第一节身边的生物科学

第一节身边的生物科学第一节身边的生物科学基础自主梳理核心要点突破实验探究创新课标领航知能过关演练通过本节的学习，我能够1．说出解决粮食问题的重要性。2．举例说出现代农业生物技术的重要性。课标领航情景导引人口多是我国的现状，解决吃饭问题就很关键，转基因食品虽可解燃眉之急，但食品安全性又如何？请关注我们身边的生物科学吧！基础自主梳理一、人类面临的问题之一：粮食问题1．二战后世界粮食状况(1)总体状况：粮食生产的增长速度______人口的增长速度，世界人均粮食产量呈现______趋势。(2)世界粮食生产存在不平衡性快于增长发达国家发展中国家人口数量占世界人口的1/4占世界人口的_____粮食总产量占世界的1/2占世界的_____特点人均产粮多、消费少人均产粮少、消费多3/41/22.我国的粮食生产状况及产生原因(1)成就：用仅占世界_____的耕地养活了占世界22%的人口。(2)将来所面临的问题：粮食缺口巨大。(3)原因：人口的迅速增长、资源短缺以及__________等。7%环境恶化思考感悟1．为解决世界粮食问题，需要培育高产、稳产和具有多种生物优良品质的农作物应用什么技术？【提示】转基因技术。二、生物科学与社会：科学合理地应用现代农业生物技术1．作用：在彻底解决资源匮乏、环境恶化、__________和疾病肆虐等方面发挥重大作用。2．转基因技术发展历史(1)诞生：1983年世界上第一个____________培育成功。(2)发展：1993年世界首例转基因产品——_______________在美国批准上市。3．价值：______效益、社会效益和______效益。粮食短缺转基因植物延熟保鲜番茄经济生态4．我国转基因技术的发展(1)“七五”计划结束时，我国已掌握了转基因植物的全套技术，获得了_________等转基因植物。(2)“八五”计划期间，抗病毒、抗______、抗盐碱、抗虫、抗________等转基因植物得到了更大的发展。(3)“九五”计划期间又获得一批具有自主知识产权的新基因(如水稻耐寒、耐盐碱等相关基因)，并已初步获得抗病、抗_____或改良品质的转基因水稻、玉米、烟草以及花卉等。抗虫烟草细菌除草剂虫思考感悟2．有人认为转基因抗虫作物的推广会使害虫灭绝，你认为呢？【提示】不会。一方面对转基因抗虫作物有抗性的害虫会生存下来，另一方面害虫也可以以其他植物为食。核心要点突破我国面临严重的粮食问题的原因及应对措施要点一1．我国粮食问题产生的原因特别提醒粮食短缺是社会原因和自然原因相互作用的结果。粮食是否短缺的主要参数是人均占有粮食的数量，因此，要解决粮食问题，应从粮食生产总量以及人口总数两方面着手。2．应对粮食危机的现实措施(1)施行计划生育，控制人口增长。(2)保护和治理环境，防止环境恶化。(3)减少建筑用地。(4)培育和推广转基因作物。(5)通过诱变育种、杂交育种等育种手段培育高产作物新品种。(6)研究、改善光合作用机制，提高作物的光合作用速率。(7)减少粮食的深加工和转化环节，让更多人直接以粮食为食。1972年出版的《增长的限制》一书，报道了某些科学工作者用计算机模拟研究“人类的境遇”问题。模型以1900年到1970年世界人口、粮食、自然资源以及工业污染的变化数值为依据，预测曲线变化如下图，分析回答：例1(1)图中①～④四条曲线分别代表哪项数值变化：①____________，②____________，③______________，④____________。(2)预测认为，如果世界各地的各种物理的、经济的和社会的治理没有重大改变，那么，2000年以后人口、资源、工业生产污染将发生什么变化？(3)从模型曲线可以看出，为了人类的根本利益，应当_______________________________。【尝试解答】(1)①自然资源②粮食③工业污染④人口(2)人口迅速增加，随后又迅速下降；资源减少，工业生产增长趋缓后出现迅速下降，污染日趋严重。(3)控制人口增长，保护资源，防治环境污染【解析】(1)四条曲线中最易判定的是自然资源和工业污染。这是因为地球上自然资源是有限的,随着人类逐渐扩大的开采利用，将逐渐下降，即对应曲线①，同时环境(工业)污染逐渐增强，对应曲线③。而人口的增长受粮食等环境因素的制约,不能无限增长。由于农业技术不断进步，粮食产量不断提高，导致人口迅速增长，人口增长又制约粮食的提高，当人口增长超过地球承受极限时,粮食锐减，资源匮乏，污染空前严重，工业生产能力下降。因此粮食曲线变化应先对应②，人口数值曲线变化在后，对应④。(2)据以上分析，对应模型曲线可知，人口迅速增加后又迅速下降；资源减少，工业生产增长趋缓后出现迅速下降，污染日趋严重。(3)为了人类的根本利益，应当控制人口增长，保护资源，防治环境污染。跟踪训练科学家预计到2030年，我国人口达到16亿，而耕地面积则下降到7300万顷，按16亿人均年消费粮食600kg计算，中国共需粮食9.84亿吨，需要每公顷产粮13.5吨，也就是说，到2030年中国粮食单产同现在相比需要提高2.7倍才行。