既占據(jù)了野生動物固有的家園，又將野生動物人為地分割成許多孤島狀的小種群，使得它們的生存繁衍遭到極大的影響。圍湖造田和占用灘涂是導(dǎo)致水禽、兩棲和爬行動物以及魚類瀕危的主要原因。濕地、湖泊以及沿海灘涂被大量開發(fā)成工農(nóng)業(yè)目地后，使依賴于此的動物喪失了棲息地、繁殖地而瀕于滅絕。如揚子鱷，在地球上已經(jīng)生活了上億年，由于棲息地的喪失，野生種群快要絕跡了，有關(guān)部門打算利用人工繁殖的個體實施再引進工程，但苦于無地而不得不坐等揚子鱷野生種群滅絕。 P3 第4段 本世紀(jì)以來，由于農(nóng)藥、鼠藥、化肥、煤炭、石油的廣泛使用，產(chǎn)生了大量工業(yè)“三廢”和有毒物質(zhì)，嚴(yán)重污染了大氣、土羹和水體，野生動物健康受到損害，繁殖力日漸低下，許多江河湖泊已不再適于水生野生動物的生存繁衍。某些生態(tài)位較高的野生動物因為食物鏈的關(guān)系也受到了程度不同的株連。 自然災(zāi)害也是導(dǎo)致物種瀕危的原因之一。比如，xx年長江流域罕見的洪災(zāi)，使許多棲息于平原地區(qū)或丘陵地區(qū)的野生動物蒙受了滅頂之災(zāi)。 外來物種的入侵也會造成當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的破壞，從而導(dǎo)致該地區(qū)某些物種的滅絕。 二、生物科學(xué)與社會：科學(xué)合理地保護動物 P3 第5段 生物圈中的每一種動物都維持著各自生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。生態(tài)系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定反映了生態(tài)系統(tǒng)所受到的內(nèi)力和外力影響的相對均衡。但是，由于人類的生活和生產(chǎn)活動的影響，這種平衡和穩(wěn)定常常被打破，一些野生動物的生存受到威脅，乃至瀕危或滅絕。所以，自然保護學(xué)家強調(diào)保護物種資源或保護生物多樣性，以維持生態(tài)平衡，這里的“保護”實質(zhì)是“保存”，或“保育”的意思 動物保護的“保護”還包括對動物個體生命的保護之意。也就是說,為了挽救瀕臨滅絕的物種或使動物個體免受傷害,由人類社會采取各種保護措施和手段,從而使動物得以安全、健康地生活和繁衍后代。 概括地說,動物保護應(yīng)具有兩層含義： 第一層含義是，為了保存物種資源或保育生物的多樣性，人類社會所提供的各種有效的保護措施，如各國頒布的各種動物保護法律法規(guī)，以保護瀕危的野生動物；建立野生動物自然保護區(qū)，以保護動物的生活環(huán)境；對具有特色的畜禽地方品種實施保種計劃，以豐富可利用的遺傳資源等。這層意義上的保護，是以物種資源或種群為對象的保護，包括野生動物、家畜地方品種和培育品種等。 第二層含義是，保護動物免受身體損傷、疾病折磨和精神痛苦等，減少人為的活動對動物造成的直接傷害。也可以認為是動物的保健和福利，也就是動物的康樂。 P3 積極思維 麻雀是一類鳥的通稱，它們都主要以谷物為食。其中分布最廣、適應(yīng)能力最強的有兩種，它們遍布北半球，這就是在歐、美最常見的、數(shù)量最多的家麻雀以及在亞洲最常見的樹麻雀。中國廣大平原地區(qū)的棲息的麻雀就是樹麻雀。麻雀屬于文鳥科，這一科的大多數(shù)種類生活在非洲，屬于熱帶鳥類，其中一些文鳥已被馴化培育成許多品種，成為名貴的籠鳥。文鳥科鳥類有集群筑窠的習(xí)性，它們的窠都有頂蓋，也就是以干草等在樹枝間編織成球狀的窠，窠口開在側(cè)面。也有些種類是在樹洞里筑窠的。