高中生物人教版選修3生物防治技術(shù)拓展

選修3生物防治技術(shù)拓展

一、問題的提出

在生態(tài)工程中，有許多技術(shù)需要分解掌握，如物質(zhì)

的良性循環(huán)技術(shù)、潔凈可再生的新能源開發(fā)技術(shù)和種植

業(yè)和畜牧業(yè)合理優(yōu)化技術(shù)等。特別是還需要關(guān)注選修教

材以下內(nèi)容的技術(shù)，如古老的套種、輪種和間種技術(shù)（見

文章后的鏈接）、立體養(yǎng)殖技術(shù)和生物防治技術(shù)（見文

章后的鏈接）等。

另外，針對(duì)耕作方式與種植制度，設(shè)計(jì)高效可行的套種、間種和輪種制

度；利用動(dòng)物的不同習(xí)性,設(shè)計(jì)多種立體養(yǎng)殖技術(shù)；利用生物種間關(guān)系.發(fā)展

生物防治技術(shù)等。這些技術(shù)都在全國(guó)各地的不同農(nóng)業(yè)生態(tài)「?程中.得到不同程

度的應(yīng)用。

問題：生物防治技術(shù)有哪些？富營(yíng)養(yǎng)化污染后生物防治技

術(shù)一噬藻體如何進(jìn)行？新型的生物防治技術(shù)轉(zhuǎn)基因技術(shù)

如何應(yīng)用于生活實(shí)際？

二、典型試題解析

試題1：（2017?4月浙江選考節(jié)選）回答與生態(tài)工程有

關(guān)的問題：

（1）將秸稈和動(dòng)物糞便等通過微生物發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，這

是利用了農(nóng)業(yè)生態(tài)工程中的技術(shù)。

（2）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，畜牧業(yè)依賴和受制于種植業(yè)，可以通

過種植業(yè)和畜牧業(yè)的技術(shù)提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)

效益。使用農(nóng)藥能有效控制農(nóng)業(yè)害蟲，但也使生態(tài)系統(tǒng)

的減少，因此利用生物的進(jìn)行生

物防治是今后的發(fā)展方向。

解析：

本題有關(guān)生態(tài)工程的問題。

(1)將秸稈和動(dòng)物糞便等通過微生物發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，這

是利用了農(nóng)業(yè)生態(tài)工程中的潔凈可再生的新能源開發(fā)技

術(shù)。

(2)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，畜牧業(yè)依賴和受制于種植業(yè)，可以通

過種植業(yè)和畜牧業(yè)的合理優(yōu)化技術(shù)提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

使用農(nóng)藥能有效控制農(nóng)業(yè)害蟲，但也使生態(tài)系統(tǒng)的生物

多樣性減少，因此利用生物的種間關(guān)系進(jìn)行生物防治是

今后的發(fā)展方向。

試題2：浙江嘉興地處水鄉(xiāng)，畜禽養(yǎng)殖和栽桑養(yǎng)蠶是當(dāng)?shù)?/p>

農(nóng)業(yè)的兩大支柱產(chǎn)業(yè)。在生產(chǎn)總量不斷擴(kuò)張的同時(shí)，該

縣堅(jiān)持在發(fā)展中解決環(huán)境問題，優(yōu)化生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了

資源的最大化利用。請(qǐng)分析該縣農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(部分)

示意圖，回答問題：

II構(gòu)出I[輸出I

絨絲、織物、,___,I凝加工II合成"機(jī)肥h

印染.制衣ni^ri『「

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桑園,、II..I.

(間種農(nóng)作物>|無公一松.血.菊T茵床碎屑1

[=.____I_______

(1)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)相比，該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)更能凈

化環(huán)境，主要原因是。

(2)該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)為何能提高經(jīng)濟(jì)效益？o

(3)從生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性看，該農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)比簡(jiǎn)單的農(nóng)

田生態(tài)系統(tǒng)不易發(fā)生蟲害的原因是，請(qǐng)說出兩

種根據(jù)生物學(xué)原理防治害蟲的方法：o

(4)根據(jù)該地處水鄉(xiāng)這一資源優(yōu)勢(shì)，請(qǐng)就該農(nóng)業(yè)生態(tài)系

統(tǒng)提出一條合理化建議。o

解析：

(1)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比該生態(tài)系統(tǒng)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行了多級(jí)利用，

如利用糞便等合成有機(jī)肥，減少了對(duì)化肥的使用，降低

了成本，減輕了對(duì)環(huán)境的污染。

(2)該生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)的循環(huán)利用和能量的多級(jí)利

用，提高了能量的利用率，降低了生產(chǎn)成本，從而使產(chǎn)

量提高。

(3)該生態(tài)系統(tