新课标高中生物教师用书选修二教材教案.doc

选修2生物科学与社会　教师教学用书  致教师  第一章　生物科学与健康  　　第1节　抗生素的合理使用  　　第2节　基因诊断与基因治疗　  　　第3节　人体的器官移植  　　第4节　生殖健康  　　生殖健康　教学设计与案例  第2章　生物科学与农业  　　第1节　农业生产中的繁殖控制技术  　　第2节　现代生物技术在育种上的应用  　　第3节　植物病虫害的防治原理和方法  　　第4节　动物疫病的控制  　　第5节　绿色食品的生产  　　第6节　设施农业  　　动物疫病的控制　教学设计与案例  第3章　生物科学与工业  　　第1节　微生物发酵及其应用  　　第2节　酶在工业生产中的应用  　　第3节　生物技术药物与疫苗  　　微生物发酵及其应用　教学设计与案例  第4章　生物科学与环境保护  　　第1节　生物性污染及其预防  　　第2节　生物净化的原理及其应用  　　第3节　关注生物资源的合理利用  　　第4节　倡导绿色消费  　　倡导绿色消费　教学设计与案例《生物科学与社会》是《普通高中生物课程标准（实验）》（以下简称为课标）规定的三个选修模块之一，是在修完必修模块的基础上进行选修，用36个学时，经考核合格后获2个学分。课标指出：《生物科学与社会》模块围绕生物科学在工业、农业、医疗保健和环境保护等方面的应用，较全面地介绍了生物科技在社会中的应用，可以帮助学生更深入地理解生物科学技术在社会中的应用，适于继续学习人文和社会科学类专业及直接就业的学生学习。这就是说，“应用”是它的主线；“理解”是应达到的水平；“对象”是准备学习人文和社会科学类或直接就业的学生。本着这样的理解，编撰了本模块的教科书。一、学习本模块的意义和价值1.较全面地认识生物科学技术-和社会的关系生物科学技术和社会是一个互动的关系。当代生物科学技术的突飞猛进，正在改变着人类社会生活、生产的面貌，还影响人们的思维方式和对社会发展模式的选择。社会生活、生产、发展的各个领域，也愈来愈关注应用生物科学技术，并对生物科学技术的发展提供多方面的支持。通过本模块的学习，学生将在下列方面有进一步的认识：生物科学技术和改善生活质量、提高健康水平的关系；生物科学技术和发展经济、提高国力的关系；生物科学技术和环境保护、人类社会可持续发展的关系；生物科学的发现和技术革新及应用之间的关系；生物科学技术的应用与国民素养、伦理道德、法律规范等的关系。2.对生物科学技术及其应用的相关概念有基本的理解现代生物科学技术已经形成和发展了一系列概念。要理解生物科学技术的应用，需要对相关概念有明晰的了解，这也是生物科学素养的一部分。通过本模块的学习，学生将在下列方面，形成较清晰的概念。生物科学与健康方面：与抗生素的合理使用、基因诊断与基因治疗、人体器官移植、生殖健康等方面相关的科学技术概念； 生物科学与农业方面：与繁殖控制技术、生物技术育种、植物病虫害和动物疫病的防治、绿色食品、设施农业等方面相关的科学技术概念；生物科学与工业方面：与微生物发酵、酶的生产利用、生物技术制药和研制疫苗等方面相关的科学技术概念；生物科学与环境保护方面：与生物性污染、生物净化、生物资源合理利用、绿色消费等方面相关的科学技术概念。3.发展学生在生物科学技术与社会方面的调查研究，收集、判断、处理信息，尝试作决策的能力由于本模块教学内容的特殊性，生物科学与健康、农业、工业和环境保护诸方面的应用，或相当宏观，或属甚为专业化的技术，学生通过实验来发展探究能力，困难甚多。但是它和学生未来参与社会生活、经济活动、生产实践、个人决策紧密相关，除相应的知识外，还应有调查研究，收集、判断、处理信息，尝试作决策等多方面的能力。课标就本模块的教学内容提出了11项此类活动建议，计调查3项、讨论4项、参观1项、搜集资料1项和模拟作决策1项（参见课标P26～27），以发展学生的相关能力。据此精神，本模块的教科书作了进一步的开拓和深化。除了有调查、资料分析、参观、宣传等各种活动外，增加了每一节的“从社会中来”──起始性专栏和“到社会中去”──发展性专栏，使学习始终处在关注与生物科学技术有关的社会问题，参与探究解决这些问题的过程之中。此外，“思考与探究”、“拓展视野”与“资料卡”中的一部分内容，也属引导学生在解决问题中提高能力。4.关注我国生物科学技术在社会中应用的现状和发展，提高社会责任感本模块的每一章起始都设有“科技发展之窗”，其内容依次是现代医学的发展、农业的绿色革命、生物技术产业的兴起和生物科技与可持续发展。它们分别概括了各自领域世界和我国的发展状况，提出了努力的方向，这不仅是概述历史，主要还在于引发对社会责任的思考。每一章节的内容都特别关注我国在这一领域的成就和问题，而且有许多事例和数字，还特别注意贴近学生的生活，包括个人、家庭、社区、地域面临的问题应如何解决，尤其是怎样从小事做起，从自身做起。所有这一切，都是为了唤起和培养学生的社会责任感。在本模块教科书的前言“生物科学技术推动社会进步”中，还特别指出：“学习这门课程，需要注意从社会中来，到社会中去。身在教室，心系社会，不仅是求学之道，也是做人之道。”5.从科学技术应用的层面上，深化热爱科技的情感以及理性地对待科技的态度生物科学技术在社会生活、生产、发展中的应用是本模块的主线。众所周知，公众对科学技术的了解，除了基础教育、大众传媒之外，很大程度上是通过科学技术的产品、科学技术带来的经济效益和对提高生活质量所起的作用而获得的。青年学生大体上也是这样。过去的学校教育，对学生的要求，更多地集中于掌握科学事实，建立科学概念，熟悉基本的科学规律、原则和原理，较少涉及应用。对科学的热爱，很大程度上是基于科学能够解释自然界的奥秘，能够满足对知识的渴求，甚至是一个诱人的、辉煌的殿堂。当我们的科学教育，把科学和技术结合起来，把科学技术的应用和社会的进步和发展结合起来，强化科学的经济功能和社会功能，会使学生更深刻地理解科学，在更高层次上热爱科学和技术。这应该是本模块的重要的教育价值。热爱科学技术的同时，也需要理智地对待科学技术。在生物科学技术迅猛发展的今天，鉴于它对人类自身的健康、社会伦理道德、资源和环境的可持续发展等的深刻影响，尤需理智地对待。理智地对待，首先是要充分认识生物科学技术的伟大作用，从古到今，人类自身的生存和延续，社会生产力的提高，社会文明的进步，都曾得益于生物科学技术。今天人类面临的诸多问题，如粮食、能源、环境、健康等，都直接或间接地仰仗于生物科学技术的进步而得以解决。因此，理应为生物科学技术的进展鼓而呼，及时地应用和推广。 理智地对待，还要认识到如同任何科学技术一样，生物科学技术也是双刃剑，也要用其利，避其弊。由于科学技术是一个实践、认识、再实践的漫长过程，从初始到进一步发展，其利弊得失，需要随时间的推移，而逐步作出正确的评价。还由于同一生物科学技术，用于不同的领域，或出于不同的目的，或为不同的社会利益集团所应用，其后果可千差万别，甚而南辕北辙，由此引来的负面后果，实在并非科学技术本身的原因。从这个意义上说，比喻为“双刃剑”，并非妥当，而是一把好“剑”，看谁使用？为了什么目的使用？用在何处？理智地对待，还应认识到科学技术并不能解决人类社会需要解决的全部问题，科学技术并非万能。人类社会发展中诸多问题的解决，还要依靠先进的社会制度，良好的社会运行机制，完善的道德法律规范，民主和文明的进展等许多因素。就连科学技术本身的发展和应用，也受制于诸多的社会原因。本模块在教学内容的选择和组织安排上，高度注意了要理智地对待生物科学技术的发展和应用，这个思路贯穿于教科书的始终。6.为学生的学习方向和职业选择提供一定的帮助课标指出，本模块适于继续学习人文和社会科学类专业及直接就业的学生学习。这只是一般地说。高中学生正值风华正茂、兴趣广泛、志向多变的年龄；社会对人才的需求，也是千变万化；一个终身学习的社会，难以预料在哪一个职业门类中又需要继续学习。本模块的内容涉及医疗保健，农业发展，生物技术产业，环境保护，涵盖了多种专业领域，提供了多样化的职业选择，学生通过学习，可以对这些专业领域和职业有大体了解，这对他们选择学业方向和职业方向，会有潜移默化的作用。例如，许多人对农业的了解，停留在传统的耕作之上，而本模块的生物科学与农业，是现代科学技术条件下农业的崭新面貌，献身农业的现代化，应该是很有意义的。又如，在21世纪，谁占据生物学和生物技术的优势地位，谁就会在未来生物经济时代占据主导和优势地位。通过对生物技术产业的了解，也许将吸引一部分学生选择这一领域的许多职业。普通高中的教育，要在共同基础上实现有个性的发展，要为其学习方向和职业选择，提供多样化的平台，设置本模块，在这方面也是有意义的。二、本模块教学内容的设计和呈现方式1.加强对各主题领域的宏观介绍本模块教材除“生物科学技术推动社会进步”的致同学们（相当于序言）外，在“生物科学与健康”、“生物科学与农业”、“生物科学与工业”、“生物科学与环境保护”四个主题（章）的开始设有“科技发展之窗”的专栏。这既是章的小引，又有重要的教育价值。通过饶有趣味的科技发展史，揭示科学、技术和社会的互动关系，介绍作出重大贡献的科技人物，描绘了各个领域的美好未来。丰富学生的知识，引导学生的情感发展，鼓舞学生的学习热情。2.适当调整课标具体内容标准的学习顺序鉴于具体内容标准中四大主题是相当独立的，本模块教材将原主题3生物科学与健康，调至第1章学习。考虑到生物科学与健康，是应用于人类自身的科学技术，无论农村或城镇学生在这方面都有较多的生活经验和需求，易于调动学习本模块的兴趣，使这个模块的教学有个良好的开端。而后，依次是生物科学与农业、与工业、与环境保护，而生物科学与环境保护的最后一节（也是全书的最后一节）──《倡导绿色消费》，又紧贴学生的生活和行为习惯。每一主题的内容标准中所列举的要点，顺序也有调整，个别部分，应现实之需求，也略有拓展。如生物科学与健康中，先学抗生素的合理使用，再学其他。因为是否合理使用抗生素，已是一个社会问题，关系到每一个人的健康，学生易于进入学习情境。又把内容标准中的简述避孕的原理和方法，举例说明人工受精、试管婴儿等生殖技术，合并、拓展为生殖健康，介绍了20世纪90年代后形成的健康新观念──生殖健康，它的宗旨和内容，相应地增加了预防性传播疾病，特别是艾滋病。3.加强与现实生活的联系，从社会中来到社会中去加强与现实生活的联系，是新的高中生物课程标准的课程理念之一。作为生物科学与社会的选修模块，理应体现得更为突出。把社会融入课堂，把课堂延伸到社会，这是编者着力要做的一件事。其中之一，就是在每节起始都有贴合学习内容的“从社会中来”专栏，在节结尾时，都有知识应用的“到社会中去”专栏。举一例以说明。本模块第一章生殖健康一节开始，“从社会中来”是配以新生儿图片的一段文字：“在参观游览寺庙时，有时还能看到一些人给送子观音菩萨烧香求拜。现实生活中，让很多不孕夫妇如愿地抱上小宝宝的，不是什么‘送子观音’ ，而是以生物科学为基础的辅助生殖技术。”寥寥数语，表述的是：迷信依然存在，科学才能如愿。“到社会中去”是展示1985～2001年我国报告的性病人数上升曲线图，请学生讨论：“性病对个人、家庭、社会产生什么样的危害？从个人、公众和政府三个层面谈谈怎样才能预防性病的传播？”数据和问题，传递的是形势严峻，预防性病，人人有责。4.构建各主题（章）的统一体例，便于学习本模块的四个主题（章），内容迥异，但作为教科书，为便于学生学习和教师教学，仍有一个统一的体例为好。以下用图解形式表示章的体例。上述章体例的图解中，①、②、③、④，为节的体例，其中②为课文的核心内容。该内容中，“现实中的问题”，一方面来自社会生活、生产、发展的实际，另一方面起“任务驱动”的作用，引发探究、研讨的兴趣，和“讨论”栏目相结合，环环深入地解决问题。“资料卡”的设置，是为了丰富学习的内容，帮助解决学习的困难，有些是知识的补充，有些是操作技术，有些是科技数据，不要求学生全部理解和记忆，更不宜列入考核范畴。“旁栏思考题”则多有启迪发散思维或知识迁移的作用。拓展视野则提供了本节内容相关的前沿应用，供学生阅读，开阔视野。标以④的“思考与探究”，相当于一般教材的作业练习，鉴于本选修模块的学习对象和发展学生解决社会实际问题的能力，多数题目为知识的迁移应用、社会问题的调研、分析、作决策，或拓展思维的空间，启迪进一步的探究。每章结尾列有3个栏目，依次是“书海导航”、“网站链接”、“总结与拓展”，意在帮助学生总结梳理，引导学生向课外延伸，体现本模块内容的面向社会和教材的开放性。5.科学的严谨性和表达的通俗化相结合本模块的主要章节，出自北京大学医学部、中国农业大学、中国科学院微生物研究所等单位著名专家的手笔，他们认真研究了课程标准的要求，把握时代性、基础性的要求，针对选修本模块学生的特点，精选内容，通俗表达，力求生动。这也提示我们，在教学上也应继续向科学的严谨性和表达的通俗化相结合的方向努力。三、本模块的教学建议1.本模块教材的四个章是相对独立的，相互间不存在互为基础或前提的关系。因此，学习顺序可按师生的意愿调配。鉴于生物科学与健康一章，联系学生生活更为密切，较易引发学生的学习兴趣和较易调动学生参与自主探究、合作式的学习，首学本章，对城乡学生都比较合适。2.生物科学与农业一章，占全书篇幅最多。我国是一个农业大国，农业是国民经济的基础。当今，党和国家正在大力解决“三农”问题，而生物科学又是农业的核心理论基础，农业的现代化也推动着生物科学的发展。每一个青年学生都应该了解农业、关注农业的发展、参与支农。因此本章的教学相当重要，所有城乡学校，都应把本章教好、学好。对于地处农村的学校，还应结合本地区农业生产的实际，在教材基础上有所扩展或侧重，尤其可以组织一些相关的学习实践活动。3.本模块的教学方式，主要是在教师的组织引导下，学生通过阅读、分析、讨论来习得。但仍有以下几点要注意： 有些内容需要讲解。这是指重要的生物学或生物技术概念和一些较深的内容，如基因诊断技术原理、避孕的原理、转基因技术育种、细胞杂交育种、发酵生产过程探秘、生物技术疫苗，等等。此外，学生研习的理解，也常有偏颇或不得要领，教师仍需在此基础上作必要的讲解。要关注学生超越教科书提出的诸多问题，帮助他们查找资料，寻求答案，扩大或加深学习的内容。课堂上也应多用图像、数据等资料，能使用多媒体更好。鉴于学习对象为继续学习人文和社会科学类或直接就业的学生，教材未安排学生实验、探究等活动。但有条件的学校仍可适量安排小实验、参观、调查等实践活动，使学习更为生动活泼和有效。4.要充分利用当地的课程资源服务于教学。“生物科学与社会”，这个“社会”，包容着生活、生产、发展的方方面面，包容着过去、现在和未来，包容着各地区的千差万别。无论是健康、农业、工业、环保，各地都有其特殊性，各有其鲜活的事例，各有其需要优先解决的问题，等等。应该根据课标的总精神，不拘泥于教材的约束，使教学既掌握基本，又面对现实，使教学内容更为丰富，教学方式更为多样化。5.按课程标准总目标的要求，除知识、能力目标外，情感态度与价值观的目标，在本模块的教学中尤为重要。生物科学是要服务于社会的，理解和应用生物科学知识和技能，关注和参与社会问题的解决，提高社会责任感，今日这样，终生如此，应是我们教育的追求。希望本模块的教学，能在这方面，有所创新，起到良好的作用。6.本模块教材引用了许多现实的事例和数据，特别是“从社会中来”和“到社会中去”的栏目中。现实的事例和数据，使教学内容鲜活生动。但是，事物发展变化很快，必须经常更新。教材的修订，总要分阶段进行。因此，祈盼各位老师，能不断结合现实的发展，持续更新。7.教师在使用本模块的教师教学用书时请注意：第1章生物科学与健康和第2章生物科学与农业，鉴于它们包含的各节内容的相对独立，故在分析教学内容的特点时，采用了分节介绍的方式。而第3章生物科学与工业和第4章生物科学与环境保护，鉴于它们包含的各节内容联系紧密，故在分析教学内容的特点时，采用了整体概括介绍的方式。本模块在我国的中学生物课程发展的历史中，是首次设置。新事物总是稚嫩和不完善，需要大家的关怀和帮助；本模块教学价值的实现，需要我们共同努力！农业是我国国民经济的基础，而生物科学又是农业的核心理论基础。理解生物科学在农业生产中的应用、理解发展生物科学技术与农业现代化的关系，是理解生物科学技术应用的现状和发展前景的重要方面，是领悟生物科学技术与人类社会之间关系的重要基础。改革开放以来，我国农业现代化的步伐显著加快。但是，由于历史的原因，我国农业的基础相对薄弱，“三农”（农业、农村、农民）问题，是全党、全国关注的大事，因此，学习本章内容，无论对于城镇还是农村的学生，都具有现实意义。本章教材分析一、教学目的要求知识方面概述农业生产中的繁殖控制技术。列举现代生物技术在育种中的应用。简述植物病虫害的防治原理和技术。简述动物疫病的防治措施。描述绿色食品的生产。举例说明设施农业。情感态度与价值观方面认同生物科学技术在发展现代农业中的价值，关注生物科学技术在农业生产中的应用。关注我国农业的发展状况，形成热爱农业的情感。探讨生物科学技术与社会之间的关系，参与运用生物科学知识和观念发展农业生产的讨论。能力方面通过讨论、调查等活动，进一步提高学生收集资料、分析资料以及进行讨论和交流的能力。 有条件的学校，可尝试做某些生物科学技术应用于农业生产的活动，以培养实践能力。二、教学内容的结构和特点（一）教学内容的特点本章的引言简要概述了生物科学技术与农业发展的关系，配以章题图：一片丰收在望、硕果累累的水稻，进一步突出了上述主题。农业科学的范围非常广，几乎每个分支学科都与生物科学理论、生物技术相互融合、渗透。教材依据课程标准的要求，围绕农业生产中的繁殖控制技术、现代生物技术在育种上的应用、植物病虫害的防治原理和方法、动物疫病的控制、绿色食品的生产、设施农业等内容展开，意在使学生从与农业生产相关的多个层面，理解科学技术的发展在农业生产中的作用。科技发展之窗《农业的绿色革命》。农业有着悠久的历史，基于课程标准具体内容标准的要求，也由于教科书的篇幅所限，因而不可能一一道来。教材侧重选择了20世纪以来，现代农业发展中的两次绿色革命和“基因革命”的内容，以帮助学生大致了解现代农业发展中的几次飞跃，突出生物科学技术在农业革命中的作用。第1节《农业生产中的繁殖控制技术》。包括杂种优势的应用、植物微型繁殖技术、动物的人工授精技术、试管家畜技术、胚胎分割技术、克隆哺乳动物技术等6部分内容。本节开头的“从社会中来”栏目，以郁金香生产中组织培养技术应用的实例引入，将学生从“田野”带到“车间”，使本节内容一开始就结合农业现代化的实际展开。杂种优势的应用，是育种技术的重要内容。教材结合现实问题进行阐述，突出体现杂种优势的应用所带来的巨大经济效益；同时也指出由于性状分离，杂交制种的要求等农民需要面对的问题。然后，通过引导学生开展讨论活动，探讨如何进行经济、快速、“高保真”的快速繁殖，自然引出本节后续学习内容──繁殖控制技术。关于植物、动物繁殖控制技术，教材重点没有放在技术操作层面上，而是将重点落在有关技术如何解决生产实践中的现实问题、带来哪些经济效益方面，因此，教材以流程图的形式，对有关技术的具体操作过程作简化处理。在介绍此部分内容时，教材注意紧扣现实中的问题，引导学生关注生物科学技术与发展农业生产的联系。“到社会中去”栏目，教材则力图引导学生从更广阔的视角，关注与本节所学内容有关的社会问题。例如，凝聚着研究人员智慧和汗水的动植物新品种，属于知识产权的保护范围，如何进行保护呢？教材让学生模拟担任某一现代化农业技术公司的法律顾问的角色──这是学生未来可能担任的角色，该角色正面临着如何保护本公司知识产权的问题，让学生通过模拟实践，体验所学内容与社会生活之间的密切联系。第2节《现代生物技术在育种上的应用》。包括转基因技术育种及其相关实例、细胞杂交育种两方面的内容。引言部分先简要概述了传统育种方法的局限性，从而引出转基因技术、细胞杂交技术在育种方面的突破。对于转基因技术，学生在必修2中已经有了一定的了解，转基因技术在育种方面的应用，事例很多。本节“从社会中来”栏目，以抗虫棉为例，介绍了其优点和抗虫的原因，让学生初步了解转基因技术使育种有了新突破，以引起学生对应用转基因技术进行育种的兴趣，并以此为例，引导学生进行转基因技术安全性方面的思考。教材对有关转基因技术的操作细节没有作过多的阐述，而是以流程图的方式作简要概述。有关目的基因导入受体细胞的方法，教材以资料卡的形式呈现，以供学生阅读参考。随后，教材又列举了一些转基因植物和转基因动物的实例，以说明转基因技术在动植物育种中的应用。关于细胞杂交育种，教材从对马铃薯—番茄的设想，讲到进展，以及目前尚未解决的技术问题。对植物细胞杂交技术如何操作，教材也同样以流程图予以简要介绍，即了解原理为主，减少技术操作的内容。在本节正文最后，教材用楷体小字内容，简要介绍了花药培养、胚乳培养、幼胚培养等现代生物技术在育种方面的应用，供有兴趣的学生选学。本节“到社会中去”栏目，意在引导学生关注生活中与本节内容有关的社会问题。教材中提出的问题，并没有局限于生物学领域，而是试图从更广阔的社会视角引发学生思考，例如：分析为什么国家要规定“出售的转基因食品必须贴上相应的标签”；分析公众和有关厂商对转基因食品所持态度有什么不同；等等。 有关转基因生物是否存在安全性方面的隐患，目前还有争议。教材在“拓展视野”中，提供了正反两方面的主要理由，引导学生自主思考和进行辩证分析。以上两节内容，主要是生物科学技术在植物、动物繁育方面的应用。显然，进行良种繁育仅仅是开始了第一步。如果发生病害、虫害，我们该怎么办呢？本章第3节和第4节要学习的内容，就是生物科学技术在植物病虫害和动物疫病防治方面的应用。第3节《植物病虫害的防治原理和方法》。植物病虫害的防治是一个专门的学科，本节的目的并不是对这一专业中的各个领域进行面面俱到的介绍，而是通过选择病虫害的预测预报、新型农药、生物防治、昆虫信息素的应用等基本内容，让学生对植物病虫害防治的重要性、防治的原理和方法有大致的了解，并对生物农药、生物防治等技术的优点、前景和不足有一定的认识，在此基础上，让学生进一步领悟生物科学与技术、生物科学技术与生产实践的关系。“从社会中来”栏目以我国最常见的植物虫害为例，介绍了它给农业、林业生产造成巨大经济损失。通过这些触目惊心的实例，让学生认识到防治植物病虫害的重要性。关于未雨绸缪──病虫害的预测预报，是以正反两个实例引发学生讨论，让学生通过讨论，总结出进行病虫害预测预报以防患于未然的重要性。之后，教材又简要概述了预测预报主要有哪些类型，以及预测预报的组织系统。对于具体如何进行预测预报，教材没有作过高的要求，而是以资料卡的形式呈现，供学生阅读参考。关于农作物与环境双赢的“保护神”──新型农药，教材结合现实中的问题，阐明了开发使用新型农药的重要意义，并介绍了生物农药的主要类型，以及生物农药在使用时会出现的现实问题，从而使学生对新型农药有一个比较客观和全面的认识。关于巧用天敌防病虫──生物防治，教材阐述了什么是生物防治，以及生物防治的策略、优点、缺点等，以使学生对生物防治有比较客观的认识。关于“爱情陷阱”──昆虫信息素的应用，教材简要描述了昆虫信息素在生产实践中有哪些主要应用，以及如何应用等，以使学生对这一内容有一个基本的认识。本节的“到社会中去”栏目，安排了一个调查活动，这个调查活动不仅要求学生了解当地农作物病虫害防治的情况，还要求学生尝试提出一个针对某种病虫害的科学防治方案。其意图是：既引导学生将所学内容与当地的生产实际相联系，又引导学生尝试运用所学知识、技能解决现实问题。第4节《动物疫病的控制》。动物疾病的防治是养殖过程中的重要环节，相关内容非常多。本节的立足点并不是对畜牧兽医学进行概述，而是按照课程标准的要求，选择安排了动物疫病控制的内容，让学生理解动物疫病控制的重要性，关注现实生活中与动物疫病控制有关的问题，培养学生的参与意识和社会责任感。“从社会中来”栏目，以疯牛病、口蹄疫、禽流感等近年来频频见诸媒体的动物疫病为例，用数据说明动物疫病所造成的经济损失和社会影响，以引起学生对控制动物疫病的关注。本节以“随着全球经济贸易一体化”引入正文，编者引领学生站在这一高度上讨论动物疫病的防治，意在拓展学生的国际视野，培养学生的全球意识。对于动物疫病的类型、流行环节的了解，是理解如何对动物疫病进行控制的基础。教材首先对动物传染病的流行环节、危害，以及寄生虫病的传播方式、危害等内容进行了简要介绍，以便让学生对两大类动物疫病：动物传染病和动物寄生虫病有一个总体的认识。为了突出“控制疫病”这条主线，教材没有对各种疫病的症状、传播途径一一展开叙述，而是以资料卡的形式、以口蹄疫为例进行介绍。此后，教材又用小字介绍了农业部对三类疫病的划分，以供学生选学。本节重点是动物疫病的控制。在介绍了上述知识的基础上，教材安排了“动物疫病的防治措施”的资料分析，让学生通过分析得出结论：动物疫病的防治，应从控制传染源、切断传播途径和保护易感动物等三个方面采取措施。为了培养学生的实践能力和决策能力，教材在这个资料分析的最后，提出了“进一步研究的课题”：如何防治当地某种动物寄生虫病快速传播，以引导学生通过小组合作调查、收集资料，完成防治方案的设计。在本节正文的最后，教材又从健全法律法规的角度，从宏观（国家）和微观（养殖场）两方面简要概述了动物疫病防治的基本措施。 “到社会中去”栏目，编者创设了一个养鸡场出现大批病鸡死亡的情景，要求学生考虑不同社会角色对同一问题的不同看法，其意图是通过一个具体的事例，让学生理解和学会处理疫病防治时所涉及的各种问题，认识到疫病的防治涉及不同社会角色之间的相互关系。教材在引导学生关注这一社会问题的同时，还试图引导学生积极参与社会公共事务的决策，提高社会责任感。第5节《绿色食品的生产》。包括绿色食品的兴起、绿色食品的生产标准两部分内容。关于绿色食品的兴起，虽然篇幅有限，但简要介绍什么是绿色食品、绿色食品诞生的背景、绿色食品的发展前景等几方面的内容，可以为本节的重点内容进行必要的铺垫。关于绿色食品的生产标准的内容是本节的重点部分。但是，这部分内容并不是要让学生记住绿色食品标准体系的具体内容，而是让学生在初步了解绿色食品的生产标准的基础上，对什么是绿色食品、绿色食品的生产过程、绿色食品的发展前景有更清楚的认识，并关注与人们生活密切相关的绿色食品问题。在这部分内容中，教材首先通过一个资料分析“绿色食品的生产体系”，将绿色食品标准体系作为资料提供给学生，引导学生结合社会生活中的问题进行讨论，例如“消费者信赖绿色食品品质的前提是什么？”、“绿色食品生产者希望自己的利益能得到保护，这和上一个问题又有什么联系？”等。本节教材在编写时，比较重视引导学生结合当地农产品生产、销售的实际情况，结合社会生活进行学习，让学生通过学习，体会生物科学技术与社会生活密切相关。为此，在资料分析中，又给学生提供了进一步研究的课题：“以当地某种主要农产品的生产为例，列出生产该种绿色食品的主要注意事项”。“到社会中去”栏目，则引导学生了解当地绿色食品的生产和销售情况；搜集如何申报绿色食品生产基地的资料，向乡亲们进行宣传。第6节《设施农业》。设施农业一般指种植业，但也往往包括设施养殖业。本节则将两方面都予以安排，包括设施栽培和设施养殖两部分内容。本节的“从社会中来”栏目，用生动的实例说明了设施农业给人类生活带来的变化，以古今对比的手法衬托出鲜明的主题，使学生读起来有兴趣。关于设施栽培，教材安排了设施栽培的发展概况、特点、设施、管理和效益等内容。课文中穿插了两个讨论“活动”，其意图是引导学生在学习这部分内容时，联系已有的知识基础，联系生产实际，并在教科书已安排内容的基础上进一步拓展。关于设施养殖，教材首先点出了社会需求促进了设施养殖的发展，然后侧重于介绍设施养殖大大提高了生产效率；并以设施养鸡业为例，介绍了设施养殖业带动了其他许多行业共同发展。尽管这部分内容不多，但都紧扣生物科学技术与社会的关系展开。智能农业虽然目前在我国还不十分普遍，但它作为农业现代化、集约化和可持续发展的必由之路，教材还是以一定的篇幅进行了介绍，主要安排了有关智能农业的特点、优势等内容。“到社会中去”栏目，展示了一个应用智能农业核心软件系统“农业专家系统”，促进生产力提高、获得更好的经济效益的实例。在这部分内容中，安排的“讨论”活动，意在引导学生关注生物科学技术、农业科学与其他学科、行业的关系，也同样突出了生物科学技术与社会的关系。（二）教学内容的结构 三、与学生经验的联系通过初中阶段和高中必修课《分子与细胞》有关内容的学习，学生对细胞全能性、细胞核是细胞的控制中心、组织培养技术等已经有一定的认识，这是学习本章植物微型繁殖技术、胚胎分割技术、克隆哺乳动物技术的基础。高中必修课《遗传与进化》中所学的有关基因、染色体的知识，以及杂交育种、基因工程等内容，也为学生学习本章转基因育种、细胞杂交育种打下了很好的基础。电视、报纸等媒体关于农作物病虫害、动物疫病及其防治的报道，也可以与本章第3节、第4节建立联系。高中必修课《稳态与环境》中所学过的食物链、食物网、信息传递等内容，也与本章生物防治、昆虫信息素的应用有联系。通过初中阶段的学习，学生对动物传染病、寄生虫病已经有了一定的了解。有些学生在初中阶段已经学过有关绿色食品的内容，有一定的基础。媒体上关于绿色食品的报道，超市里绿色食品的出售，使学生对绿色食品并不陌生。日常生活中，学生对“大棚蔬菜”、“现代化鸡场”等也是耳熟能详，对设施农业也应该有一些认识。对于在农村生活的学生来说，本章内容与他们的生活经验联系就更为紧密。有许多学生对杂交育种、作物病虫害防治、动物疫病控制等有直接经验；有些学生的家庭或亲友，可能还正在从事着绿色食品的生产，或从事着设施栽培或设施养殖。当然，本章内容是在学生已有经验的基础上进一步提升：使学生通过农业生产中的繁殖控制技术、现代生物技术在育种上的应用、植物病虫害的防治原理和方法、动物疫病的控制、绿色食品的生产、设施农业等内容的学习，掌握课程标准要求的基本知识；对生物科学技术与农业的关系，生物科学技术、农业与社会的关系有进一步的认识；在今后的生活中，密切关注生物科学技术与农业生产和日常生活的关系；初步形成社会参与意识和正确的价值观，提高社会责任感。四、与其他章的联系本章中的一些知识内容与本模块第4章有些联系：例如，绿色食品与第4章《生物科学与环境保护》中的绿色消费有一定的关系；引起动物疫病、动物传染病的病原体，也可能造成环境中的生物性污染。本章内容与第1章、第3章在知识内容方面的联系不密切。一、教学目标 1.概述植物栽培和家畜饲养中的繁殖控制技术及其意义。2.认同生物科学技术的发展和应用，推动了农业现代化。3.形成关心农业发展、热爱农业的情感。二、教学重点和难点1.教学重点杂种优势的应用、植物微型繁殖、动物人工授精、试管家畜和胚胎分割等技术，以及它们对提高社会生产力的重大作用。2.教学难点植物微型繁殖技术流程中各环节的科学道理。胚胎分割技术与不同阶段动物细胞全能性的关系。三、教学策略1.既要重视繁殖技术的学习，也要重视理解生物科学技术对农业现代化的作用选学《生物科学与社会》模块的学生，主要是将来想继续人文、社会科学学习或直接就业的学生。让他们了解一些生物科学技术知识，是“未来合格公民”的需要，也是提高一般职业素养和管理者素养的需要。教师可用中央领导同志定期请科学家作科技报告的事例，激发兴趣，唤起学生学好这门课程的愿望。因此，教师在教学过程中，要以课程目标为导向，促进学生情感、态度、价值观的提升。在进行农业生产中繁殖控制技术的教学时，教师应尽可能用事实和数字来说明问题。教师还可以通过收集利用植物微型繁殖技术工厂化生产苗木的重大经济效益，以及人工授精、试管家畜、胚胎分割等技术使良种奶牛大量繁殖，节约外汇的资料、数字，让学生理解生物科学技术在促进农业现代化和发展国民经济中的重大作用。2.采用“问题──解决──新问题”的教学策略认真学习教材，可以发现教材中的内容虽然涉及面十分广泛，但整节内容可以用一条线贯穿，即“从现实中提出问题解决问题的方法技术问题得以解决，又出现新的问题。”教师在教学中应抓住这一思维发展的脉络，采用相应的教学策略，让学生感悟科学技术是在社会需求的作用下螺旋式地上升、发展的。具体分析如下：问题　　　　人们需要优良品种　　　　　　　　　↓解决　　　　利用杂种优势　　　　　　　　　↓出现新问题　F2代出现性状分离，如何保持杂种优势，并大量繁殖呢？　　　　　　　　　↓解决　　　　植物微型繁殖技术，是一种经济、快速和“高保真”的繁殖控制技术。　　　　　　　　　↓出现新问题　植物可以采用微型繁殖技术，动物又采用什么方法增加新个体呢？　　　　　　　　　↓解决　　　　人工授精、试管家畜技术。　　　　　　　　　↓出现新问题　还能不能把家畜繁殖率再提高？　　　　　　　　　↓解决　　　　胚胎分割技术。　　　　　　　　　↓出现新问题　如果想要获取某一动物亲本全部优良性状，运用精卵结合的有性生殖，显然不理想，怎么办？　　　　　　　　　↓解决　　　　克隆哺乳动物技术。　　　　　　　　　↓出现新问题　该技术用于人类，将对伦理道德产生巨大冲击。……3.紧密联系基础知识、科学原理，使学习新技术的过程变得顺畅 必修课中的许多基础知识，基本原理是本节繁殖控制技术的理论基石。脱离必修课中的基础知识、科学原理单纯地学习繁殖控制技术，就会使繁殖控制技术失去认识的根基，势必形成死记硬背的学习局面。学习杂种优势──可联系必修课中杂交育种的知识。学习植物微型繁殖技术──可联系必修课中《细胞分化》一节中植物细胞的全能性。学习人工授精技术、试管家畜技术──可联系必修课中《减数分裂和受精作用》一节受精作用和有性生殖的有关知识。学习胚胎分割技术──可联系动物个体发育的有关知识。四、参考答案（一）思考与探究1.目前在奶牛业的生产实践中常常有“黄牛生奶牛”的报道。如果你是一位畜牧研究工作者，你准备采用什么技术实现“黄牛生奶牛”，如果你要得到优秀的遗传性状相同的一群奶牛，你又准备采取什么技术？提示：可以采用试管家畜技术、胚胎分割技术、克隆哺乳动物技术。2.多利于2003年2月死亡。多利之死在世界范围内引起了关于克隆动物安全性的争论。请你谈谈多利短寿在遗传方面可能存在的原因。提示：关于多利短寿的原因，不同科学家有不同看法，尚没有定论。有些科学家认为，多利短寿在遗传方面的原因可能是：供体细胞本身衰老、核移植技术操作不当造成的细胞损伤等。不过，也有许多科学家认为，多利早夭很难说明克隆动物必然早衰。更详细的资料参见选修3《现代生物科技专题》中的相关内容。（二）旁栏思考题1.回忆必修课所学的知识，想一想，F2为什么会出现性状的分离？提示：联系基因分离定律回答。2.回顾多利产生的过程，想一想，多利的遗传物质是否全部来自一只绵羊的体细胞呢？提示：多利的遗传物质并不完全是来自一只绵羊的体细胞，还有少量遗传物质来自去核卵细胞的细胞质。即细胞质中线粒体等含有的DNA。五、参考资料1.对于植物来说，杂种优势的保持是否只能用营养繁殖？杂种优势在动物方面能保持吗？采用种子繁殖的植物，如水稻、小麦、玉米、油菜、大豆等，杂种优势的“保持”靠每年配制新的F1代，而且配种的亲本必须非常“纯”，与前一年用的一致。当然，也可以利用前一年配制好的F1。对于不是采用种子繁殖的植物（因为种子繁殖的后代高度分离），如苹果、桃、李、柑橘、玫瑰等，一旦获得具有优势品质的F1后（通常从一个很大的杂交群体中才能选择出少数单株），就可以用营养繁殖（如，扦插、压条、组织培养等）的方法保持杂种优势，因为用于营养繁殖的植物都来自于“F1”。如果这时还用原来用的亲本杂交，尽管在理论上可以产生与前一次杂交相同的后代，但实际很难找到与前一次杂交后代相同的优势植株。这是因为这些作为亲本的植物本身是高度“杂合”的。在动物方面，由于目前还没有突破体细胞繁殖的难关，所以只能像种子繁殖的植物一样，杂种优势的“保持”靠频繁配制新的F1代。以养鸡为例，无论是生产商品肉鸡还是商品蛋鸡，都是将具有某些优势性状的品系作为亲本，再将这些亲本进行杂交得到的子代，作为商品肉鸡或蛋鸡。这样的话，这些商品肉鸡和蛋鸡就具有了双亲的杂种优势，但是这种优势并不能保持下去。养鸡场为了能持续不断供应品质优良的商品肉、蛋鸡，就必须将具有优势性状的亲代品种一直保持下去，以便能持续不断地产生具有杂种优势的子代肉、蛋鸡。2.生物个体冷冻会死亡，为什么精液冷冻却不死？胚胎冷冻为什么也不死？重新恢复精子活性的程序是什么？ 精子和胚胎在冷冻过程中，需要添加冷冻保护剂，如二甲基亚砜、己二醇等，冷冻前要进行平衡。在平衡时，这些冷冻保护剂会渗透到精子或胚胎中去。这样，在冷冻时，精子或胚胎内部就不会形成对精子和胚胎造成致命伤害的冰晶。精子只是一个细胞，胚胎也只有很少数量的细胞，这使冷冻保护剂能够很容易就渗透到细胞中去。而生物个体，尤其是高等生物，细胞数目繁多，不可能在短时间内使冷冻保护剂渗透到所有细胞；并且一般的冷冻保护剂都或多或少对细胞有毒害作用，长时间浸润其中，会导致生物个体的死亡，所以到目前为止，还没有复杂生物个体冷冻成功的例子。重新恢复精子活性的程序是：将装有精子的毛细管从液氮或干冰中取出，立即放入盛有温度为39℃左右的水中，摇晃10s左右，取出，擦干毛细管表面的水分，就可进行人工输精了。如果用于体外受精，还必须用洗涤的方法洗去其中的冷冻保护剂。3.请概述试管家畜技术的操作过程，它可以解决生产中的什么问题？试管家畜和试管婴儿一样，并不是指家畜是在试管中进行培养和出生的，而是指把本应该在家畜体内完成的部分生理过程转移到体外来完成。一般来说，生产试管家畜所需要的卵子多数是来源于屠宰场废弃的卵巢，对其进行培养成熟以后，在体外进行受精进而生产胚胎，这样可以扩大胚胎来源，降低生产成本。除此之外，还可以通过手术的方法从品质优良的家畜活体采集卵子，来生产高产优质的家畜胚胎。将试管家畜的生产技术和胚胎移植技术相结合，就可以快速对家畜进行繁殖。随着此项技术的逐渐成熟，就有可能建立胚胎工厂，使家畜的前期繁殖控制在实验室中，从而大大降低人力和物力的投入。例如：我们可以从牛的屠宰场收集废弃的卵巢，从其中吸取卵细胞，在体外培养成熟后，让这些卵细胞与精子（冷冻的或新鲜的）结合完成受精过程，再在体外培养一定时间发育成桑椹胚或囊胚。这时候，一方面可以进行胚胎移植，即移植到同期处理的受体牛子宫内，让其怀孕产犊；另一方面可以把胚胎冷冻保存起来，即冷冻到液氮罐内，等到有适宜的受体时再进行胚胎移植，这样就可以使牛的生产不受时间空间的限制。冷冻牛胚胎就像平时我们所交易的商品一样，可以进行运输和买卖。牛一般一胎只生一个牛犊，在生产中，还可以一次移植两枚胚胎，让牛一次产两个牛犊，这样就可使生产效率提高一倍。4.胚胎分割在胚胎发育的什么阶段效果最好？分割份数与所生成的个体的生存质量有什么关系？胚胎分割在早期胚胎不同时期都可以获得成功，但以囊胚期最好。对囊胚分割时，每一份必须带有一定数量的内细胞团细胞才能产生正常的后代，由于内细胞团细胞数量是有限的，因此胚胎分割的份数也是有限的。分割份数一般不会影响个体的存活能力，但有时会影响个体的出生体重。囊胚是初步分化的胚胎，其外围的滋养层细胞将来发育成胎盘，内细胞团细胞发育成个体，因此从理论上讲，只要含有两种细胞的分割胚胎就能产生后代。胚胎分割类似植物中的扦枝，枝条的大小在一定时期影响植物生长。胚胎分割份数越多，每份的细胞数就越少，所以，分割份数会影响到胚胎的发育。一、教学目标1.描述转基因技术育种和细胞杂交育种等现代育种技术。2.列举现代育种技术在实践中应用的实例，探讨其前景。3.关注转基因生物及其产品引发的社会影响。二、教学重点和难点1.教学重点转基因技术育种。细胞杂交育种。2.教学难点植物转基因技术流程。三、教学策略1.进一步运用“问题──解决──问题”策略上节课的“问题──解决──问题”策略，这节课也可以运用。例如，在学习“转基因技术育种”时，可以提出以下问题：有性杂交只能实现同种生物之间的基因交流，而不能实现不同种生物之间的基因交流，人们想让烟草等植物表达出另一生物的性状来，能实现吗？随着科学技术的飞速发展，这个问题解决了，世界上第一例转基因植物──转基因烟草已经问世了。由此引入对植物转基因技术流程的介绍。许多转基因生物、食品，甚至于药品人类能够生产了，但转基因生物及其制品的安全性问题又凸显出来了。 又如，在学习“细胞杂交育种”时，也可从问题出发。人们很早就设想：“让马铃薯和番茄杂交，获得地下部分形成块茎，而地上部分能结出番茄的新植株，那该多么美妙。”实际上用有性杂交方法是实现不了的。于是人们运用细胞原生质体融合的技术──细胞杂交技术。这样马铃薯—番茄植株问世了。但实际产生的马铃薯—番茄植株并不理想。那么，为什么新的植株不像设想的那样美妙呢？如何解决这一难题？这就又成了科学工作者面临的一个新问题。“问题──解决──问题”的策略，不仅可以使学生学习目标明确，思维集中，也有利于培养学生联系社会现实，用所学知识服务社会的意识和责任感。2.把现代育种技术的学习和原有基础知识紧密联系起来一切高新科技都是建立在相关理论基础上的。转基因技术育种，教科书中概括为两个过程：目的基因的制备和将目的基因导入受体细胞。这两个过程，以及流程示意图中的形成的转基因植株，都可以在必修课中找到理论基础。密切联系原有知识，不仅可使学习过程顺畅，更有助于帮助学生将具体方法中的各个步骤有机地联系起来。例如，“目的基因的制备”其理论基础是基因位于DNA上。要制备目的基因，就要根据育种的要求，从具有目的基因的生物的DNA中获得。而制备较多的目的基因，则必须经DNA扩增技术，DNA扩增技术的理论基础则是DNA的复制。流程示意图中形成转基因植株还要经过组培，则是细胞具有全能性──脱分化、再分化的体现。如果不将原有的科学理论与此项技术相交融，学到的内容将难以整合。又如，在细胞杂交育种中，有一个植物细胞的融合过程。融合的难题是植物细胞最外层有一层细胞壁，阻碍了两个细胞的融合，而这层细胞壁是没有生命的。必修课中的基础知识告诉我们“细胞壁的成分是纤维素和果胶”、“酶具有专一性。”那么，针对性地选用纤维素酶和果胶酶来处理，就可以得到没有细胞壁的原生质体。3.运用“归纳──提升”教学策略，增强学生的创新意识、实践能力本节学习的是现代生物技术在育种上的应用，所以课文中介绍了许多具体生动的育种方法。为了培养学生的归纳总结能力，也为了培养学生分析思考问题的意识，更是为了将学到的具体几种创造发明思路应用到今后的实践中去，教师可在学生学习了本节知识后，向学生提出“归纳总结出几种创造发明思路”的要求，并让学生用形象化的、易于记忆的词语说出。例如，转基因技术育种，是将从一种生物中来的目的基因转入另一种生物之中，并使之表达的一项技术发明。这样就实现了另一种生物从“无为”变“有为”的转变，这种创新思路，我们不妨归纳为易于记忆的词语──“转化”。又如，动物乳腺生物反应器，是将特定的外源基因在哺乳动物体内的乳腺细胞中表达，使一个个动物变为一座座小化工厂，从而解决了利用工厂生产生物制品的许多实际问题。这种创新思路，我们不妨归纳为易于记忆的词语──“借鸡生蛋”。再如，细胞杂交育种，是将马铃薯地下能长块茎的优点与番茄地上能结果实的优点结合起来。这种创新思路，我们不妨归纳为易于记忆的词语──“合二而一”。此外，还可以让学生归纳一些解决实际问题的思路，以启发学生的思维，提升学生解决问题的能力。例如，同是培养转基因植物，耐贮藏番茄培育的思路是：导入能封闭乙烯合成途径中关键酶的基因，而转基因抗虫植物培育的思路是：让导入的外源抗虫基因在受体细胞中表达。一个是封闭──不让表达；另一个则是开放──让其表达。思路不同，但异曲同工，都培育出了对人类有益的植物品种。4.参与辩论，倾听过程，在共享中发展本课的“拓展视野”的主题是“转基因生物的安全性”，针对这方面内容，最好的学习办法是通过辩论学习。辩论就有立场观点，就有对立的双方。双方各抒己见，有助于相关知识的学习与联系；坚持自己的主张，唇枪舌剑地辩论，有助于发展学生的个性特长。辩论中无论是做辩手还是做听众，都是一种享受。在共享中学习对方长处，认同他人正确的观点，修正自我，能够达到共同提高的目的。课文中的一些讨论题也可采用类似的方法。四、参考答案（一）思考与探究1.转基因技术与细胞杂交技术的共同点是什么？不同点是什么？与传统的杂交育种相比，它们具有什么共同的优越性？ 提示：细胞杂交技术，是通过原生质体的融合，达到遗传物质重组的目的。因此，和转基因技术相比，其相同点是：都是用人工手段，达到组合优良基因的目的。其不同点是：转基因技术是将基因直接转入生物体内，即是在分子水平上进行的操作；而细胞融合技术则是在细胞水平上进行的操作。这两项技术，都能克服传统杂交育种周期长、受生殖隔离束缚等缺点。2.对转基因生物安全性的争论，除了科学方面的原因外，还有没有其他的原因？请查找资料并就有关问题与同学交流。提示：还有政治、文化传统、贸易等方面的原因，也会影响某些国家的有关政策、法律。（二）讨论讨论12.上述实例中，哪些是通过转基因使作物产生原来不能产生的蛋白质的？哪些是通过转基因来阻断特定蛋白质的合成的？答：转Bt基因的抗虫棉、抗虫玉米、抗虫杨、抗虫甘蓝；转植物蛋白酶抑制剂基因、外源凝集素基因的转基因水稻、转基因棉等是通过转基因使作物产生原来不能产生的蛋白质。转基因耐贮藏番茄是通过转基因来阻断特定蛋白质的合成。3.为什么说关于细胞代谢的知识也是从事转基因研究的理论基础之一？提示：无论是耐贮藏番茄，还是转Bt基因的抗虫棉、抗虫玉米、抗虫杨、抗虫甘蓝，耐贮藏或抗虫的特性，都和改变细胞代谢有关。因为在转基因过程中，无论是基因的导入、调控，还是基因的表达都是在细胞中进行的，上述任何一个过程都与细胞中的生理、生化反应有密切的关系，因此，关于细胞代谢的知识也是从事转基因研究的理论基础之一。讨论22.同制药厂相比，利用动物乳腺生物反应器生产药物还有哪些优点？它的发展前景如何？提示：动物乳腺生物反应器，可以代替人工合成或通过微生物发酵生产产品。和后者相比，这种方式生产的产品活性更好、提取和纯化更容易、成本也更低廉，还能减少工厂化生产对环境造成的污染，因此，它将具有广阔的发展前景。3.育种工作中，除了通过转基因技术来打破种间的生殖隔离外，还有没有其他方法？提示：还可以采用细胞杂交育种方法来打破种间的生殖隔离。五、参考资料1.萝卜—油菜可作为油菜杂交时的雄性不育系，这是怎么回事？萝卜—油菜（也称萝卜质油菜）是通过萝卜与油菜的原生质体融合而产生的“细胞杂种”，在一般环境条件下表现为“雄性不育”，即不产生花粉或仅产生没有活力的花粉，因此不能自交。在制种时，作为母本，必须不能够自交（如果能自交，就必须人工去雄，否则，就得不到杂种）。这种不能自交的母本，在作为杂交母本时，被称为“雄性不育系”。（所谓的“三系”就指雄性不育系──简称“不育系”，雄性不育系的保持系──简称“保持系”，雄性不育系的恢复系──简称恢复系）2.请简要介绍一下我国关于转基因食品的管理办法。《转基因食品卫生管理办法》于2001年12月11日经卫生部部务会讨论通过，于2002年7月1日起施行。《转基因食品卫生管理办法》中，与消费者权益有关的规定主要包括以下内容。第二条本办法所称转基因食品，系指利用基因工程技术改变基因组构成的动物、植物和微生物生产的食品和食品添加剂，包括：（一）转基因动植物、微生物产品；（二）转基因动植物、微生物直接加工品；（三）以转基因动植物、微生物或者其直接加工品为原料生产的食品和食品添加剂。第三条转基因食品作为一类新资源食品，须经卫生部审查批准后方可生产或者进口。未经卫生部审查批准的转基因食品不得生产或者进口，也不得用作食品或食品原料。第四条转基因食品应当符合《食品卫生法》及其有关法规、规章、标准的规定，不得对人体造成急性、慢性或其他潜在性健康危害。第五条转基因食品的食用安全性和营养质量不得低于对应的原有食品。 第十六条食品产品中（包括原料及其加工的食品）含有基因修饰有机体或/和表达产物的，要标注“转基因××食品”或“以转基因××食品为原料”。转基因食品来自潜在致敏食物的，还要标注“本品转××食物基因，对××食物过敏者注意”。第十七条转基因食品采用下列方式标注：（一）定型包装的，在标签的明显位置上标注；（二）散装的，在价签上或另行设置的告示牌上标注；（三）转运的，在交运单上标注；（四）进口的，在贸易合同和报关单上标注。第十八条转基因食品的标签应当真实、客观，不得有下列内容：（一）明示或暗示可以治疗疾病；（二）虚假、夸大宣传产品的作用；（三）卫生部规定的禁止标识的其他内容。一、教学目标1.简述植物病虫害的防治原理和方法。2.认同“以防为主，防治结合”的策略。3.调查当地主要农作物某种病虫害的防治措施和效果，并作出评价和提出建议。二、教学重点和难点1.教学重点植物病虫害预防原理和方法。新型农药的使用。2.教学难点新型农药的概念及开发。三、教学策略1.从具体分析一个实例中领悟防治病虫害的原理和方法本节内容的学习是从1985年天津大港地区东亚飞蝗的发生及其危害谈起的。在教学中通过透彻分析一个具体的实例，让学生从中领悟防治的原理和方法，要比直接讲述更有效果。为了使学生更好地领悟防治原理和方法，可以给学生多提供一些分析的素材。素材的来源有二：一是课前让学生从报刊、杂志、网上了解有关蝗虫发生、危害的知识；二是教师也要提供一些必要的素材。例如：（1）东亚飞蝗一年可发生2~4代，交配后可产卵多次，一生平均产卵总数为300~400粒。（2）东亚飞蝗能孤雌生殖，其成虫可交配产卵或继续孤雌生殖。（3）东亚飞蝗食料植物有20多种，一生食量约60~80g，成虫期食量为蝻期的3~7倍。（4）蝻群可做短距离扩散，成虫可做长距离迁飞。（5）我国古籍记载表明，几千年来，飞蝗与干旱同年发生率（或相关性）最大。其次是前一年干旱以后，再先涝后旱，蝗蝻就会成片出现。（6）全球气候变暖，春季气温回暖早，夏季炎热，冬季又是暖冬，会使蝗卵越冬死亡率低，蝗蝻发生期普通提早。利用以上素材，引导学生分析，从中明了事理。从第（1）、（2）两条素材中，可以理解蝗虫繁殖快。从第（3）条素材中可以理解蝗灾危害严重。从第（3）、（4）两条素材中可以知道“蝻群可短距扩散”、“食量是成虫的1/3~1/7”，可以理解应尽早防治的道理。从第（5）条素材中可以理解蝗灾发生是有规律可循的。从第（6）条素材中可以知道，环境变暖使防治虫害变得更复杂了。通过以上分析，使学生意识到，蝗虫发生的严重性、复杂性、持久性。进而认识到“防重于治，早治重于晚治”的科学道理。在进行了上述教学环节后，再引入对植物病虫害的预测预报的学习，然后进入如何治虫、治病的学习，这样学习的效果就会增强。 2.一分为二看农药，在教学中渗透正确认识事物的方法“一分为二”的观点是人类认识事物的重要法则。本课学习的新型农药也不例外，就是对传统农药也应一分为二。传统农药杀虫率高，曾为农牧业带来过较大的收益，但它大多毒性强，残留期长，对环境污染严重，正是在这样的背景下，人们才研制、开发出了新型农药。新型农药具有安全、广谱、低毒、无公害、易分解的特征。但现实生产中使用的生物农药也存在着作用发挥慢的弱点，这样，对突如其来的病虫害的发生就显得力不从心。再有，生物农药的药效也往往受环境因素的影响，因而对施用、贮藏条件的要求也比较高。生物防治对保护生态平衡、节省能源、降低成本有好处，但也存在对突然发生的虫害不能及时发挥作用的缺憾。所以在尽可能充分发挥新型农药作用的同时，对于突发大面积病虫害不排斥使用传统农药，以减少不必要的损失和留下后患（子代）。也就是说，在施用农药时要兼顾新型农药、传统农药的利弊，权衡生产、生态得失，在新型农药与传统农药使用的有机结合上作好文章。这样渗透一些“一分为二”认识事物的思想方法，对学生有帮助。但国家明令禁用的农药，不得使用。3.选用教学媒体，具体生动地学习生物防治的知识学习生物防治的知识，用讲故事的方式也可以感染学生的学习情绪。但为了使学生学得真切，有条件的学校不妨加强多种教学媒体的运用。例如，从书刊中、网上，寻找赤眼蜂向害虫卵内产卵的图片或照片，展示给学生。放一段赤眼蜂生物防治的录像，使学生感受到具体、生动的生物防治过程。又如，讲利用白僵菌防治玉米螟时，可从中药房买一点僵蚕，展示给学生。问学生蚕是因什么病而死亡的。学生观察到蚕身体白色而僵硬，很容易联想到是白僵菌寄生的原因。我国南方养蚕地区的学生就更容易理解这个问题了。再如，讲“爱情陷阱”──昆虫性信息素的应用时，画一幅未交配过的雌虫关在笼子里，周围雄虫前来交尾的情景，使学生真切感到性信息素的存在，也可引发学生思考采用有关防治的方法。4.介绍国内外病虫害防治的先进策略，并引导学生树立可持续发展的意识与其说病虫害的防治是一种方法，不如说是一种人和自然关系的哲学思考。病虫害的防治只有放在保证农业、生态的可持续发展的大环境下考虑，才能越走越光明。例如，可补充介绍德国植物保护的基本策略──“病虫害综合治理”。“病虫害综合治理”有机综合了各种非化学措施，以最优化的组合，最低的成本，达到最佳的植物保护效果，同时保护生物资源，保护环境，保证农业生态的可持续性发展。在德国治理病虫，优先考虑的是植物保护的非化学防治，化学农药的使用则位于各种预防性的非化学保护措施链条后的最后一个环节。非化学防治有：（1）植物抗逆性的利用（选择抗逆性强的作物，转基因技术开辟了发展新型抗逆性植物之路）；（2）病虫害防治的阈值原理的利用（只有病虫害超过一定的阈值，才采取防治病虫害的措施。病虫害防治的阈值原理经常和农药使用的量相结合，从而可减少农药的使用）；（3）病虫害的预测预报（病虫害防治的阈值原理的利用和病虫害预测预报，是病虫害综合治理的基础措施）；（4）有益天敌的保护和利用；（5）植物保护的物理和机械措施（趋光诱集、趋化诱集、套装果菜的遮断法、温度治理法、湿度治理法）；（6）种植栽培的技术措施（合理轮作、合理施肥等）。我国一些地区，也有类似的成功经验，也应介绍。“善待自然、保护环境”已是新一代公民应具备的基本的生活理念和行为规范。四、参考答案（一）思考与探究1.1999年入夏后，我国河北、河南、山东等省发生大面积的蝗灾，在一些地区蝗虫的密度每平方米可达2000多头，甚至万余头（按国家规定每平方米500头即为高密度蝗害），每走一步都会踩死十几只蝗虫。在河北的一些草滩地区，随处可见蝗虫聚集在一起向前滚动，就像一条流动的大河。假如你正看到上述情景，你会怎么做？假如让你制订一份防止蝗害再次大面积出现的预案，你会从哪几方面去考虑？提示：发现上述情况，应迅速报告当地植保部门。 制订预案的答案具开放性，大致可以从以下几方面去考虑：（1）预测预报及时、准确；（2）储备足够的灭蝗药械；（3）虫害初现时，采取多种措施综合防治；（4）杀灭蝗虫要尽量彻底、减少残存的蝗卵；（5）减少蝗虫适宜繁殖的生境；（6）做好灾后重新种植的准备工作。2.某市饮用水源周边的松树林发现了较大面积的松毛虫卵，当地的植保人员立即在松林中放了许多赤眼蜂。一段时间后，松毛虫害得到了控制。请思考，当地的植保人员为什么会这么做？为什么施放赤眼蜂后虫害会得到控制？提示：因为该处是饮用水水源，不宜用化学农药来防治松毛虫，而且松毛虫卵尚未孵化，因此植保人员考虑采用生物防治的办法。赤眼蜂是松毛虫的天敌，它将卵产在松毛虫卵内，从而破坏松毛虫卵的孵化，因此在施放赤眼蜂后，虫害可以得到控制。3.“生物农药”能完全替代“化学农药”吗？昆虫性信息素被称为“第三代农药”。与以前的农药相比，它有何特点？提示：生物农药并不能完全替代“化学农药”，传统农药在生产实践中还在发挥着重要作用。与以前的农药相比，昆虫性信息素具有专一性强、准确性高、不杀伤天敌、不污染环境等特点。（二）旁栏思考题你知道当地或附近的农村都使用哪些农药吗？生物农药应当在什么条件下贮藏？提示：不同的生物农药，要求的存放条件不同。一般都要求在阴凉、干燥处单独存放，不要和食品、种子、饲料等混放一起，并特别注意不要让儿童接触。家里贮藏粮食的容器中，有时也会滋生害虫。对这些害虫应当采取什么防除措施？提示：防除应包括两方面：贮藏的粮食本身、贮藏的容器。粮食在贮藏前，应暴晒干燥，降低含水量。容器在装粮食之前，可以采用熏蒸、喷洒适当的化学药品等手段杀虫。贮藏期间，注意密封，保持较低的温度和湿度。暑热期间，最易滋生虫害，应注意检查、晾晒。五、参考资料1.列举几种传统农药中有副作用的农药“旧”农药（传统农药），特别是第1代农药，是以有机磷或苯为基础的高效、剧毒、长残留农药，如有机磷类的“1059”、“1605”，苯类的“六六六”等。在这些农药诞生之前，传统农业深受病虫之害，因作物病虫害造成粮食减产或绝收而引发的饥荒时有发生。当以有机磷或苯为基础的高效、剧毒、长残留农药诞生后，在全世界范围内大量使用这些农药，比较有效地控制了作物病虫害，包括地下害虫，甚至比较有效地控制了家庭虫害，如虱子、臭虫等。这些农药在世界风靡了20~30年。随着使用时间的延长，人们发现这些农药因害虫产生抗药性而效果越来越差，而且在作物，特别是在粮食、蔬菜、水果等食品及其制成品中的残留量也越来越高，影响人体健康，甚至急性中毒。此外，有些农药通过土壤、水、食物链弥散或富集，危及生态安全。因此，人们开始限制，继而禁止使用这些剧毒、长残留农药，这些农药也就退出了历史舞台。2.昆虫性信息素类物质被称为“第三代农药”，那么第一代农药是什么？第二代农药是什么？三者如何区别。第一代农药是以有机磷或苯为基础的高效、剧毒、长残留的化学农药，如有机磷类的“1059”、“1605”，苯类的“六六六”等；第二代农药是以“菊脂”类为代表的中高效、中毒和残留期较短的化学农药，如“溴氰菊脂”等；第三代农药为施用后，不会产生抗药性、专一、高效的农药，如性外激素、保幼激素等。三代农药的区别主要表现在“毒性”和“残留期”上，当然，效果也在考虑之列。一、教学目标1.说明动物疫病的类型和防治措施。2.关注动物疫病对社会生产、人体健康和经济发展的关系，确立控制动物疫病人人有责的思想。二、教学重点和难点1.教学重点动物疫病的类型和危害。动物疫病流行的三个基本环节。 对动物疫病的控制。2.教学难点如何控制动物疫病。三、教学策略1.贴近生活实际，拉近控制动物疫病与学生的距离，提高学生的社会责任感有关控制动物疫病的知识，青年学生一般了解得较少。但由于近几年来世界范围内不断发生疯牛病、口蹄疫、禽流感……经新闻媒体的传播，学生的感性认识越来越丰富了。让学生收集发生在周围的、鲜活的动物疫病的资料，能帮助学生贴近真实的生活实际，体会动物疫病就发生在我们的身边，从而提高学习防治动物疫病知识的自觉性。进而帮助学生认识到：科学地认识疫病发生传播规律、解决实际问题、服务于社会，不仅仅是科学工作者的责任，而且是每一公民应该关注的大事。特别要自觉规范在控制动物疫病中的自我行为，例如，不携带动物及肉食制品进出国门；自觉遵守疫区制订的种种防止传播的规定；积极参与和动物疫病防治有关的活动等。2.在加强控制动物疫病传播的三个环节的教学中，要引导学生学习抓主要矛盾的方法──突出抓三个环节中的控制源头课文中既有“从社会中来”栏目对疯牛病的介绍，也有对动物疫病的类型、动物疫病防治知识的介绍。为了达到教学目标──关注动物疫病的控制，必须在每个内容中，加强控制动物疫病的三个环节的教学，即控制传染源、切断传播途径、保护易感动物。例如，对于课文“从社会中来”栏目中所提到的疯牛病，要注意引导学生认识焚烧疯牛就属于控制传染源；禁止使用动物性饲料，禁止从英国进口牛肉和牛肉制品，以及从市场撤下牛肉及其制品，就属于切断传染途径；无论是焚烧，还是禁止传播，其目的都是为了保护易感动物。以实现控制动物疫病的目标。又如，在学习动物寄生虫病时，也要引导学生分析出什么是传染源──寄生有寄生虫的动物。传播途径是什么？不同的寄生虫有不同的寄生部位，依寄生部位不同，如消化道、呼吸道、泌尿系统等，分别有不同的传播途径。例如，绦虫病可通过粪便和宿主组织──“米猪肉”传播。再如，动物疫病的防治中，有“养、防、检、治”的原则。那么，分别分析这些原则在动物疫病控制中的具体作用，有助于加强控制疫病传播三个环节的教学。“养”属于保护易感动物，“防”则是切断传播途径，“检”则是控制传染源，“治”则是拯救易感动物并防止再传播。在教学中还应突出“抓源头”控制动物疫病的思想。这是不久前控制禽流感等传染病时真实社会生活的写照，也是防控措施中最行之有效的办法。四、参考答案（一）思考与探究2.检疫合格的禽畜肉才能在市场上出售，这是为什么？请你调查当地市场上出售的肉类产品是否都经过严格的检疫。如果发现问题，应及时向卫生防疫站等机构报告。提示：有些动物传染病、寄生虫病是人畜、人禽共患的，检疫不合格的畜禽肉，就有可能带有病原体或寄生虫卵（或蚴），会威胁食用者的健康。3.有些动物疫病，可以传染给人类，这是当前各国都高度关注的问题。请你查找资料，说出两三个例子来。提示：鼠疫、某些类型的流感、狂犬病、疯牛病──克雅氏症等就可以由动物传染给人类。（二）旁栏思考题你得过寄生虫病吗？想一想，人体寄生虫的病原体都是从哪里来的？怎样才能预防寄生虫病？提示：人体寄生虫的病原体可能来自其他人，也可能来自动物，甚至可能来自自身（详细答案可参考参考资料有关介绍）。预防寄生虫病，应该从控制传染源、切断传播途径和保护易感动物和人群三方面着手。五、参考资料1.动物疫病主要分为两大类：传染病和寄生虫病。它们各自的主要特征是什么？难道寄生虫病不传染吗？为什么这样划分？ 传染病是指由特定病原微生物引起的，有一定潜伏期和临床表现，并具有传染性的疾病。在临床上，不同的传染病表现千差万别，同一种传染病在不同种类动物上的表现也各不相同，甚至对同种动物的不同个体的致病作用和临床表现也有所差异。但是，传染病也具有一些共同的特征：（1）传染病是由病原微生物引起的。各种传染病都是由特定的病原体引起的，如禽流感是由流感病毒引起的。（2）传染病具有传染性和流行性。引起传染病的病原微生物，能在患病动物体内增殖而不断排出体外，它可以通过一定的途径再感染其他易感动物，从而引发具有相同症状的疾病，这种使疾病不断向周围散播传染的现象，是传染病与非传染病区别的一个最重要的特征。多数传染病发生后，没有死亡的患病动物能产生特异性的免疫力，并在一定时期内或终生不再患该病。（3）被感染动物有一定的临床表现和病理变化。大多数传染病都具有其明显的或特征性的临床症状和病理变化，而且在一定时期或地区范围内呈现群发性。（4）传染病的发生具有明显的阶段性和流行规律。个体发病动物通常具有潜伏期、前驱期、临床明显期和恢复期四个阶段，而且各种传染病在群体中流行时通常具有相对稳定的病程和特定的流行规律。在两种生物之间，一种生物以另一种生物体为居住条件，夺取其营养，并造成其不同程度危害的现象，称为“寄生”。过着这种寄生生活的动物，称为“寄生虫”。被寄生虫寄生的人和动物，成为寄生虫的“宿主”。由寄生虫所引起的疾病，称为“寄生虫病”。寄生虫侵入宿主体内后，多数要经过一段或长或短的移行，最终达到其特定的寄生部位，发育成熟。寄生虫对寄主的危害一般是贯穿于移行和寄生的全部过程中的。由于各种寄生虫的生物学特性及其寄生部位的不同，致病作用和程度也不同，其危害和影响主要有以下几个方面。（1）机械性损害。寄生虫侵入寄主机体之后，可使寄主的组织、脏器受到不同程度的损害，如创伤、发炎、出血、堵塞、挤压、萎缩、穿孔和破裂等。（2）掠夺营养物质。寄生虫在寄主体内寄生时，常常通过用口吞食或由体表吸收的方式，将宿主体内的各种营养物质变为虫体自身的营养，有的则直接吸取宿主的血液、淋巴液作为营养，从而造成宿主营养不良、消瘦、贫血和抵抗力降低等。（3）毒素的作用。寄生虫在生长发育过程中产生有毒的分泌物和代谢产物，易被寄主吸收而产生毒害，特别是对神经系统和血液循环系统的毒害作用较为严重。（4）引入病原性寄生物。寄生虫侵害寄主的同时，可能将某些病原性细菌、病毒和原生动物等带入寄主体内，使寄主遭受感染而发病。寄生虫的传播和流行，也必须具备传染源、传播途径和易感动物三方面的条件，但还要受自然因素和社会因素的影响和制约。寄生虫病的感染途径随其种类的不同，主要有以下几种方式：（1）经口感染。即寄生虫通过易感动物的采食、饮水，经口腔进入宿主体内的方式。多数寄生虫病属于这种感染。（2）经皮肤传染。寄生虫通过易感动物的皮肤，进入宿主体内。例如钩虫、血吸虫的感染。（3）接触感染。即寄生虫通过宿主之间相互直接接触，或通过用具、人员等的间接接触，在易感动物之间的传播流行。属于这种传播方式的主要是一些外寄生虫，如蜱、螨、虱等。（4）经节肢动物感染。即寄生虫通过节肢动物的叮咬、吸血，传给易感动物。这类寄生虫主要是一些血液原虫和丝虫。（5）经胎盘感染。即寄生虫通过胎盘由母体感染给胎儿。如弓形虫等寄生虫可有这种感染途径。（6）自身感染。有时，某些寄生虫产生的虫卵或幼虫不需要排出寄主体外，就可以使原寄主再次遭受感染，这种感染方式就是自身感染。例如，猪带绦虫的患者呕吐时，可以使孕卵节片或虫卵从宿主小肠逆行入胃，而使原患者再次遭受感染。 将寄生虫病和传染病分为两大类，并不是认为寄生虫病不具有传染性。主要是根据以下原因划分的：一是这两类疾病的致病原因不同；二是传统上对这两类疾病就是分开进行研究的；三是近年来对传染病和寄生虫病的研究都达到了分子水平，将二者区分开来更有利于对其进行深入的研究，进而获得更适合的防治手段。2.介绍几例历史上没有控制住的动物疫病所带来的后果。（1）口蹄疫口蹄疫，英文名footandmouthdisease，缩写为FMD。它的中医名和俗名为“蹄癀”、“鹅口疮”、“脱靴症”、“口疮”等。该病是由口蹄疫病毒引起的偶蹄动物共患的急性接触性传染病。病畜临床症状是：在口腔、蹄、鼻镜、乳房等处的上皮组织发生水泡，高热、流涎、跛行、食欲废绝，严重者蹄壳脱落、死亡。口蹄疫广泛分布于世界各地，是世界范围内造成危害和经济损失最大的动物疫病之一。口蹄疫的流行特点是：传染性强，流行快，发病率高，幼畜死亡率高达50%～100%。一旦发生，如果得不到及时控制和扑灭，会由原发的一个疫点蔓延到几个乡（村）、县、省，甚至几个国家。一群牛、猪中，只要有一头或一栏发病，全群都难幸免，一般在3～5天内全部感染发病，造成的直接、间接经济损失巨大，危害极为严重。而且，病毒在一个地区一旦扎根，几年之内不得安宁，周而复始，时时威胁人畜安全。例如，1951～1952年，欧洲口蹄疫大流行，导致奶、肉减产的直接损失为1.43亿英镑，间接损失和组织防疫等的花费，比上述数字要大得多。又如，1958年3月，一个月里，比利时就发生口蹄疫27起，原西德139起，法国523起，意大利1092起。1967年，英国爆发口蹄疫，捕杀、销毁病畜和同群畜44万头。1997年3月10日，我国台湾爆发猪口蹄疫，4月25日，统计的病猪场就达4700多个，病猪100多万头。5月2日，该病传遍全岛，无一县市幸免。台湾当局下令动员军队协助养猪户扑杀病猪及同群猪。3000多个农场扑杀了300多万头猪。扑杀行动至少支付费用30亿元（新台币，下同）。猪肉价格由原来50元/公斤下降到35~25元/公斤。10万从业人员、70万相关人员受到冲击，或生计受到影响。同年3月21日，日本、新加坡等国这一年全面停止从台湾进口偶蹄动物及其产品。台湾经济总损失至少超过136亿元。2001年，英国再次爆发口蹄疫，蔓延速度之快，传播范围之广，令人始料不及，给英国的政治和经济带来严重负面影响。据英国经济和商业研究中心的一份调查报告估计，当年爆发的口蹄疫，使英国蒙受损失至少90亿英镑。（2）鼠疫鼠疫是啮齿动物和人共患的一种急性烈性传染病，由鼠疫杆菌所致。它以发热、严重毒血症、淋巴结肿大和肺炎为特征，病死率30%~100%。该病流行于野生啮齿动物，在一定条件下通过疫鼠、疫蚤传给人，造成人的鼠疫。鼠疫远在两千多年前就有记载，历史上曾有三次世界性鼠疫大流行。第一次，发生在公元6世纪，几乎遍及全世界。第二次，发生在14世纪，当时称为“黑死病”，波及整个欧洲、亚洲和非洲北部，欧洲病死的人数达到当时人口的1/3~1/2。第三次，发生在1894年，到1900年，已流传到32个国家。自1940年后，较小范围的流行仍在世界上不断发生。（3）流感流行性感冒简称流感，是由流感病毒引起的一种具有高度传染性的疾病。该病易感宿主广泛，传播迅速，经常发生流行或大流行。临床上以起病急、病程短、全身症状明显、呼吸道症状较轻为特征。流感是世界范围内危害和经济损失最大的人畜共患病之一。从1173年发现以来，迄今在世界各国已流行数百起。有详细记载的世界大流行有3次，其中1918~1919年的第二次大流行，遍及世界各地，估计有5亿多人发病，其中，肺部继发感染者较多，死亡人数超过2000万。现在，科学研究已证明禽流感病毒的某些毒株能直接感染人，并可导致病人死亡。1997年香港和2004年韩国、越南、泰国和中国内地发生的禽流感事件，说明禽流感的防治具有重要的公共卫生学意义。一、教学目标1.识别绿色食品并描述绿色食品的生产过程。2.调查绿色食品的生产或消费情况，增强社会责任感和诚信意识。二、教学重点和难点1.教学重点绿色食品的含义。 绿色食品的生产管理与普通食品生产管理的显著区别。2.教学难点绿色食品的生产标准的资料分析。三、教学策略1.联系社会生活实际，提高学习本节的自觉性，增强学生社会责任意识是否理解发展绿色食品的意义，与学生、与寻常百姓生活、与国民的身体素质、与环境保护有密切的关系，也决定了学生学习这一节的自觉性的高低。为调动学生学习这方面知识的积极性，增强青年人对社会的责任意识，建议采用师生共同联系发生在身边的鲜活实例，展开这一节的学习。发生在我们身边的事例很多。列举事例不仅是为了提高学习绿色食品的兴趣，也是为了给学生学习绿色食品生产标准增添感性知识。所以建议师生所举事例最好互补。例如，可举发生在身边的惊动全国的大案例，也可举发生在自己生活中的小案例；既要举动植物食品加工生产方面的，也要举动植物产品生产方面的；既要举不法商贩在利益驱动下坑害百姓的实例，也要举生产商无绿色食品生产标准意识，影响人民生活、身体健康的实例……在丰富的实例中，增强学生学习本节内容的自觉性。毒韭菜进超市是发生在沈阳、河北香河等很多地区的事件。2004年“3·15”期间，辽宁消费者协会向社会发出“红色消费警示”：在抽检沈阳的20个韭菜样品中，有15个样品不合格，含有国家禁用有毒农药1605。在河北香河也发现有用禁止在叶菜类上使用的3911农药。这些残留农药会造成食用者头痛、头昏、恶心、呕吐，重则呼吸困难，血液中胆碱酶活性下降。为什么国家禁止使用，还有人要用呢？原因是图小利，而置他人身体健康于不顾。因为用国家允许使用的乐斯本农药，每公顷一年成本要高4500元（折合一亩要高300元）。现实生活中，还有在禽畜、水产品养殖中超标增添激素、施用抗生素等影响食用者身体健康的事例。传媒中有许多类似报道，教师可核实后适当选用。在师生举例较为充分的基础上，教师可把话题引入“怎样的食品才能让你放心食用？”学生一定会从以上事件中得出“无污染、优质的食品”，这样进入对“绿色食品”概念的学习，自然容易接受。在了解绿色食品的概念后，为了加深认识，不妨列举世界上其他国家里绿色食品的不同称谓。例如，在芬兰、瑞典等非英语国家称“生态食品”、“健康食品”，在美国称“有机食品”，在日本称“自然食品”，这样更有利于学生把握绿色食品的本质属性。2.学习绿色食品生产标准的过程，也是一个学习如何制定生产标准的过程让学生了解绿色食品生产标准有助于发挥人民的监督职能，并且学生中的一部分人将会成为国家的管理人才，所以在学习绿色食品的生产标准时，可采用“了解知识──提升能力”的策略。为了保障人民身体健康，也为了提高人们生存的质量，国家必须制定法规来规范约束生产者的行为。由此引出对绿色食品生产的标准的学习。教师在提出“那么，这个标准应该包括哪些方面的内容呢？”后，可引导学生讨论、分析，列出标准的几个方面。这样做，不仅是为了更好地记住其内容，也是为了培养学生制定规则的能力。制定规则从何考虑呢？可引导学生从两个方面思考：一是从社会上发生的问题着眼，来约束、来规范。二是可参考国外制定的相关规则。例如，国外称绿色食品为“生态食品”、“自然食品”，也就是说，生产食品的生态环境要优越。因为污染的环境中，土壤、空气、水中的有毒物质，必然会通过吸收、合成到达动、植物体内。由此引导学生理解产地环境质量标准中包括：空气质量、农田灌溉水质、畜禽养殖用水水质、土壤质量等方面。从社会上发生的问题着眼也是制定法规的一种办法。例如，从有毒韭菜，联想到要制定农药使用标准；从动物、水产养殖中施用抗生素，联想到要制定兽药使用标准；从动物饲养增添激素，联想到要制定饲料添加剂使用标准等。由此可见，以上内容涉及到了对环境质量、生产技术和产品等标准的制定，再提醒学生：消费者用到产品还有一个运输的环节可能受到污染。所以最后一个标准应是包装、标签、储运的标准。这样设计教学过程也有助于学习绿色食品区别于普通食品的三个显著特征。从产地环境质量标准看：得出“一是强调产品出自良好的生态环境”。从标准体系全程看：得出“二是对产品全程质量控制──从土地到餐桌”。 从最后一个环节看：得出“三是实行标志管理”。3.将抽象的生产标准体系转变为具体的感性认识，以便学生在今后的实际生活中运用学习绿色食品生产标准体系的目的是运用，是让学生们在生活实际中发挥积极作用，促进绿色食品健康发展。教科书中出现的体系是纲，到底有哪些具体标准，教师可在教学中具体化，以便让农村的学生、城市的学生理解什么样的产地环境才符合环境质量标准。如何生产才符合绿色食品生产技术标准。A级、AA级的标签对产品有何具体要求。例如，土壤质量标准，各地应参照本地情况，以不污染、安全为准。汞、砷、铅、铬和铀等必须低于一定含量。又如，农药使用标准中规定：有机汞制剂、砷制剂等禁用。高毒农药，如1605等严禁在蔬菜上使用。3911仅用于拌种。氟乙酰胺、杀虫眯、六六六、DDT和1059禁用。再如，AA级食品是最高标准。这种食品中各种化学合成药及食品添加剂均不能检出。而A级的食品，允许限量使用化学合成物质。绿色食品标志不准使用在转基因的产品上。四、参考答案（一）思考与探究1.与普通食品相比，绿色食品有什么不同特点？提示：从外观上看，二者没有明显的差别。绿色食品的特点主要表现在内在品质方面，如无污染、安全、优质、富含营养等。与普通食品相比，绿色食品具有以下三个显著特征：强调产品出自良好的生态环境，对产品实行全程质量控制，对产品依法实行标志管理。2.有些已被许可使用绿色食品标签的食品，后来又被取消了使用这一标签的资格。可能的原因是什么？提示：绿色食品标志的使用权不是终身制，一般一次有效许可使用期限为3年。使用绿色食品标签的食品，其生产过程、产品也要定期接受检验。如果不符合绿色食品生产标准，就应取消使用绿色食品标签的权利。3.以水稻或小麦的生产为例，谈谈绿色食品的生产和普通食品的生产对环境有哪些不同的要求？提示：以下是与绿色食品水稻生产有关的部分产地环境质量要求，表中显示的数据表明，绿色食品水稻生产对环境的要求明显高于普通水稻。绿色食品产地环境质量要求绿色食品生产基地应选择在无污染和生态条件良好的地区。基地选点应远离工矿区和公路铁路干线，避开工业和城市污染源的影响，同时绿色食品生产基地应具有可持续的生产能力。空气环境质量要求绿色食品产地空气中，各项污染物含量不应超过下表所列的指标要求。空气中各项污染物的指标要求（标准状态） 项目 指标     日平均 1h平均 总悬浮颗粒物 ≤0.30mg/m3 -- 二氧化硫 ≤0.15mg/m3 ≤0.50mg/m3 氮氧化物 ≤0.10mg/m3 ≤0.15mg/m3 氟化物 ≤7μg/m3 ≤20μg/m3 注： 1.日平均指任何一日的平均指标 2.1h平均指任何一小时的平均指标农田灌溉水质要求绿色食品产地农田灌溉水中，各项污染物含量不应超过下表所列的指标要求。农田灌溉水中各项污染物的指标要求项目指标 pH 5.5～8.5 总汞 ≤0.001mg/L 总镉 ≤0.005mg/L 总砷 ≤0.05mg/L 总铅 ≤0.1mg/L 六价铬 ≤0.1mg/L  氟化物 ≤2.0mg/L 粪大肠菌群 ≤10000个/L 注：灌溉菜园用的地表水需测粪大肠菌群，其他情况不测粪大肠菌群。土壤环境质量要求本标准将土壤按耕作方式的不同分为旱田和水田两大类，每类又根据土壤pH的高低分为三种情况，即pH<6.5；pH=6.5～7.5；pH>7.5。绿色食品产地（各种不同土壤中）的各项污染物含量不应超过下表所列的限值。土壤中各项污染物的指标要求项目水田标准pH值 <6.5 6.5～7.5 >7.5镉 ≤0.30mg/kg 0.30mg/kg 0.40mg/kg汞 ≤0.30mg/kg 0.40mg/kg 0.40mg/kg砷 ≤20mg/kg 20mg/kg 15mg/kg铅 ≤50mg/kg 50mg/kg 50mg/kg铬 ≤120mg/kg 120mg/kg 120mg/kg铜 ≤50mg/kg 60mg/kg 60mg/kg（二）从社会中来1.你能区分不同的绿色食品标签的含义吗？提示：绿色食品标签有两种，对应A级和AA级两大类绿色食品。2.什么样的食品才能贴上绿色食品标签？提示：符合“绿色食品产地环境质量标准”、“绿色食品生产技术标准”、“绿色食品包装标签标准和贮藏、运输标准”以及绿色食品其他相关标准，并按照法定程序取得“绿色食品”证书的食品，才能使用绿色食品的标签。3.绿色食品是怎样生产出来的？提示：在有绿色食品生产基地的地区，学生可根据自己了解的情况回答；没有绿色食品生产基地的地区，学生可根据从网上、书刊等媒体收集的资料回答。注意：每位学生可以只回答其中的一点或两点，最后由全班同学共同完成这个问题。4.绿色食品比普通食品价格高吗？生产绿色食品的经济效益怎样？提示：绿色食品的价格一般要比普通食品的价格高一些。由于绿色食品可以借助“绿色食品”的品牌优势，因而经济效益较好。但是，开发绿色食品的投入要高一些，产量却比普通食品有所降低，因而也有一定的风险。随着绿色食品越来越被大众接受和认可，生产绿色食品的经济效益会越来越好。（三）资料分析1.从绿色食品的标准体系图看，绿色食品的标准包括从生产到包装、储运等多个环节，如果某种食品仅仅某一个环节不符合标准，还能否算绿色食品？答：只要有一个环节不符合绿色食品标准，就不能算是绿色食品。2.绿色食品在外观上与非绿色食品有没有显著的区别？消费者信赖绿色食品品质的前提是什么？绿色食品生产者希望自己的利益能得到保护，这和上一个问题有什么相关性？提示：绿色食品除了在包装上贴有绿色食品标签外，食品本身在外观上与非绿色食品没有显著区别。消费者信赖绿色食品品质的前提，是相信允许使用绿色食品标签的食品，都符合绿色食品标准。如果假绿色食品泛滥，将影响消费者相信真正的绿色食品的品质。要保护绿色食品生产者的利益，就要保证市场上出售的绿色食品都是真正的绿色食品，让消费者相信绿色食品的品质。因此，这个问题和前一个问题是相互关联的。五、参考资料1.绿色食品的产品标准中，加工产品标准的生物学要求是什么？绿色食品包装标签、储运标准中“标志设计使用范围”是什么？“标签标准GB7718—94”是指什么？（1）加工产品标准的生物学要求：是指产品的微生物学方面的要求，即某些需要具有微生物学特征的产品，如需要含有活性酵母、乳酸菌等的产品，相应微生物数量必须保持；而微生物污染指标如大肠杆菌的指标，却应相当于或严于国家标准的规定。 （2）标志设计使用范围：可以查阅相关规定。根据最基本的原则，只有按照法定程序取得“绿色食品”证书的食品才能使用绿色食品的标签。例如，取得“绿色食品”A级的食品不能使用AA级的标签。又如，取得绿色食品苹果的证书和标签，不能在梨上使用。（3）“标签标准GB7718—94”：是指《食品标签通用标准》，其中，GB是“国家标准”几个字的代用字母；7718—94是该标准在国家标准规范中的编号。在这一标准中，规定了绿色食品标签的样式、符号、符号意义、标签使用原则、范围和申请方法等。2.绿色食品在外观上与非绿色食品有没有显著区别？绿色食品与非绿色食品除了在包装上贴有绿色食品标签外，食品本身在外观上没有显著区别。也就是说，除了绿色食品的标签外，无法从外观上区分绿色食品和非绿色食品，但二者在质量上有显著的差异。因此，有些不法生产者和商人，在非绿色食品的包装上私印或私贴“绿色食品”标签，欺骗消费者，图谋不法利益。如果对某贴有绿色食品标签的食品有怀疑，可以到农业部绿色食品网或相关网站或机构查询，了解该食品的生产厂家及其所在地是否已经获得绿色食品证书。按照国家有关规定，取得绿色食品证书的生产地及其企业都会向社会公开，以方便消费者查询。3.关于绿色食品生产标准体系的补充说明绿色食品产地的生态环境质量标准规定了产地的空气质量标准、农田灌溉水质标准、渔业水质标准、畜禽养殖用水标准和土壤环境质量标准的各项指标，以及浓度限值、监测和评价方法；提出了绿色食品产地土壤肥力分级和土壤质量综合评价方法。绿色食品生产技术标准包括绿色食品生产资料使用准则和绿色食品生产技术操作规程两部分。前者原则性规定了绿色食品生产过程中的物质投入，包括生产绿色食品的农药、肥料等的使用准则，允许、限制和禁止使用的生产资料及其使用方法和使用剂量等。后者以上述准则为依据，按作物种类和不同农业区域的生产特性，分别制定了绿色食品生产技术的技术规定，包括农产品种植和食品加工等技术操作规程。绿色食品产品标准包括质量和卫生标准两部分。质量标准规定了食品的外观品质、营养品质等，卫生标准包括农药残留、有害重金属污染和有害微生物污染等指标。绿色食品包装标签标准规定了进行绿色食品产品包装时，应遵循的原则和包装材料选用的范围、种类，包装上的标识内容等。绿色食品产品标签，除要求符合国家《食品标签通用标准》外，还要求符合《中国绿色食品商标标志设计使用规范手册》的规定。绿色食品的储藏、运输标准对绿色食品储运的条件、方法和时间等作出了规定，以保证绿色食品在储运过程中不遭受污染、不改变品质，并有利于环境保护和能源节约。绿色食品其他相关标准包括“绿色食品生产资料”认定标准、“绿色食品生产基地”认定标准等。这些标准是促进绿色食品质量控制管理的辅助标准。相关标准内容较多，教师可以访问以下网址进一步了解。http://www.cngreenfood.com/renzhengzhongxin/zhongxin_detail.asp?id=451&sort=绿色食品认证http://www.cngreenfood.com/renzhengzhongxin/zhongxin_detail.asp?id=14&sort=绿色食品认证http://www.greenfood.com.cn/news/news_detail.asp?id=118http://www.greenfood.com.cn/news/news_detail.asp?id=74绿色食品根据产品等级的不同，有不同的标准要求。我国目前将绿色食品分为A级和AA级两大类。AA级绿色食品等同于国外的有机食品，是目前我国食品的最高级标准。一、教学目标1.描述各种具体的设施农业，说明各种设施农业的优点、局限性。2.形成关心现代农业发展的情感。二、教学重点和难点1.教学重点设施栽培、设施养殖的实例。说明各种设施农业的优点、局限性。2.教学难点智能农业三、教学策略 1.注重设施农业与常规农业的比较、各种设施农业之间的比较，在比较中渗透科学发展观。设施农业与常规农业的比较表 名称设施优点局限性常规农业大田  对于大面积生产粮食、经济类作物有优越性，设施较少，总产量大，是人民生活的主要来源 受自然环境因素（旱、涝、季节交替、土地状况）影响大；土地闲置时间长 设施农业阳畦 挡风秸秆 塑料薄膜 提高温度，延长生长期 需要一定的投资塑料大棚 钢管（或其他材料）、塑料膜 提高温度、湿度，也能增加CO2浓度；比阳畦生长期进一步延长 投资大； 病虫害易发生； 果实类蔬菜自然传粉较困难； 仅限于花卉、蔬菜、果木等的种植日光温室 钢制骨架 用玻璃采光 长久耐用； 多用人工配制“营养”、“营养液”，减少土壤污染； 有助于克服土地短缺； 提高了对日光、水分、CO2的有效利用现代化温室 在日光温室基础上增加排灌、施肥、光控、温控、湿控、植保等系统 实现自动化、智能化管理，用“营养土”“营养液”； 无土壤污染； 全天候、周年生产设施养殖 变放养、圈养为舍养，增加保温、光照、食料供给、环境净化等设施 工厂化、规范化、自动化管理； 集约化的生产，极大提高了生产效率 投资大；疫病易大规模发生；污水、粪便等处理量大以上是理解各种设施农业优点及局限性的学习方法之一，所列内容不一定全面。教师可设计更好的办法，帮助学生理解各种设施农业的优点及不足。设施农业是全面建设小康社会的重要一环。如何发展设施农业不仅是一个技术问题，而且涉及资源、环境、经济、社会发展等领域。设施农业的发展要因地制宜，要考虑经济基础，要考虑废弃物对环境的影响。因此，比较各种设施农业的优点和局限性，可引导学生用科学的发展观来对待相关技术的运用，从而引导学生在将来的工作中，认同设施农业的发展要坚持以人为本，要保持设施农业与常规农业的协调发展，要思考如何实现可持续发展，要做到从全局利益出发，统筹兼顾等理念。我国幅员辽阔，地形、地貌、气候万千，教师要鼓励学生寻求和开发更多创新型设施农业，造福人类，造福当地百姓。2.强化设施农业中的问题意识，激发学生创新精神学习设施农业的知识，不能局限于学习其中有哪些设施。设施农业的兴起是人类改变“靠天吃饭”局面，解决生产、生活中问题所做出的一系列创新活动。从设施农业所走过的道路看，它是一个从简单到系统化、从田园型到工厂化、从手工劳动到智能化的过程。那么设施农业要再发展，就要靠有创新精神的下一代。因此，在设施农业的学习中强化问题意识，有助于激发学生的创新精神。例如，设施农业一般建在城市的郊区。水是很珍贵的，城市周围的水又容易受到污染。为了生产出绿色食品，向学生提出问题：“如何为现代化温室提供洁净水源？”（提示：用玻璃屋顶收集雨水，采用滴灌、减少用水量等措施）。又如，现代化温室由于环境封闭，没有风和昆虫，不利于作物传粉，靠人工授粉既费时又费力。“如何解决这一问题呢？”让学生思考、讨论。学生经讨论可得出放养蜜蜂能解决这一问题的结论。此时老师可举上海张江农业高新科技示范区的现代化温室的具体问题，激发学生的创新精神。这套现代化温室是从荷兰进口的，但由于存在植物传粉问题，所以必须从荷兰进口他们培养的蜜蜂。为什么不用国内的蜜蜂呢？因为温室有开启玻璃房的天窗（通风换气、调节温度），国内蜜蜂会由此处飞走。所以，必须买荷兰特有的蜜蜂，因这种蜜蜂没有飞走的习性。但荷兰为了保护自己的知识产权，只卖给工蜂，我们买来的蜜蜂无法繁殖。至此，让学生讨论怎么办，以激发学生的创新精神，并立志培养具有我国自主知识产权的温室蜜蜂。 再如，集约化的畜禽生产设施会产生大量污水、粪便，若不处理，会滋生细菌、污染环境。向学生提出如何运用物质循环的原理，为现代化畜禽生产设施设计净化处理和生产沼气的方案。这样做，不仅可以提高学生运用所学知识服务社会的能力，也增强了学生的环保意识和可持续发展意识。四、参考答案（一）思考与探究设施农业具有很多优点，但同时也具有投资大、科技含量高的特点。你认为在决定上马某一设施农业之前，除了要了解有关技术之外，还应该做哪些准备工作？提示：应了解产品的市场情况、当地的能源供应情况等，对成本、收益等进行全面的评估。（二）旁栏思考题从生态系统的组成、生态系统稳定性等角度分析，设施栽培应该注意的主要问题有哪些？提示：相对封闭的设施栽培，如同一个小型的人工生态系统。从生态系统的组成包括非生物的物质和能量，以及生产者、消费者、分解者这个角度去考虑，应注意：该小型人工生态系统应有充足的物质和能量供应；尽量减少不必要的消费者。从生态系统的稳定性这个角度去考虑，应注意该小型人工生态系统内部不同种类生物之间的相互关系及其比例。（三）讨论讨论1设施栽培的作物生长条件和自然条件有一定差异。请你结合已学过的有关植物生长所需条件的知识，和其他同学讨论：除了温度以外，还有哪些因素是进行设施栽培需要考虑的？提示：除了温度以外，还要考虑水、肥的供应，以及光照，湿度，植物病虫害的防治等。讨论21.设施栽培需要哪些设施？这是否意味着比常规栽培需要更多的经济投入？提示：设施栽培需要的设施有：温室、苗床、排灌系统、温度控制系统、湿度控制系统、光照控制系统、施肥系统和植物保护系统。设施栽培比常规栽培需要的经济投入更多。2.为什么说设施栽培能够有较高的产出？目前设施栽培的植物主要是花卉和蔬菜，而不是小麦、玉米、水稻等粮食作物，这是为什么？提示：设施栽培可以人工控制条件，从而加快作物的生长，提高作物的产量；设施栽培还可以人工控制作物的发育进度，使作物按照人们的意愿去“产出”。由于设施栽培高投入的特点，人们一般选择单位面积经济效益高的作物进行栽培，通过“改变”生产季节，调节作物的上市时间（或提前，或延缓），以获得较高的经济回报，因此，人们一般进行设施栽培的是花卉、蔬菜、果树等，而不是小麦、玉米。3.进行设施栽培时，作物品种的选择十分重要，应当选择具有什么特点的品种？提示：详见参考资料。讨论31.仅仅是生物学和农业科学的发展，就能实现智能农业吗？答：不能。智能化农业的实现，除了需要生物科学和农业的发展外，还需要遥感遥测技术、全球定位系统技术、地理信息系统技术、计算机网络技术、农业专家系统等信息技术，以及土壤快速分析、自动灌溉、自动施药、自动耕作、自动收获、自动采后处理和自动贮藏等智能化农机技术。2.列出智能农业与传统农业的区别，如生产方式、对农民的要求、对工业基础的要求等。提示：传统农业智能农业 经济投入 较少 高 产出 一般 高 生产方式 人力、畜力为主，辅以简单机械 机械化、智能化为主 对农民的要求 较低 要求高 对工业基础的要求 低 要求高 五、参考资料1.应该如何选择设施栽培的品种？一般原则是根据栽培作物的种类和栽培的目的来选择品种。由于设施栽培主要是为了调节作物的上市时间（或提前，或延缓）以获得较高的经济回报，因此，根据预期上市时间选择生育期相适应的品种，是首先要考虑的因素。其次，是考虑品种的抗病虫害的能力。由于设施栽培是在较封闭的人工环境中进行，而且常常高温高湿，又缺乏害虫的自然天敌，容易发生病虫害，特别是病害。再者，多数设施栽培是“加温栽培”，如用温室等（极少降温栽培），选择生育期短的品种能减少在温室的时间，从而降低生产成本。对于设施果树而言，情况更复杂一些。由于果树一般有较长的“休眠期”，需要一定时间的一定低温（在园艺学上用“需冷量”表示）才能正常开花结果。如何使其尽快度过休眠期，是需要考虑的问题。因此，一般人们选用休眠期较短的品种，即低需冷量的品种。2.智能农业目前在我国的发展情况如何？尽管我国的智能农业与西方发达国家相比仍然有很大的差距，但已经起步，并且进步很快。在智能农业的信息技术方面，“食物安全和农业信息集成技术及其产业化工程”已列为中国21世纪16亿人口食物安全的关键技术，“农业信息化”成为未来10年中国农业科技十大方向之一，“信息技术在农业上的应用”成为国家鼓励企业投入的重点领域。农业部已启动了“金农工程”，科技部已把“智能化农业信息技术应用示范工程及网络建设”列入863计划，在北京、吉林、黑龙江、安徽、云南等地示范，已取得显著成效。我国已建成了中国农网（http://www.aweb.com.cn）、中国种子信息网（http://www.seedchina.com.cn）、中国农业科技信息网（http://www.caas.net.cn）、中国圣金信网（http://www.topseeds.com）、中国农软信息网（http:www.agrisoft.net.cn）等多个具有影响力的农业网站，并在信息交流方面发挥了较大的作用。在智能农业的专家系统方面，目前全国已经初步建立了以主要粮食作物为主的专家系统，并且已经在北京、云南等地投入应用。据报道，小麦、玉米生产采用智能决策后，平均单产提高10%～30%，节约成本5%～15%，生产效益提高30%以上。在智能农业的设施方面，还未起步，目前我国仅有极少数的研究设施。总之，我国智能农业的软件部分已经起步，但硬件部分仍然有待探索，对具有相应素质的农业生产者的培养更待加强。3.设施农业的优越性很多，能说说它的弱点吗？设施农业的弱点是：设施的投资大，运行成本较高，特别是在能源短缺的地区还难以实施；设施农业对生产者的技术水平和管理水平要求较高，对产品的定位和对市场信息了解的要求较高；在目前的管理水平下，设施食品（蔬菜、水果）的农药污染问题较重（设施栽培条件下容易发生病虫害），品质仍然有待提高。另外，设施农业设施内的土壤更容易盐渍化等。社会广角第一次绿色革命1）20世纪70年代的“绿色革命”指的是什么？20世纪初以来，特别是40年代末，由于化肥在农业上的大量施用，生产水平不断提高，但小麦、水稻等作物的高秆品种倒伏越来越严重，成为限制农作物高产稳定的主要因素。 作物的抗倒性与茎秆的坚韧程度及根系发育的好坏有密切关系，而种植矮秆品种是防止倒伏最有效的措施。所以，当时这些作物品种的矮化问题亟待解决。各国育种工作者都致力于这项工作。20世纪初，意大利科研人员用日本赤小麦为矮源，与当地品种杂交，育成半矮秆小麦品种“矮粒多”等；日本岩手农场以“达磨”为矮源，于1953年育成综合性状较好的“农林10号”，为达磨基因源在世界范围内的应用提供了一个较好的基因载体。之后，美国科研人员利用农林10号育成了著名小麦品种“格恩斯”；国际玉米小麦改良中心小麦研究部主任勃劳格利用农林10号等为矮源，育成了“索诺拉64”等一大批矮秆小麦品种，在墨西哥、印度、巴基斯坦等地推广，使小麦单产大幅度提高。此后，勃劳格又育成了能够适应多种气候、日照、地形及其他生长条件的小麦新品种。因为改良中心设在墨西哥，所以人们也称之为墨西哥小麦。1967年后，阿根廷、孟加拉、巴西、智利、埃及、危地马拉、伊拉克、意大利、西班牙、突尼斯等许多国家，相继引入了墨西哥小麦及其栽培技术，使小麦大幅度增产。当时人们将墨西哥小麦的育成、传播和普遍获得高产这种现象称为“绿色革命”，勃劳格也被誉为“绿色革命之父”，并于1970年荣获诺贝尔和平奖。与此同时，国际水稻研究所用印度尼西亚的高秆水稻品种和原产中国的矮秆地方品种“低脚乌尖”杂交，于1962年育成了号称“奇迹稻”的“IR8”，进而以IR8为矮源，育成了一批矮秆、高产、抗病的国际水稻系列品种，在东南亚广为种植。这方面的成功也一并称为“绿色革命”。“绿色革命”实质上是对不适应生产发展的高秆品种种植状况的一次根本性变革，它对各国的矮化育种工作起到了促进作用。2）绿色革命的社会反响20世纪60年代，多种矮秆高产小麦和水稻品种的栽培和培育成功，标志着传统植物育种理论和各种农业措施在作物改良中的应用达到了顶点，并对农业生产产生了深远的影响。在1966~1968年，将高产半矮生的墨西哥小麦品种引入印度之前，印度每年的小麦总产量约为1.139×107t。到大范围采用高产品种之后的1981年，小麦年产量增加到3.650×107t。这15年间的增长足以为1.84亿的新增人口每人每天提供375g的小麦。阿根廷、孟加拉、中国、巴基斯坦和土耳其等国小麦产量的增长也令人瞩目。1982～1991年10年间，中国农业产量每年增长8%，成为世界上最大的粮食生产国。由于这项令人瞩目的成就，1983～1990年期间，任中华人民共和国农业部部长的何康，1986年在美国马里兰大学帕克学院被授予名誉博士学位，1993年被授予“粮食奖”。从1965～1980年，发展中国家小麦和稻米的产量大约增加了75%，各国的情况略有不同。1950年~1984年，墨西哥的小麦产量增加了400%，同期印度尼西亚的稻米产量翻了一番。种子质量的提高和农业技术的改良，使苏丹、加纳、坦桑尼亚、赞比亚等国的玉米、高粱和谷子产量提高了大约300%～400%。在亚洲国家，人们使用“绿色革命”这个词，来描述稻米和小麦产量的增长2~3倍对社会、经济以及营养等多方面产生的巨大影响。绿色革命在为人称道的同时也被人批评。新品种比传统作物需要更多的化肥和灌溉，它们对水和肥变化的反应也更敏感。因此，不良的气候、大量的能源消耗和全球性的经济不景气，显著减缓了绿色革命前进的步伐。批评者认为，以密集型农业、大农场和高质量耕地为重点的绿色革命，不仅损害了环境，而且没有为应当受益的贫穷农民带来多少利益。第二次绿色革命──杂交水稻的成功第一次“绿色革命”使水稻品种矮秆化，大大地提高了水稻的单产和总产。此后近20年，水稻的单产几乎没有明显的提高。如何继续提高水稻等粮食作物的产量，以满足日益增长的人口对粮食的需求，是摆在世界各国政府和科学家面前的重要任务。以袁隆平为首的中国科学家，根据遗传学杂种优势的原理，于1973年成功地培育成世界上第一代杂交水稻。杂交稻的大面积推广，使水稻每公顷产量在矮秆的基础上平均提高了20%，从而突破了自第一次“绿色革命”后，粮食单产停滞不前的难关。世人称杂交水稻的成功为“第二次绿色革命”，袁隆平因此被誉称为“杂交水稻之父”。出入境动植物的检疫检疫（quarantine）源自意大利语quarantina，意为40天。它起源于14世纪，当时意大利威尼斯为防止那时欧洲流行的鼠疫（黑死病）、霍乱和疟疾等危险性疾病的传入，令抵达其口岸的外国船只上的人员隔离滞留在船上40天，经口岸当局观察和检查，如未发现疾病，才允许其离船登陆。其理由是，如果患有某种传染病，一般在40天之内就可能表现出来。这种原始的隔离措施，在当时对防止鼠疫等传染病的传播起过很大的作用。人们从这一做法中得到启示，“检疫”两字的内涵和应用也就逐渐扩大。随着科学技术的不断发展，不少国家陆续采用了这种规定，将原本是针对人而采取的卫生检疫手段，用于兽医预防动物危险性传染病的传播，称为“动物检疫（animalquarantine）”，从而“40天”也就逐渐成了“检疫”的代名词了。以后又对进入口岸的植物及植物制品进行检疫，以防止植物病虫害及外来有害物种的侵入。现以动物检疫为例作简要说明。动物检疫的任务和作用，在于对活体动物及动物产品进行检疫，检出患病动物或带菌（毒）动物，以及带菌（毒）动物产品，并依照法定兽医卫生措施，进行无害化处理，以防止动物疫病和人畜共患病的传入和传出，从而保障动物及其产品的正常贸易，促进国民经济的发展。 根据《中华人民共和国进出境动植物检疫法》的规定，引进动物（如马、牛、羊、猪、禽类、犬、猫）及其胚胎、精液等动物遗传物质时，必须按规定履行进境检疫手续。检疫工作完毕后，出入境检验检疫机关对检疫合格的动物、动物遗传物质出具《动物检疫证书》和《检疫放行通知单》，准许入境。对检出患传染病、寄生虫病的动物，需实施检疫处理。检出《中华人民共和国进境动物一、二类传染病、寄生虫病名录》中一类疫病的，全群动物或动物遗传物质禁止入境，作退回或销毁处理；检出二类疫病的阳性动物禁止入境，作退回或销毁处理，同群的其他动物放行，并进行隔离观察；阳性的动物遗传物质禁止入境，作退回或销毁处理。检疫中发现有检疫名录以外的传染病、寄生虫病，但国务院农业行政主管部门另有规定的，按规定作退回或销毁处理。目标的确定自1985年疯牛病在欧洲爆发以来，口蹄疫、禽流感等各种动物疫病已经给世界经济造成重大损失，给人类的健康和社会的稳定带来极大的威胁，因此，本节“动物疫病的控制”是目前社会上广泛关注的话题。作为一位当代公民，了解动物疫病的定义、类型和传播途径，认识动物疫病的严重危害，认清动物疫病爆发时相关人员所承担的责任和义务，是非常有必要的。本节的重点是学习防治动物疫病的措施，培养学生的社会责任感。本节的教学内容与社会联系非常紧密，因此，结合社会生活学习防治动物疫病的措施，模拟如何在动物疫病爆发时采取措施是相当重要的，也是培养学生分析和处理问题能力的较好途径。教学设计思路教学实施程序教学内容教师的组织和引导学生活动教学意图从社会中来以2004年发生在我国和世界其他国家的禽流感和1985年发生在欧洲的疯牛病为例，指出动物疫病已经严重影响人们的生活质量和身体健康，我们必须了解和关注。教师展示下列资料：①录像展示疯牛病、口蹄疫、禽流感等动物疫病的片段。②展示各种动物疫病的图片及资料。提出问题：（1）你对动物疫病有何看法？（2）请举例说出当地比较严重的动物疫病及其危害。学生观看、思考。学生讨论回答。引导学生注意社会、生活和课堂学习的联系。 从视觉上和事例上给学生以感受，以激发其学习的兴趣。引起学生关注身边的动物疫病，感受动物疫病的危害。动物疫病的类型引言：根据以上的资料和讨论，我们知道，动物疫病的传播是全球性的，如果不严加控制，势必造成重大的经济损失，给人们的生活和身体健康造成巨大的影响，因此，我们必须了解和关注动物疫病。请阅读教材内容，并思考下列问题：（1）什么是动物疫病？动物疫病是指如不及时治疗和控制就会造成流行和爆发的某些动物的疾病。（2）动物疫病可以分为哪些类型？动物疫病可分为传染病和寄生虫病。（3）动物疫病会造成哪些严重的危害？教师引导学生从以下4个方面进行讨论（可举出具体的事例或数据）：①对动物本身造成什么危害？②对人和其他动物造成什么危害？③对社会经济发展会造成怎样的损失？④对社会稳定有什么影响？（4）动物传染病流行的基本环节是什么？流行的基本环节有三个：传染源、传播途径和易感动物。阅读教材，获取信息。讨论、回答。 阅读教材，了解动物传染病和动物寄生虫病。讨论。  回顾初中所学过的传染病流行的三个环节，并进行类比和回答。培养学生直接从教材中获取信息的能力。  培养分析问题的能力。从社会中获取信息，真正认识到动物疫病的危害。动物疫病的防治引言：了解动物疫病的严重危害，学习动物疫病的种类和动物传染病流行的基本环节，是为了更好地防治动物疫病，避免给人类造成更大的危害。教师提问：请思考，有哪些防治动物疫病的措施？（提醒学生可以根据从新闻媒体上获取的信息，以及控制传染病流行的三个基本环节入手回答）引导学生阅读资料分析“动物疫病的防治措施”并回答讨论中的两个问题。从资料分析中教师引导学生认识到：动物疫病的防治仅仅做到在疫病已经发生时再进行防治是远远不够的，关键是要建立起防治动物疫病的机制，包括未发病时所采取的机制（检疫机制、养殖和管理机制）。这些机制都应建立在法律的基础上。当动物疫病爆发时，采取有效的防治措施是非常有必要的，这些措施与当地的政府官员和其他人都有关系，并涉及到一些人的经济利益，如何处理好职责、义务和不同人利益之间的关系，是成功防治动物疫病的重要前提，下面的情景角色扮演活动给了我们一些重要的启示。学生讨论回答。根据已学过的控制传染病的基本知识，结合社会上已经采取的措施，总结出防治动物疫病的措施。培养学生将已学知识与社会经验结合的能力。引入“到社会中去”的教学。到社教师组织学生进行情景角色扮演活动，在活动之前提出问题和建议，并给学生一定的讨论时间。 会中去（1）从你扮演的角色出发，你应该采取什么措施？这些措施的目的是什么？会给自己的生活和经济利益带来怎样的影响？（2）认真倾听别人的意见，可以提出你的反对或补充意见。（3）全班应在讨论的基础上达成防治突发的动物疫病的共同措施。教师最后介绍我国2004年2～3月爆发禽流感后所采取的各种措施，并进行总结。学生分别扮演养鸡场场主、邻近养鸡场场主、当地的普通百姓、购进活鸡从事食品生产的商人和地方官员在爆发动物疫病时所采取的态度、行为和措施。让学生亲身感受到动物疫病的防治与我们每个人的努力有关，必须在大家全力参与下，并协调好不同人利益的基础上，才能有效地防治动物疫病，从而培养学生做一个有社会责任心的现代公民。用现实中的事例进一步加深学生防治动物疫病的印象。工业是国民经济的命脉，生物科学技术在现代工业生产中占据着重要的地位。生物技术产业与传统工业相比，一般为低能耗、高效益、少污染，而且能生产出许多传统工业无法生产的产品，如新型的酶制剂、基因工程药物和生物技术疫苗等。本章选取在工业中广泛应用、科技含量高，与人类的生活和健康紧密相联的“微生物发酵及其应用”，“酶在工业生产中的应用”、“生物技术药物和疫苗”等内容，有助于帮助学生了解生物科学与工业生产之间的关系，有助于激发学生学习生物科学技术的兴趣。本章教材分析一、教学目的要求知识方面1.说出微生物发酵的基本过程。2.举例说出微生物发酵与食品生产的关系。3.举例说明酶在工业生产中的应用。4.举例说明生物工程技术药物和疫苗的生产原理。能力方面1.参与发酵食品的调查活动，学习调查的基本方法。2.通过学习酶在生产实践中的应用，尝试收集和分析某种相关酶的专利文献资料。3.通过尝试分析生物制药企业的股票价格走势等活动，关注某种生物技术药物的生产和市场前景。情感态度与价值观方面1.关注生物技术产业对国民经济发展的重要作用。 2.认同微生物发酵工程、酶工程、生物工程技术药物和疫苗等生物技术产业在人类的生活、生产和健康等方面的重要作用。二、教学内容的结构和特点（一）教学内容的特点本章是按生物科学与工业的内容标准组织和编撰教材内容的。生物科学在工业上的应用非常广泛，本章选取与学生的学习、生活和健康联系较为密切的几个方面：微生物发酵与食品生产（吃）、酶在工业生产中的应用（用）和生物技术药物与疫苗（健康），来展示生物技术在工业生产中有着广泛的应用，从而让学生认同生物科学，特别是生物技术在工业生产中的重大作用，其日益丰富的产品，造福于人类生活的方方面面。生物技术尽管在工业上的应用非常广泛，但其技术原理、操作与学生的生活和学习相距较远，而且部分技术原理相对较深。为了更好地激发学生学习的兴趣，让他们理解生物技术在工业上的重要应用，达到课程标准所要求的目标，本章在教材内容的选取和组织上注意了以下各点：1.避繁就简，突出主干生物技术在工业生产中的应用这部分知识，因为与学生的生活相距甚远，内容又相对艰深，如果原理讲得太深，技术讲得太细，就容易使学生失去学习的兴趣，从而达不到课程标准的要求。因此，强调基本原理的学习和实例应用的介绍，对教学内容避繁就简，突出主干，试图做到脉络清晰，就成为编者所要体现的首要特点。例如，发酵生产过程探秘，既要讲到微生物的营养、代谢、生长和培养，还要讲到微生物发酵过程中的温度、pH和氧气等各种理化因子的控制。如果平铺直叙，面面俱到，就很容易使学生埋头于具体、琐碎的知识，不容易获得完整、系统的概念，与提高学生的科学素养的目标不相符。因此，教材采用的是流程图的方法，削枝强干、去粗取精、简明扼要，使整个发酵过程一目了然。这种处理方式可减轻学生的学习负担，又有助于理解发酵的整体过程。又如，酶在工业中的应用，教材列举了酶在食品加工工业中的应用、酶在轻工业和化工工业上的应用和酶在医药工业上的应用三个方面，但这三方面内容均属于了解水平，为了突出主干，方便学生学习，教材选择了用资料卡处理的方式，让学生阅读和自学，既克服了学生的畏难情绪，又展示了酶在工业生产中的广泛应用和重要作用。2.注重从生活经验出发，以激发学生学习的兴趣避免从理论到理论，从学生的生活经验出发，激发学生的学习兴趣，引导学生探究和学习。本章教材从多方面体现了这一思想。例如，要求学生列出昨天一天的食谱，分析哪些食品是直接由微生物发酵生产的？哪些食品中添加了经发酵生产的食品添加剂？从而从生活经验中引出发酵与食品生产的关系。这种处理方式较好地拉近了学习内容与学生的距离，容易激发学生的学习兴趣。又如，在介绍生物技术药物与疫苗时，教材首先是从媒体广为报道的非典型性肺炎入手，介绍SARS病毒和疫苗的研制现状，以此引出生物技术疫苗对预防人类严重传染病，保护人类健康的重大意义。同时，这些曾经亲历过的事情，易引发学生的热烈讨论，并激发其学习的兴趣，从而为教学的进行，开个好头。高中生物选修2教师教学用书第3章生物科学与工业3.注重设置问题情景，引导学生思考和探究提起工业，人们往往联想到噪声、烟尘和水质的污染等。而酶在工业生产中的应用，使生产面貌发生了巨大的变化。酶用于工业生产，减少了能耗和污染，提高了产出。酶的应用是随着解决生产中的实际问题和科学技术的不断发展而逐步展开的。在教材中介绍酶的家族与酶制剂的生产时，也是遵循这种历史发展顺序，从酶到酶制剂，再到固定化酶，一步一步引导学生思考和探究。同样，在介绍生物技术疫苗时，也基本采取了同样的方法。4.适当与经济活动相联系，让学生学有所用利用所学的知识，模拟参与社会经济活动，对学生将来参与经济活动和生产实践活动是相当有帮助的。本章第2节和第3节“到社会中去”的栏目，教材特意安排了两个参与经济生活的模拟活动，一个是蛋白水解酶制品的专利文献检索、分析和研究，另一个是关注和分析生物制药企业的股票价格走势。这两个活动超越了生物技术本身的范畴，让学生关注相关的经济活动，密切和社会生活的联系，学有所用。 （二）教学内容的结构本章共分三节，分别为：微生物发酵及其应用、酶在工业生产中的应用和生物技术药物与疫苗。从表面看，这三节都是生物技术在不同方面的应用，是平行关系。而实际上，它们之间除了具有平行关系以外，第1节微生物发酵及其应用，也是第2节和第3节的基础，因为工业生产中应用的酶一般是通过微生物发酵来生产的。例如，生产果汁用的果胶酶和纤维素酶，等等。对人类健康影响越来越大的生物技术药物和疫苗的生产，也有很大一部分离不开微生物发酵。例如，糖尿病患者依赖的胰岛素制剂，就是通过微生物发酵生产的。另外，在制取生物技术药物与疫苗的过程中，也离不开酶的作用。例如，在青霉素酰化酶的作用下制备的青霉素，具有疗效高、过敏反应低，使用更方便的特点。下图体现了本章三节之间的相互关系。在教学中教师要注意这三节的相互关系，尽量让学生有一个比较整体的系统的认识，避免孤立地看待每一节，防止留给学生的只是一些生物技术在工业上应用的彼此孤立的实例。本章内容的结构可用下图表示。三、与学生经验的联系与学生生活经验的联系 在生活中，每个人都离不开发酵食品，每个人都注射过疫苗，还有医院给病人注射的葡萄糖、使用的青霉素，等等，很多都是利用生物技术生产的产品。人们经常饮用的果汁，身上穿的棉衣，使用的纸张，也可能与生物技术有关。这些生活中的事例都是学生每天正在经历着的。教材中的栏目──现实中的问题，一方面说明了现实中的某些问题是可以通过生物技术来解决的，另一方面也拉近了生物技术与学生生活的距离。教师在教学中应充分利用学生的生活经验。例如，学习发酵食品时，应该让学生列举生活中常见的发酵食品，并积极鼓励学生参与调查市场上的发酵食品的活动；在了解疫苗的作用时，也应让学生回顾曾经注射过的疫苗；等等。与学生学习经验的联系在初中阶段学生已经学习过利用微生物发酵制作甜酒、泡菜和酸奶，知道疫苗对人类健康的重要作用；高中必修课中也学习过酶的催化作用，因而能够更好地理解酶在工业生产中的重要作用。在学习生物技术药物时，可以联系必修模块中有关基因工程、细胞工程，以及血糖的调节等内容。四、与其他章节的联系 本章第1节微生物发酵与第1章第1节的抗生素史话具有密切联系，并可互为补充。第2节中的酶在医药工业上的应用中的生产实例1：半合成青霉素的生产，是青霉素生产的延续和发展。酶在造纸业中的应用关系到环境保护的内容，因而涉及到第四章生物科学与环境的问题。一、教学目标1.说出微生物发酵生产的基本过程。2.举例说出微生物发酵与食品生产的关系。3.参与有关微生物发酵的调查活动。4.通过发酵工程发展的历史，体验科学、技术、社会三者间的紧密联系和互动。二、教学重点和难点1.教学重点发酵工程史话。发酵的生产过程。2.教学难点发酵的生产过程。三、教学策略微生物发酵及其应用，学生在初中阶段已有初步了解，高中阶段再学习时，是在此基础上的扩展和提高，故教师在进行本节的教学时，应注意初、高中学习的衔接。有关教学策略提示如下。1.从社会中来──从生活中有关发酵食品的问题引入，目的是让学生回顾已有经验发酵食品在我们日常生活中比比皆是，学生在初中时也学过这部分内容，可以问学生哪些食品是由微生物发酵生产的？它们相应的发酵类型怎样？由此引入新课，这样便可使学生在温故而知新的气氛中学习。2.发酵工程史话的教学，重在对学生进行科学、技术、社会相互关系的教育教材中发酵工程史话这部分内容，是按照时间的顺序，以图文并茂的形式，向学生展开了一幅幅有关发酵工程研究和发展的历史画卷。为此，教师可带领学生阅读教材，并逐一向学生讲解，在讲解的过程中，一定要结合教材的相应内容，对学生进行诸如发酵技术是从生活、生产实践中产生的，并且人们在生产发酵产品时需要科学研究的指导和技术的改进，生物技术产业的核心是技术，科学技术是一个不断发展造福社会的过程等，以实现相应的教学目标。3.以味精的生产为例，探秘发酵生产过程关于发酵生产过程，教材在编写时，为避繁就简、突出主干，采用流程图的方式，呈现了利用好氧微生物发酵的生产过程。但教材的编写方式并不完全等于教学方式，如果也按流程图给学生讲解，会因过于抽象而直接影响到学生学习的积极性。为此，教师可用味精（因我国是味精生产大国，也可用其他例子）为例，把味精生产的每一个环节套上流程图中所对应的环节，帮学生来解读发酵生产过程。这样就较具体，好理解。4.采用讨论的方法，进行发酵与食品生产的教学教材中的两个讨论题，由于是直接从学生的生活经验出发而设计的，学生有兴趣参加讨论，因此在发酵与食品生产的教学环节中，可先让学生进行讨论，再用讨论的结果进行这部分内容的教学。5.到社会中去──关注社会，参与有关微生物发酵的调查活动本节课的最后，务必要布置教材中的有关微生物发酵的调查活动，为学生构建一个学以致用的平台，同时唤起学生关注社会的意识。为减轻学生的负担，可不必要求每个学生都参与，可以让有兴趣的学生去做好调查，只要全班有几份好的调查报告拿来和大家一起交流，也可实现相应的教学目标。四、答案与提示（一）思考与探究1.发酵工业经历了哪几个阶段？每个阶段有什么特点？提示：发酵工业的发展可分为四个阶段：原始发展阶段、传统发酵工业阶段、现代发酵工业阶段和生物技术产业阶段。每个阶段的特点参见教科书，也可要求学生通过网络查询等方式获得较详细的资料（参看本节参考资料）。 2.请举一例说出在发酵生产的过程中，可以控制哪些条件以影响微生物的生长和繁殖。提示：在发酵生产过程中，控制温度、pH、溶解氧等条件，可以影响微生物的生长和繁殖。例如，黑曲霉在pH为2～3的环境中发酵蔗糖，产物以柠檬酸为主，产草酸量极少；当pH接近中性时，则大量产生草酸，柠檬酸产量很低。更详细的回答，可参考本节参考资料内容。3.在馒头的生产过程中，如果面团放置时间过长，做出的馒头有酸味，请分析可能的原因是什么？提示：大规模生产的馒头是采用活性干酵母为发酵菌种。首先是将活性干酵母与适当的水混合，制成菌悬浮液，再与面粉混合形成面团，放置一定时间使酵母增殖发酵，然后制成小面团蒸制成馒头。利用活性干酵母进行面团发酵的优点是：因加入的面包酵母在面团中占有菌种优势，其他微生物占有很少的比例，可以保证发酵的质量。如果发酵面团放置时间过长，被其他微生物，如乳酸菌污染，或其他产酸菌污染，面团就会变酸，使蒸制的馒头有酸味。家庭发面蒸制馒头采用的是自然发酵，在和面时没有加入菌种，而是利用在面粉和水中存在的微生物进行发酵。在面团中能够自然生长繁殖的微生物很多，因此，自然面团发酵是混合菌发酵。在这些微生物中就有产酸微生物，面团发酵会产生酸，因此需要加入碱进行中和，再蒸制成馒头。如果发酵面团留下一些，作为下一次发酵的“面引子”，经过多次的这样接种式发酵，面团中的微生物会因生长优势而逐渐“纯化”，杂菌逐渐减少，使面团中的微生物主要成为乳酸菌。因为乳酸菌发酵产酸，因此，如果放置时间过长再蒸，就可能带酸味。（二）正文中“讨论”1.哪些食品是直接由微生物发酵生产的？提示：面包，馒头，酸奶，酒，酱油，醋，酱，泡菜，酸菜，腐乳，醪糟，奶酪等，是直接由微生物发酵产生的。2.哪些食品中添加了经发酵生产的食品添加剂？提示：喜蛋、糖果、饼干、果冻等添加了红曲色素，以调节色泽；果汁、饼干、面包、点心、方便面等添加了黄原胶，起悬浮、稳定、增稠、改善口感、防止粘牙、延长储存期等作用；各类罐头，包括蔬菜、水果、蘑菇、鱼类、肉类、蛋类罐头，香肠，包装奶等添加了乳链杆菌肽，以保鲜、防腐，降低杀菌强度，保存营养和改善口感等；各种果汁、啤酒和饮料中均需使用柠檬酸或乳酸作为酸味剂调节口味、口感；饭店、食堂和家庭制作的菜肴中常加味精或肌苷，以增加鲜味。可以说市场上出售的各类食品均加有各种食品添加剂，其中约70%～80%的食品添加剂是用发酵法，或发酵产生的酶，加工生产的。（三）旁栏思考题抗生素、氨基酸、酶制剂等产品为什么能通过微生物发酵来生产？这与微生物的生长和代谢特点有什么关系？提示：自然界中的微生物能够从它生存的环境中吸取营养物和能量，进行物质的合成与代谢，进行繁衍，这一切生命活动几乎都是由酶催化的生物反应完成的。因此，在微生物细胞中存在能够催化各种反应的酶。我们可以从中筛选出能够产生某种酶较多的微生物，利用该微生物的代谢活动，获得某种产品。自然界中存在的某些微生物因适应不同的环境，或因自身生存的需要而具备产生某种物质的能力，如某些微生物因争夺生存环境或营养物，会产生抗生素将其他种类的微生物杀死；微生物为将环境中的蛋白质、纤维素、淀粉等大分子变成可吸收的营养物，会产生蛋白酶、纤维素酶和淀粉酶，将其水解成可吸收的小分子的多肽或氨基酸、葡萄糖；另外，微生物从环境中能够得到的营养物的种类必定有限，不能够满足需要，因此，微生物细胞会通过合成或分解代谢生产它必需的一些物质，包括氨基酸、核苷酸等等。这一切都是为满足微生物生存和繁殖的需要，人们就可以利用微生物的这种生产能力，生产各种有用的产品，如抗生素、氨基酸、酶等。（四）到社会中去1.调查食品店中或超市中有哪些发酵食品，列举出五种并说明其原料、使用的菌种、发酵的类型（需氧或厌氧发酵）及发酵前后的营养成分有哪些变化？ 提示：酒类：包括果酒、啤酒、白酒及其他酒均是利用酿酒酵母，在厌氧条件下进行发酵，将葡萄糖转化为酒精生产的。白酒经过蒸馏，因此酒的主要成分是水和酒精，以及一些加热后易挥发物质，如各种酯类、其他醇类和少量低碳醛酮类化合物。果酒和啤酒是非蒸馏酒，发酵时酵母将果汁中或发酵液中的葡萄糖，转化为酒精，而其他营养成分会部分被酵母利用，产生一些代谢产物，如氨基酸、维生素等，也会进入发酵的酒液中。因此，果酒和啤酒营养价值较高。醋：食品店或超市出售的醋中，除了白醋是由化学合成的食品级醋酸勾兑的外，其他的则是由醋酸菌在好氧条件下发酵，将固体发酵产生的酒精转化为醋酸生产的。由于使用的微生物菌种或曲种的差异，在葡萄糖发酵过程中会产生乳酸或其他有机酸，因而使醋有不同的风味。酱油：酱油生产以大豆为主要原料，其他有麦麸、小麦、玉米等，将上述原料经粉碎制成固体培养基，在好氧条件下，利用产生蛋白酶的霉菌，如黑曲霉进行发酵。微生物在生长过程中会产生大量的蛋白酶，将培养基中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，然后淋洗、调制成酱油产品。酱油富含氨基酸和肽，具有特殊香味。酱：以大豆和少量面粉为原料，蒸煮后在空气中自然发酵。发酵过程主要是能够产生蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的霉菌，将大豆中的蛋白质、脂肪、淀粉分解，产生出氨基酸、多肽、甘油、脂肪酸等多种物质。这些物质使酱具有独特的酱香味。酸奶：牛奶在厌氧条件下，由乳酸菌发酵，将乳糖分解，并进一步发酵产生乳酸和其他有机酸，以及一些芳香物质和维生素等；同时蛋白质也部分水解。因此，酸奶是营养丰富、易消化，少含乳糖，是适合于有乳糖不适应症者的优良食品。醪糟：又称酒酿，是大米经蒸煮后，接种根霉，在好氧条件下，发酵生产的含低浓度酒精和不同糖分的食品。根霉在生长时会产生大量的淀粉酶，将大米中的淀粉水解成葡萄糖，同时利用部分葡萄糖发酵产生酒精。由于使用的根霉菌种不同，可以生产不同酒精度、不同甜度和不同香味的醪糟。面包：现在的面包均是利用活性干酵母（面包酵母）经活化后，与面粉混合发酵，再加入各种添加剂，经烤制生产的。面粉发酵后淀粉结构发生改变，变得易于消化、营养易于吸收。馒头：以前做馒头的面粉是经自然发酵后蒸制的，如果连续使用面肥发酵，经几代发酵，微生物会因生长优势而单一化。发酵的菌种一般多为乳酸菌。因为发酵产酸，在蒸制前要用碱中和酸，制得的馒头才松软适口、带有特殊香味。现在，大批量生产是采用干酵母发酵，所以不产酸，不需要再用碱中和即可蒸制。泡菜和腐乳：请参看《生物技术实践》的专题2的课题1和2。酸菜：与泡菜类似。2.当地是否有从事发酵生产的企业？如果有，请进行以下调查活动。（1）找当地的政府管理部门咨询，了解这些企业的年产值是多少？占当地（市/县）国民生产总值的比例是多少？这些企业提供了多少就业岗位？（2）你的亲戚、朋友之中，是否有正在从事食品发酵工业生产的？如果有，找他们咨询以下问题：本行业目前的产品主要供应哪些市场？经济效益如何？本行业目前遇到的主要困难是什么？这是否对发酵技术提出更高的要求？提示：与发酵有关的企业包括：制药业：抗生素、氨基酸、维生素的生产厂家；食品业：醋、酱油、酱、酒等的生产厂家；轻工业：柠檬酸、乳酸、味精、肌苷酸、干酵母、色素、黄原胶、甘油等的生产厂家；化工业：酒精、丙酮、丁醇、衣康酸、丙烯酰胺和聚丙烯酰胺等的生产厂家；饲料业：饲料添加剂的生产厂家；农药业：农用抗生素、微生物肥料、微生物农药等的生产厂家。五、参考资料1.利用微生物发酵可以生产哪些产品？利用微生物发酵生产的产品包括：酒类，如果酒（葡萄酒等）、米酒、白酒等；有机溶剂，如乙醇、丙酮、丁醇、甘油； 有机酸，如醋酸、乳酸、葡萄糖酸、柠檬酸、酒石酸、衣康酸、长链二元酸（以十三到十八碳的直链烷烃为原料的发酵产品）；氨基酸，如谷氨酸（单谷氨酸钠又称味精）、赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、精氨酸、丝氨酸、丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸等；核苷酸及其类似物，如鸟嘌呤核苷酸（5’-GMP）、肌苷酸（5’-IMP）、腺嘌呤核苷酸（5’-AMP）、黄嘌呤核苷酸（5’-XMP）等；抗生素，包括疾病治疗的药用抗生素，农业和畜牧业用于防病抗病的抗生素，如青霉素、头孢霉素、链霉素、四环素、土霉素、红霉素、稻瘟素、井岗霉素、春日霉素等等；多糖，如黄原胶、普鲁兰等；酶，如碱性蛋白酶（洗涤剂）、中性蛋白酶（洗涤剂等）、脂肪酶（洗涤剂）、α-淀粉酶（淀粉水解）、葡萄糖淀粉酶（葡萄糖生产）、葡萄糖异构酶（高果糖糖浆生产）、纤维素酶（纤维素水解、纺织品加工）、果胶酶（食品、水果加工等）、凝乳酶（奶酪制造）、青霉素酰化酶（青霉素母核生产）、天冬氨酸酶（L天冬氨酸制造）、延胡索酸酶（L苹果酸制造）、葡萄糖氧化酶（检验葡萄糖）、乳酸脱氢酶（临床检验）、链激酶（治疗血栓）等等，目前世界上有100多种酶用微生物发酵生产，应用于不同领域。2.如何选育菌种？为了获得适合大规模工业生产所需的优良生产菌种，一般首先是从自然界分离筛选具有产生目标产物能力的菌种，但这样获得的菌种的生产能力往往较低，生理生化特性不一定能满足生产要求，还需要进行大量的诱变选育，进一步提高其生产能力，改善性能；也可以对现有的生产菌种进行改造，即经诱变育种，选育出符合实际生产需要的菌株。自然界中微生物资源异常丰富，土壤、水、空气、腐败的动植物残骸，都是微生物的主要集居和生长繁衍的场所。其种类之多，至今仍然是一个难于估测的未知数。以其集居环境（包括特殊和极端环境）、营养类型、生存方式、生理类型、代谢途径、合成能力等比较，均居生物界之冠。因此，微生物资源的开发和应用是当今世界瞩目的重大课题。菌种的分离，不仅是把混杂的各类微生物有效地分开，得到纯种，更重要的是依着生产实际的要求，有的放矢、快速、准确地将能产生所需产物，或具有某种生化反应性能的菌种，从大量的微生物中挑选出来。有时是设计一种在分离阶段便能识别所需菌种的方法，更多的是利用特定的方法分离，获得所需菌种后，再进行识别。为了使获得的菌种能满足工业生产的需要，须考虑各种性能指标。因此，菌种分离和筛选的方法和策略就十分重要。一般的菌种分离纯化和筛选步骤可分为采样、增殖与分离、发酵与性能测定等几个步骤。步骤和方法如下图所示：3.发酵培养基如何配制？首先需了解微生物需要的营养物质。（1）微生物需要的营养物质营养物质应满足微生物的生长、繁殖和完成各种生理活动的需要。它们的作用可概括为形成结构（参与细胞组成）、提供能量和调节作用（构成酶的活性和物质运输系统）。微生物的营养物质有六大类要素，即水、碳源、氮源、无机盐、生长因子和能源。①水水是微生物的重要组成部分，在代谢中占有重要地位。水在细胞中有两种存在形式：结合水和游离水。结合水与溶质或其他分子结合在一起，很难加以利用。游离水（或称为非结合水）则可以被微生物利用。②碳源 碳在细胞的干物质中约占50%，所以微生物对碳的需求最大。凡是作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的营养物质，称为碳源。作为微生物营养的碳源物质种类很多，从简单的无机物（CO2、碳酸盐）到复杂的有机含碳化合物（糖、糖的衍生物、脂类、醇类、有机酸、芳香化合物及各种含碳化合物等）。但不同微生物利用碳源的能力不同，假单孢菌属可利用90种以上的碳源，甲烷氧化菌仅利用两种有机物：甲烷和甲醇，某些纤维素分解菌只能利用纤维素。大多数微生物是异养型，以有机化合物为碳源。能够利用的碳源种类很多，其中糖类是最好的碳源。异养微生物将碳源在体内经一系列复杂的化学反应，最终用于构成细胞物质，或为机体提供生理活动所需的能量。所以，碳源往往也是能源物质。自养菌以CO2、碳酸盐为唯一或主要的碳源。CO2是被彻底氧化的物质，其转化成细胞成分是一个还原过程。因此，这类微生物同时需要从光或其他无机物氧化获得能量。这类微生物的碳源和能源分别属于不同物质。③氮源凡是构成微生物细胞的物质或代谢产物中氮元素来源的营养物质，称为氮源。细胞干物质中氮的含量仅次于碳和氧。氮是组成核酸和蛋白质的重要元素，氮对微生物的生长发育有着重要作用。从分子态的N2到复杂的含氮化合物都能够被不同微生物所利用，而不同类型的微生物能够利用的氮源差异较大。固氮微生物能利用分子态N2合成自己需要的氨基酸和蛋白质，也能利用无机氮和有机氮化物，但在这种情况下，它们便失去了固氮能力。此外，有些光合细菌、蓝藻和真菌也有固氮作用。许多腐生细菌和动植物的病原菌不能固氮，一般利用铵盐或其他含氮盐作氮源。硝酸盐必须先还原为NH+4后，才能用于生物合成。以无机氮化物为唯一氮源的微生物都能利用铵盐，但它们并不都能利用硝酸盐。有机氮源有蛋白胨、牛肉膏、酵母膏、玉米浆等，工业上能够用黄豆饼粉、花生饼粉和鱼粉等作为氮源。有机氮源中的氮往往是蛋白质或其降解产物。氮源一般只提供合成细胞质和细胞中其他结构的原料，不作为能源。只有少数细菌，如硝化细菌利用铵盐、硝酸盐作氮源和能源。④无机盐无机盐也是微生物生长所不可缺少的营养物质。其主要功能是：①构成细胞的组成成分；②作为酶的组成成分；③维持酶的活性；④调节细胞的渗透压、氢离子浓度和氧化还原电位；⑤作为某些自氧菌的能源。磷、硫、钾、钠、钙、镁等盐参与细胞结构组成，并与能量转移、细胞透性调节功能有关。微生物对它们的需求量较大（10-4～10-3mol/L），称为“宏量元素”。没有它们，微生物就无法生长。铁、锰、铜、钴、锌、钼等盐一般是酶的辅因子，需求量不大（10-8～10-6mol/L），所以，称为“微量元素”。不同微生物对以上各种元素的需求量各不相同。铁元素介于宏量和微量元素之间。在配制培养基时，可通过添加有关化学试剂来补充宏量元素，其中首选是K2HPO4和MgSO4，它们可提供需要量很大的元素：K、P、S和Mg。微量元素在一些化学试剂、天然水和天然培养基组分中都以杂质等状态存在，在玻璃器皿等实验用品上也有少量存在，所以，不必另行加入。⑤生长因子一些异养型微生物在一般碳源、氮源和无机盐的培养基中培养不能生长或生长较差。当在培养基中加入某些组织（或细胞）提取液时，这些微生物就生长良好，说明这些组织或细胞中含有这些微生物生长所必须的营养因子，这些因子称为生长因子。生长因子可定义为：某些微生物本身不能从普通的碳源、氮源合成，需要额外少量加入才能满足需要的有机物质，包括氨基酸、维生素、嘌呤、嘧啶及其衍生物，有时也包括一些脂肪酸及其他膜成分。各种微生物所需的生长因子不同，有的需要多种，有的仅需要一种，有的则不需要。一种微生物所需的生长因子也会随培养条件的变化而变化，如在培养基中是否有前体物质、通气条件、pH和温度等条件，都会影响微生物对生长因子的需求。 从自然界直接分离的任何微生物，在其发生营养缺陷突变前的菌株，均称为该微生物的野生型。绝大多数野生型菌株只需简单的碳源和氮源等就能生长，不需要添加生长因子；经人工诱变后，常会丧失合成某种营养物质的能力，在这些菌株生长的培养基中，必须添加某种氨基酸、嘌呤、嘧啶或维生素等生长因子。⑥能源能源是指为微生物的生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。微生物的能源谱如下：化能异养型微生物的能源即碳源；化能自养型微生物的能源都是还原态的无机物，如NH4+、NO2-、S、H2S、H2、Fe2+等，它们分别属于硝化细菌、亚硝酸细菌、硫化细菌、硫细菌、氢细菌和铁细菌等。一种营养物常有一种以上营养要素的功能，即除单功能营养物外，还有双功能，甚至三功能营养物。辐射能是单功能；还原态无机养分常是双功能的（NH4+既是硝化细菌的能源，又是它的氮源）甚至是三功能的（能源、氮源和碳源）；有机物常有双功能或三功能作用。（2）配制培养基必须遵循的原则微生物的培养基通常指人工配制的适合微生物生长繁殖，或积累代谢产物的营养基质。广义上说，凡是支持微生物生长繁殖的介质或材料，均可作为微生物的培养基。一个适当的培养基配方，对发酵产品的产量和质量有着极大的影响。针对不同微生物，不同的营养要求，可以有不同的培养基。但它们的配制必须遵循一定原则。①营养物质应满足微生物的需要。不同营养类型的微生物对营养的需求差异很大，应根据菌种对各营养要素的不同要求进行配制。②营养物的浓度及配比应恰当。营养物浓度太低，不能满足微生物生长的需要；浓度太高，又会抑制微生物生长。糖和盐浓度高有抑菌作用。碳氮比（C∶N，以还原糖含量与粗蛋白含量的比值表示）：一般培养基为C∶N=100∶0.5～2。在设计培养基配比时，还应考虑避免培养基中各成分之间的相互作用，如蛋白胨、酵母膏中含有磷酸盐时，会与培养基中钙或镁离子在加热时发生沉淀作用；在高温下，还原糖也会与蛋白质或氨基酸相互作用而产生褐色物质。③物理、化学条件适宜。pH：各种微生物均有其生长繁殖的最适pH，细菌为7.0～8.0，放线菌为7.5～8.5，酵母为3.8～6.0，霉菌为4.0～5.8。对于具体的微生物菌种，都有各自的特定的最适pH范围，有时会大大突破上述界限。在微生物生长繁殖过程中，会产生能够引起培养基的pH改变的代谢产物，尤其是不少微生物有很强的产酸能力，如不适当地加以调节，就会抑制甚至于杀死其自身。在设计培养基时，要考虑培养基的pH调节能力。一般应加入缓冲液或CaCO3，使培养基的pH稳定。其他：培养基的其他理化指标，如水活度、渗透压也会影响微生物的培养。在配制培养基时，通常不必测定这些指标，因为培养基中各种成分及其浓度等指标的优化，已间接地确定了培养基的水活度和渗透压。此外，各种微生物培养基的氧化还原电位等也有不同的要求。④培养目的：培养基的成分直接影响培养目标。在设计培养基时，必须考虑是要培养菌体，还是要积累菌体代谢产物；是实验室培养，还是大规模发酵等问题。用于培养菌体的种子培养基营养成分应丰富，氮源含量宜高，即碳氮比值应低；相反，用于大量积累代谢产物的发酵培养基，氮源应比种子培养基稍低；当然，若目的产物是含氮化合物时，有时还应该提高培养基的氮源含量。在设计培养基时，还应该特别考虑到代谢产物是初级代谢产物，还是次级代谢产物。如果是次级代谢产物，还要考虑是否需加入特殊元素（如维生素B12中Co）或特殊的前体物质（如生产青霉素G时，应加入苯乙酸）。在设计培养基，尤其是大规模发酵生产用的培养基时，还应该重视培养基组分的来源和价格，应该优先选择来源广、价格低廉的培养基。（3）几种培养基的配制原则 ①种子培养基：适用于微生物菌体生长的培养基，目的是为下一步发酵提供数量较多，强壮而整齐的种子细胞。一般要求氮源、维生素丰富，原料要精。②发酵培养基：用于生产预定发酵产物的培养基，一般的发酵产物以碳源为主要元素。发酵培养基中的碳源含量往往高于种子培养基。如果产物的含氮量高，应增加氮源。在大规模生产时，原料应该价廉易得，还应有利于下游的分离提取工作。③繁殖和保藏培养基：主要用于菌种保藏，大部分是斜面培养基。对营养缺陷型或结构类似物抗性菌株或抗生素抗性菌株来说，可适当加入特定的对应成分，提供压力。④基本培养基：又称最低限度培养基，指能够满足某菌种的野生型菌株最低营养要求的合成培养基。不同微生物的基本培养基很不相同，有的极为简单（大肠杆菌），有的极为复杂（乳酸菌、酵母或梭菌），需加生长因子和特殊营养。⑤加富培养基：是在普通培养基中加入血、血清、动（植）物组织液或其他营养物（如生长因子）的一类营养丰富的培养基。主要用于某种或某类营养要求苛刻的异氧型微生物，或者用来选择性培养（分离、富集）某种微生物。具有助长某种微生物的生长，抑制其他微生物生长的功能。广义上讲，保藏和鉴别培养基也属于加富培养基。⑥选择性培养基：根据某种或某类微生物的特殊营养要求，或对某些物理、化学条件的抗性而设计的培养基。目的是利用这种培养基把某种或某类微生物从混杂的微生物群体中分离出来。一是根据某些微生物对碳源、氮源的需求而设计，二是根据某些微生物的物理和化学抗性而设计。如嗜酸、嗜碱、嗜盐、抗性微生物富集等。4.味精是怎样生产出来的？味精发酵生产工艺流程如下图：我国工业生产味精使用的菌种主要是经过诱变育种得到的营养缺陷型的北京谷氨酸棒状杆菌，它不能直接利用淀粉或活糊精，需预先将它们水解成葡萄糖，或使用糖蜜等作为碳源。生物素是谷氨酸生产菌必需的生长因子。培养基中必须提供生物素，否则菌体难以生长。但是过多的生物素对谷氨酸的合成和分泌又带来不利影响。培养基中的氮源含量较高，一般可以使用硫酸铵、氨水、尿素和液氨为氮源。但是，由于谷氨酸产生菌的生长和合成时期pH需要维持在7.0到7.2，而且培养基中的铵离子浓度又不宜太高，因此多采用连续流加的方法。由于产谷氨酸的菌种能够将尿素分解而提供铵离子，因此目前国内多采用批式流加尿素的方法。发酵罐的培养基装量比为0.7，接种量为0.5%～1%，发酵的前期温度为33～35℃，中后期为36～38℃，通气比为1∶0.11～0.13(V/V)，发酵12h后开始流加尿素。维持发酵液pH在7.0以上，pH下降后再次流加尿素，需要流加3～5次。 发酵结束后用盐酸将发酵液pH调到4.0～4.5，初结晶，2h后再将pH调到3.0～3.2，降温结晶，虹吸除去上层菌体，下层经离心处理的粗谷氨酸，收率可达到80%。然后精制，将粗谷氨酸溶于适量水，用活性炭脱色，加入碳酸钠，中和成盐，再进一步精制得到谷氨酸成品。5.啤酒是怎样生产出来的？啤酒生产的工艺过程如下：大麦加水后于13～15℃浸渍40～80h，放到发芽床上堆放24h，进行发芽。之后摊开，调节温度，维持15～25℃，发芽周期为10天以上，生成α和β-淀粉酶，使麦芽淀粉水解溶解，同时生成蛋白酶、核糖核酸酶、磷酸酯酶、β-葡聚糖酶等，使麦芽汁具有酵母发酵所需的养分。含氮高的麦芽不宜制作啤酒麦芽，一般含氮低于1.5%～1.8%的麦芽才可使用。制成的绿麦芽含水约45%，需在干燥塔内通热风烘干，在45～48℃下使水分降到10%，然后升温到100℃或更高使水分降到5%，经摩擦除去幼根，干燥后的绿麦芽失去酶活性30%～60%，并不再生成酶。麦芽内的氨基酸或类似化合物与糖类反应生成麦芽特有的色、香、味。麦芽经辊筒轧碎，加天然或经处理的富含钙和镁盐的热水2～4份，进行糖化，糖化温度须严格控制，上面啤酒用浸出法，糖化温度为63～68℃；下面啤酒用煮出法，醪液温度达到45℃，取出一部分在糊化锅煮沸后返回糖化锅与主醪混合，这一步须反复进行至麦芽温度达到70～75℃为止。糖化醪料的50%由不发芽的谷物，如大米、玉米、面粉、大麦粒或大麦粉、大麦片组成，有时在与主醪混合前需糊化。这些不发芽辅料可改进最终产品的质量，如啤酒的泡沫稳定性和在储藏期间保持澄清、不走味。糖化后在转化锅或过滤槽中使麦芽汁与废糟分离。麦芽汁含碳水化合物约10%，含氮量约为0.08%，氮在发酵过程和提高啤酒最终质量上都有重要意义。滤清的麦芽汁加酒花煮沸2.5h以上，酒花用量因啤酒而异，每100L用200～700g，酒花含有芳香树脂，赋予啤酒苦味和啤酒香味。用过的酒花通过过滤分离除去。经灭菌冷却，去除冷凝固物的糖化混合醪液移入敞口或密闭的发酵容器，接种酵母，上面啤酒采用啤酒酵母接种，这种酵母倾向于浮于表面。发酵温度为15～20℃，需1～6天（根据工艺而定）。发酵衰退后放出新啤酒，从液面刮去酵母，或用离心机回收。下面啤酒用卡尔斯伯酵母接种，这种酵母倾向于下沉液底。发酵温度6～8℃，需10～12天，在0℃下陈酿数星期至几个月，因此，也称为陈酿啤酒。虽然麦芽特有的香与味大部分在煮沸时挥发了，但麦芽的各种成分会影响发酵副产品的生成，产生微妙的啤酒风味。啤酒包装分桶装和瓶装，瓶装啤酒需经冷冻、过滤、二氧化碳饱和，装瓶后需再经巴氏法灭菌。 6.发酵工业的大致历程是怎样的？发酵工业大致经历了以下几个时期。（1）原始发展时期：人类有意无意地利用微生物已经有几千年的历史，在长期的生产实践中，积累了丰富经验。最初可能是人类发现储存水果会自然发酵变酒，而逐渐形成酿酒技术。相传，在埃及和中亚两河流域，在公元前40世纪至公元前30世纪已开始酿酒。我国利用微生物进行谷物酒类发酵，至少是在四千年前的龙山文化时期，因为考古发现，这时已经有了酒器。在夏禹时期已有了关于仪侠酿旨酒，夏少康（即杜康）造秫酒的记载。随着社会的发展，又出现制酱和酱油、醋、泡菜、奶酒、干酪技术和面团发酵。这个时期，发酵技术原始，顶多是家庭小制作，技术是以师徒传承方式进行，技术进步缓慢，完全是经验式的。在几千年的文明史中，人们只知道这样做可以得到所需的东西，并不知道其中的原理。（2）传统发酵时期：1680年荷兰人列文虎克制成显微镜，人们才知道在我们这个世界上还存在被忽略了的微生物。1867年法国生物学家巴斯德通过实验证明了酒精发酵是由活的酵母引起的，而其他不同的发酵产物则是由不同微生物产生。1897年德国的毕希纳进一步发现，即使将酵母磨碎，仍然能使糖发酵形成酒精，他将这种具有发酵能力的物质称为酶。从而人们才开始了解发酵现象的本质。从19世纪末到20世纪30年代，随着人们对微生物世界认识的不断深入和发展，利用微生物生产的新产品不断出现，例如，酒精、乳酸、面包酵母、丙酮、丁醇、柠檬酸、淀粉酶和蛋白酶等。这些产品的生产使用的微生物大部分是厌氧或兼性厌氧菌，有的采用与酒类生产相似的固体培养基发酵，有的采用液体厌氧发酵，产品都是化学结构比原料更简单的产物。采用开放式的发酵方式，生产过程较为简单，对生产设备要求不高，规模一般不大，因此被称为传统发酵工业。（3）现代发酵工业时期：1928年，弗莱明发现青霉素能杀菌，1929年6月，他将自己的发现写成论文发表。由于青霉素具有抑制细菌的能力，对动物无害，弗莱明建议用这种青霉菌培养液作局部外敷，来治疗溃疡一类的皮肤感染。但是，因为青霉素在培养物中的含量太少，没有办法大量制备供给使用。还由于当时人们正热衷于研究磺胺药物，把希望寄托在正在风靡的磺胺药物上。更重要的是：1932年，克鲁德布科（Clutterbuck）和1935年瑞德（Reid）根据弗莱明的发现，对青霉菌的培养物也进行了研究，并提取了青霉素，他们发现在水溶液里青霉素性质不稳定，认为不适合用作抗感染性疾病的药物，也不值得深入地进行化学与生物学的研究。因此，人们就这样把青霉素放弃了。人类20世纪的上半叶多灾多难，战争频发，疾病流行，因为无药救治造成大量死亡。1939年第二次世界大战爆发，大量伤员因为感染无法控制而在痛苦的煎熬中死去，急需大量的抗感染药物。于是人们又想到既然青霉素可以杀死葡萄球菌，就有可能杀死能使人致病的细菌。在牛津大学主持病理研究工作的澳大利亚病理学家弗洛里和德国的生物化学家钱恩，仔细阅读了弗莱明关于青霉素的论文，对这种能杀灭多种病菌的物质产生了浓厚的兴趣。但是他们知道，要提取出这种物质，需要各方面科学家的共同努力。他邀请了一些生物学家、生物化学家和病理学家，组成了一个联合实验组。在弗洛里的领导下，联合实验组开展了紧张的研制工作。微生物学家们每天要配制几十吨培养液，把它们灌入一个个培养瓶中，在里面接种青霉菌菌种，等它充分繁殖后，再装进大罐里，送到钱恩那里进行提炼。提炼工作繁重而艰难，一大罐培养液只能提炼出针尖大小的一点点青霉素。经过几个月的辛勤工作，钱恩提取出了一小匙青霉素。把它溶解在水中，用来杀灭葡萄球菌，效果很好。即使把它稀释200万倍，仍然对葡萄球菌具有杀灭能力。联合实验组选择了50只小白鼠来进行试验：把每只都注射了同样数量，足以致死的链球菌，然后，给其中25只注射青霉素，另外25只不注射。实验结果是不注射青霉素的小白鼠全部死亡，而注射的只有一只死去。随后，他们开始了更大量的提取工作，终于获得了能救活一个病人所需的青霉素。医生第一次用青霉素救治了一位患败血症的危重病人，使当时无法治疗的败血症病人恢复了健康，这引起巨大的震动。于是青霉素一时成了家喻户晓的、比黄金还要贵重的救命药物。 这时，弗洛里清醒地意识到，为使青霉素能广泛地用于临床治疗，满足战争的需要，必须改进方法和设备，进行大规模生产。但这对联合实验组来说非常困难，因为当时伦敦正遭受德国飞机的频繁轰炸，要进行大规模生产也很不安全。1941年6月，弗洛里不顾钱恩的反对，带着青霉素样品来到不受战火影响的美国。他马上与美国的科学家们开始合作，经过共同努力，终于研究成以玉米汁为培养基，在24℃的温度下进行发酵的方法和设备，并提炼出了青霉素，产品的纯度和产量也有了大幅度提高，因而在1943年实现了青霉素的工业化生产，并很快开始了在临床上的应用。这三位科学家的发现，使青霉素进入了人类生活，开创了抗生素时代，挽救了成千上万人的生命，使人类与疾病的斗争进入了一个全新的时代，为增进人类的健康作出了巨大贡献。为此，他们三人共同获得了1945年的诺贝尔生理学或医学奖。青霉素的发现和工业化生产，给人们带来巨大启迪。不久，链霉素、金霉素、新霉素等相继问世，从而兴起了一个新的工业──抗生素工业。抗生素生产的经验和设备很快被引用到其他发酵产品的生产上，极大地促进了这些产业的迅速发展，形成一个全新的产业──现代发酵工业。20世纪60年代的氨基酸发酵工业，70年代的酶制剂工业，80年代的多糖、维生素发酵工业、90年代生物大分子发酵技术的相继诞生。原来采用固体培养和表面培养的一些传统发酵工业产品，也都相继改用液体深层培养法进行生产，使其生产效率大幅度提高，规模不断扩大，成本下降，产品类型不断增加。这个时期生产技术要求高（由于多为好氧纯种发酵，需要通入无菌空气和保持无菌条件）；生产规模大（用于青霉素生产的搅拌通气发酵罐的体积达到500m3，单细胞蛋白生产用的气升式发酵罐已达到2000m3）；技术发展速度快；因此，菌种的生产能力大幅度提高，新产品、新技术、新设备的应用达到前所未有的程度。（4）生物技术产业时代：1953年，沃森和克里克发现DNA双螺旋结构，为DNA重组奠定了基础，标志一个新的学科──生物技术的诞生。1973年，波依尔（Boyer）和科恩（Cohen）首次在实验室里实现了基因转移，为基因工程开启了通向现实应用的大门，使人们有可能按照自己的意志改造和设计新的生命体。1977年，波依尔首次用基因重组获得生长激素抑制因子克隆，1978年，吉尔波特（Gilbert）获得鼠胰岛素的克隆。几年后，第一个基因工程产品──利用构建的基因工程菌生产人胰岛素获得成功。人类进入了生物技术产业时代。现在人们可以将源于动物或植物，甚至源于人的基因，转移到诸如大肠杆菌、枯草杆菌、酵母等微生物中，获得具有特殊生产能力的基因工程菌。由于基因表达的产物均为蛋白质，因此在工业上利用基因工程菌大规模生产的产品，主要是用于治疗各种疾病的药物，又称为基因工程药物（如人胰岛素、人干扰素、人生长激素等，大约有40多种），同样也可以生产用于不同目的的酶（比如用于将葡萄糖转化为高果糖糖浆的葡萄糖异构酶，用于生产青霉素母核的青霉素酰化酶，用在洗衣粉中的碱性蛋白酶，等等）。除了利用基因工程开发新的产品外,利用基因工程对传统发酵和现代发酵工业上使用的菌种进行改造，也获得了巨大成功。随着分子遗传学和DNA重组技术的不断进步，诞生了通过改变基因中的某些核苷酸，来改变基因及其表达产物──蛋白质的结构和性质的蛋白质工程，以及通过基因克隆和基因消除等手段，改造和调控微生物代谢途径，达到大幅度提高微生物的某种产物的生产能力和节约原料的目的，这称为代谢工程。比如，在充分了解了青霉素的合成代谢途径和相关代谢的基础上，将能够消耗能量和合成原料的代谢旁路的关键基因消除或控制，将合成青霉素代谢途径中的处于瓶颈的控制基因再克隆，增加关键酶的数量，等于将瓶颈扩大，达到加大青霉素合成代谢流的目的，可以大幅度提高青霉素的产量。通过对原青霉素生产菌的代谢工程的改造，使青霉素的发酵达到了10万单位/毫升的水平。为了解决细胞或细胞内含物生产的问题，结合基因工程菌、蛋白质工程菌、代谢工程菌在生产上应用，发展了高密度培养技术，使细胞产量可以达到前所未有的180g/L的水平。生物技术的发展为传统发酵工业的改造和现代发酵工业的发展提供了无限的生机。7.有哪些因素会影响发酵生产？发酵生产过程中，以下因素会影响发酵效果。①菌种  发酵是利用微生物来生产产品，因此菌种至关重要。现在工业上用于生产青霉素的微生物主要是青霉菌，生产味精的微生物是棒状杆菌，生产柠檬酸的微生物主要是黑曲霉。这是因为每一种微生物的代谢特征不同，它们产生特定产物的能力也不同。为了利用发酵生产所需的产物，不是随便拿来一个菌种就行。直接从自然界分离到的微生物不一定具有生产特定产物的能力，须在实验室里对几百株、数千株微生物进行筛选。即使得到了产生特定产物能力的菌株，其生产能力和性能也不见得能够满足生产的需要，还须经过诱变选育得到高产、性能优良的菌种。即使利用基因工程构建的具有特殊生产能力的工程菌，都还要对其进行仔细研究，全面了解产生产物的规律、影响菌株产生产物的各种因素和它们之间的关系，以及控制办法，并在实验室里进行验证和扩大规模的验证，才能够用于生产。在大规模工业生产上有了优良的生产菌种还不够，必须通过适当的措施提供足够量的种子。②发酵培养基 现在大规模工业发酵产品的生产，多采用液体培养基进行深层发酵。使用的培养基必须满足微生物细胞生长、繁殖的需要，因为没有大量的细胞就不可能产生大量的产物；但是细胞的过分生长会消耗大量的营养物，有时又会影响细胞的生产能力，会使产物的产量和产率下降。使用的培养基还必须有利于微生物大量合成产物。因此，培养基的组成十分关键。③纯种发酵与灭菌 现代发酵工业绝大多数采用纯种发酵，可以保证高产及生产过程和产品质量的稳定。污染是发酵工业的大敌，它会使发酵失败，造成巨大损失。因此，灭菌和无菌操作成为发酵工业的重要环节。发酵涉及到的设备，如发酵罐、空气过滤系统、管道、阀门、取样设备等均必须用120℃以上的高压蒸汽进行彻底灭菌，把存在的所有微生物杀死。配制好的培养基在进入发酵罐之前要加热到120℃以上，进行灭菌，或进入时采用连续高温灭菌的方法进行灭菌，即将与发酵关联的所有系统进行灭菌，然后使系统降温到发酵温度后，接入种子，开始发酵。只有这样才能保证接入的菌种不受污染，进行正常发酵。如果灭菌不彻底，哪怕有很少量的杂菌没有被杀死，也会在发酵过程中大量繁殖，造成污染，使发酵失败。④温度对微生物生长的影响 温度主要是通过影响微生物细胞内生物大分子的活性来影响微生物的生命活动。一方面，随着温度的升高，细胞内的酶反应速度加快；另一方面，随着温度的进一步增高，生物活性物质（蛋白质，核酸等）发生变性，细胞功能下降，甚至死亡。所以，每种微生物都有个最适生长温度。作为整体，微生物可在-10～95℃范围中生长，极端下限为-30℃，极端上限为105～300℃。但对于某一种特定的微生物来说，则只能在一定的温度范围内生长。温度下限和上限分别称为微生物的最低和最高生长温度。当低于或高于最低或最高生长温度，微生物就停止生长，甚至死亡。需要指出的是，微生物不同的生理活动需要在不同的温度条件下进行，所以，生长速率、发酵速度、代谢产物积累速度的最适温度往往不在同一温度下。例如，乳酸链球菌在34℃时繁殖速度最快，25～30℃时细胞产量最高，40℃时发酵速度最快，30℃时乳酸产量最高。其他微生物也有类似特点。在较高温度下，细胞分裂虽然较快，但维持时间不长，容易老化；相反，在较低温度下，细胞分裂虽然较慢，但维持时间长，细胞的总产量反而较高。同样，发酵速度与代谢产物积累之间也有类似关系。研究不同微生物在生长或积累代谢产物阶段时的最适温度，采用变温发酵，对提高发酵生产效率具有重要意义。⑤pH对微生物生长的影响 培养基的pH对微生物生长的影响主要是引起细胞膜电荷变化，以及影响营养物离子化程度，从而影响微生物对营养物的吸收；pH也会影响生物活性物质，如酶的活性。与温度对微生物的影响类似，微生物存在最低生长pH、最适生长pH和最高生长pH。不同微生物对环境pH适应的范围不同。一般微生物生长的最适pH在4.0～9.0范围内。真菌生长的范围宽，细菌较窄（3～4pH单位），细菌、放线菌一般适应于中性偏碱性环境，而酵母、霉菌适应于偏酸性环境。最适生长pH偏酸性的微生物，称为嗜酸性微生物；其中不能在中性环境生长的称专性嗜酸微生物，如乳酸杆菌和假单胞杆菌；既能适应酸性，也能在中性环境中生长的称兼性嗜酸菌；最适生长pH偏碱性的称嗜碱性微生物，如链霉菌。同一种微生物在不同的生长阶段和不同生理生化过程中，对环境pH也有不同要求。如丙酮丁醇梭菌在pH为5.5～7.0时，以菌体生长繁殖为主；pH为4.3～5.3时，才进行丙酮丁醇发酵。 同一种微生物由于培养环境pH不同，可能积累不同的代谢产物。如黑曲霉在pH为2～3的环境中发酵蔗糖，产物以柠檬酸为主，只产极少量的草酸；当pH接近中性时，则大量产生草酸，而柠檬酸产量很低。又如酵母菌在最适pH时，进行乙醇发酵，不产生甘油和醋酸；如果环境pH大于8，发酵产物除乙醇外，还有甘油和醋酸。因此，在发酵过程中，根据不同目的，采用变pH发酵，可以控制产物和生产效率。大多数微生物能分解糖，产生酸性物质，造成pH下降。少数微生物能分解尿素成氨，使环境pH上升，蛋白质脱羧反应也会使pH上升。所以，微生物的代谢活动会改变环境pH，影响其生存。pH变化的程度与培养基的C/N比有关，C/N比高，则pH下降明显；反之，pH有可能会上升。有时为了控制发酵液的pH需要通过加入酸碱进行调节。⑥溶氧的影响 工业上大部分为好氧发酵，如抗生素、氨基酸、维生素、多糖、有机酸（细菌发酵生产乳酸例外）等发酵均需要往发酵液中通入无菌空气，以满足微生物生长代谢过程对氧的需求；而酒精、丙酮、丁醇和乳酸的细菌发酵为厌氧发酵，发酵过程不需要氧。对于好氧发酵的工业生产，如何保证发酵液中氧的供给，满足微生物对氧的需求，使氧的供、需矛盾不会成为生产的限制因素，是稳定和提高生产、降低成本的关键之一。在发酵过程中氧的供给够不够，只凭通气量的大小是难以确定的。由于发酵过程随着微生物的繁殖、营养物的消耗和代谢产物的积累，发酵液的物理、化学和生物学性质均会发生改变，这时尽管通气量不变，氧在培养基中的溶解速度和浓度均会发生变化。为了了解和掌握氧对发酵的影响，最简单而有效的办法是就地测定发酵液中的氧浓度，从氧浓度的变化情况了解氧的供需规律和它的变化对生产的影响。在好氧发酵时，氧的不足会造成代谢异常，产量降低。为什么氧会成为限制因素，而不是其他营养物？关键是与其他营养物相比，氧在溶液中的溶解度和溶解速度很低，如果不采取适当措施，氧的供给就会成为限制因素。微生物在不同发酵阶段，因其生长、代谢水平的变化，对氧的需求量也有变化，因此，控制发酵液的溶氧可以达到提高生产水平的目的。发酵液中溶氧浓度可以通过控制通气量、罐压、搅拌速度等控制氧的溶解速度和浓度。可以看出，发酵过程对周围环境的物理和化学条件十分敏感，任何一种微生物发酵均需要适当的温度、pH、溶解氧、营养物等，保证最适的发酵条件是发酵成功获得高产产品的关键。一、教学目标1.说出酶家族的概况及酶制剂的生产方法。2.举例说明酶在工业生产中的应用。3.尝试分析和收集有关酶的专利文献资料。4.认同解决现实生活中的许多问题离不开科学技术，以及科学技术是一个不断发展的过程。二、教学重点和难点1.教学重点利用基因工程技术生产酶的方法。酶在工业生产中的应用。2.教学难点利用基因工程技术生产酶的方法。三、教学策略本节教材是让学生了解生物技术中关于酶工程的基本知识，及其在工业生产中的应用。因为学生在高中必修课中学习过酶的基本知识，而且酶工程的许多产品已进入我们的日常生活中，所以在进行本节的教学时，既要注意联系学生已有知识和实际生活中的体验，又要突出酶的生产方法及其酶在工业生产中的应用，具体可采用以下教学策略。1.从社会中来──日常生活应用酶的实例引入，以引起学生学习本节的兴趣教学中可以引用教材中“从社会中来”的实例，也可用学生们熟悉的加酶洗衣粉的实例，从洗衣粉中酶的来源及价格谈起。这样，可以让学生感到要学习的内容与他们的生活十分贴近，从而引起学生的学习兴趣。2.加强与已有知识的联系，在旧知识的基础上扩展出新概念──酶的家族由于学生在高中必修课中学过酶的知识，所以可用提问题的形式让学生回顾关于酶的概念、特性等知识，再在此基础上，扩展酶的家族的概况，并作简单介绍。3.采用“问题──探究──新问题──再探究”的教学模式，进行酶及酶制剂生产的教学 教材中关于酶及酶制剂的生产，就是按照先出现生产实践中的问题，再由科学技术去解决的发展顺序展开编写的，旨在让学生认同现实生活中的许多问题需要科学技术去解决，以及科学技术是一个不断发展的过程，从中体验科学、技术、社会三者间的关系。所以，教师在进行这部分内容的教学时，可按教材顺序，突出问题的解决方法，去一步一步引导学生思考和探究，实现相应的教学目标。4.运用让学生阅读和自学的方法，进行酶在工业生产中应用的教学教材中这部分内容文字叙述简明扼要，拓展性内容则采用资料卡的呈现方式，适于学生的阅读和自学。在实际教学中，可把资料卡中的生产实例，设计成诸如传统的葡萄糖生产方法，有什么缺陷？运用酶制剂的生产方法，又有哪些优越性？哪些酶可解决果汁生产中的一系列问题？目前我国制作牛仔服的棉布是用什么酶处理的？这样做有何益处？半合成青霉素生产的酶制剂方法比化学方法有哪些优越性？等等，一个个小问题。让学生带着问题去阅读。这样能提高学生的学习兴趣和效率，并体验到科学技术推动了社会生产，改善了人们的生活。5.到社会中去──布置实践活动：分析和收集蛋白水解酶的专利文献资料，让每个学生学有所用，得到提高本节课的最后，应与开始的引入──从社会中来相呼应，即到社会中去。具体可按教材中这个活动的要求，把实践活动布置给学生。学生可独立完成，也可小组合作完成。这样做，学生不仅能学以致用，而且在完成这个活动的过程中，使相关的能力得到提高。四、答案与提示思考与探究（以下答案供教师参考，学生不可能回答得如此具体）1.请列举酶催化的反应有哪些优点和缺点？提示：酶催化反应的优点主要表现在以下几个方面。1）酶催化的反应类型十分广泛。六大酶类催化的反应基本上涵盖了各种化学反应类型，因此，酶具有极其广泛的应用范围。2）酶催化的反应具有极高的选择性，包括对底物的种类，底物中的区域、位点和立体的选择性，因此，一种酶只能够催化一种底物或一类底物的一种反应，酶反应可以在一个十分复杂的系统内进行特定的反应，而且几乎没有副反应，反应的转化率和产率高。这在临床检验、化学分析和特定产品的生产上要比化学方法具有更大的优势。3）酶催化的反应速度高。酶催化的反应速度大约比化学催化剂催化的反应速度高1010倍，因此，酶催化的反应时间短，设备利用率高，生产效率高。4）酶催化的反应条件温和，一般是在常温、常压、近乎中性pH条件下反应，因此，能耗低，设备要求低，使用时间长，反应成本和操作成本低。即使近期开发出来的极端酶类，如高温酶和嗜酸碱酶等，催化反应的条件也远比化学催化剂催化的反应条件低得多：最高温度在100℃左右，最适pH为2～11，不必在强酸强碱条件下进行。酶催化反应的缺点主要有以下几个方面。1）酶是蛋白质，在不适宜的条件下容易发生变性、失活，因此，在使用和保存酶时要十分小心，要尽可能保持适宜的条件。为了维持酶的稳定和催化效率，在酶催化反应和保存时要使用缓冲液系统；一般的酶不能够耐受高温，可以在低温下保存，但是也有的酶在低温下也会失活，甚至于更不稳定。有些酶对金属离子十分敏感，为保持这些酶的稳定性和催化反应的活性，还需要一些特定的金属离子；大多数酶对有机溶剂比较敏感，在这些有机溶剂中易失活。因此，必须根据具体的酶的性质采取相应的措施。由于酶对温度、pH和有机溶剂敏感，稳定性差，使之在某些应用上受到限制。2）绝大多数酶溶于水，催化反应结束后，多数酶还有活性，因而直接从反应液中将酶与产物分离回收十分困难。为了不让酶污染产物，往往通过加热或其他方法使酶变性失活，从反应系统中除去。这样，花了很大力气生产的酶只使用了一次，就不得不使其变性失活，这是很大的浪费。当然，现在发展的酶的固定化技术，可以提高酶的稳定性，还可以解决酶催化反应后，从反应体系中分离重复使用的问题。3）有些酶，如氧化还原酶，转移酶，某些裂解酶，在催化相应反应时，需要特殊的辅助因子，如NAD+、NADH、NADP+ 、NADPH、FAD、FMA、ATP，以及金属离子等。因此，在酶催化反应时，需在反应系统中添加相关的辅助因子。而这些辅酶参加反应后，如果没有辅酶再生系统使之再生，一旦辅酶完全被消耗，酶反应就会停止；辅酶一般十分昂贵，在酶催化的反应中不可能大量使用。为解决这个问题，人们可以采用两种办法：一是使用含有酶的微生物细胞，通过提供适当的辅酶再生的底物，如葡萄糖，利用细胞的辅酶再生系统，使辅酶再生循环使用；另一种办法是建立辅酶再生的酶反应系统与主要的酶反应耦联，使辅酶可以再生循环使用。2.有人说基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程之间存在着交叉渗透的现象，你认为对吗？请举例谈谈你的看法。提示：对。例如，青霉素酰化酶催化青霉素的侧链与母核之间的酰胺键水解反应，可用于生产其他的半合成青霉素，如生产氨卞青霉素、羟氨卞青霉素所必须的青霉素母核6APA(6氨基青霉烷酸)。目前我国利用基因工程技术，将青霉素酰化酶的基因转入大肠杆菌，构建了产生青霉素酰化酶的基因工程菌，经过发酵获得含有高青霉素酰化酶活性的大肠杆菌细胞。将细胞包埋进行固定化，制备成固定化细胞颗粒，再填装在柱式反应器内，利用循环泵使青霉素溶液循环流过固定化细胞反应器。该反应器可使青霉素裂解产生6APA，反应结束后，再通过适当的方法分离提取，就可以获得青霉素母核6APA。上述方法是我国目前大规模生产6APA的方法，它涉及到基因工程、发酵工程和酶工程。因此，这种说法是正确的。五、参考资料1.生物界酶的种类有多少？酶的国际分类是什么？按照酶催化的反应和所起的作用，可以把酶分为六大类：（1）氧化还原酶 在生物体内参与产生能量、解毒和某些生理活性物质的合成。重要的有各种脱氢酶、氧化酶、过氧化物酶、细胞色素氧化酶等。（2）转移酶 在生物体内，将某基团从一个化合物转移到另一个化合物，参与核酸、蛋白质、糖及脂肪的代谢和合成。重要的有一碳基转移酶、酮醛基转移酶、酰基转移酶、糖苷基转移酶、含氮基转移酶、磷酸基转移酶、含硫基转移酶等。（3）水解酶 能在生物体内起降解作用，也是人类应用最广的酶类。重要的有各种脂肪酶、糖苷酶、蛋白质酶等。水解酶一般不需要辅酶。（4）裂解酶 这类酶可催化底物上某一基团脱去而留下双键，或相反地在双键处加入某一基团。它们可分别催化C—C、C—O、C—N、C—S、C—X（F、Cl、Br、I）和P—O键。（5）异构酶 由于生物代谢的需要，这类酶能对某些物质进行分子异构化，如分别进行外消旋、差向异构、顺反异构、醛酮异构、分子内转移、分子内裂解等。（6）连接酶（合成酶） 这类酶关系到很多生命物质的合成，其特点是需要三磷酸腺苷等高能磷酸酯作为结合能源，有的还需要金属离子辅助因子。分别形成C—O键（与蛋白质合成有关）、C—S键（与脂肪酸合成有关）、C—C键和磷酸酯键。酶的命名方法很多，有许多酶是在它们作用的底物之后加上“酶”字（英文为“ase”），如脲酶(urease)，是催化尿素(urea)水解的酶。果糖1，6-二磷酸酶(fructose-1,6-diphosphatase)是水解果糖1，6-二磷酸的酶。但是有些酶并没有按照它们作用的底物命名，如胰蛋白酶、木瓜蛋白酶，是按其来源命名的。还有一些酶有多种命名，这就造成一定的混乱。为了使酶的名称合理，1961年国际生化联合会酶学委员会，提出了酶的命名原则，这个命名原则已成为公认的命名系统。这个系统根据酶催化的反应类型，将所有的酶分为6类，每种酶各有一个独立的4个数字分类编码。例如，胰蛋白酶按国际生化联合会酶学委员会的酶分类为EC3、4、21、4，其中EC为enzymecequece的缩写，其第一个数字“3”表示它是水解酶，第二个数字“4”是表示它是水解蛋白质酰胺键的蛋白质，第三个数字“21”是表示它是丝氨酸蛋白酶、在活性部位上有一个至关重要的丝氨酸，第四个数字“4”表示它在这一类型酶中为第四个酶。同样，胰凝乳蛋白酶为EC3、4、21、1，弹性蛋白酶编号为EC3、4、21、36。2.胞内酶、胞外酶的实例有哪些？酶在细胞内合成后，被分泌到细胞外，游离在培养液中的酶称为胞外酶，而留在细胞内的酶，称为胞内酶。胞外酶的主要生物功能是将细胞周围环境中，不能够直接吸收利用的大分子物质分解成可溶性的、能够为细胞吸收、利用的小分子营养物质。例如，蛋白质酶能将蛋白质水解成为可被细胞吸收的氨基酸或小分子的肽；淀粉酶可将环境中的淀粉水解成分子较小的糊精、寡糖或单糖，再为细胞吸收利用。 胞内酶主要是参与细胞的分解和合成代谢过程，例如，参与糖代谢和三羧酸循环的酶，能量代谢的酶，核酸、蛋白质合成与代谢的酶，以及生命过程中其他物质的合成与代谢的酶。3.蛋白酶、脂肪酶的生产方法有哪些？蛋白酶的种类很多，可分别来源于动物、植物和微生物。例如，来源于动物的胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、胃蛋白酶等，均是从动物的相应器官分离提取得到的。一般是将动物器官粉碎后，用适当的缓冲液提取，离心除去沉淀物，将含有酶的上清液，经硫酸铵或丙酮，或乙醇沉淀，获得粗酶。如果需要较纯的酶，需要进行离子交换等一系列的纯化，获得精制的酶。植物来源的蛋白酶，如木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶等，是从相应的植物果实提取的。提取的方法与动物蛋白酶的提取方法类似。微生物蛋白酶，如枯草杆菌蛋白酶、短小芽孢杆菌蛋白酶、放线菌蛋白酶、栖土曲霉蛋白酶、黑曲蛋白酶等，均是利用相应的微生物，通过固体发酵或液体深层发酵生产的。如果利用固体发酵，发酵结束后，需用适当的缓冲液浸泡发酵物，再提取酶。然后像动植物蛋白酶那样，进行沉淀，获得固体的粗酶制剂。也可以进一步纯化制备精制酶。如果利用液体深层发酵法进行生产，发酵结束后，通过离心或过滤，除去菌体，得到的含酶液体，再经过沉淀，回收粗酶，或再纯化生产精制酶。脂肪酶的生产方法与蛋白酶类似。但是工业大规模应用的脂肪酶，主要是来源于微生物，利用发酵生产。提取和精制过程与微生物蛋白酶基本相同。4.酶制剂的主要品种有哪些？酶制剂有多种。从形态上分，有固体酶制剂和液体酶制剂，例如，在制糖工业和发酵工业上，经常使用的、用于制备葡萄糖的葡萄糖淀粉酶，就有固体和液体两种。固体酶制剂体积小，容易运输、保存，比较稳定，所以大多数酶制剂以固体形式生产、销售。固体酶制剂的主要缺点是杂质含量高，酶活性较低，生产过程中需要沉淀和干燥，酶活性损失较大。液体酶制剂是继固体酶制剂之后发展的剂型，相对于固体酶制剂，它的生产比较简单，成本较低，使用方便。液体酶制剂的生产关键是要解决酶制剂的稳定性问题，为此，液体酶制剂中大多需要加入适当的稳定剂和保护剂。另外，液体酶制剂的运输和保存也较固体酶制剂难度大些。按酶制剂在应用领域上的分类，有用于工业生产上作为催化剂的工业酶制剂（如α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、葡萄糖异构酶、青霉素酰化酶、天冬氨酸酶、富马酸酶；等等），有用于食品生产加工的酶制剂（又称为食品酶制剂），还有用于临床检测的诊断酶制剂，用于化学分析的酶分析制剂，用作药物的药物酶制剂和用于洗涤剂的洗涤酶制剂等。按酶的来源不同，还可将酶制剂分为植物酶制剂，动物酶制剂和微生物酶制剂。针对应用的需要，按酶生产加工方法的不同，又可将其分为游离酶制剂，固定化酶制剂，酶试纸，酶电极等。5.酶是如何应用在疾病诊断和治疗中的？疾病的治疗效果在一定程度上与诊断的准确性和速度有关。由于酶诊断方法可靠、简便、快捷，使酶在疾病的临床诊断上得到广泛应用。酶在临床诊断的应用有两种情况：一是根据体内与疾病有关的酶活性的变化来诊断某些疾病；二是通过利用酶来测定体内与疾病有关的某些物质的量来对疾病进行诊断。一般来说，健康人体内的一些酶的量或活性恒定在某一定范围内，如果患了某种疾病，与之相关的酶量或活性就会发生相应的变化。因此，测定这些酶量或活性的变化，就可以诊断出这些疾病。下页表是根据疾病与酶活性变化的关系，进行疾病诊断的实例。根据酶与疾病的关系对疾病进行诊断酶疾病与酶活性的关系 淀粉酶 胆碱酯酶 酸性磷酸酯酶 碱性磷酸酯酶 谷丙转氨酶 谷草转氨酶 胃蛋白酶 磷酸葡萄糖变位酶 胰脏与肾脏疾病：活性升高；肝病：活性下降 肝病：活性下降 前列腺癌、肝炎、红血球等病变：活性增高 佝偻病、软骨化病、骨瘤、甲状旁腺机能亢进等：活性升高；软骨发育不全等：活性下降 肝炎、心肌梗死等：活性升高 肝病、心肌梗死等：活性升高 胃癌：活性升高；十二指肠溃疡：活性下降  醛缩酶 葡萄糖醛缩酶 碳酸酐酶 乳酸脱氢酶 肝炎、癌症：活性下降 癌症、肝病、心肌梗死等：活性上升 肾癌、膀胱癌：活性升高 坏血病、贫血等：活性升高 癌症、肝病、心肌梗死：活性升高同样，对于健康人，体内的某些物质的量也保持在一个恒定范围内，超出这个范围，可能就与某种疾病相关。例如，目前，检测血液和尿液中的葡萄糖就是采用葡萄糖和过氧化氢酶联合作用的方法。其原理如下：葡萄糖+O2葡萄糖酸+H2O2H2O2+苯酚+4-氨基安替比林醌亚胺+4H2O反应产物醌亚胺可在500nm波长下比色，根据标准曲线，计算葡萄糖含量。另外，利用尿酸酶测定血液中的尿酸含量，用于诊断痛风症；利用胆固醇酯酶或胆固醇氧化酶测定血液中的胆固醇含量，用于心血管疾病或高血压的诊断；等等。随着酶工程技术的发展，这些酶都经固定化制成酶电极，用于血糖、尿酸、胆固醇的测定。使测定方法更加简便、快捷。目前，在临床诊断上，酶标免疫测定法开始广泛应用。首先将酶与抗体或抗原结合，制备成酶标记的抗体或抗原。测定时，利用酶标抗体（或酶标抗原）与待测样品中的抗原（或抗体）结合，再借助标记的酶催化特定的反应，测定出在酶—抗体—抗原结合物中的酶的含量，就可以计算出待测定样品中的抗体或抗原的含量。通过抗体或抗原的量可以诊断某种疾病。在酶标免疫测定中，最常使用的标记酶是碱性磷酸酯酶和过氧化物酶。利用酶标免疫测定，可以诊断肠虫、毛线虫、血吸虫等寄生虫病，以及疟疾、麻疹、疱疹、乙型肝炎等疾病。酶在临床上用于疾病治疗已有悠久的历史。由于酶是生理、生化过程的重要参与者，酶量的多少和活性的高低，直接关系到人的健康水平。因此，用酶治疗疾病有着十分广阔的前景。下表列出的是目前临床上应用治疗的药用酶和它的用途。主要的医药用酶及其来源和用途酶来 源用 途淀粉酶蛋白酶脂肪酶纤维素酶溶菌酶尿激酶链激酶青霉素酶L-天冬酰胺酶超氧化物岐化酶凝血酶胶原酶溶纤酶右旋糖苷酶弹性蛋白酶核糖核酸酶L-精氨酸酶L-组氨酸酶L-蛋氨酸酶谷氨酰氨酶α-半乳糖苷酶胰脏、麦芽、微生物胰脏、胃、植物、微生物胰脏、微生物霉菌蛋清、细菌人尿、基因工程菌链霉菌蜡状芽孢杆菌大肠杆菌微生物、血液、肝脏蛇、细菌、酵母细菌蚯蚓微生物胰脏胰脏微生物微生物微生物微生物牛肝、人胎盘治疗消化不良、食欲不振治疗消化不良、食欲不振，消炎、消肿，去除坏死组织、促进创伤愈合，降低血压治疗消化不良、食欲不振治疗消化不良、食欲不振治疗手术性出血、咯血、鼻出血，分解脓液，消炎，镇痛，止血，治疗外伤性浮肿，增强放射性治疗效果治疗心肌梗死、结膜下出血、黄斑部出血治疗血栓性静脉炎、咳血、血肿、皮下出血、骨折、外伤治疗青霉素引起的过敏反应治疗白血病预防辐射损伤，治疗红斑狼疮、皮肌炎、结肠炎、氧中毒治疗各种出血分解胶原，消炎，化脓，脱痂，治疗溃疡溶血栓预防龋齿，制造右旋糖酐用做代血浆治疗动脉硬化，降血脂抗感染，去痰，治肝癌抗癌抗癌抗癌抗癌治疗遗传缺陷病弗勃莱症6.酶的研究现状及前景如何？ 酶与酶工程研究是生物技术的重要研究领域之一。在基础研究方面，主要是寻找、发现能够催化新型反应的酶，特别是能够在极端环境条件下具有高催化能力、高稳定性的新酶。例如，高温酶、耐有机溶剂的酶、耐酸碱酶，以扩大酶的应用范围。研究酶催化功能与蛋白质结构关系及其催化机理，为酶的改造和修饰、提高酶的性能，以及人工合成酶提供理论基础和方法。研究酶在生物体内的合成代谢和调控机制，为高效生产酶奠定了基础。在酶工程和应用方面，主要是与其他学科和技术相结合，进一步开发、扩大酶的应用领域；研究开发提高酶的生产和应用效率的新技术和新方法；促进酶及其相关产业的发展。酶作为具有特殊性能的生物催化剂，受到学术界与工业界的高度重视。研究作为维系生命过程的特殊蛋白质的酶，对于生命科学的发展极其重要；酶作为生物催化剂在各个领域的应用，生产的产品和产生的相关技术，对提高人们的健康和生活水平具有重大意义。据预测，2020年，仅化工工业将有30%的生产过程为生物催化取代，将使化工生产过程的能耗、成本及对环境的污染大幅度降低。因此，21世纪酶的生物催化技术将在各个领域发挥巨大作用。一、教学目标1.简述生物技术药物的概念。2.举例说明基因工程药物、细胞工程药物的生产原理和意义。3.举例说明生物技术疫苗的生产原理和意义。4.进一步体验科学技术是一个不断发展的过程及理解科学、技术、社会三者间的关系。二、教学重点和难点1.教学重点基因工程药物、细胞工程药物的生产原理和意义。生物技术疫苗的生产原理和意义。2.教学难点细胞工程药物的生产原理。三、教学策略本节的内容──生物技术药物和疫苗，对学生而言，由于初中和高中必修课中学习过有关基因工程的一些基本知识，又大都注射过疫苗，所以对这部分内容既陌生又熟悉。另外，本节教材是按照“问题──探究──新问题──再探究”的方式编写的，教师在进行本节课的教学时，可抓住这两点进行教学设计，让学生从熟悉的实例开始，在探究中一步步完成本节的学习。具体的教学策略可参考以下提示。1.从社会中来──从学生熟悉的SARS入手，引入新课，以激起学生的讨论和学习兴趣对于SARS，学生们一定记忆犹新，所以，本节课如果用教材中所述的SARS疫苗的问题引入，一定会引起学生们的强烈兴趣，讨论也会进行得既热烈又充分，使这部分内容的学习有一个良好的开端。2.运用“问题──探究──新问题──再探究”的教学模式，进行生物技术药物的教学，以突出教学中的重点、突破难点教材中关于生物技术药物内容的呈现，是在叙述完生物技术药物的概念后，以“问题──探究──新问题──再探究”方式，重点介绍了基因工程药物和细胞工程药物。在实际教学中，可先向学生讲解生物技术药物的概念，再用教材中的“现实中的问题”──胰岛素的生产，让学生展开讨论，由此引入利用基因工程技术来生产药物的学习。因为学生已经学过有关基因工程的知识，所以用基因工程技术生产药物的原理和过程可让学生回答，而教师的作用是重在让学生理解利用基因工程技术生产药物的意义及优越性。然后再用教材中的“现实中的问题”──野生动植物药物的生产困境，让学生展开讨论，由此引入利用细胞工程技术来生产药物的学习。不过这部分内容对学生而言，几乎是全新的，所以应以教师讲解为主。教师在讲解原理和过程的同时，应注意突出利用细胞工程生产药物的意义。3.生物技术疫苗的教学也需运用“问题──探究──新问题──再探究”的教学模式，以突出教学中的重点，并让学生体验科学技术是一个不断发展的过程尽管每个学生都注射过疫苗，但有关疫苗的生产方法，学生却很陌生。所以，教师在进行此内容的教学时，虽然还需采用“问题──探究──新问题──再探究”的模式，但可以讲解为主，讲解中不仅要注意把生物技术疫苗是如何生产的，以及与传统疫苗相比较的优越性和核酸疫苗的特性讲清楚，而且还要让学生在学习这部分内容的过程中，体验科学技术是一个不断发展的过程。4.到社会中去──精选两个活动：关注和分析生物制药企业的股票价格走势和完成《生物技术药物与我们的日常生活》的报道，以突出生物技术与社会的关系 这两个活动都超越了生物技术本身的范畴，突出了生物技术在社会经济活动及日常生活中的重要作用，对学生而言，既很新颖又很有意义，所以让学生尝试一下是有必要的。教师可以让学生按自己的兴趣，任选一个完成。如果学生在完成活动的过程中，能体验到科学、技术、社会三者间的关系，即使报告或报道本身的水平不高，也有积极意义。四、答案与提示（一）思考与探究1.为什么说生物技术制药是高投入、高收益，同时又是高风险的行业？提示：一个成功的新药从研发到大规模生产，以及形成医药商品，一般至少需要10年左右的时间，投入资金约20亿元。在这个过程中，基本是只有投入，而无回报。一旦开发成功，形成市场，市场寿命一般可达10～30年，获得的利润可以达到成百上千亿元。但是一旦开发失败，将是血本无归。失败的主要原因是临床前的药理、毒理、药物代谢实验鉴定不过关；或是临床实验失败，例如，药效不理想，毒副作用大，药物稳定性差；等等。只要有一种不足，都可能导致失败。在药物开发前期失败的损失还比较小，最惨重的是通过了全部的检查、鉴定、审批，但在临床上应用后发现了问题、不得不停止生产和使用的。如果在临床应用中给患者造成伤害的，还得赔付，其损失就更加惨重。2.流感疫苗不是所有人都能注射，如吃鸡蛋过敏者就不能注射。你知道是为什么吗？提示：吃鸡蛋过敏者是对异源蛋白质十分敏感的人，这种人往往具有过敏体质。而注射的疫苗中多含有异源蛋白质（这些蛋白质不是人体自身的蛋白质）。如果给具有过敏体质的人注射含有异源蛋白质的疫苗，就会引起强烈的过敏反应，严重时会造成休克，甚至危及生命。3.1979年，世界卫生组织宣布已经在全球消灭了天花，但保留天花病毒的个别国家的实验室一再申请延期销毁。为什么他们不将天花病毒早日销毁呢？提示：这个问题比较复杂。自从世界卫生组织于1979年4月在肯尼亚宣布天花在全世界被消灭到现在，除了个别实验室严密保留的天花病毒样品以外，天花病毒在全球销声匿迹有20多年了。人类对天花病毒的免疫能力大幅度下降。会不会在自然界的某些个别的地方，特别是人迹罕至的地方还存在天花病毒？一旦有人或动物与之接触，会不会导致天花再次大规模流行呢？这是人们的一种担心，而这种担心又不无道理。因此，人们希望保留一点天花病毒样品，一旦发生问题，人们可以用它制造大量的疫苗，进行预防接种，防止天花大规模流行。这是为保护人类健康而采取的必要措施。另外，目前国际恐怖威胁问题严重，恐怖分子是否会窃取天花病毒制造生物武器，在国际上制造事端。这是人们对在个别国家实验室继续保留天花病毒样品的担心。也正是因为这种担心，人们希望在严密保护下，保留一些天花病毒样品。人们也确实存在另外一种担心。保留天花病毒样品的实验室所在的国家，会不会利用保留的天花病毒制造生物武器。人们的担心也有一定道理，所以，人们又希望尽快将保留的天花病毒样品销毁，以绝后患。总之，在国际上，人们对天花病毒样品的去留，处于十分矛盾的心态。权衡利弊，就目前情况看，保留天花病毒样品利大于弊。因此，天花病毒的销毁多次被推迟。目前需要做的是：要加强对天花病毒样品的保护，防止被盗和流失。（二）从社会中来我国在这项研究中处于领先地位，国家的高度重视、科学家的献身精神无疑是重要的因素。还有其他原因吗？提示：其他原因是：我国是SARS疫情的主要发生地，对于疫苗的研制具有别国所没有的迫切性；同时在取得毒株、抗血清等方面拥有一定的便利条件；我国在研制灭活疫苗方面拥有较强的科研和生产能力。SARS疫苗用于人体临床研究还要经过有关伦理委员会的批准，这是为什么？提示：这是为了保障受试者的权益并确保试验的科学性和可靠性。国家食品药品监督管理局制定的《药物临床试验质量管理规范》中，第三章《受试者的权益保障》第八条规定：在药物临床试验的过程中，必须对受试者的个人权益给予充分的保障，并确保试验的科学性和可靠性。受试者的权益、安全和健康必须高于对科学和社会利益的考虑。SARS疫苗用于临床，要经过伦理委员会批准和与受试者签定知情同意书，是保障受试者权益的主要措施。志愿者应当符合什么条件？具有哪些权利？提示：志愿者应该是自愿参加的健康者；一般来说，志愿者应处于“普通健康状态”，即不属于特别强壮或是特别羸弱等极端状况。志愿者要经过查问病史、体检和临床观察判定为身体健康、没有感染过SARS，并签署知情同意书后才能接种试验性疫苗。根据国家食品药品监督管理局制定的《药物临床试验质量管理规范》，参加试验的志愿者以下权利应得到保障：研究者或其指定的代表必须向受试者说明有关临床试验的详细情况： 受试者参加试验应是自愿的，而且有权在试验的任何阶段随时退出试验而不会遭到歧视或报复，其医疗待遇与权益不会受到影响；必须使受试者了解，参加试验及在试验中的个人资料均属保密。必要时，药品监督管理部门、伦理委员会或申办者，按规定可以查阅参加试验的受试者资料；试验目的、试验的过程与期限、检查操作、受试者预期可能的受益和风险，告知受试者可能被分配到试验的不同组别；必须给受试者充分的时间以便考虑是否愿意参加试验，对无能力表达同意的受试者，应向其法定代理人提供上述介绍与说明。知情同意过程应采用受试者或法定代理人能理解的语言和文字，试验期间，受试者可随时了解与其有关的信息资料；如发生与试验相关的损害时，受试者可以获得治疗和相应的补偿。（三）到社会中去一些相关的背景资料──生物制药与生物技术制药现在人们所说的生物药物，是泛指包括生物制品在内的生物体的初级和次级代谢产物及生物体的某一组成部分，甚至整个生物体用作诊断和治疗疾病的医药品。例如，从动、植物中提取生化药物，利用微生物发酵或动植物细胞组织培养，转化生产的药物。而生物技术药物，一般是指利用DNA重组技术，或其他生物技术生产的药物，包括基因工程药物、酶工程药物、动植物细胞工程药物等。其品种主要包括用于预防疾病的疫苗、疫情检测和临床诊断的试剂、治疗疾病的药物等。当然，生物技术药物也属于生物药物。生物技术制药与传统的生物制药有内在联系，同时又有明显区别。传统的生化制药，采用普通技术，从动物或植物中提取药物不属于生物技术制药，如传统中药和从动物组织、器官或血液中提取生化药物。但是，利用生物技术也可以生产传统生物制药的产品。当然，利用生物技术生产的这类药物在质量、数量、性能等方面会具有更多的优越性。因此，在进行社会调查时需要首先分辨企业的性质。在调查中重要的是先调查该企业的生产技术、产品种类、产量、市场容量，以及销售渠道和销售情况，有了这些了解，才有可能对企业进行科学的判断。五、参考资料1.人类与疾病抗争的历程及生物技术药物的发展是怎样的？人类与疾病的抗争经历了漫长而痛苦的历程。远古时期，人们认为疾病是神对人类罪孽的惩罚，因而会祈求各路神明宽恕、举行古怪的仪式、用荒谬的方法治病，甚至把怒气发泄在无辜的替罪羊身上。在无效而又无奈的抗争中，人们开始无意或有意识地从自然界的植物和矿物中寻找治病的药物及发病的原因。中医药学和解剖学2000多年的历史，就凝结着人类与疾病抗争的丰硕结果。人类在长期的与疾病的抗争中，逐渐地开始认识烈性传染病的传播途径。1546年，意大利内科医生弗拉卡斯托罗提出，疾病可通过与病人直接接触传播，也可以通过间接地与受感染的物品接触传播。他最早提出“隔离”的概念。同时，人们开始制定“卫生防疫法”和“隔离法”，改进厕所、下水道、水源，回收垃圾，培养卫生习惯。使烈性传染病得到一定控制。1677年，列文虎克利用他发明的显微镜发现了“细菌”。1798年，英国内科医生詹纳发现，接种过牛痘的人不仅不会再患牛痘，也获得了对另一种传染性极强的天花的免疫力。实际上，早在998～1022年间（宋真宗时代），中国就开始了给健康人接种天花浆预防天花，并获得广泛应用，之后，这种技术才传入欧洲。19世纪70年代，巴斯德开始研究炭疽病，他从病死的羊血中分离到了能够引起炭疽病的细菌，炭疽菌。将它注射到豚鼠或兔子体内，它们很快就会死于炭疽病，并在它们体内找到了炭疽菌。他还发现，患了炭疽病而侥幸未死的牲畜，再注射病菌也不会得病。这说明它们获得了抵抗疾病的能力。后来他发现在接近40℃的情况下，连续培养的炭疽菌的毒性会减小，给牲畜注射不会使之因染上炭疽病而死亡。1881年，巴斯德进行了公开实验，给羊注射了减毒炭疽菌，另一些没有注射，4周后，给每头羊注射强毒炭疽菌，48h后，没有注射减毒菌的羊全部死亡，而注射减毒菌的羊健康如初。1885年，巴斯德用同样的方法，治好了被疯狗咬伤的9岁男孩梅斯特。巴斯德开创了战胜传染病的新世纪，奠定了现代免疫学基础。19世纪的科学技术发展，为20世纪人们与疾病抗争取得的进展奠定了基础。可以毫不夸张地讲，今天所有疾病的诊断、治疗方法都是20世纪的发明。第一个成就就是“病原体”的发现。19世纪已经发现了细菌，但是除了细菌以外，其他的病原体，如黄热病、疟疾、血吸虫、丝虫病、黑热病、梅毒等疾病的病原体，都是20世纪发现的。后来又发现了更小的病原体──病毒。1997年，美国科学家托斯森发现了另外一种病原体“朊病毒”。病原体的发现对征服疾病至关重要，因为人们知道了哪些细菌或病毒引起什么疾病，就可以在预防、诊断和治疗上想办法。 1910年，德国细菌学家埃尔利希发现了一种含砷化合物，它能够杀死引起梅毒的细菌。1921年，预防结核病的卡介苗脱颖而出。1922年，加拿大医生班庭发现胰岛素，并将它用于糖尿病的治疗。1928年，治疗百日咳的疫苗诞生。同年，英国细菌学家弗莱明发现青霉素，并在弗洛里、钱恩等的努力下实现了工业化生产，之后，广泛应用于临床上，在第二次世界大战期间挽救了无数生命，也使世界人口平均寿命从45岁提高到60岁。1935年，德国生物化学家多马克，首先发现磺胺药物的抗菌作用。1937年，微生物学家马克斯·泰勒，培育出了病毒的一种突变体，被用作预防黄热病的疫苗。1945年，美国人瓦库斯曼发现了链霉素，使结核病得到很好的治疗。1955年，美国的索尔克制成了小儿麻痹症疫苗，从而使人类战胜了脊髓灰质炎。由于长期坚持不懈地进行天花疫苗的接种，1979年4月，世界卫生组织在肯尼亚宣布：“天花在全世界内被消灭”。这是人类与疾病抗争取得的第一个具有历史意义的胜利。进入20世纪，由于科学技术的突飞猛进，人类与疾病抗争的能力越来越强，给人类带来巨大伤害的恶性传染病，虽然还有小规模的爆发，但是大规模流行越来越少。然而，随着社会的进步，便捷的交通和全球一体化的进行，特别是随着人类生产力的不断发展，人类的需求越来越大，对生态和环境的破坏却越来越严重，威胁人类的新的疾病不断发生。20世纪科学技术的发展，特别是生命科学的发展，为新的预防、诊断、治疗、保健方法的出现奠定了基础。生物技术和有机化学的发展，为新药的研发奠定了基础。利用生物信息学和计算机技术实现了理性药物设计。基因组学、蛋白质组学的发展为从根本解决人类的各种疾病开拓了全新的途径。21世纪，人们更加关注非传染性疾病的问题。生物技术为许多疾病的预防、诊断和治疗提供了新型疫苗、诊断试剂和药物。生物技术药物与疫苗一直是生物技术中的研究开发重点，是最活跃、发展最快、竞争最激烈，也是最早应用的产业领域。生物技术药物与疫苗的研究开发涉及基因克隆、基因重组、基因表达、发酵、纯化等一系列生物技术，其研究、开发及产业化的水平是反映国家生物技术水平最重要的标志之一。1977年，第一个重组生长激素抑制因子克隆成功后，美国就成立了第一家基因工程公司，开始研究开发α干扰素和β干扰素的生产技术。此后，相继出现了许多生物技术公司。1981年，第一个用于诊断的单克隆抗体，首先在美国正式上市。1982年，第一个基因工程药物重组人胰岛素被批准上市，同年第一个基因工程疫苗也正式上市；1986年，治疗肾移植抗排异反应的第一个单抗新药被批准投放市场。此后，陆续批准上市的产品达到几十种，正在临床试验的产品达几百种。我国生物技术制药研究开始于20世纪70年代初，80年代初期，开始基因工程药物和疫苗的开发研究，1989年，第一个基因工程药物干扰素批准上市，1992年，第一个基因工程疫苗批准上市，现在，我国有21种基因工程药物和疫苗在临床上广泛应用，已经进入临床实验的基因工程药物和疫苗有几十种。在最近的10多年，我国的医药生物技术得到了快速发展，无论在基础研究，还是应用开发研究上都取得了明显的进展，使我国的医药业发生了巨大变化。当然，与先进国家相比，我国还有相当大的差距。随着我国科学、技术水平的不断提高，再加上国家的重视和大力支持，我国医药生物技术及其产业将得到迅速发展。2.为什么要发展基因工程药物？它的生产流程是怎样的？作为生物技术核心的基因工程，最成功的是生产用于治疗的基因工程药物。虽然将一些来源于人的生理活性物质作为药物已经有许多年，但是许多在疾病诊断、预防和治疗中有着重要价值的人源生理活性物质，如激素、细胞因子、神经多肽、调节蛋白、酶类、凝血因子等人体活性多肽，由于材料来源困难或制造技术问题而无法生产。使用传统技术，从动物脏器提取这些物质也因含量太低、成本太高，使其应用受到限制；此外，在提取过程中还可能造成药物被病毒感染、制成的药物会对病人产生严重后果；作为非人源蛋白质，长期使用会产生免疫反应等。用基因工程可直接使用来源于人的基因生产药物，可以从根本上解决上述问题。其最大的好处是：不仅可以大量生产过去难以获得的来源于人的各种生理活性的蛋白质和多肽药物，为临床应用提供保证，还可以进一步深入研究它们的生理、生化和结构，从而扩大这些物质的应用范围，发现和挖掘出更多的生理活性物质。通过对基因进行改造，利用基因工程可以生产性能更加优良的药物。基因工程药物的生产是个复杂的系统工程，首先要进行的是必不可少的实验室的基础研究，主要包括：目的基因的发现、分离，将目的基因插入适当的载体，转入新的宿主菌，构建工程菌，并使目的基因在工程菌内进行复制和高效表达，建立、优化基因工程菌的培养和表达目的产物的分离纯化方法，完善和确定基因工程药物的制备工艺。再通过适当扩大规模的中间实验，确定生产工艺、设备及工程设计后，才可能进行工业生产。工业生产过程主要包括工程菌的大量培养和目的基因表达产物的分离纯化，然后，将获得的目的产物，经适当配制，制成药物。在这个过程中，每一个阶段都包含若干步骤，并且随基因来源、宿主种类、产物性质及其表达方式、研究和生产条件等不同而有较大变化。 基因工程药物生产与传统意义上的药物生产有许多不同，它使用的是活细胞，产品又多是大分子的具有复杂结构和生理功能的蛋白质，因而基因表达、宿主菌生长、产品精制、产品质量和药效等，都可能因为原料、生产工艺、条件，甚至环境等生产过程的每一步的变化受到影响。因此，严格控制生产过程的每一步和进行严格的检测，确保产品质量和安全有效是基因工程药物生产中必不可少的。利用基因工程不仅可以将目的基因转移到像大肠杆菌、酵母菌等微生物中，现在还可以将目的基因转移到动物和植物细胞，利用动植物细胞培养，或转基因动物或植物直接生产基因工程药物。但是与利用基因工程菌生产药物的产业相比，转基因动植物细胞和转基因动植物生产药物还有较大的差距。3.我国2001年前批准的基因工程药物有哪些？以下是我国2001年前批准的基因工程药物细胞因子(16种)α1b干扰素，α2a干扰素，α2b干扰素，γ干扰素，粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)，粒细胞集落刺激因子(G-CSF)，表皮生长因子(EGF)，白细胞介素2(IL-2)，红细胞生成素(EPO)，碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)，干细胞因子(SCF)，白细胞介素11，β-干扰素，肿瘤坏死因子(TNFβ及TNFα突变体)，血小板生成素(TPO)治疗性抗体(6种)白细胞介素-8Mab，分化抗原CD3Mab，131I标记肝癌导向治疗性抗体Hab18，131I肝癌细胞膜单克隆抗体Hepama-1注射液，抗肾病综合症出血热病毒单克隆抗体(I型)，曲妥株单抗(治疗乳腺癌)多肽激素(3种)胰岛素，人生长激素，脑钠素溶血栓药物葡激酶(SK)，StK，尿激酶原(Pro-UK)，水蛭素，溶纤酶原激活剂(tPA)其他重组药物(2种)血管内皮抑制素，重组人凝血因子Ⅶa4.什么是疫苗？请简述其研究史疫苗的英文名称vaccine，最初是因牛痘得名。现在将一切通过注射或通过黏膜途径接种，可以诱导机体产生针对特定致病原的特异性抗体或细胞免疫，从而使机体获得保护或消灭该致病原能力的生物制品统称为疫苗。我国早在宋朝真宗时期(998～1023年)就开始从症状轻微的天花病人身上取得疱浆，人工接染到健康儿童，使之产生轻微症状的感染，从而获得免疫力，避免引起严重天花和造成死亡。后来这一方法经阿拉伯人传到欧洲，1721年传入英国。英国医生詹纳注意到感染牛痘的人不会感染天花。经过多次实验，詹纳于1796年，从一挤奶女工感染牛痘的豆疱中取出疱浆，给一个8岁的男孩接种在手臂上。后来再给男孩接种天花疱浆，这个男孩并没有染上天花，证明该男孩对天花确实具有免疫力。这个牛痘疱浆就是天花疫苗，它能够有效地预防天花。经过一百多年的努力，1979年4月，世界卫生组织宣布全球消灭了天花。詹纳发明了用牛痘接种来预防天花，但并不清楚为什么这样能够预防天花。1870年，法国科学家巴斯德在研究鸡霍乱病时发现，将引起鸡霍乱的弧菌培养几代后，毒力降低很多，给鸡接种后，可使鸡产生对霍乱的免疫力，从而发明了第一个细菌减毒疫苗──鸡霍乱疫苗。后来，巴斯德总结出给动物接种某种细菌后，就可以使动物不再受这个细菌感染的免疫接种原理。这个原理奠定了疫苗的理论基础。因此，人们把巴斯德称为疫苗之父。1885年，西班牙的佛瑞（J.Ferran）将霍乱菌肉汁培养物注射到人体，成为人体注射疫苗的开始。1896年，德国的考来（Kolle）将霍乱弧菌加热杀死后制成菌苗，并在1902年日本霍乱大流行时使用，获得成功。1902年，法国科学家诺卡德（Nocard）从患结核病的牛乳房分离到牛型结核菌，卡拉米特（Calmeitte）和介瑞（Guerin）将其接种在5%甘油胆汁马铃薯培养基上进行培养传代，经过230代，历时13年，终于制备出用于结核病预防的减毒活疫苗。为了纪念卡拉米特和介瑞的功绩，这种菌苗被命名为卡介苗。1933年，古德帕斯特（Goodpasture）发明了鸡胚病毒培养方法，为病毒疫苗的发展奠定了基础。1949年，尹德斯（Enders）从人细胞系中分离出脊髓灰质炎II型毒株。1953年，美国科学家萨克（Salk）研制的三价甲醛脊髓灰质炎灭活疫苗问世，1955年批准生产。1952年，美国科学家萨宾（Sabin）开始研制减毒活疫苗，于1957年研制成功三价脊髓灰质炎减毒活疫苗，并获准生产。1954年，尹德斯又分离了麻疹病毒。1963年，麻疹疫苗获准生产。在此之后，各种病毒的灭活和减毒疫苗相继问世。生物技术的发展使新型疫苗的研究成为大家关注的热点，相关基础和应用研究迅速发展。1986年，第一个基因重组疫苗──重组乙型肝炎疫苗获准生产。解放后，我国政府十分重视疫苗的研制和接种工作。下表所示的是我国20世纪50年代以后研制的各种疫苗。年代减毒疫苗灭活疫苗亚单位疫苗基因工程疫苗20世纪50年代卡介苗黄热病疫苗鼠疫疫苗布病疫苗百白破联合疫苗乙型脑炎疫苗（鼠脑）斑疹伤寒疫苗森林脑疫苗   炭疽疫苗钩端螺旋体疫苗20世纪60年代脊髓灰质炎疫苗流感疫苗麻疹疫苗痘苗（细胞）乙型脑炎疫苗（细胞）  20世纪70年代腮腺炎疫苗（鸡胚）狂犬病疫苗（细胞）流脑多糖疫苗 20世纪80～90年代甲型肝炎疫苗乙型脑炎疫苗腮腺炎疫苗（细胞）风疹疫苗轮状病毒疫苗出血热疫苗乙型脑炎疫苗（纯化）狂犬病疫苗（纯化）甲型肝炎疫苗流感疫苗（纯化）乙型肝炎疫苗（血源）伤寒Vi多糖疫苗百日咳疫苗（无细胞）乙型肝炎疫苗痢疾疫苗霍乱疫苗5.传统疫苗的种类有哪些？用于预防疾病的疫苗有细菌性疫苗、病毒性疫苗和类毒素疫苗。从疫苗的生产技术来说，疫苗分为传统疫苗和新型疫苗两大类。传统疫苗包括灭活疫苗、减毒疫苗和亚单位疫苗。灭活疫苗是用致病的微生物或其代谢产物，接种到动物、鸡胚、组织或细胞培养物中，经生长繁殖后，用化学（丙酮、甲醛、酚等）或物理（加热、紫外线照射）等方法将病原体杀死的疫苗，因此，又称为“死”疫苗。减毒疫苗是通过适当方法，以降低毒性或无毒的全病原体为抗原的疫苗。而用天然微生物的某些成分的亚单位作为疫苗的，称为亚单位疫苗。6.新型疫苗的种类有哪些？新型疫苗主要包括基因工程疫苗和核酸疫苗。基因工程疫苗还包括基因亚单位疫苗、基因工程载体疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗、合成肽疫苗和抗独特型抗体疫苗。根据它们的基本特征，也可分为活疫苗和灭活疫苗两大类。生物技术的发展为新型疫苗的研究开拓了广阔的空间，利用基因工程可以删除作为抗原的细菌和病毒的致病基因或基因片段，获得减毒更彻底、遗传性能更稳定，不易发生毒力返祖、安全的疫苗。例如，去除毒力基因的腺病毒，可用作减毒活疫苗。这样获得的减毒细菌和病毒也可作为载体，将外源抗原基因插到细菌或病毒载体的基因组中，用于表达外源抗体。这种减毒的细菌和病毒载体就可以制成新型疫苗。现在发现有许多的病原体不能够通过培养的方法制备成疫苗，例如，乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、麻风杆菌、疟原虫等；有的虽然能够培养，但是有潜在危险，如登革热病毒、人免疫缺陷病毒；还有的免疫效果差或副反应大，也不适合制备成传统疫苗。而利用基因工程将病原体的某个抗原基因或某几个抗原基因，转入适当的宿主，进行表达，获得的表达产物作为免疫原使用，就可以克服上述缺点，用这种方法制成的疫苗称为基因工程亚单位疫苗，可归为灭活疫苗。例如，乙型肝炎抗体疫苗，就是将乙肝抗原基因转入酵母或动物细胞，通过细胞培养大量生产乙肝抗原，该抗原作为基因工程疫苗用于乙型肝炎预防。人们甚至将乙肝抗原基因转到西红柿中，经栽培，获得转乙肝抗原基因西红柿，食用后可预防乙肝。7.疫苗的基本组成成分是什么？疫苗的基本成分包括抗原、佐剂、防腐剂及其他活性成分。抗原是疫苗最主要的成分，决定疫苗的免疫性能。抗原必须是机体以外的物质，进入机体后能够有效激发机体的免疫反应。作为抗原的生物活性物质有：灭活的细菌或病毒，通过多次传代得到的减毒细菌或病毒，病毒或细菌的提纯物，有效的蛋白成分，类病毒，细菌多糖，合成多肽，以及近年来发展的DNA疫苗等。佐剂是能够增强抗原的特异性免疫应答的物质，它应该无毒、安全，并且稳定，比如油制佐剂。防腐剂是保证疫苗在储存期不会被微生物污染，防止造成严重问题的物质，大多数是化学防腐剂。稳定剂是为保证作为抗原的病毒或其他微生物能够存活和维持其免疫活性稳定的物质，往往都是糖类，如乳糖、山梨醇等。另外，疫苗在制备时还需要加入适当的缓冲剂、盐类等无活性的成分。构成疫苗的所有成分和含量必须不影响疫苗的效力、纯度和安全性，因此都有严格的质量标准。8.新型疫苗具有哪些优越性？传统疫苗，不论是灭活疫苗还是减毒疫苗，在生产过程中，必须大量培养病原体，即致病的病菌和病毒。尽管现代的生产技术、设备和管理已经达到相当高的水平，人们依然还是担心病原体的泄漏和对环境的污染，从而引起疾病的发生和传播。减毒的病原体毕竟还是有一定的毒性，还存在恢复突变的问题。如果控制不好，生产的疫苗可能具有一定毒性，会对人产生伤害。而灭活疫苗生产使用的是高毒性的病原体，一旦泄漏，或灭活不彻底，对环境和人会产生很大的伤害。因此，传统疫苗的生产和产品质量都存在一定的风险。另外，传统疫苗的制剂组成比较复杂，制剂中不仅含有免疫原，还可能含有少量的在培养过程中产生的一些物质，以及培养基的组分等，这些物质都可能对人产生一定的影响。为了解决这些问题，就需要通过抗原纯化，制备纯化组分疫苗（如肺炎球菌夹膜多糖疫苗）和亚单位疫苗（如乙型肝炎表面抗原单位疫苗，霍乱毒素B单位疫苗），去除病原体中的有害成分，使其安全有效。 新型疫苗主要包括基因工程疫苗和核酸疫苗。利用基因工程将病原体的某个抗原基因或某几个抗原基因转入适当的宿主，进行表达，获得的表达产物作为免疫原使用，这称为基因工程疫苗。比如，国际上大多数国家都使用基因工程乙型肝炎疫苗代替血源疫苗，它可以避免血源疫苗的潜在危险。现在人们几乎可以利用基因工程表达任何具有免疫原性的蛋白质或多肽，用来制备基因工程疫苗。还可以将具有免疫原性的多肽与载体偶联，以便增加其免疫原性。由于多肽疫苗具有有效的特异性免疫应答，避免了可能的危害作用。核酸疫苗包括DNA疫苗和RNA疫苗，是近年备受人们关注的新型疫苗。它是由编码能够引起保护性免疫反应的病原体抗原的基因片段和载体构建而成，然后导入人体进行表达，产生抗原，引起免疫反应。与其他疫苗相比，它的优点是：①制备的疫苗具有天然抗原形式，没有病原体在体内复制和复制后致病的问题，也不存在恢复突变和毒力返祖问题。②免疫应答全面。可引起细胞免疫和体液免疫，也能诱导细胞毒性T淋巴细胞，从而预防细胞内感染性疾病。③单次接种可诱导长期或终身免疫。④生产迅速简便，成本低。⑤制备的疫苗不需要冷藏，易于保存和运输。⑥可以将具有不同抗原性的疫苗联合接种，有利于制成联合疫苗。⑦核酸疫苗能够完善婴儿的抗体应答，促进细胞内抗原的清除，防止母体抗体介导的抑制。但是，DNA疫苗也存在许多问题，比如，①刺激机体免疫反应的能力比较弱。②目的基因往往表达水平不高。③在体内抗原蛋白的表达能够持续多久还不清楚。④导入人体的外源DNA有整合的危险，且整合的位点难以控制，有可能诱发基因突变；还可能引起免疫系统自身紊乱。因此，对核酸疫苗需要进行深入研究，对其安全性和长效性进行观察，全面权衡核酸疫苗的利弊。社会广角生物技术与食品添加剂在现代食品生产中，为了满足人们对食品的色、香、味、营养、口感、质量、保鲜和储存等的需要，使用了各种添加剂，包括色素、调味剂、香精香料、营养物、膨润剂、增稠剂、悬浮剂、分散剂、稳定剂、防腐剂；等等。随着人们生活水平的不断提高，对食品质量和添加剂的要求也越来越高，合成的食品添加剂逐渐为天然食品添加剂取代。天然食品添加剂主要来源于动物、植物，或是利用微生物发酵生产。添加食品色素可以使食品具有诱人的色泽。过去使用的化学合成色素因毒性问题而逐渐被从植物提取的姜黄、辣椒素、胡萝卜素，以及用红曲霉发酵生产的红曲霉素、维生素B等取代。这些“新”色素，不仅可作为色素使用，同时还具有营养价值或有良好的生理功能，因此，在食品生产上获得广泛应用。在调味剂中，用于调酸味的各种有机酸，如醋酸、柠檬酸、乳酸都是微生物发酵生产的。它们的酸味纯正，能够被人体利用，不会产生不良影响。味精是用糖类为原料发酵生产的；肌苷是从培养的酵母菌中提取核酸，再经酶加工制得的最常使用的鲜味剂。目前，食品工业上广泛使用的甜味剂──阿斯巴甜，是由微生物发酵或酶法生产的苯丙氨酸和天冬氨酸合成的二肽，生物安全性得到广泛认同。同样，用微生物酶加工淀粉生产的各种糖，如葡萄糖、麦芽糖、高果糖糖浆、低聚糖等，不仅是甜味剂，还具有保健功能。食品上大量使用的营养添加剂，如各种氨基酸、维生素等，也都是利用微生物发酵生产的产品。近年，利用微生物发酵生产的多糖，如黄原胶、普鲁兰等，在果汁和饮料生产中得到广泛使用，它可以起到增稠、悬浮、分散、稳定和改善口感的作用；也可以起改善品质，增加保存期的作用。利用乳链杆菌发酵生产的乳链杆菌肽作为防腐、保鲜剂，广泛应用于罐头食品、袋装食品、肉制品、乳制品等的生产，可以达到降低灭菌强度，延长保鲜期，保留风味、口感的目的。生物技术的发展为生产各种类型的食品添加剂，为保证人们健康，丰富食物品种，满足各种人群需要作出了贡献，同时也给我们带来了巨大的经济效益和社会效益。生物技术与秸秆处理目前，我国每年农作物秸秆的产生量是5×108～6×108t。过去秸秆是广大农村的生活燃料，近年来，由于社会发展和农村生活水平的提高，大部分地区的农村不再利用秸秆作为生活燃料，其中的2/3被废弃或直接焚烧，这样，不仅严重浪费资源，而且导致空气和水体污染。秸秆的主要成分是纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质和其他少量的生物物质，完全可以经过加工再利用。最简单的利用方式是将其机械粉碎后，随着翻整土地埋入土壤中，在土壤微生物的作用下分解，成为肥料被植物再利用；或者加入适当的微生物进行厌氧发酵后成为肥料；也可以将粉碎的秸秆在无氧条件下发酵，作为牛、羊等的青储饲料。目前，我国部分农村开始将秸秆进行沼气发酵，产生的沼气可作为能源使用，发酵残留物又可作为农业肥料，达到综合利用和无害化处理。其实，这些利用方式，对资源的利用率很低。随着生物技术的不断发展，开发以秸秆为原料，通过适当的物理加工，利用微生物发酵或酶的作用，生产纤维素、低聚木糖、木糖醇、燃料乙醇、纸浆、酶制剂、生物农药、生物肥料等多种产品，可达到综合利用、高值化的目的。这种综合利用不仅要依靠生物技术的发展，同时还需要其他技术的配合和社会各方的共同努力，才可能在经济上取得效益，实现产业化。 生物技术与粮食深加工随着农业生产水平的不断提高，我国粮食生产迈上了四个台阶，年产量达到5×108t以上，人均粮食占有量为400kg。虽然解决了粮食紧缺问题，但合理、充分地利用有限的粮食资源，仍然是我们面临的重要问题。进行粮食的科学深加工是解决问题的主要途径。从下图可以看到生物技术在粮食深加工上的重要作用。 下载：目标的确定与本节对应的课程标准具体内容是“举例说出发酵与食品生产”，而本节标题定为《微生物发酵及其应用》。事实上，微生物发酵在现实生活中远远超出了食品工业的范畴。因此，本节内容一开始时并没有局限于食品生产，而是从比较大的视角──发酵工程史话引入，然后探秘发酵过程，再举例说出发酵与食品生产的关系。为此，本节主要教学目标确定为：通过了解发酵工程发展的历史，体验科学、技术、社会三者间的关系；说出微生物发酵生产的基本过程；举例说出微生物发酵与食品生产的关系；关注与微生物发酵有关的社会问题等。教学设计思路教学实施的程序 教学内容教学活动教学手段和方法预期目标1.复习提问，引入新课。师：同学们在初中时学习过微生物发酵与食品，我们的日常生活中也接触到许多发酵食品，请同学们思考这样一个问题：哪些食品是由微生物发酵生产的？相应的发酵种类是什么？生：酸奶、泡菜，它们都是乳酸发酵。师：很好！还有其他食品吗？想一想，我们每天吃的主食有通过发酵制作的吗？生：馒头、面包。师：对，实际上，我们经常食用的许多食品，以及使用的一些药品，它们的生产过程都离不开微生物发酵。那么，微生物发酵是如何发展起来的？其生产过程怎样？它还可应用在哪些方面？现在我们就一起来解答这些问题。学生很可能回答不全，教师可提示。投影或板书：第一节微生物发酵及其应用   联系日常生活的实例，在回忆旧知识的基础上，引入新课，以激发学生的学习兴趣，强化从社会中来的意识。2.新课──发酵工程史话的学习。师：现在人们能够利用微生物发酵来大规模地生产食品、药品等许多产品，那么，人们今天的成绩是如何一步步取得的呢？下面我们先来学习第一个问题：发酵工程史话。首先，请大家阅读教材发酵工程史话标题下的第一自然段。从这段文字的叙述中，能够看出，人类的祖先很早就会在不知微生物发酵原理的情况下，利用微生物发酵技术来生产多种产品，这个方面还有我们中华民族的贡献。由此可见，发酵技术是从生产实践中一步步产生的。师：下面请同学们继续阅读第二自然段。第二自然段的核心内容是，随着两位科学家研究出发酵现象的本质和人们对微生物的认识不断深入后，诞生了传统的发酵工业。这充分说明了发酵技术需要基础科学研究的指导，即科学研究促进了技术的发展。师：好，请大家继续阅读后四个自然段的内容。从中能够看出，发酵技术随着时代的发展而不断向前发展，从传统的发酵工业到现代发酵工业，再到微生物工程，它不仅成为生物技术产业的重要支柱，而且和基因工程技术的结合使它如虎添翼。由此看来，生物技术产业的核心是技术，同时科学技术又是一个不断发展的过程。投影或板书：一、发酵工程史话学生先阅读教材相应的段落，教师就此段落提炼出有关科学价值观的教育素材自然过渡到发酵工程史话。让学生体验科学技术是从生产实践中产生的。让学生体验技术需要以基础科学研究作指导，科学、技术间存在相互作用。让学生认同生物技术产业的核心是技术，以及科学技术是一个不断发展的过程。投影或板书：    3.新课──发酵生产过程探秘。师：在很多家庭的日常生活中，味精是不可缺少的调味品，那么，你知道它的化学成分是什么吗？生：谷氨酸钠。师：对！有人认为食用味精对人体有毒害作用，从生物学的角度，你如何看待这个问题？生：味精是谷氨酸的一种钠盐，食用后在体内能分解成谷氨酸，而谷氨酸是人体的一种必需氨基酸，所以食用味精对人体不会有毒害作用。师：非常好！适当添加味精对人体无害，且能增添菜肴的鲜味。我国已成为国际上味精生产大国，年产约6.5×105t。你想知道味精是怎样在现代化的工厂中生产出来的吗？请大家翻到教科书P76～77。现代发酵工业的生产过程非常复杂，为避繁就简，突出主干，教科书用流程图来展示发酵的基本过程。为便于同学们的理解，我们以味精生产为例，来探秘它的发酵生产过程。味精生产的第一步是选育出能产生谷氨酸的细菌菌种，如谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌等。这些细菌先是从自然界中分离出来的，再用诱变、基因工程等现代生物技术处理，便可得到高产的菌种。由于谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌是细菌，其同化作用类型是异养型的，所以要大量培养这些细菌，就需根据细菌的代谢特点配制相应的培养基。培养基如何配制可参看教科书中关于配制培养基的解释。由于生产中要采用单一菌种发酵，整个发酵过程不能混入其他微生物（杂菌），所以生产味精的培养基和发酵设备必须经过严格的灭菌，并进行无菌操作。在味精生产过程中，由于发酵罐的体积很大，需要的菌种（种子）量就多。为提高发酵罐中的发酵效率，缩短生产时间，要把谷氨酸棒状杆菌或黄色短杆菌的菌种，经过培养，达到一定数量后，才能接入到发酵罐中，即要先经过扩大培养后再接种。当谷氨酸棒状杆菌或黄色短杆菌的菌种接入发酵罐后，这些细菌就会利用罐内培养基中的营养物质大量繁殖，同时产生大量的谷氨酸。为使发酵过程处于最佳状态，现代化的味精生产企业，其发酵罐均有计算机控制系统，能对发酵过程中的各种条件严格控制，以大幅度地提高生产率。需要说明的是，谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌均是好氧菌，因此，发酵过程中要不断地通入无菌空气，以满足它们生长繁殖的需要。在温度为30～37℃、pH为7～8的条件下，经28～32h，发酵罐内的培养液中就会生成大量的谷氨酸，随后，将谷氨酸从培养液中分离出来，用适量的Na2CO3溶液中和（形成谷氨酸钠结晶）后，再经过过滤、浓缩、离心分离等步骤，便成了味精。这便是味精生产的最后一步，即分离、提纯产物，获得产品。二、发酵生产过程探秘──以味精生产为例由于这部分内容学生较陌生，因此以教师讲解为主。板书：1.菌种的选育：如谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌等板书：2.培养基的配制：水、无机盐、碳源、氮源、生长因子等板书：3.灭菌：去掉杂菌板书：4.扩大培养和接种：先大量培养谷氨酸棒状杆菌或黄色短杆菌的菌种，再将菌种接入发酵罐板书：5.发酵罐内发酵：由计算机控制系统控制条件板书：6.分离、提纯产物→产品：谷氨酸→谷氨酸钠让学生了解发酵生产的基本过程。4.新课──发酵与食品生产。师：正因为人们对微生物发酵生产的过程研究得非常透彻，所以现在我们能利用微生物发酵技术来生产多种产品。请大家翻到教科书P77，看讨论专栏，4个同学一组来完成这个讨论。师：哪个小组愿意把自己讨论的结果和大家交流？生：馒头、面包、泡菜等是直接由微生物发酵生产的。味精、醋、酱油等是经发酵生产的食品添加剂。师：很好！实际上发酵与食品生产的关系最为密切，其产品远远超过同学们现在所知的。如想进一步了解，请阅读教科书P78的内容。投影或板书：三、发酵与食品生产先给学生5min完成讨论，再让2～3个组的学生发言。让学生感到要学习的内容离自己很近，激发起学生的学习兴趣。让学生体验科学、技术、社会三者间的关系。 5.小结及布置调查活动。师：今天这节课我们学习了有关微生物发酵及其应用的内容，大家应了解微生物发酵生产的基本过程，同时能举例说出微生物发酵与食品生产的关系。我们应该利用所学的知识去关注微生物发酵在社会中的应用，为此，请大家利用课余时间完成一个调查活动，调查活动的内容和要求见教科书P78“到社会中去”栏目，大家可根据自己的兴趣和条件任选一个题目去调查，调查完成后，写一份调查报告，供大家交流。感兴趣的学生可以个人或小组合作，选择一个内容去调查。最终完成的调查报告，经教师评价后，张贴出来，办一个专栏供大家参观。为学生构建一个学以致用的平台，同时唤起学生关注社会的意识。环境保护是当今世界的热门话题，是关系到我国社会可持续发展的重要因素之一。了解和学习如何利用生物科学技术净化环境、保护环境，是中学生生物科学素养的重要组成部分。本章介绍了生物性污染及其预防，生物净化的原理及其应用，关注生物资源的合理利用，倡导绿色消费等内容，有助于学生了解生物科学及其技术对保护环境的重要作用，能帮助学生从环境保护的角度，思考人类的生活和生产方式，并激发学生关注生活、关注社会的情感，引导和规范相关的行为。本章教材分析一、教学目的要求知识方面1.识别生物性污染。2.举例说出生物性污染的防治方法。3.概述生物净化的原理和应用。4.列举生物资源面临的危机及其原因。能力方面1.尝试查找资料，针对某一生物性污染提出预防和治理措施。2.评价自己的消费行为，参与倡导绿色消费的宣传活动。情感态度与价值观方面1.关注造成生物性污染的根本原因。2.关注生物净化的重要作用。3.关注生物资源的合理利用。4.认同绿色消费观念，养成绿色消费行为。二、教学内容的结构和特点（一）教学内容的特点环境保护的内容在小学教材、初中生物教材和高中生物必修模块中都有所体现，是学生经常接触的内容，也是相对容易理解的内容。但以前往往比较注重从宏观方面组织教材，内容不具体，操作性不强。而本章生物科学与环境保护，则更多地是从社会生活中来，通过一些社会中环境污染或环境、资源受到破坏的事实或事例，引导学生认识其严重性，并运用生物科学的基本原理和方法，尝试解决现实生活和生产中存在的环境和资源问题。本章侧重点有两个方面：一是现实生活和生产中存在哪些环境和资源不合理利用的问题，可以用哪些生物学原理去解决？二是参与到环境保护和资源的合理利用的行动中，确立环境保护和资源合理利用的观点。由此可见，本章教学内容更加注重培养学生的能力，更加注重引导学生形成有关环境保护和资源合理利用的行为和意识。基于上述情况及侧重点，教材在组织教学内容时有以下特点：1.注重事实及事例分析，避免从理论到理论 环境和资源的问题容易大而空，不易引起学生持久的兴趣和深入的分析。正因为如此，本章十分注重从社会中普遍关注的热点问题中来，从学生身边发生的事例中来，呈现一些基本的事实及事例，帮助学生从理性的角度认识环境和资源问题。例如，关于什么是生物性污染，教材不是直接告诉学生答案，而是呈现一些生物性污染（赤潮）、光化学污染（伦敦烟雾事件）和物理性污染（电磁辐射）的基本的事实或现象，让学生通过对比、分析和讨论得出答案，总结出生物性污染的本质和概念。又如，我们每个人都可能知道生物资源面临着危机，但如果泛泛说教就会了无新意。教材在处理这部分内容时，是以点带面，以摆事实讲道理的方式来进行的，从不同的角度分别列出了大兴安岭的森林和物种减少的事例，过度捕捞导致长江经济鱼类种群数量越来越少的事实，以及采集发菜导致草原沙漠化的事实，以此来引导学生真正认识到生物资源确实存在危机，不仅如此，还认识到人类的活动是导致生物资源出现危机的重要原因，从而为下文生物资源的合理利用打下基础。高中生物选修2教师教学用书第4章生物科学与环境保护在教学中，教师应注意平时多收集有关环境和资源利用的具体事例，从正反两个方面介绍给学生，让学生从大量的事实及事例中学会分析问题，抓住主要矛盾。2.注重学生参与，培养分析问题和作出决策的能力精选教材内容，留出更多的时间让学生参与一些分析、调查和决策活动，培养学生的能力，是教材重要的特点，也是教学过程中教师应该注意和加强的方面。例如，资源的不合理利用是目前普遍存在的问题，不能只有介绍而没有解决问题的途径和方法，因此，教材安排了资料分析、讨论和撰写决策分析报告活动，了解相关法律规定中的内容。这样，学生的分析能力和决策能力将有较大的提高，有助于学生将来走入社会时确立自己正确的行为。3.注重与社会生活的联系，强调让学生更多地参与社会实践活动环境和资源的问题，与人类的行为直接相关，因此，结合社会生活认识环境和资源问题，利用所学的生物学原理参与社会实践活动，尝试解决这些问题，让学生在活动中得到具体的教育，是保护环境和资源的有效方法。例如，水葫芦是一种入侵生物，在初中教材中已作过介绍，本节的“从社会中来”也是以水葫芦为例，但视角不同，是从水葫芦在我国的“角色”变化，来说明水葫芦污染是人们的行为造成的，从而很容易让学生理解很多的生物性污染也是由人的行为引起的。当然，要治理这些污染也需要人们拿出实际的行动。在“到社会中去”的栏目中，教材又安排了一项针对性活动，让学生根据所学的防治生物性污染的方法去查找资料，研究和分析一些针对性的预防和治理措施。又如，参观污水处理厂，直接了解植物和微生物在生物净化中的作用，这样的实践活动远比课堂教学的效果要好得多。再如，生活中有很多消费行为，哪些是绿色的消费行为呢？为了让学生更好地认识这些问题，形成比较清晰的认识，教材列举了学生每天经历的事情和一些日常生活中人们习以为常的处理方法，来让学生评价，从而使学生清楚地认识自己的消费行为是否是绿色的，这样做的目的，是让学生更好地了解自己的消费行为，真正做到绿色消费，并参与“宣传绿色消费观念，倡导绿色消费行为”的活动。（二）教学内容的结构本章共分4节，它们分别是：生物性污染及其预防；生物净化的原理及其应用；关注生物资源的合理利用和倡导绿色消费。其内容的结构如下所示。本章内容的选取具有一定的层次性，体现了思维和认识的递进性，原理和应用的一致性，以及思想和行动的统一性原则。 三、与学生经验的联系本章的每一节都与学生的生活和学习相联系，学生在日常生活中，某些行为就可能会造成环境污染和对资源的浪费。正确引导学生的各种行为，特别是消费行为，实现绿色消费，既有利于学生健康地生活，也与整个社会的可持续发展紧密关联。例如，水葫芦和赤潮形成的根本原因是因为水体富营养化，而水体富营养化是指水中的N、P等矿质元素含量过多造成的，洗衣粉等含P的洗涤剂都与学生的生活有关；污水的形成及污水的治理，不仅与学生的生活相联系，也与我们每个人的行为有关。又如，要合理利用生物资源，就必须遵循可持续发展的思想，保护生态环境和生物资源，以满足人类对生物资源的永续利用。对于学生来说，绿色消费有利于合理利用生物资源，例如，不浪费纸张和节约用水，不吃野生动物，较少选用一次性制品，等等。此外，有关环境保护、生物资源面临危机、绿色消费的内容是各种媒体关注的热门话题，教师可以引导学生有意识地收集这些资料，用于课堂教学、讨论或作出决策。这些都是本模块倡导的从社会中来，到社会中去的极好的素材。四、与其他章的联系从广义来看，环境保护与农业和工业生产都有着紧密的联系。例如，农业生产中减少化肥和农药的使用，有利于环境的保护；工业生产中利用微生物发酵生产药物，将酶应用于轻工和化工生产中可以有效地减少环境污染。另一方面，保护环境不仅有利于农业生产，更有利于人体的健康。从狭义来看，本章倡导绿色消费一节与第2章第5节绿色食品的生产相联系，消费绿色食品是绿色消费的重要组成部分；本章内容还与必修模块3《稳态与环境》相关联。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，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，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1～2m，寿命可达12～15年。叶片卵形、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60km的速度向东和北传播。例如，紫茎泽兰已经将四川凉山州5.3×105hm2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）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25cm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1200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20～26℃，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2002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20～40cm，互花米草南方高秆生态型株高120～300 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1.0×105～1.3×105hm2，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1.5～4.0mm，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1m，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5～20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5～35℃，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（pH4～12）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1000hm2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2.0×106t左右，1/4的内河水面被覆盖。另外武汉、宁波和太湖等地区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──密云水库，自1977年起，密云县在沿库10000hm2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7200t，减少化学农药用量大约3000t，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1.6×105t，年生产能力5.0×105t。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［2003］71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，我国加入了国际上一系列与生物保护、生物入侵及污染有关的国际协议和机构，例如，我国于1992年签约国际《生物多样性公约》，并积极履行相关义务。在法律法规建设方面，我国制定了《中华人民共和国进出境动植物检疫法》、《中华人民共和国进出境动植物检疫法实施条例》，对防止引进外来有害物种和动植物病虫害具有重要意义；《中华人民共和国海洋环境保护法》等法律对动植物物种的引进也有严格规定。根据《中华人民共和国进出境动植物检疫法》规定：国务院设立动植物检疫机关，统一管理全国进出境动植物检疫工作。国务院农业行政主管部门主管全国进出境动植物检疫工作。国家动植物检疫机关在对外开放的口岸和进出境动植物检疫业务集中的地点设立口岸动植物检疫机关。国外发生重大动植物疫情并可能传入中国时，国务院应当采取紧急预防措施，必要时可以下令禁止来自动植物疫区的运输工具进境或者封锁有关口岸。受动植物疫情威胁地区的地方人民政府和有关口岸动植物检疫机关，应当立即采取紧急措施，同时向上级人民政府和国家动植物检疫机关报告。邮电、运输部门对重大动植物疫情报告和送检材料应当优先传送。口岸动植物检疫机关在港口、机场、车站、邮局执行检疫任务时，海关、交通、民航、铁路、邮电等有关部门应当配合。在监管部门方面，农业部、国家出入境检验检疫局、国家质量监督检验检疫总局、海关、卫生部、交通部、民航、铁道部、外贸部等部门分工合作。例如，国家出入境检验检疫局的主要职责是拟定有关出入境卫生检疫、动植物检疫的法律、法规，组织实施出入境检验检疫、鉴定和监督管理等工作，检验检疫局的食品法典专家委员会专门下设一个生物污染控制专业组。此外，国家质量监督检验检疫总局，可以按照《突发公共卫生事件应急条例》的要求，制订全国国境口岸突发事件出入境检验检疫应急预案。为了适应不断变化的国际形势，我国的生物污染监控体系也在不断完善。这包括进一步完善动植物检疫法等相关法律体系；加强基础研究工作；加强宣传教育，提高全社会的生态保护和防护意识；同时不断加强国际合作，建立国际生物监控体系和数据库。不断地努力提高我国对生物污染的监管能力、阻击能力、预警能力、快速反应能力和信息处理能力。一、教学目标1.简述生物净化的概念，概述生物净化的原理和方法。2.举例说明生物净化。3.尝试搜集利用生物净化原理治理环境污染的资料。二、教学重点和难点1.教学重点生物净化的原理。2.教学难点污水处理的原理。 三、教学策略教师可以引导学生尝试做一些小实验，让他们切实感受到生物的净化作用，从而提高他们的学习兴趣。例如，可以做教材中列举的土壤对除草剂的分解作用有关的实验。还可以带领学生将塑料袋、一次性餐盒等埋入实验室的花盆内，让学生观察记录分解的变化过程；可以测定学校绿化区和教室中细菌含量，等等。通过亲自动手，学生可切实体会到生物的净化作用。新课引入可以利用“从社会中来”的案例，比较治理石油污染时，应用现代生物技术改造的工程菌除污与传统方法除污的不同点。也可以让学生讨论身边的问题，如公路的绿化、污水的处理等等。使学生理解生物的净化能力，学习生物净化的概念。教材的内容包含了植物的净化作用和微生物的净化作用两部分内容。教师可以根据实际情况，侧重选择其中一个主题开展活动。例如以污水处理为主题，带领同学参观污水处理厂，或调查当地水源的净化情况，也可以对城市的某处治理成功的水域进行分析、总结，也可对某处污染水域进行调查，尝试提出治理方案，并将建议提交环保部门等。教学中应注意让学生接触社会、了解社会，并运用学过的知识解决问题。如果选择植物的净化作用为主题，就可以对学校和小区的绿地面积进行统计，查阅资料，评价目前选择的树种和栽种密度是否适合，提出方案，并向学校或环保部门提交建议等。   四、参考答案   （一）思考与探究1.有人利用水葫芦吸收水体中的重金属离子，以降低水体中重金属含量，同时又利用这种水葫芦作为猪的饲料。你认为这种做法可行吗？说出你的理由。提示：吸收了重金属的水葫芦作饲料，会对猪造成危害、严重时甚至引起死亡。由于富集作用，人吃了这样的猪肉，健康也会受到损害。2.用做吸收有毒有害物质的木本植物，成材以后是用于造纸好，还是做家具好呢？为什么？提示：吸收有毒物质的木本植物用于造纸还是做家具好？严格说都不好。做成家具可能会释放吸附的有毒有害物质危害人体健康；用于造纸则有可能造成对水资源的污染。3.假设你是一位园林设计师，在为不同区域的道路设计绿化方案时，对化工厂、闹市区和居民区的行道树应选择不同的树种吗？请写出你对这几种地区进行道路绿化的设计思路。提示：化工厂附近的绿化应采用能够吸收空气或土壤污染物的树种，如橡树和刺槐等可以吸收NO，柑橘可以吸收低浓度的HF等。闹市区应种植能够降低噪音、阻滞灰尘的树种，如松树林每年每公顷可滤除粉尘36t。而居民区则主要种植具有杀菌等作用的树种，如教材中提到的悬铃木等。（二）旁栏思考题稳定塘是一个人工生态系统吗？答：是的。五、参考资料1.绿色植物究竟是怎样净化环境的？（1）森林具有减尘、滞尘的作用。森林形体高大、枝叶茂盛，可使大粒灰尘因风速减小而降落到地面；植物叶片表面多绒毛，粗糙不平，有油脂或黏性物质，能吸附、滞留和黏着一部分粉尘。据计算，松树林每年每公顷可滤除粉尘36t，橡树林56t，山毛榉林63t。（2）植物的分泌物。我们知道许多植物含有毒物质，这些有毒物质并非副产品，而是植物对抗昆虫、草食动物等的一种重要防御手段，在自然生态平衡中起着关键作用。例如，多肽抗生素是生物界广泛存在的一类生物活性物质，具有抗细菌或真菌的作用，有些还具有抗原虫、病毒或癌细胞的功能。又如，大蒜分泌的大蒜辣素也是一种植物抗生素，它对化脓性球菌、大肠杆菌、结核杆菌、炭疽杆菌、霉菌等均有抑杀作用，同时还可增强机体的抵抗力。 （3）吸收作用、固定作用。在长期的进化过程中，一些植物对污染环境产生了适应性，能够吸收一种或几种污染物，特别是有毒金属，并将其转移、贮存到茎叶中，从而达到净化污染的效果。例如，十字花科天蓝遏蓝菜可以从土壤中积累高达4%的锌而没有明显的受伤害症状，芥菜可以积累高浓度的铅。通过植物的吸收和在根部的累积、沉淀，并将其移出农田，可以减少土壤污染物，减少污染物对环境和人类健康的威胁，甚至还可以提炼出某些重金属，如铜、铅等。在对大气污染物的吸收方面。在浓度较低时，植物可以吸收SO2（阔叶树比针叶树能够吸收更多的硫）；当空气中碳氢化合物浓度大于5mg/m3，CO浓度大于1mg/m3，NO浓度为1.5～2.0mg/m3时，就有可能产生光化学烟雾。光化学烟雾具有较大的毒性。橡树和刺槐等可以吸收光化学烟雾；柑橘可以吸收低浓度的HF；而夹竹桃、芒果、细叶榕等树种可以吸收Cl2等。（4）挥发作用。植物可以将土壤中的污染物吸收到体内后，再将其转化为气态物质，释放到大气中。在这方面研究得最多的是植物对汞和硒元素的吸收挥发。（5）降解作用。植物可以用于石油化工污染物、泄漏燃料、农药、炸药废物、氯代溶剂等有机污染物的治理。例如，裸麦可以促进脂肪烃的生物降解，水牛草可以分解萘。植物降解的原理有：吸收降解、释放降解酶和通过根系分泌物促进微生物的生长来加速污染物的分解等。2.微生物为什么有净化作用？微生物通过以下方式进行净化。（1）降解作用。细菌、真菌和藻类都可以降解有机污染物。如好氧革兰氏阴性杆菌和球菌可以降解石油烃、有机磷农药、甲草胺、氯苯等；霉菌可以降解石油烃、敌百虫、扑草净等；藻类可以降解多种酚类化合物。例如，1989年，美国阿拉斯加州最早大规模应用微生物降解油轮搁浅后泄漏的3.8t原油，在投入特殊的氮、磷营养盐后，促进了当地石油降解菌的生长和繁殖，加速了油污的分解。（2）共代谢。微生物的共代谢是指微生物能够分解有机物基质，但是却不能利用这种基质作为能源和组成元素的现象。这类微生物有假单胞菌属、不动杆菌属、诺卡式菌属、芽孢杆菌属等。（3）去毒作用。微生物通过转化、降解、矿化、聚合等反应，改变污染物的分子结构，从而降低或去除其毒性。如有机磷农药马拉硫磷可以在微生物的水解作用下，被分解为含有一酸或二酸的物质。但是，微生物的作用是复杂的，有些微生物在净化作用的同时，也有毒化作用。这类微生物可以使无毒物质转化为有毒物质，从而产生新的污染。如三氯乙烯能够在微生物作用下转化为氯乙烯，这是强致癌物质。因此，在利用微生物进行净化的同时，要密切监视系统中有机物分解的中间产物和最终产物及其毒性。3.我国目前对污水进行处理的主要方法简介污水中的污染物质是多种多样的，所以一般一种污水的处理需要联合使用几种方法，进行污水的分级处理，最终达到排放要求后再排放。污水的一级处理，用以去除水中的漂浮物和部分悬浮状态的污染物，调节pH等。主要方法有：（1）筛滤法，分离悬浮物质或漂浮物。常用格栅和筛网，一般将其布置在污水处理站的进水口来除去污染物。（2）沉淀法，通过重力沉淀废水中的悬浮物质或漂浮物。常用沉砂池和沉淀池来沉淀污染物。 污水的二级处理，用以除去污水中大量的有机污染物。主要方法有：（1）活性污泥法，一般包括曝气池和二次沉淀池。在曝气池内不断曝气，为水中的微生物提供大量氧气，使好氧微生物良好生长。经过一段时间的培养，废水中就会产生絮状体，里面充满各种微生物和一些无机物以及分解中的有机物，这就是活性污泥。活性污泥有很强的吸附和氧化分解能力，可利用它的这种能力去除废水中的污染物，随后在二次沉淀池中进行固液分离。（2）生物膜法。其原理是：在用塑料等材料做成的波纹板、蜂窝管或环状柱等滤料表面，固定生长着很多微生物，当污水通过时，滤料吸附的有机物质使微生物繁殖生长，并进一步吸附水中的悬浮物、胶体等物质，从而逐渐形成由细菌、真菌、原生动物等组成的生物膜。生物膜有很大的表面积，具有很强的吸附能力，并能够氧化分解或降解被吸附的有机物。（3）氧化塘法，又称生物塘法或稳定塘法，是利用一个天然的或人工修整的池塘，由于污水在塘内停留的时间较长，通过水中的微生物代谢活动可以将有机物降解。池塘分为好氧塘、厌氧塘和兼性塘等不同类型。好氧塘保持良好的溶氧状态，塘内生长的藻类提供氧气，好氧菌降解有机物。厌氧塘用来处理有机物浓度较高的污水，厌氧菌分解部分有机物成沼气，沼气把污泥等带到水面形成浮渣层，从而维持塘内良好的厌氧状态。厌氧塘的出水可用好氧塘进一步处理。兼性塘的水比好氧塘深，一般水深1.5～2.0m，可以同时进行好氧和厌氧反应。污水三级处理，又称污水深度处理或高级处理，以进一步去除二级处理未能除去的污染物，包括有机物和磷、氮等可溶性无机物等。除磷方法有化学沉淀法，如投入石灰使磷形成难溶性的磷酸盐沉淀。除氮法有生物硝化—反硝化法和物理—化学法等。有机污染物可以采用臭氧氧化法和活性炭吸附法。病毒可用铝盐和铁盐沉淀，再用石灰或臭氧杀灭。总之，需根据水的不同用途，采用不同的方法。例如，如果是防止水体的富营养化，可以采用除磷和除氮法。4.我国饮用水的标准国家卫生部参照世界卫生组织（WHO）《生活饮用水水质准则》，根据我国实际情况，于2001年6月制定了新的《生活饮用水卫生规范》。《生活饮用水卫生规范》列出的检测项目共90多项，其中60项指标值与世界卫生组织《生活饮用水水质准则》等值，10项比世界卫生组织标准严格，同时根据我国水源污染特点增加了耗氧量、微囊藻毒素等指标，规定水中耗氧量不应超过4mg/L。这个标准达到20世纪90年代国际先进水平。详见下表。我国《生活饮用水卫生规范》中部分检测项目及标准值分类项目标准 感观性状指标 色度 <15度，不得呈现其他异色 混浊度 <5度 臭和味 不得有异臭和异味 肉眼可见物 不得含有 化学指标 pH 6.5～8.5 总硬度（以CaO计） <250mg/L 铁 <0.3mg/L 锰 <0.1mg/L 铜 <1.0mg/L 锌 <1.0mg/L 挥发酚类 <0.002mg/L 阴离子合成洗涤剂 <0.3mg/L 硫酸盐 <250mg/L 溶解性总固体 <1000mg/L 氯化物 <250mg/L 毒理学指标 氟化物 <1.0mg/L 氰化物 <0.05mg/L 砷 <0.04mg/L 硒 <0.01mg/L 铅 <0.05mg/L 银 <0.05mg/L 汞 <0.001mg/L 镉 <0.01mg/L 铬（六价） <0.05mg/L 硝酸盐 <20mg/L 氯仿 <60mg/L 细菌学指标 细菌总数 1mL水中少于100个 大肠杆菌 1L水中少于3个5.我国目前对垃圾进行处理的主要方法简介，目前世界上还有哪些先进的垃圾处理方法？答：（1）垃圾分类回收利用。垃圾混合收集，增加了垃圾中塑料、金属、玻璃、纸张等的回收成本，降低了可用于堆肥的有机物质的价值，并且，大量有害物质，如干电池、橡胶等进入垃圾会造成严重的环境污染，因此应该对垃圾进行分类。如分为可燃物、金属、玻璃、塑料、陶瓷、含重金属的干电池、灯管，以及其他不可燃物等。垃圾回收分类后，还存在一个分类利用问题。在这方面，发达国家要比我国做得好。（2）垃圾堆肥。堆肥处理是利用自然存在的微生物，有控制地促进固体废弃物中可降解有机物转化为稳定腐殖质的生物化学过程。常采用的高温堆肥法，一般温度为55～65 ℃，有时高达80℃，分解彻底、周期短、臭味小，有利于达到垃圾无害化。我国目前在垃圾的分类收集和堆肥设备、技术方面和国外存在较大差距。发达国家除在原有基础上增加了对杂物的精细分离外，还通过添加必要的肥料成分和技术（如微生物发酵技术），使之形成统一的标准产品，并最终制作成便于运输和施用的颗粒形状。（3）垃圾焚烧。将垃圾作为固体燃料送入炉膛，在800～1000℃的高温下燃烧，使垃圾中的可燃组分与氧气剧烈反应，释放出的热量转化为高温的燃烧气用于发电、供暖等，残渣用于填埋。经过焚烧，病菌被彻底消灭。各种有害气体经处理达标后排放，是实现垃圾无害化、减量化和资源化最有效的方法之一。我国已自行发展出固定床焚烧炉、链条炉和流化床技术，后者的燃烧效率较高、燃烧彻底、投资较低。但是和发达国家相比，我国相关技术及其应用尚存在较大差距。日本是世界上垃圾焚烧厂最多的国家，约占全国70%以上的垃圾都经过焚烧处理。随着计算机技术和自动化控制技术的发展，国外的垃圾焚烧设备已逐步发展为集各种高新技术于一体的现代化工业装置。（4）垃圾填埋。我国目前绝大多数城市的垃圾都是采用露天堆放、自然填埋和填坑等方式进行处理，但是垃圾填埋产生的渗滤液已经导致了严重的环境污染。由于填埋渗沥的污染治理难度较大，国外已逐步减少直接填埋，而改为分类回收→焚烧→填埋，并且发展到具有防渗、集排水、导气和覆盖系统于一体的卫生填埋。由于垃圾在直接填埋过程中，会产生大量的沼气，美国、欧盟等已经进行了沼气的发电和转换为热能的研究应用。（5）其他方法，如垃圾热解处理，是将有机物在无氧或缺氧状态下进行加热分解。热解产物为可燃气体、燃烧油类、炭黑等。国际上对热解技术的开发应用可以分为两类：一类以美国为代表，以回收贮存性能源（燃烧气、油类、炭黑）为目的；另一类以日本为代表，以无公害系统开发为目的，即减少焚烧造成的二次污染和填埋废物量。目前，国际上对垃圾的处理方法是由单一处理向综合处理方向发展，如堆肥与焚烧和填埋相结合。一、教学目标1.列举生物资源面临的危机及其原因。2.关注生物资源的合理利用。3.模拟对某个环境事件或资源利用计划做出决策。二、教学重点和难点1.教学重点生物资源的合理利用。2.教学难点模拟对某个环境事件或资源利用计划做出决策。三、教学策略本节教学前可进行专业教室展板布置或网页布置，主题可包括：《我国生物资源的现状》、《生物资源合理利用的实例》等；可以将前几届学生完成的关于本地资源利用现状的调查报告布置展示，启发学生在前面同学研究的基础上，选出新的课题研究。建议在教学中选择某一生物资源开展活动，充分利用网页和展板，对该生物资源的合理利用开展宣传。本节内容可以让学生通过搜集我国或本地生物资源利用现状的有关资料、撰写文献综述，自学、归纳完成前述教学目标。也可以以某一学生关心的生物资源利用现状为例，开展一系列活动，帮助学生达到学习目标。例如，某校课题小组的同学们关注到某个体养殖场内活熊被取胆的悲惨命运。学生和老师设计了一系列的活动，使师生共同关注这一问题。他们利用网络与有关组织联系（一些环保组织和动物基金会），了解哪些基地能够收治这些病弱的“胆熊”，对方提供了有关的资料。学生布置展板在校内进行宣传，并发起了捐款活动。他们还联系一些大学学生在大学校园宣传和募捐，邀请基金会的负责人到校内向同学们报告“胆熊”的现状。他们将同学们的捐款和捐物用于治疗病弱的熊。此后，这个小组同学一直关注此事。通过这样的活动，可以引导学生们从对某一生物资源的利用现状的关注，延伸到对生物资源的合理利用的关注。并自发参与决策，以达到该主题的学习目标。对新课的引入，建议将与生物资源合理利用有关的法规（如休渔、划区轮牧、封山育林等）介绍给学生，让学生分析这些法规制订的原因和目的，带领学生分析我国目前生物资源的现状。教学中可以利用教材中“现实中的问题”所列的内容，也可以进一步搜集资料，提出更多问题。生物资源的合理利用部分的学习，可通过搜集的实例和教材中的实例，让学生进行模拟决策，并通过对决策的讨论，明确怎样合理利用生物资源。 四、参考答案（一）思考与探究1.请举例说明生物资源是可以更新的、又是会枯竭的资源。提示：以虎为例。我国20世纪50年代估计虎有万头之多。因50～60年代大量捕杀，虎在许多地区减少乃至绝迹。秦岭地区的虎在60年代灭绝。到1994年，全国的野生虎总数已不足150只，处于灭绝的边缘。为了保护虎，我国从20世纪50年代末规定，禁止任意捕杀虎。1988年，《中华人民共和国野生动物保护法》颁布时，虎（含各亚种）被列为一级保护动物。从20世纪60年代开始我国对虎进行了人工繁殖，到2000年7月，黑龙江东北虎林园及横道河子猫科动物饲养繁育中心，共饲养东北虎151只，是世界上人工饲养东北虎的最大种群。饲养虎的野化训练研究也已开始。2.人工养殖或栽培野生动植物，是合理利用和保护野生生物资源的有效途径吗？在这方面存在什么问题和困难？感兴趣的话，请查阅有关资料作进一步了解。提示：人工饲养或栽培野生动植物，是合理利用和保护野生动植物资源的有效途径，但是存在很多困难：如有些动植物不能离开它的出生生长环境，必须在当地进行保护；限于人力、物力等资源限制，饲养或栽培数量受到限制；在人工饲养或养殖条件下，动植物特有的属性有可能发生变化；要维持动植物的种群，必须确定饲养或栽培动植物的最少数量；等等。（二）讨论讨论11.为什么说生物资源是可更新的资源？提示：生物具有生长、繁殖的功能，能够不断地进行更新。2.既然生物资源是可更新的资源，为什么不能无限度地利用呢？提示：如果对生物资源无限度地利用，超过了生物的更新速度，就会导致生物资源的不断减少、衰退、灭绝，最终也会对人类自己造成影响。讨论21.人类的生存离不开生物资源。那么怎样才能做到生物资源的合理利用呢？提示：通过各种途径将对生物资源的利用限制在生物的更新速度之内。例如，通过法律的严格规定、社会舆论的监督，以及个人的自觉行动等，将生物资源的利用控制在适宜的范围内。同时，人类还可以利用科学技术，加快生物的更新速度或寻找替代资源。2.合理利用生物资源，个人能够做什么？比如，你愿意购买发菜吗？提示：个人可以提高自身的科学素质和个人修养，宣传并抵制破坏生物资源的行为。讨论31.分析上述资料，举例说明法律规定是如何统筹兼顾各方利益的。提示：以《中华人民共和国森林法》为例，其中规定对森林实行限额采伐，以保证森林资源的正常更新；为了满足生产企业的需要，鼓励植树造林，扶持造纸等专用林的建设；同时提倡对木材的综合利用、节约使用。这些规定，兼顾到了生物资源的保护和经济发展之间的关系。2.你认为应当禁止使用一次性筷子吗？怎样才能解决满足市场需求与保护森林资源之间的矛盾？例如生产方便筷的代用品，栽种速生树种，等等。你还能提出其他可行的办法吗？提示：不应该彻底禁止使用一次性筷子。一方面应合理利用森林资源，发展速生林等筷子专用林的建设；另一方面，生产方便筷的替代品，提倡使用可重复使用的筷子等。五、参考资料1.什么是资源？狭义的资源指自然资源：在一定时间、地点条件下能够产生经济价值的、以提高人类当前和将来福利的自然因素和条件的总称（联合国环境规划署定义）。例如，森林资源、生物资源、水资源、土地资源，等等。从广义来说，资源可以定义为：在一定历史条件下，能被人类开发利用、具有某种稀缺性的、受社会约束的各种环境要素和事物的总称。2.生物资源合理利用的实例 以渔业为例：过度捕捞和渔业水域污染对我国的渔业生产造成了重大影响，甚至到了1.8万公里海岸线“无鱼无渔”的地步。为了保护鱼类资源，保护鱼类的产卵亲体和幼体，我国水产部门采取措施，如划定禁渔区、禁渔期，实行渔业许可证制度等。1988年，经国务院批准，在东海设立了产卵带鱼保护区，并划定对虾产卵洄游通道，限制捕捞产卵亲虾。1993年，在黄海中部设立了对虾越冬场休渔区；各地的大型水库、江河都划定了禁渔区，实行封湖休渔。1995年2月，农业部发布管理规定，要求“黄海北纬35度以南至东海北纬27度以北的海域，在每年7月1日至8月31日之间禁止拖网渔船和帆张网渔船生产”。水产部门在保护渔业资源的同时，也大力发展鱼类的人工增殖和自然增殖，如在黄海、渤海、东海和南海开展了对虾放流增殖工作，这项工作还扩展到了淡水湖泊鱼类资源。3.我国生物多样性的现状简介世界上生物多样性最丰富的国家有：墨西哥、哥伦比亚、厄瓜多尔、秘鲁、巴西、扎伊尔、马达加斯加、中国、印度、马来西亚、印度尼西亚和澳大利亚等，我国是其中之一。我国的生物多样性有以下特点：（1）物种高度丰富。我国有高等植物30000余种，居世界第三位。脊椎动物有6347种，占世界总种数的13.97%；其中鸟类有1244种，占世界总数的13.1%；鱼类3862种，占世界总数的20.3%。另外，包括昆虫在内的无脊椎动物，以及低等植物和真菌、细菌、放线菌等的种类更为繁多（见中国和世界部分物种数量比较表）。中国与世界部分物种数量比较表类别世界种数中国种数淡水藻类201308979地衣约20000<2000裸子植物850～940约240被子植物>260000>30000脊椎动物亚门454176347昆虫>92万>5.1万真菌门630827581（2）特有属、种繁多。辽阔的国土、古老的地质历史、多样的地貌、气候和土壤环境，形成了我国复杂多样的生境，为特有属、种的发展和保存创造了条件。高等植物中特有种约17300种，占我国高等植物总种数的57%以上。例如，有活化石之称的水杉、银杏、银杉、攀枝花苏铁、大熊猫、白鳍豚等。（3）起源古老。例如，松杉类植物出现于晚古生代，现在全世界仅存7个科，我国有6个科。我国2200多种陆栖脊椎动物中不少为古老种类，羚牛、大熊猫、扬子鳄、大鲵等就是著名的例子。(4)栽培植物、家养动物及其野生亲缘种的种质资源丰富。我国有7000年以上的农业开垦历史，栽培植物和家养动物的丰富程度在全世界是独一无二、无与伦比的。经济树种有1000种以上，家养动物品种和类群有1938个。例如，我国是水稻的原产地之一，有地方品种50000个；我国是大豆的故乡，有地方品种20000个；药用植物11000多种；牧草4215种；等等。（5）生态系统丰富多彩、空间格局繁复多样。我国有陆生生态系统的各种类型（森林、灌丛、草原和稀树草原、草甸、荒漠、高山冻原等）；气候带跨越寒温带、温带、暖温带、亚热带和热带。由于山地众多、地形崎岖、气候多样，使我国西部的山区短距离内汇集了大量物种。如横断山脉是我国最明显的物种形成和分化中心，我国高等植物、真菌、昆虫的特有属、种，大多数都分布在这里。4.如何界定濒危物种？濒危物种：指所有由于物种自身的原因或受到人类活动或自然灾害的影响而有灭绝危险的野生动植物。从广义上讲，濒危物种泛指珍贵、濒危或稀有的野生动植物；从野生动植物管理学角度讲，濒危物种是指《濒危野生动植物物种国际贸易公约》（ConventiononInternationalTradeinEndangeredSpeciesofWildFaunaandFlora，CITES，1973年3月3日签订于华盛顿）附录所列物种及国家和地方重点保护的野生动植物。濒危物种可以分为绝对性和相对性两种。绝对性是指濒危物种在相当长的一个时期内野生种群数量较少，存在灭绝危险。相对性是指某些濒危物种的野生种群绝对数量并不太少，但相对于同一类别的其他物种来说却很少；或者某些濒危物种，在另外一些国家或地区可能并不被认为是濒危物种。 IUCN（InternationalUnionfortheConservationofNatureandNaturalResources，世界自然保护同盟）是一个非政府组织，它制定的濒危物种等级标准和濒危物种《红皮书》、《红色目录》得到了国际的广泛承认。例如，CITES的制定和修改在很大程度上参考了它的标准。《濒危野生动植物物种国际贸易公约》附录I所列物种是指有灭绝危险的物种。《公约》禁止商业目的的国际贸易。例如：（1）所有狐猴、类人猿、猩猩、海龟；（2）大部分鲸类、鳄类、猫科动物；（3）多种鹰隼类、鹦鹉类、陆龟类、兰花、仙人掌类、大戟类和芦荟。附录Ⅱ中的物种是指那些目前虽未濒临灭绝，但是如果对其贸易不严加控制，就可能有灭绝危险的物种。例如：（1）所有未列入附录I内的猴类、鲸类、海豚、熊类、猫科动物、鹰隼类、蟒蛇、巨蜥、鳄类、珊瑚、兰花（含天麻、石斛、白芨）、仙人掌类、苏铁（铁树）；（2）桫椤（树蕨）、吊灯花、芦荟、西洋参、沉香、金毛狗脊、猪笼草、胡黄连、匙叶甘松、桃儿七、蛇根木。附录Ⅲ包括任何一个缔约国提出进行特别管制，并需要其他成员国给予相应管理的物种。例如：鼬类（印度）、买麻藤（尼泊尔）。进入《公约》Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个附录的物种，每两年依据该物种的保护状况和种群的消长修改一次，如高鼻羚羊、红嘴相思鸟原属非公约物种，1995年被纳为公约附录Ⅱ物种。2002年11月的大会又将大约100个物种列入附录，例如，桃花心木、鲸鲨、姥鲨等被列入附录Ⅱ。5.我国的一级保护动物有哪些？我国的一级重点保护动物有：蜂猴（所有种）、熊猴、台湾猴、豚尾猴、叶猴（所有种）、金丝猴（所有种）、长臂猿（所有种）、马来熊、大熊猫、紫貂、貂熊、熊狸、云豹、豹、虎、雪豹、儒艮、白鳍豚、中华白海豚、亚洲象、蒙古野驴、西藏野驴、野马、野骆驼、鼷鹿、黑鹿、白唇鹿、坡鹿、梅花鹿、豚鹿、麋鹿、野牛、野牦牛、普氏原羚、藏羚、高鼻羚羊、扭角羚、台湾鬣羚、赤斑羚、塔尔羊、北山羊、河狸、短尾信天翁、白腹军舰鸟、白鹳、黑鹳、朱鹮、中华秋沙鸭、金雕、白肩雕、玉带海雕、白尾海雕、虎头海雕、拟兀鹫、胡兀鹫、细嘴松鸡、斑尾榛鸡、雉鹑、四川山鹧鸪、海南山鹧鸪、黑头角雉、红胸角雉、灰腹角雉、黄腹角雉、虹雉（所有种）、褐马鸡、蓝鹇、黑颈长尾雉、白颈长尾雉、黑长尾雉、孔雀雉、绿孔雀、黑颈鹤、白头鹤、丹顶鹤、白鹤、赤颈鹤、鸨（所有种）、遗鸥、四爪陆龟、鼋、鳄蜥、巨蜥、蟒、扬子鳄、新疆大头鱼、中华鲟、达氏鲟、白鲟、红珊瑚、库氏砗磲、鹦鹉螺、中华蛩蠊、金斑喙凤蝶、多鳃孔舌形虫、黄岛长吻虫。一、教学目标1.简述绿色消费的兴起，说出绿色消费的概念。2.评价自己的消费行为，认同有利于环境保护的消费行为。3.参与倡导绿色消费的宣传活动。二、教学重点和难点1.教学重点认同有利于环境保护的消费行为。2.教学难点绿色消费的概念。三、教学策略本节涉及的内容，对于现代的中学生来说既熟悉又陌生。熟悉的是：他们通过家庭、学校和媒体的教育，已经具备一定的绿色消费观。陌生的是：绿色消费的观念还十分模糊，日常的一些消费行为还不符合绿色消费，也没有做到向他人宣传绿色消费。所以，本节的教学目标是帮助他们建立正确的绿色消费观，并落实在行动上。本节同样可进行专业教室展板布置或网页布置，主题可选择：《绿色消费的误区》、《倡导绿色消费》等，并在网上开展绿色消费自测卷的答卷活动。 教学的形式可以以研究性学习的形式开展，学生以小组的形式明确研究目的，搜集资料，了解绿色消费的概念。在课本的自测卷的基础上，丰富问卷的内涵，分组以网上答卷或发放问卷的形式调查学校、家庭、社会的绿色消费观，甚至可以跨地区和国家进行比较研究，进行论文汇报。例如，某校师生选择了《某校与国外某友好校学生绿色消费比较的调查报告》的研究题目。确立目标后，他们通过网络和国外某友好校的学生共同制定研究计划，搜集资料，介绍绿色消费的兴起和概念，通过网络在两校发放了100份问卷，将问卷回收整理后分析有关数据，写出调查报告。还以网络课堂的形式，将各自研究结果进行汇报，并对其中的差异进行讨论，分析彼此的优势和不足。这样的教学，能够达到倡导绿色消费的教学目标，使学生树立全球意识，而且学会了比较研究的方法。对新课引入，可以列举学生日常的行为方式，引入绿色消费的概念，在此过程中，纠正学生错误的认识，树立正确的认识。教材中布置了绿色消费的自测卷，课堂上可以带领学生自测，同时，让学生学会问卷调查法。在保证客观性的前提下，对全班的消费行为进行统计和分析，重点讨论自己做得不够好的地方，并分析原因。明确自测题中的内容只是绿色消费行为的一部分，绿色消费还涵盖了更多的消费行为。通过讨论，让学生理解倡导绿色消费的目的，并达到认同绿色消费的教学目标。最后布置学生通过展板、网络，或自己的言行，来宣传正确的绿色消费观。四、参考答案（一）思考与讨论2.庄子曰：“鹪鹩巢于深林，不过一枝；偃鼠饮河，不过满腹。”这与我们现在倡导的绿色消费有暗合之处吗？提示：庄子用这句话来说明人要有节制，如果谋取的物质财富超过生活所需，就会成为祸害。现在倡导的绿色消费也要求人们节约资源和能源，以实现可持续发展。两者有相同之处。3.我国禁止企业在产品包装和说明书中使用8种术语：对环境安全、对环境友善、对地球无害、没有污染、绿色、自然之友、不会破坏臭氧层以及“可持续性”。请你谈谈企业为什么喜欢使用这些术语，为什么国家有关部门又禁止使用这些术语。提示：参看本节参考资料1和2。五、参考资料1.目前社会上存在的绿色消费误区误区之一：人们对绿色消费的认识水平不高，对“绿色”的认识更多的还停留在字面的理解上。不少人认为“绿色食品”就是绿色的、新鲜的、野生的食品；误以为绿色消费就是“吃绿”（吃天然食品）、“穿绿”（穿天然原料的服装）、“住绿”（用天然建材装饰的住宅）、“游绿”（到原始森林中去旅游），这样就形成了一个误区──把“绿色消费”变成了“消费绿色”。其实，绿色消费与消费绿色是截然不同的，“绿色”也绝非是“天然”的同义词，一些天然物品如果处于土壤中含有毒成分、大气或水中有害成分超标等的情况下，就不能被视为绿色产品。误区之二：把绿色消费只看作自身健康之必需，不在意生态环境的负债和破坏。只愿意进行绿色消费，而对保护绿色、保护生态环境却不屑一顾。如以穿羊绒衫为时尚，却没有意识到羊绒衫的生产需要大量养殖山羊，容易导致牧民为多获利而使山羊饲养量超过资源承载量，从而对草地生态环境造成严重破坏。误区之三：认为绿色消费只是一种存在于产品消费领域的行为。其实，绿色消费是一个包括产前、产中、产后的全面的绿色消费新观念、新行为。要求对自然资源合理利用、节约使用，减少对环境和产品的污染，资源、产品应该回收和循环利用，不但要保证人们的身体健康，而且也要保障自然的“健康”，促进人类和自然的和谐共处以及可持续发展。2.绿色消费指南（符合绿色消费的一些指导性意见或建议）（1）树立合理利用资源、适度消费的新观念。适度消费，摒弃“消费和拥有更多物质财富就更幸福”的价值观，把满足生存基本需要作为消费标准。不反对随经济发展不断提高消费水平，而是反对超过所需的过度消费，因为这种过度消费远远超过了生存的基本需要，会造成资源短缺和严重的环境污染，剥夺同辈人、乃至后代人生存和发展的基本需求，是不公正的。要改正因摆阔气、图省事（不愿精打细算）而过度消耗资源的不良行为；尽量不用或少用稀缺资源或不可再生资源等。 （2）正确识别绿色产品。现在社会上有“绿色”字样的绿色产品泛滥成灾，而真正符合绿色消费概念的绿色产品少之又少。我国目前仅有两种绿色标志：一种是由太阳、叶片和蓓蕾组成的绿色食品标志；另一种是由青山、绿水、太阳及10个环组成的环境标志，用于绿色食品以外的其他绿色产品。只有被授予了绿色标志的产品才算是正式的绿色产品。我国明确规定，将绿色标志作为绿色产品市场的进入准则，企业没有经过认证而打出的绿色标志，或在其包装、广告中写上“绿色产品”字样，是误导消费的欺骗行为。人们在购买前应该仔细鉴别，杜绝假冒伪劣的所谓绿色产品。（3）提倡资源、物品的循环利用，减少污染物的排放。在日常生活中：倡导自带器具购物，少用塑料方便袋，尽可能不买过度包装的商品和一次性用品。有关资料显示，我国每年消费的一次性餐盒、方便面碗、菜盘、纸杯等共约100亿只左右,并且每年以6％的速度增长。注意水资源的重复、节约使用，用无磷洗衣粉洗衣服，尽量多乘坐公共汽车或骑自行车，以减少城市的污染和石油等资源的消耗。在生产上：利用科学技术，发展循环经济，探索新形式能源的利用（如太阳能、风能、生物质能），提高资源利用率，减少环境污染物的使用和排放。如在农业生产上减少化肥和农药的使用量，以减少对水、土地和食品的污染。但是上述行为和观念的顺利实行，需要政府做大量的工作：制定法律、法规，规范生产和市场，严厉制裁不符合法律的“非绿色消费”行为；加强宣传教育力度，使人们熟悉绿色消费的涵义、绿色产品的标志、包装、商标标签的规定等知识，使绿色消费的意识深入人心；加强科学研究，以科学技术支撑绿色消费。社会广角赤潮简介赤潮发生时，海水会发浑变色，在海面上可以见到红色、褐色、黑色、绿色、黄色和白色等多种颜色的赤潮。造成赤潮的生物有微小浮游植物、原生动物或细菌。海洋浮游藻类是引发赤潮的主要生物，在4000多种海洋浮游藻类中有330多种能形成赤潮，其中有80多种能产生毒素。藻类不但能对鱼鳃造成堵塞或机械损伤，还可能由于死亡时大量耗氧而使鱼类窒息；藻类产生的毒素在贝类和鱼体内累积，不仅危害它们的生存，甚至能使食用它们的人中毒，严重的能导致死亡。按成因和来源可将赤潮分为原发型赤潮（赤潮生物在该海域爆发性繁殖）和外来性赤潮（赤潮生物是由于风、海流等作用而带来的）。赤潮在江河口海区和沿岸、内湾海区、养殖水体等富营养化，以及水体交换弱的海域比较容易发生，时间段为5～10月。我国赤潮的高发区为渤海湾、大连湾、长江口、福建沿海、广东和香港海域。赤潮的发生与下列环境因素密切相关。①海水富营养化是赤潮发生的物质基础和首要条件。随着沿海地区工农业发展和城市化进程加快，大量含有有机质和丰富营养盐的工农业废水和生活污水排入海洋，这些污染物不容易被稀释扩散，造成近岸海域的水体富营养化，因此，这些地区是赤潮多发区。在海水养殖密度高的区域，由于自身污染，也往往存在水体的富营养化，因此，这些区域形成赤潮的可能性也比较大。②水文气象和海水理化因子的变化是赤潮发生的重要原因。一般在潮流缓慢、水体交换弱、天气形势稳定、风力较小、湿度大、气压低、阳光充足时，易发生赤潮。海水的温度是赤潮发生的重要环境因子，20～30℃是赤潮发生的适宜温度范围。科学家发现一周内水温突然升高大于2℃是赤潮发生的先兆。海水的化学因子，如盐度变化也是促使赤潮生物大量繁殖的原因之一，盐度在2.6%～3.7%的范围内，均有发生赤潮的可能，但是海水盐度在1.5%～2.2%时，容易形成温跃层和盐跃层，温、盐跃层的存在为赤潮生物的聚集提供了条件，易诱发赤潮。洋流的作用会将海洋底层营养盐带到表层，从而引起藻类的大量繁殖。要减少赤潮的发生，应加强工农业和生活污水的处理，控制海水养殖中饵料和排泄物所造成的污染，减轻海水富营养化，同时应关注船舶压舱水和生物引种可能带来的新的赤潮生物。生物质能源的兴起 目前，世界经济发展在很大程度上要依赖石油这种不可再生的能源。我国能源生产量仅次于美国和俄罗斯；基本能源消费占世界的1/10，仅次于美国居第二位。即使根据最乐观的估计，到21世纪70年代，我国的石油能源也将消耗殆尽。我国现在是一个以煤炭为主要能源的国家，而煤炭是一种肮脏的燃料，每产生一单位能量所释放出的二氧化碳，比石油多29%，比天然气多80%，这会造成较为严重的环境问题。巨大的需求，使我国的石油进口在逐年上升，据估计，到2020年，我国的石油进口有可能超过3×108t，从而成为世界第一大进口国。能源安全是国家经济的重要方面，直接影响国家安全、可持续发展及社会稳定。要保证国家的能源安全，并且减少环境污染，就要寻找新的能源形式。开发可再生资源是未来能源发展的方向，例如，太阳能、风能、水能和生物质能等，在现有科学技术条件下，我国一年可以获得的上述资源量可达8.7×109t标准煤，大约是1995年全国能源消费量的5.8倍。而在其中生物质所占的比重最大。生物质指所有通过光合作用将太阳能和二氧化碳转化而形成的有机物质，或光合产物间接形成的动物物质及其代谢物。自然界生物质数量非常丰富，且可再生。通常包括：木材及森林工业废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物以及动物粪便等。我国每年生物质资源总量有7.5×108t。20世纪80年代以前，我国农民每年大约燃烧3.6×108t以上的作物秸秆，其热能利用率低于10%。近年来，随着经济的发展，人民生活水平的提高，大量的作物秸秆被抛弃而得不到利用或就地焚烧，造成很大的浪费和环境问题。而与此同时，国际上，特别是美国，对生物质能源的转化利用却十分重视，将便于运输的生物质压缩成固体燃料，用木质纤维素生产燃料酒精，以及生物柴油、木质纤维素液化或气化等新技术已经先后实现了产业化。当前，国际上生物质能源利用技术主要集中在以下几个方面：①将生物质进行化学加工，制取液体燃料乙醇。该技术已经基本成熟，在一些国家已经将乙醇作为燃料使用。美国每年利用农林生物质和玉米生产大约4.5×106t乙醇。②生物质热解技术和直接液化技术，即将生物质粉碎后添加催化剂，经化学反应转化为液化油。③生物质气化合成甲醇和植物油技术。④“石油植物”技术，即由植物直接生产液态烃作为燃料。生物质能源不但能够更新，而且还可以保护环境。其实生物质一直是人类赖以生存的重要能源，仅次于煤炭、石油和天然气。在美国目前的能源消费中，生物质能源已占到16%，规划到2050年，要占到能源总消费的40%。我国当前的生物质能源研究尚处于起步阶段。可以预料，生物质能源在我国将来的能源结构中将占到重要的地位。贪婪的吃“文明”野生动物是人类的朋友。我国是一个野生动物资源非常丰富的国家。但是近些年来违法经营野生动物的情况比较普遍，一些地方滥食野生动物正在形成一种风气，并且屡禁不止，使得许多濒临灭绝的野生动物的处境愈加艰难。最近中国野生动物保护协会组织的一次全国食用野生动物状况调查报告显示：共发现被食用的野生动物53种。其中兽类16种,以野猪、果子狸、黄麂、狍子、华南兔、竹鼠等销量最大；鸟类21种,以喜鹊、环颈雉、斑鸠、麻雀、竹鸡、鹧鸪、鹌鹑等销量最大；两栖爬行类16种，以蛇类、虎纹蛙、印尼龟等销量最大。在这53种野生动物中，国家重点保护野生动物有14种。除梅花鹿、果子狸、鸵鸟、蓝孔雀、环颈雉、鹌鹑、虎纹蛙来源于人工养殖外，其余46种均来源于野外。导致滥食野生动物不良风气的主要原因是：传统观念(吃什么补什么)，误导宣传(能治病)和不健康的消费心理。实际上，滥食野生动物对人体存在很大的危害。①存在许多野生动物与人类的共患疾病。主要有狂犬病、伪狂犬病、口蹄疫、日本乙型脑炎、流行性感冒、炭疽等15种，另外还有由霉菌和寄生虫引起的疾病100多种。②环境污染、高残留农药等会给野生动物带来毒害，造成它们的急性或慢性中毒。如果人食用这样的动物，就可能导致体内激素平衡失调，生殖、免疫等功能障碍和多种生理功能的异常。③许多动物体内存在着内源性毒性物质，如果不经检验盲目食用，会对人的健康造成危害，严重时可以导致死亡。④一些偷猎者常常采取毒药毒杀的办法获取野生动物，食用这样的动物就有被继续毒害的可能。因此，为了保护野生动物，促进人类健康，我们要杜绝这种不文明的消费行为，倡导绿色消费。 漫谈纸张①造纸的原料：作为我国“四大发明”之一的造纸术，诞生于东汉时期，当时造纸的原料是以麻为主的破布和渔网。到了唐宋年间，造纸开始使用麻、树皮、稻草等原料。当我国的造纸术传到西方后，制浆的原料依然以麻布和稻草为主。由于木材纤维形态比其他原料好，易制造出各种高质量的产品，并且生产效率高，污染易于治理，体积密集，便于运输、保存，所以，在发达国家，木材逐渐成为造纸的主要原料。在不到100年的时间内，木材在造纸原料结构中的比重，已由1880年的10%上升到1970年的93%。现在世界上主要的造纸国家，如美国、加拿大、日本、瑞典、芬兰等，几乎全部采用木材纤维造纸。我国于1958年形成了“以草为主”的纸原料方针，到20世纪90年代中期，国家明确了以木材为主的路线。②纸类的消费：当今世界上三个最大的纸类消费国是美国、中国和日本。工业化国家每年人均消耗纸张164kg，美国则高达335kg，发展中国家人均只有18kg。2001年我国纸及纸板产量超过3.2×107t，消费量超过3.6×107t，人均消费量29kg。据专家预测，到2010年，我国纸及纸板的消费需求将达到6.0×107～7.0×107t，人均消费量50kg，届时，纸类产值将超过钢铁、水泥、煤炭、石油，成为仅次于粮食的主要消费物资。据北欧地区著名的森林工业咨询公司预测，到2015年，全世界每年的纸张消费量将从目前的3×108t增加到4.77×108t，每年人均纸张消费量将从目前的51kg增至66kg。其中书写纸、印刷纸和生活用纸的消费量增长最快。③造纸的代价及其未来的发展：自1950年以来，全球纸张消耗量增加了6倍多，造纸业用去了世界采伐木材的1/5，每生产1t纸张所消耗的能源相当于生产1t钢铁的能耗，造纸业成为世界第五大能源消耗者。在美国等一些国家里，废纸占整个城市固体垃圾的近40%。世界观察研究所的两位研究人员在新发表的一份报告中指出，如果工业化国家能够减少纸张的消耗，提高造纸效率，增加使用回收纸和不用木材纤维造纸，那么，全世界用于造纸的木材消耗量就可以减少50%。报告还建议造纸商利用现有技术，大大降低造纸过程中的能源消耗和环境污染，指出不使用对环境和人体有害的化学物质氯作漂白剂，是实现干净造纸和增加利润的重要一步。微软公司曾预言：20年后，纸张将从我们的生活中消失，成为历史。电子图书将无处不在。真的吗？请自己辨析。目标的确定环境和资源的问题，与人类的行为紧密相关。本节内容，作为本章的结尾，同时，也是本模块学习的结束，应该着意引导学生在本章前三节学习内容的基础上，形成有关环境保护和资源合理利用的行为和意识。改变人类的行为方式，应该从生产和消费行为两方面着手，而消费行为则会影响，甚至能够决定生产方式。绿色消费的方式，不仅考虑要满足我们这一代人的消费需求、安全和健康需要，还要考虑满足后代的消费需求、安全和健康需要。这种消费方式，是有利于可持续发展的消费方式。因此，首先要让学生明白什么是绿色消费。简述绿色消费的兴起、说出绿色消费的概念是学习本节后续内容的基础。生活中有很多消费行为，哪些是绿色的消费行为呢？尤其是自己有哪些行为和观念还不符合绿色消费？通过让学生评价自己的消费行为，讨论日常生活中有哪些消费行为还不是绿色消费，让学生认同有利于环境保护的消费行为。但是，仅仅是自己做到绿色消费还不够，作为社会的一员，还应承担更多的责任，即让更多的人进行绿色消费。因此，参与“宣传绿色消费观念，倡导绿色消费行为”的活动就很有必要。教学设计思路 教学实施的程序课前师生搜集有关绿色消费的资料，在网站上建立倡导绿色消费的网页，内容包括：什么是绿色消费、绿色消费的误区、网络自测问卷（中英文）、倡导绿色消费的宣言、问题讨论区等。教学程序教学活动教学手段与方法预期目的导言   同学讨论对绿色消费的认识教师总结，从绿色消费的兴起，引导学习绿色消费的概念 澄清学生对绿色消费的错误认识 通过网络平台，让学生提问，发现学生中对绿色消费的“误区”   师：今天，在我们心中，绿色不仅是由树木花草构成的风景，而且是安全、健康、清洁和环保等美好事物的象征。在商店里，消费者可选购绿色产品和绿色食品。在各种媒体中，以绿为冠的新名词不时扑入眼帘。就连广告用词中，商家也常常大谈“绿色”。很多公司和企业的标志，也设计成双手紧握着绿叶。转眼间，“绿色”充溢于我们的生活，我们似乎进入了一个“绿色时代”。“绿色消费”这一概念离我们的生活似乎越来越贴近了。但是，同学们对“绿色消费”了解多少呢？你们心中的绿色消费是什么样的呢？什么是真正的“绿色消费”？学生甲：我认为绿色消费就是指天然的消费。比如：吃天然、无农药的食品、穿天然原料的服装、用天然材料装饰房间、到原始森林旅游，等等。学生乙：我不同意他的观点，如果天然就是绿色，那么，穿羊绒衫就是绿色消费了，但我们知道羊绒衫来自山羊绒，山羊对植被的破坏力惊人，会给生态环境造成巨大的破坏。因此，绿色消费必须是以保护“绿色”为出发点，应该是无污染的消费。学生丙：我自己说不出确切定义，但我认为要少消费，因为你消费得多，产生的垃圾也就多了。我国现在的很多污染，像白色污染、汽车尾气等，都是由于我们的消费造成的。学生丁：我不赞成他的观点，我们国家正处于经济发展上升阶段，如果绿色消费是提倡少消费和压制消费，对发展不利。我认为绿色消费是消费者在消费的过程中不给环境造成污染，例如，我们如果消费绿色食品，就应该是绿色消费。因为绿色食品的生产过程没有使用或很少使用农药，不对环境造成污染，而且我们食用这些食品对我们的健康也很有利。这才是真正的绿色消费。引导学生思考。 学生讨论。 提出问题，学生讨论，总结出绿色消费的概念。 教师点拨。  课堂讨论。  网络讨论。   展示有关的资料。   创设情境，引入绿色消费的学习。提出问题，学生讨论，总结出绿色消费的概念。  从绿色消费兴起的角度讲明概念，澄清学生的错误认识。  总结同学认识，引导学生从绿色消费兴起认识绿色消费的概念。 通过展开关于绿色消费的讨论，进一步让学生理解绿色消费的概念。   提出填写绿色消费自测卷的要求   分析调查结果   结束语师：同学们非常踊跃地提出了自己对“绿色消费”的一些看法。总结同学们的发言，关于什么是绿色消费，有的认为是天然消费、有的认为是减少消费、有的认为是无污染消费，等等。大家说的是不是“绿色消费”呢？我们还是看看人们基于什么原因要提出绿色消费吧！20世纪60年代以来，由于全球经济的快速增长，经济和技术的发展，使我们的生活水平大幅度提高，但是其负面影响也越来越严重。人们在反思中，逐步树立了可持续发展的思想。随着人们对可持续发展理解的深入和对人类消费方式的反思，逐步确立了可持续发展的绿色消费观。现在，越来越多的人们，认可并采取这一消费方式，从而发展成一种被广泛认同的消费理念。所以，绿色消费是指消费行为不仅满足我们这一代人的消费需要、安全和健康需要，还要满足后代的消费需求、安全和健康需要。绿色消费已经成为一种世界潮流，它从食物消费开始，逐渐渗透到人们生活消费的诸多方面。然后，从消费领域到人类的生产活动，从人类的生活消费一直延伸到对消费品废弃物的处理。简单地说，一是要有益于人的健康，二是有益于环境保护。其主要内容包括：倡导消费者选择未被污染或有助于健康的绿色产品；消费过程中注重对垃圾的处理，不造成环境污染；引导消费者转变消费观念，在崇尚自然、追求生活舒适的同时，注重环保、节约资源和能源。因此，你在消费的时候，就要选择那些没有被污染的绿色食品，此外，你在消费过程中还要注意节约资源。因为中国人口众多，人均资源有限。总之，我们应转变消费观念，就是把消费观念转变到崇尚自然，崇尚健康这方面上来。国际上一些环保专家把绿色消费概括为5R：reduce;reevaluate;reuse;recycle;rescue。翻译过来就是：节约资源、减少污染；绿色生活、环保选购；重复使用，多次利用；分类回收，循环再生；保护自然，万物共存。学生：请问为什么垃圾处理会变成一种消费行为了呢？师：我想消费是包括从购买、使用，一直到废弃物处理的整个过程，整个过程都应该理解成一种消费行为。如果你随意丢废弃物，造成了对环境的影响，这是一种不符合绿色的消费行为；如果你把垃圾分类，把放错的资源放到它原来的地方，这是一种绿色消费的行为。如果我们不分类地乱扔垃圾，就会造成垃圾侵占土地，污染环境，人们就不可能持续地消费了。所以，从可持续发展的角度来讲，扔垃圾的行为也是一种消费的行为。因此，每一位消费者，都对能否实现绿色消费是有作用的。你的每一次消费行为，都是对绿色消费的推动或阻碍。学生：我看过一份资料，在美国，买绿色产品要多付出5%～15%的钱，但还是有很多人愿意购买。绿色消费在国际上已经成为一种潮流。因为他们收入高，有了经济实力才能谈绿色消费。我们国家经济还比较落后，谈绿色消费是否早了些？师：的确，有些人认为绿色消费是个别生活富裕的人才能采取的生活模式，我们国家提出绿色消费比较晚，这跟我们国家经济发展水平、发展阶段有直接的关系。以前人们为温饱问题烦恼，现在人们已经不但要求吃饱，还要吃得健康。但一些只图眼前利益、消耗资源的生产模式，给我们的资源和环境都带来了压力。从目前来看，环境的污染在很多地方是非常严重的。在这样的情况下提出绿色消费，实际上也是可持续发展的一个组成部分。所以绿色消费观是每一个地球公民应该培养和树立的，而且绿色消费是我们每个人在日常生活中都可以做到的。例如，对垃圾进行分类就可以减少环境污染。师：自从我们的网页建立以来，有很多同学在网上的问题讨论区中提到关于绿色消费的问题，谈自己对绿色消费的看法，下面我们看看网上讨论区有关的问题，请在场的各位同学帮助解答。问题一：我们常见商品过度包装问题，例如父母给奶奶送一盒几百块钱的“冬虫夏草”。可偌大的包装盒内，只有区区20余根纤细的药草。那只裹红绸、衬金缎的空盒子是那么显眼。请问这符合绿色消费吗？学生：当然不符合，这种追求奢华消费的行为不是为了自己的生存，而是炫耀，是一种过度消费，它造成了环境的污染和资源的浪费。问题二：追求“时髦”是绿色消费吗？填写问卷。   分析结果。  出示无磷洗衣粉和普通洗衣粉的包装。     课堂作业。   布置研究课题。       讲授。通过讨论问题，使学生对绿色消费的概念有更深入的理解，利用网络资源扩大教学影响。   测试学生自己的绿色消费情况，并发现学生中存在的问题。提醒学生注意日常的点滴行为。 通过对问卷中一些问题的讨论，使学生反思自己的行为，实现教学目标。使学生对绿色消费有更深入的认识。通过国际比较研究，培养学生的研究能力，认识到绿色消费是国际上共同的消费理念。 使学生认同绿色消费，并认识到绿色消费并不只是消费领域的观念，而且是正确的发展观。 学生：我认为盲目追求物质享受，不是真正的绿色消费。例如，为图“方便”，经常使用一次性消费品；为表现“高贵”，穿由野生动物的毛皮制成的皮革；为表达“盛情”，送华丽包装的礼品；为追求“舒适”，购买豪华别墅；为赶“时髦”，购买新类型的产品；为追“时尚”，不断更新服装……这些行为都不符合“绿色消费”。问题三：既然这样，朴素的生活等于绿色消费吗？学生：有些道理，因为绿色消费提倡节约嘛！学生：我认为不对，请看课本中绿色消费的含义：“三是引导消费者转变消费观念，在崇尚自然、追求生活舒适的同时，注意环保、节约资源和能源。”所以绿色消费不代表过穷日子、苦日子，而是既满足我们的消费需求，也给后代留下消费的空间。问题四：吃西式快餐是不是“绿色消费”？学生：西式快餐食品含高热量、高脂肪、高蛋白质，经常吃不利于健康。不过，有人认为能节约时间，节约了时间，就能够创造更多的价值。但“绿色消费”首先是健康和安全的消费，而西式快餐食品含高热量、高脂肪和高蛋白，对人体健康没有好处，我认为不是“绿色消费”。问题五：现在很多商品的广告词和产品介绍，常常见“绿”：“企业充分满足群众绿的需求”、“对用户实行绿的承诺”、“竞争的关键是绿色的竞争”、“敢于迎接全球绿色浪潮的挑战”、“实现绿色终极目标”、“共建绿色家园”。广告中提到的“绿色消费”是真的吗？师：这位同学提出了一个非常重要的问题，老师和同学们一起来探讨这个问题。请同学们阅读下面的一篇报道。《我国实施国际标准指导绿色消费禁用8种广告语》中新网2003年11月30日电中国政府今天宣布：将从今天起实施国际标准化组织制订的《ISO14020系列标准》，以指导公众的绿色消费。根据央视国际的报道，在14020国际标准中，有8种被绝对禁止使用的术语，不能在产品包装和说明书中使用。新标准指出，流行在市场上容易误导消费者的8种说法是：对环境安全、对环境友善、对地球无害、没有污染、绿色、自然之友、不会破坏臭氧层以及所谓的“可持续性”。专家指出，如果企业使用这些禁止使用的术语，有关部门可以参照《广告法》的有关规定，对这类做法按照虚假广告和绿色误导广告进行打击。看了报道，同学们理解国家的政策吗？同学：理解而且支持，因为的确有很多厂家打着“绿色”的旗号，骗消费者。师：对，“绿色消费”不是欺骗消费者的幌子，而是实实在在的消费观念和行动。看来同学们对绿色消费的概念有了一定的了解，但自己的消费行为是否符合绿色消费，我们可以利用教科书上的自测卷，评价自己的消费观念和行为。自测卷已经在网上，你们每个同学填写后，就能汇总统计出全班的数据。这是一个自测卷，同学应该没有什么顾虑，请如实填写。填写后，电脑给你们打分，看看自己做到了哪些，还有哪些做不到。测试，教师统计全班的答案。测试结束。师：刚才填问卷的过程中，全班同学都很认真，电脑统计出了结果。由于时间有限，我选择其中部分内容和大家讨论：表一主要测试与消费行为有关的日常生活习惯。从结果看，有几个方面大家做得比较好。例如，A1，80%以上同学能节约纸张，重新利用；A10选择不吃这些野生动物的比例也超过70%，看来同学们对待野生动物的态度很清楚。但是有的方面就不太理想，例如，A2，只有40%的同学选择用无磷洗衣粉和肥皂洗衣服，为什么?同学：我知道应该用无磷的洗衣粉，但在家里是妈妈负责买洗衣粉和洗衣服，我曾经提醒她，但她还不太注意这些事。看来回家应该告诉妈妈买无磷洗衣粉。我想知道怎样识别无磷洗衣粉？同学：洗衣粉的袋子上有说明，如果是无磷洗衣粉，袋子上有注明。师：看图，这就是无磷洗衣粉上的说明，这是普通洗衣粉的说明。看来同学们已经具备了一些绿色消费的观念，但由于一些原因难以做到。类似的还包括A6、A7、A9等。大家如何看待A4？为什么只有30%的同学选择绿色消费？学生：我们也明白其中的道理，但年轻人总难免追求时髦嘛！ 师：我也理解，通过调查知道同学们对绿色消费的认识比较高，但行动上存在一些问题；对某些事情是自己认识到应该怎么做，但行为上却做不到。分析原因，有自己主观方面的原因，也有社会和家庭方面的客观原因。例如，无磷洗衣粉价格高；对饭店的卫生不放心，就用一次性筷子；去超市已经习惯用超市的塑料袋；等等。还有一些方面难以做到的根本原因还是认识的问题。表2是《对日常生活中的一些问题的处理方法》的统计数据。从中可以看出很多同学能够做到用开窗的方法改善空气（B1）、节约用水（B2）、爱护野生动物（B8）、纸张双面使用并尽量使用再生纸（B9）和拒绝食用野生动物（B10），这几方面情况还比较好。有些问题值得大家讨论，例如B3，只有40%的同学采用包装实用的物品作为同学的礼物。我分析，你们的理由是豪华的包装也代表你们的友谊，这样才有面子。B5、B6和B7也都有相似的问题。看来反思我们的消费行为，的确有很多方面观念上没有转变。同学们知道，我们的自测卷只涉及到部分内容，在我们身边，还有很多的消费行为应该引起我们的注意。我有个要求，你们已经初步了解了设计问卷的基本方法，请每组同学在问卷后各加5个问题。更加完善我们的问卷，也看看你们对绿色消费行为了解多少。学生完成作业。师：各组同学完成得都很好，课下把我们的问卷进一步完善后，正式立个课题，和我们的友好校──芬兰的罗素高中的同学一起，完成《中芬学生对绿色消费观念的比较研究》。具体做法是将问卷译成英文，各发放200份问卷，各自完成问卷调查统计。一个月后，我们将通过网络课堂的形式，在网上进行论文汇报。设计这个调查活动，主要目的是想让同学们意识到，保护环境、树立绿色消费的观念，是全球性的问题。通过我们两个班同学的比较研究，可以折射出两个不同国家，在不同教育背景下，对绿色消费的共识和差异，从而取长补短。今天我们课堂讨论的主题是绿色消费，也许我们现在的认识还是初步的，甚至很不全面的。但随着社会的不断发展，我们会提高这方面的认识。因为我们已经感受到这不仅是个消费的观念，更是一个社会、一个民族发展应该遵循的、以人为本的发展观。因为如果我们不注意环境保护，不树立可持续发展的消费观，很可能我们这一代就会有极大的生存压力，更何况子孙后代。我摘抄了中国消费者协会公布的《绿色消费宣言》，让我们共同学习吧！当人类进入新世纪的时候，正面临着由于环境污染和资源耗竭所造成的生存危机。让我们想一想，我们每一个消费者在这样的时刻，负有怎样的责任？当脆弱的生态难以维系，人类的消费将如何持续；当地球母亲患了绝症，他的儿女们又能生存多久？我们意识到对环境不负责任的生活方式，是造成生态环境恶化的根源，应该选择对健康有益的、与环境友好的绿色消费方式。绿色消费是一种权益，它保障后代人的生存和当代人的安全与健康；绿色消费是一种义务，它提醒我们环保是每个消费者的责任；绿色消费是一种良知，它表达了我们对地球母亲的孝爱之心和万物生灵的博爱之怀；绿色消费是一种时尚，它体现着消费者的文明与教育，也标志着高品质的生活质量。作为绿色消费志愿者，我们每个人都是市场上的绿色选民。让我们把手中的钞票变成绿色选票，选择可持续的消费模式，选择绿色的生活，从而推动发展我国绿色的技术和绿色的经济。为了健康，选择绿色；为了健康，保护绿色。你我携手创造一个绿色的世纪！