樹洞本來就是鳥和鳥窠的良好保護屏障，所以在樹洞內(nèi)編的窠就比較簡單，一般只是碗狀的鋪墊物。家麻雀在樹洞里筑巢，隨著人類建筑物的出現(xiàn)，它們很快適應(yīng)在房洞內(nèi)筑窠繁殖，到附近的果園、菜地和田間去覓食。文鳥科鳥類都以植物的種子為主食，其中許多種類嗜食谷物。在熱帶地區(qū)作物一年四季都成熟的情況下，它們造成的損失異常嚴(yán)重。 大多數(shù)雀形目鳥類在育雛期都是以昆蟲或它們的幼蟲飼喂雛鳥的，麻雀也不例外。在溫帶地區(qū)，麻雀每年可繁殖3～4窩，每窩平均有雛鳥4～6只，每只雛鳥要經(jīng)過親鳥飼喂12天左右才離窠，這段時期內(nèi)所吃掉的昆蟲數(shù)量當(dāng)然是十分可觀的。 P3 第6段 P4 第1段 保護動物首先要在全社會營造動物保護的氛圍，對那些保護觀念淡漠的人要曉之以理，對觸犯法律的人應(yīng)繩之以法。而動物保護的手段則是建立瀕危動物的保護區(qū),利用科技方法解決動物的人工繁殖問題，設(shè)立無主、病殘動物的收容中心等。 1．加強動物保護的宣傳和立法　　 動物保護的重要性是人類通過曲折的經(jīng)歷逐步認識的，某些先驅(qū)者艱難積累的知識租資料應(yīng)該讓全社會分享。在這方面，電視、廣播、報紙等大眾宣傳媒體發(fā)揮了很大的作用。 動物保護方面的法律、法規(guī)在我國陸續(xù)制定。《野生動物保護法》，《進出境動植物檢疫法》以及《動物防疫法》。此外，還有《獸藥管理條例》及《飼料添加劑管理條例》等。有關(guān)的法律、法規(guī)逐步得到人民群眾的了解與認同。 2．建立動物保護區(qū)及收養(yǎng)中心 建立野生動物自然保護區(qū)是目前國際上普遍采用的保護動物的有效手段, 尤其適用于瀕危野生動物的保護。建立保護區(qū)的目的主要是保護動物的棲息地，禁止捕獵、砍伐及開發(fā)。 建立動物收養(yǎng)中心是動物保護的又一有效措施，在發(fā)達國家已有多年的歷史。近年來，我國的絕大多數(shù)城市居民對這一做法也表示認同。這種保護動物機構(gòu)的主要職責(zé)是，收養(yǎng)無主或病殘的犬、貓等家庭動物以及受傷或離群的野生動物,養(yǎng)護一段時間后，讓野生動物重歸自然,為犬、貓另覓新主。這類機構(gòu)目前在我國為數(shù)尚少,許多城市動物園及野生動物保護局暫兼其職。 3．人工繁殖 如果某種瀕危的動物在人工飼養(yǎng)的環(huán)境中能夠繁殖，就意味著這種動物可擺脫行將滅絕的困境,重獲生機。有些動物一旦被人類濫加捕殺，本身在自然界的繁殖速度遠遠趕不上被消滅的速度，數(shù)量銳減，很快趨于滅絕，除非能夠人工繁殖。 揚子鱷是中國特有的珍稀動物，出現(xiàn)于古生代，源于與恐龍共同的祖先。之后恐龍滅絕，揚子鱷繁衍幸存下來，,被稱為活化石，分布于長江中下游地區(qū)。由于生態(tài)環(huán)境的惡化，揚子鱷數(shù)量日趨下降，據(jù)估算，70年代末總數(shù)已不足500條。1973年，聯(lián)合國有關(guān)組織將揚子鱷定為瀕危動物，,在中國揚手鱷被列為一類保護對象。1979年，在安徽宣城建立揚子鱷養(yǎng)殖場，任務(wù)是解決揚子鱷人工繁殖問題。經(jīng)過多年努力，終于取得成功。1981年，揚子鱷野生卵人工孵化成功，1988年7人工繁殖的第一代揚子鱷成熟并產(chǎn)卵，從而根本扭轉(zhuǎn)了揚子鱷面臨滅絕的厄運，數(shù)量與日俱增。至1990年1人工繁殖的揚子鱷總數(shù)已達 3500余條，目前每年可繁殖幼鱷1000條以上，數(shù)量之多，還可供交流和研究，乃至開發(fā)利用。 克隆技術(shù)是當(dāng)今最尖端的人工繁殖技術(shù)。1997年2月，英國科學(xué)家威爾姆特成功地培育出克隆羊多莉?？寺⊙虻恼Q生震動全球，克隆技術(shù)頓時成為舉世矚目的焦點。據(jù)英國《自然》雜志報道，多莉是取自一個6歲母綿羊的乳腺細胞，經(jīng)特殊處理后獲得其細胞核，然后植入一個來自另一頭母羊的去核卵母細胞，二者融合，進而發(fā)育，像受精卵一樣分裂，成為發(fā)育的胚胎。威爾姆特將此發(fā)育的胚胎植人母羊子宮, 150天后產(chǎn)出“多莉”。當(dāng)時獲得的重組胚胎共達247 個“多莉”唯一幸存而成為克隆羊?？寺⊙蛞l(fā)了倫理道德爭論的沖擊波，人們擔(dān)心克隆技術(shù)用于人類可能產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。盡管存在著不少難點和疑點，而且代價昂貴，但是克隆技術(shù)無疑開辟了動物繁殖的新途徑，不失為一個可嘗試之舉。 P4 第2段 動物保護的任務(wù)之一是保護生物的多樣性，豐富多彩的大自然是人類社會進步的物質(zhì)基礎(chǔ)?！　　　? 在遺傳學(xué)家看來，大自然是豐富的基因庫，保護各種動物就是保護各種基因。了解各種基因的組成和功能，有助于人類從更深層次上認識自然、認識自身?？茖W(xué)家千方百計獲取已絕種的動物如恐龍等信息，目的也在于此。保護動物也是保持生態(tài)平衡的重要內(nèi)容，生態(tài)環(huán)境對人類的重要性應(yīng)受到充分的重視。由于生態(tài)改變，鼠類天敵減少，草原鼠害日益嚴(yán)重，影響了畜牧業(yè)的發(fā)展，同時也破壞了本已脆弱的生態(tài)環(huán)境，加速了草原的荒?；?。沙漠與日俱增，吞噬牧場、農(nóng)田乃至城市，威脅人類的生存，在馬來西亞尚未構(gòu)成令人驚心的嚴(yán)峻現(xiàn)實。但不久的將來，保護森林的生態(tài)系統(tǒng)，會成為保護人類生存環(huán)境的當(dāng)務(wù)之急。 拓展閱讀 一、生物多樣性及其保護 　 我們生活的地球大約有45億年的歷史，地球上生物的出現(xiàn)約有30多億年的歷史。經(jīng)歷幾十億年的發(fā)展進化，形成了當(dāng)今世界形形色色的生物類群。據(jù)統(tǒng)計地球大約有500～5000萬種生物，被人們記錄的約170萬種，其中微生物約10萬種，植物30萬種，動物130萬種。每年都有不少生物新種被發(fā)現(xiàn)，也有許多生物被毀滅。 生物多樣性是生物及其與環(huán)境形成的生態(tài)復(fù)合體以及與此相關(guān)的各種生態(tài)過程的總和。它包括數(shù)以百萬種的動物、植物、微生物和它們所擁有的基因以及它們與生存環(huán)境形成的復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)。因而，生物多樣性是一個內(nèi)涵十分廣泛的重要概念，包括多個層次和多個水平，其中研究比較多，意義重大的主要有遺傳多樣性、物種多樣性、生態(tài)系統(tǒng)多樣性和景觀多樣4個層次。遺傳多樣性，也稱為基因多樣性，指廣泛存在于生物體內(nèi)、物種內(nèi)及物種間的基因多樣性，常通過測定染色體多態(tài)性，各染色體數(shù)目、結(jié)構(gòu)及減數(shù)分裂行為等來了解。一個物種遺傳變異越豐富，它對環(huán)境適應(yīng)的能力越強。一個物種適應(yīng)能力越強，它的進化潛力也越大。物種多樣性是指物種水平的生物多樣性，可以從分類學(xué)、生物地理學(xué)角度對一個地區(qū)的物種進行研究，研究物種多樣性的形成、演化、受威脅情況以及保持物種的永續(xù)性等。生態(tài)系統(tǒng)多樣性主要指生物多樣性，生物群落多樣性和生態(tài)過程的多樣性。景觀多樣性是指不同類型的景觀在空間結(jié)構(gòu)、功能機制和時間動態(tài)方面的多樣化和變異。 生物多樣性是地球最顯著的特點之一，是人類社會賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。但是生物多樣性在全球的分布是不均的。有的生物只分布在某一地區(qū)，如白鱘只分布在長江干流和出?？?；喙頭蜥只分布在新西蘭及附近一些島嶼，企鵝分布在南極洲附近，少數(shù)可延伸到非洲和南美洲南部;我國特產(chǎn)的金絲猴只分布在川、陜、甘三省南部和湖北神農(nóng)架的高山上；大熊貓僅分布于四川西北部、甘肅南部、陜西秦嶺南麓，生活在2 000M～3 500M的針葉林、針闊混交林中。 當(dāng)今世界面臨著人口、資源、環(huán)境、糧食、能源5大危機，這些危機的解決都與地球上的生物多樣性有著密切關(guān)系。發(fā)達國家以其雄厚的經(jīng)濟實力和先進的科學(xué)技術(shù)除了開發(fā)本國資源外，還大肆掠奪發(fā)展中國家的資源；發(fā)展中國家由于人口膨脹和經(jīng)濟壓力，缺乏對生物多樣性保護的意識，造成許多生物多樣性丟失；在糧食作物和畜牧業(yè)方面，由于追求高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)，導(dǎo)致品種單一化，許多具有某方面優(yōu)良性狀的動植物被淘汰，遺傳多樣性急劇減少。在過去的2億年中，每100年自然界有4種植物，90種脊椎動物從地球上消失，隨著人類活動的加劇和技術(shù)手段的更新，開發(fā)和利用生物資源的效率大大提高，物種滅絕的速度也大為增高，20世紀(jì)每2年就有一個物種滅絕。過去的物種滅絕大都是自然災(zāi)害造成的，當(dāng)代則多是由人為破壞造成的，許多物種尚未被認識，未被定名就消失了，大量的基因丟失了，生態(tài)系統(tǒng)面積銳減。如果不立即采取有效措施,人類固有的生活方式就難以維持，子孫后代的正常生活也無法維持。中國是生物多樣性最豐富的國家之一，同時又是生物多樣性受到最嚴(yán)重威脅的國家之一。在《瀕危野生動植物種國際貿(mào)易公約》中列出的640種世界瀕危物種中，中國156種榜上有名，占24.4%，形勢十分嚴(yán)峻。因此，生物多樣性的研究、保護和持續(xù)、合理地利用急待加強，刻不容緩。 保護生物多樣性是保護自然，保護地球的一個重要組成部分。美國的《我們被掠奪的星球》（一書中提出“地球上不能沒有森林、草地、土壤、水分和動物，如果缺少其中任何一種，地球?qū)⑺劳?，會變得像月亮一樣”?0世紀(jì)60年代開始，國際上出現(xiàn)了關(guān)心人類環(huán)境的熱潮。1980年聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署、國際自然與自然資源保護聯(lián)盟、世界自然基金會共同制定了《世界自然保護綱要》，重視保護與發(fā)展之間不可分割的聯(lián)系，強調(diào)“持續(xù)性發(fā)展”的必要性。IUCN在1984～1989年起草并修改的《生物多樣性公約》于1992年6月在巴西里約熱內(nèi)盧召開的聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會上通過。該公約是生物多樣性保護和持續(xù)利用進程中具有劃時代意義的文件。