这个事实说明()A．达到这些指标是相当困难的B．2030年中国粮食需要大量进口C．控制人口、保护耕地，对中国人民的生存和发展具有十分重要的意义D．2030年中国粮食单产将会同步提高解析：选C。从题干所提供的信息分析，该事实旨在提醒人们要控制人口和保护耕地。要确保人口的生存，粮食问题是关键，特别是由于人口的迅速增长，耕地的减少，自然灾害与环境污染的加剧，缺粮问题日益严重。1．转基因技术的概念是利用分子生物学技术，将某种生物的基因转移到其他生物中，改造生物的遗传物质，使遗传物质得到改造的生物在性状、营养和消费品质等方面向人类需要的目标转变的一项现代生物技术。正确理解转基因技术及其应用要点二2．应用(1)改良动植物品种。(2)治疗人类重大疾病。3．转基因作物和普通作物相比具有的优点和不足(1)优点①减少了化学农药的使用量，利于保护环境，具有明显的生态价值。②抗逆能力强，产量高，能缓解粮食危机；维生素含量高。有的品种含抗生素，具有保健和治疗功能，能应对贫困人口就医难的问题。③投资少、回报多，具有明显的经济价值。(2)不足①生物中转入的新基因可能会对其他生物造成危害，从而使自然界的生物多样性锐减。②生物中转入的新基因可能对生态环境造成基因污染，并且这种污染难以消除。③转基因农作物和转基因食品可能对人体健康造成威胁。某种转基因玉米能高效合成一种多肽类的蛋白酶抑制剂，积累于茎叶中，让取食它的害虫的消化酶受到抑制，使其因无法消化食物而死亡。下列就该玉米对人类安全性的评论中，不．符合生物学原理的是()例2A．不安全。这种玉米的果实(种子)中也可能含有蛋白酶抑制剂，使人食用后因无法消化食物而患病B．不安全。该玉米的蛋白酶抑制剂基因可通过食物链在人体细胞内表达，使人体无法消化食物而患病C．安全。因为人与害虫消化酶的结构存在差异，玉米的蛋白酶抑制剂对人体很可能无影响D．安全。人类通常食用煮熟的玉米食品，玉米的蛋白酶抑制剂已被高温破坏，不会影响人的消化功能【思路点拨】本题主要考查转基因食品的安全性问题，正确理解本题应注意以下几点：①了解转基因食品的安全性。②分析转基因作物的抗逆性的形成原因。③关注转基因食品的生物学原理。【尝试解答】B【解析】本题是一道开放性的选择题，探讨转基因技术应用的是与非，侧重于安全性问题，即用转基因技术方法生产的产品，特别是农产品，对人体有无不良影响。该转基因玉米能合成蛋白酶抑制剂，有可能使人的消化酶受到抑制，使人患病，但蛋白酶抑制剂基因不可能整合到人体细胞基因组中去，不可能在人体细胞内表达。C、D两项从蛋白酶抑制剂作用的专一性和结构被破坏方面，说明该转基因玉米是安全的。跟踪训练(2011年北京南师大附中检测)运用转基因技术手段,从苏云金杆菌中获取抗虫基因Bt，将Bt基因转移到优质油菜中，培育出能抗虫的油菜品种。这一品种在生长过程中能产生特异性的杀虫物质，对菜青虫有显著的抗性。根据以上信息分析，下列叙述正确的是()A．含Bt基因的油菜不属于转基因植物B．特异性的杀虫物质能杀多种害虫C．普通油菜中存在Bt基因D．抗虫油菜能大大减少农药使用量，保护农业生态环境解析：选D。普通油菜中不含Bt基因，转基因油菜中的Bt基因是从苏云金杆菌中转入的。特异性的杀虫物质只能杀灭某种害虫。实验探究创新验证转基因抗虫棉的抗虫效果【例题展示】苏云金杆菌含毒蛋白基因和毒蛋白，寄生在棉铃虫体内时会引起棉铃虫的死亡。科学家从苏云金杆菌中提取毒蛋白基因并导入棉花细胞而成功培育出转基因抗虫棉。有人为验证转基因抗虫棉的抗虫效果与棉铃虫种群密度的关系，设计了以下实验。请你把实验补充完整。(1)实验步骤①实验组：将一定数量的______________的棉铃虫幼虫放养在5株____________上。②对照组：将________________相同的同种棉铃虫幼虫放养在等量且长势相同的____________上。(2)结果及结论结果：实验组_______________________，对照组_______________________________。结论：_______________________________。(3)实验中自变量是_______________________，因变量是_______________________________。【解析】本题考查实验分析的能力。实验应设置对照组与实验组。自变量为供棉铃虫采食的棉花植株是转基因抗虫棉还是普通棉花，因变量为棉铃虫种群密度的变化。做题时，前后信息要相互联系，从整体上建立解决问题的思路，并要求掌握对照实验应遵循的原则。【答案】(1)①未接触过转基因抗虫棉转基因抗虫棉②等量、生理状况普通棉花植株(2)棉铃虫种群密度降低棉铃虫种群密度基本不变转基因抗虫棉可杀死棉铃虫的幼虫，从而使棉铃虫种群密度降低(3)供棉铃虫采食的棉花植株的种类棉铃虫种群密度的变化【实验链接】验证性实验，结果是确定的，应与实验目的相吻合。