會上有150多個國家的首腦在公約上簽了字，并于1993年12月29日起正式生效。此后許多國際組織從事生物多樣性研究，舉行各種學(xué)術(shù)會議，建立全球或區(qū)域性監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，發(fā)展形成新的學(xué)科“保護生物學(xué)”、“瀕危物種生殖生物學(xué)”、“ 瀕危物種群體遺傳學(xué)”、“ 瀕危物種群體生態(tài)遺傳學(xué)”等等。 我國在這一領(lǐng)域的研究起步較晚，基礎(chǔ)也薄弱，雖然進行過多次全國性大規(guī)模的生物資源普查，但仍處于家底不清的狀態(tài)。我國國家重點保護的野生動物名錄是20世紀(jì)70年代制定的，但至今對其中大多數(shù)動物的數(shù)量、分布區(qū)、棲息地狀況、受威脅的程度、原因及人類活動的影響等尚缺乏了解；生態(tài)系統(tǒng)遭受破壞的過程還在繼續(xù)，大批的物種處于瀕危狀況或絕滅。無論從本國的實際需要，還是從縮小與國際同類研究的差距，全面深入地開展中國生物多樣性的保護生物學(xué)等基礎(chǔ)研究已成為當(dāng)務(wù)之急。 二、我國新發(fā)現(xiàn)外來入侵生物西花薊馬 xx年，中國農(nóng)科院研究人員發(fā)現(xiàn)一種新的外來入侵生物：西花薊馬。它已經(jīng)被相關(guān)權(quán)威專家確定為危險性外來入侵害蟲。 　　 該年六月，中國農(nóng)科院蔬菜花卉所植物保護研究室的研究員們在北京市郊的大棚辣椒植株上發(fā)現(xiàn)近萬頭西花薊馬成蟲，他們馬上采集了這種危害種群并制作了標(biāo)本。經(jīng)我國權(quán)威的薊馬分類專家韓運發(fā)研究員查閱大量資料后，確認西花薊馬為近年來出入我國的又一外來入侵害蟲。 　　 專家呼吁有關(guān)部門迅速行動起來，對西花薊馬在我國的分布情況展開調(diào)查，并采取隔離等措施迅速將其消滅。同時，應(yīng)將西花薊馬列入入境動植物檢疫名單，加強檢疫工作。并且組織有關(guān)科研機構(gòu)緊急立項開展西花薊馬研究，防患于未然。 　　 背景資料：　　 西花薊馬雖然個體小，但是危害性很大。目前它已經(jīng)分布遍及美洲、亞洲、非洲、大洋州。 　　 西花薊馬原產(chǎn)于北美洲，1955年首先在夏威夷發(fā)現(xiàn)，自20世紀(jì)80年代以后，成為強勢種類，對不同環(huán)境的適應(yīng)性和對殺蟲劑的抗藥性逐漸增強。 　　 西花薊馬主要食取植物的莖葉花果，同時傳播多種病毒，最后導(dǎo)致植物枯萎死亡。西花薊馬個體細小，又具隱匿性，它的蔓延很難被控制。在溫室的穩(wěn)定溫度下，它的繁殖能力極強，一年可持續(xù)發(fā)生12-15代，幾乎所有觀賞類花卉都有攜帶西花薊馬的可能。 三、基因污染——環(huán)保新概念　　 20世紀(jì)70年代基因工程技術(shù)興起時，基因重組實驗必須在“負壓”實驗室進行。為了防止基因重組的生物當(dāng)時主要是微生物不致進入人體或逃逸到外界，實驗室設(shè)立了各種等級的物理屏障和生物屏障。雖然以后對非病原體基因工程實驗的規(guī)定有所放寬，但有關(guān)生物安全的原則不變。各國政府對于基因重組實驗頒布有相應(yīng)的操作規(guī)程，以防范重組生物進入人體或擴散到實驗室外。但是今天，基因重組生物還是堂而皇之地進入了大自然。不可否認，國外對現(xiàn)有已推廣的幾十種基因工程作物在審批時均認真地考慮過它們對人體和環(huán)境的安全性，但事實證明，過去的考慮并不充分，認識也有局限性，更缺乏長期的數(shù)據(jù)。 美國得克薩斯州一生產(chǎn)無公害即綠色食品玉米的農(nóng)場，所生產(chǎn)的玉米因發(fā)現(xiàn)含有附近地區(qū)種植的基因工程Bt玉米的轉(zhuǎn)基因，結(jié)果迫使這家農(nóng)場將這批所謂“無公害”玉米全部銷毀。研究表明，這是通過交叉授粉傳播的。類似這種通過交叉授粉使基因工程玉米的Bt基因轉(zhuǎn)移到傳統(tǒng)玉米作物上，在歐洲和加拿大的許多送檢樣品中也發(fā)現(xiàn)過?！　? 美國大面積推廣基因工程作物，使美國許多非轉(zhuǎn)基因作物的種子中有0.01%～1%含有來自基因工程的轉(zhuǎn)基因。這樣的污染程度，連最挑剔的德國和日本糧食商也只好無奈地規(guī)定：進口北美傳統(tǒng)作物的種子，其中轉(zhuǎn)基因污染不超過0.1%就算合格。 由此看出，基因工程作物中的轉(zhuǎn)基因能通過花粉風(fēng)揚或蟲媒所進行的有性生殖過程擴散到其他同類作物已是不爭的事實。這是一種遺傳學(xué)上稱為“基因漂散”過程。而這種人工組合的基因通過轉(zhuǎn)基因作物或家養(yǎng)動物擴散到其他栽培作物或自然野生物種并成為后者基因的一部分，在環(huán)境生物學(xué)上則稱為“基因污染”。其次，傳統(tǒng)作物被轉(zhuǎn)基因作物污染，從種植到成品，幾乎每一個環(huán)節(jié)都有可能發(fā)生。在田間發(fā)生雜交是原始的污染，第二次污染則發(fā)生在沒有清理干凈的倉庫和運輸環(huán)節(jié)，致使傳統(tǒng)作物的種子混雜有基因工程作物的種子。 四、物種減少是人類的災(zāi)難 地球上究竟存在多少物種？我們目前仍不知曉，可能達1/10都尚未掌握。在地球上大約1000萬~3000萬的物種中，只有140萬已經(jīng)被命名或被簡單地描述過。對多數(shù)研究較深的生物類群來說，物種的豐富程度從極地到赤道呈增加趨勢。密閉的熱帶森林幾乎包含了世界物種的一半以上，這兒充滿著各種生命：林木、灌木、攀緣植物、藤本植物;附生植物、寄生植物;地衣、苔薛、水藻、真菌、蕨類等。在秘魯1公頃的森林中，就發(fā)現(xiàn)了283種樹木和17種藤本植物，在一棵樹上就有43種螞蟻，幾乎同整個英國的螞蟻種類差不多。在厄瓜多爾0.1公頃森林中，就有365種花科植物，比英國全部植物種類還多20%以上，在巴西瑞斯地區(qū)1公頃的森林中，發(fā)現(xiàn)了179種直徑15厘米或15厘米以上的樹木…… 生物資源提供了地球生命的基礎(chǔ)，包括人類生存的基礎(chǔ)。這些資源的社會、倫理、文化和經(jīng)濟價值，從有記載的歷史的最早時期起，就已經(jīng)在宗教、藝術(shù)和文學(xué)方面得到認識。我們所有的食物都來自野生物種的馴化，世界上許多在經(jīng)濟上最具有重要經(jīng)濟價值的物種分布在物種多樣性并不特別豐富的地區(qū)，人類已利用了大約5000種植物作為糧食作物，其中不到20種提供了世界絕大部分的糧食。植物和動物是主要的工業(yè)原料，現(xiàn)存和早期滅絕的物種支持著工業(yè)的過程。大多數(shù)醫(yī)藥起先都來自野外，在中國，對5000多種藥用植物已經(jīng)有記載，世界上很多藥物都含有從植物、動物或微生物中提取的或者利用天然化合物合成的有效成分。從全球看，物種豐富的生態(tài)系統(tǒng)無疑將為整個人類社會的未來提供更多的產(chǎn)品。 由于食物鏈的作用，地球上每消失一種植物，往往有10~30種依附于這種植物的動物和微生物也隨之消失。每一物種的喪失減少了自然和人類適應(yīng)變化條件的選擇余地。生物多樣性的減少，必將惡化人類生存環(huán)境，限制人類生存發(fā)展機會的選擇，甚至嚴(yán)重威脅人類的生存與發(fā)展。 典型例題解析 例1、1997年，科學(xué)家在深海中的火山口周圍發(fā)現(xiàn)熱泉。熱泉噴出的海水溫度超過300℃，并且富含硫化氫和硫酸鹽。令人驚奇的是，在這樣的海水中，竟發(fā)現(xiàn)大量的硫細菌。這些細菌通過氧化硫化物和還原二氧化碳來制造有機物，在熱泉口周圍還發(fā)現(xiàn)多種無脊椎動物，如大海蛤、蟹、管水母、沒有口也沒有消化道的管居環(huán)節(jié)動物等。近20年類，人們不斷在深海發(fā)現(xiàn)這樣的熱泉生態(tài)系統(tǒng)。有些科學(xué)家認為熱泉口的環(huán)境與地球上早期生命所處的環(huán)境類似。 請根據(jù)以上材料回答： （1）上述硫細菌的同化作用類型是 。 （2）與一般生態(tài)系統(tǒng)相比，深海熱泉生態(tài)系統(tǒng)有哪些特殊之處？ （3）研究深海熱泉生態(tài)系統(tǒng)有什么意義？ 【點評】（1）在無陽光的條件下生存的硫細菌（自養(yǎng)生物）是化能合成自養(yǎng)生物，它利用氧化硫化物獲得能量，還原二氧化碳制造有機物。（2）同常見的生態(tài)系統(tǒng)相比，熱泉生態(tài)系統(tǒng)的特點是：生產(chǎn)者合成有機物所利用的能量是化學(xué)能，不是太陽能；生產(chǎn)者是化能自養(yǎng)細菌，不是綠色植物；無機環(huán)境是高溫、高壓、無光環(huán)境，不是常溫、常壓、有光環(huán)境。（3）該問是一個開放性題目，要求考生根據(jù)題目給出的情境，自己發(fā)揮，這代表了今后考試命題的方向，將來這樣開放性的題目會逐漸增多。可以從生物多樣性、科學(xué)研究的價值、生命起源與生物進化、仿生學(xué)等方面進行回答。 【解答】（1）化能自養(yǎng)型 （2）①能源是化學(xué)能，不是太陽能 ②生產(chǎn)者是化能自養(yǎng)細菌，不是綠色植物 ③無機環(huán)境是高溫、高壓、無光環(huán)境，不是常溫、常壓、有光環(huán)境 （3）①豐富人們對生物適應(yīng)性和多樣性的認識 ②對研究生物抗高溫、抗高壓的機理有重要價值 ③對研究生命的起源和生命進化有一定的意義 【總結(jié)】深海中沒有陽光，自然也沒有綠色植物的生存。從題目給出的情境看，深海中的熱泉生態(tài)系統(tǒng)，其生產(chǎn)者是硫細菌，消費者是多種無脊椎動物，這些生物生活在高溫（海水溫度超過300℃）、高壓（海水的壓力）、無光照的環(huán)境中，所有這一切都與平常我們所見的生態(tài)系統(tǒng)不同。 例2、某灘涂是丹頂鶴的棲息地之一，在該灘涂建立丹頂鶴自然保護區(qū)的主要目的是（ ） A．對丹頂鶴和它們的生存環(huán)境就地保護 B．加入“世界生物圈保護區(qū)網(wǎng)” C．將丹頂鶴遷入保護區(qū)進行遷地保護 D．防止灘涂生態(tài)環(huán)境的污染 【點評】從題干分析，因為某灘涂是丹頂鶴的棲息地之一，從而將它把專門劃分出來，建立丹頂鶴自然保護區(qū)，這是就地保護生物多樣性的措施，是對丹頂鶴和它們的生存環(huán)境進行就地保護。 【解答】A 【總結(jié)】本題主要考查學(xué)生對自然保護區(qū)的意義的理解。 例3、我國特有的，棲息于淡水中的一種爬行動物，上前處于滅絕邊緣的是（ ） A．白鰭豚 B．揚子鱷 C．大鯢 D．海豚 【點評】白鰭豚是一種生活在長江中的淡水水生哺乳動物，它的性狀很原始，現(xiàn)在還生存著的白鰭豚與二千萬年前的白鰭豚相比較沒有太大的區(qū)別，進化的速度很慢。近幾十年來，由于長江上游森林資源的減少，水土流失嚴(yán)重，長江水中泥沙含量很高。白鰭豚雖然用超聲定位和捕捉食物，但這種結(jié)構(gòu)和功能不太發(fā)達，還在一定程度上借助于視覺定位，長江水的混蝕對它的影響就很大。近年來長江航運業(yè)的發(fā)展，在長江上的機動船數(shù)量猛增，水噪聲嚴(yán)重，白鰭豚的聲納定位結(jié)構(gòu)還很原始，抗干擾能力弱，長江中的人為噪聲對白鰭豚的聲納定位干擾嚴(yán)重，直接影響其定位和捕食。所以白鰭豚這種淡水哺乳動物的數(shù)量劇減。據(jù)科學(xué)家的觀察和統(tǒng)計，目前長江中的白鰭豚數(shù)量不足百頭。是一種瀕于滅絕的珍稀淡水哺乳動物。揚子鱷是生活在長江中下游地區(qū)水域中的爬行動物，目前數(shù)量也很少，但已可人工繁殖和飼養(yǎng)。大鯢是一種生活在山區(qū)清澈溪流中的兩棲動物，俗稱娃娃魚，數(shù)量也很少，是一種珍稀的兩棲動物。海豚是生活在海洋中的水生哺乳動物，在世紀(jì)各地的海洋中均有分布。 【解答】B 【總結(jié)】了解并保護我國的瀕危物種是每個公民應(yīng)盡的義務(wù)。 知識結(jié)構(gòu) 【知識點圖表】 身邊的生物科學(xué) 人類面臨的問題：生物多樣性的喪失 物種滅絕的內(nèi)在原因 物種滅絕的外在原因 生物科學(xué)與社會：科學(xué)合理地保護動物 保護動物的方法 保護動物的意義 【學(xué)法指導(dǎo)】 1．了解物種瀕危和滅絕的主要原因，結(jié)合國情，闡述生物多樣性的意義。 2．了解科學(xué)合理地保護動物的方法，從而認識到保護動物的積極意義。 3．結(jié)合實際情況，理解生物科學(xué)與人類社會的息息相關(guān)性。 教材習(xí)題參考答案 1．瀕危原因：數(shù)量極少、棲息地的破壞、濫捕亂獵等。 具體建議：建立自然保護區(qū)、加強保護力度、嚴(yán)厲擊偷獵行為、采取生物技術(shù)加以人工繁育等。 2．人類的活動確實有破壞自然、干擾動物消極的一面，但是動物保護是不可能以犧牲人類自身的發(fā)展和前途為代價的。企圖停止社會進步來實現(xiàn)動物保護，是不現(xiàn)實的。積極開發(fā)利用家畜、家禽之所以在數(shù)量、品種、遺傳品質(zhì)及生理性能等方面都在動物界占有絕對優(yōu)勢，完全是人類干預(yù)和積極開發(fā)利用的結(jié)果。人類利用動物應(yīng)該有所節(jié)制，濫捕濫殺對于那些繁殖力有限的動物肯定是災(zāi)難。動物一旦消亡，就不可能復(fù)生，也就談不上為人類利用。 3．克隆技術(shù)和人工繁殖技術(shù)對瀕危動物的拯救。 4．社會輿論和風(fēng)氣影響青少年的成長。最典型的例子是中學(xué)畢業(yè)生報考大學(xué)時選擇專業(yè)的考慮。據(jù)統(tǒng)計，志愿報考動物醫(yī)學(xué)（獸醫(yī)）專業(yè)的人數(shù)近年來達到該專業(yè)錄取考生的1/3，其中包括女生，而10年前幾乎找不到一個志愿報名的考生。他們從小愛看《動物世界》喜歡與動物打交道，所以選擇“動物醫(yī)學(xué)專業(yè)”。值得注意的是，不少考生來自大城市，過去城市的孩子很少有這樣的興趣和認識。這從一個側(cè)面反映了輿論宣傳在促進觀念轉(zhuǎn)變方面發(fā)揮的積極作用，是社會進步的可喜現(xiàn)象。在發(fā)達國家，獸醫(yī)專業(yè)對男女學(xué)生都有很強的吸引力，每年招生人數(shù)與報考人數(shù)都有較大差距，如在德國的比例大約是 1：5，只有富有競爭力的報考者才能如愿以償。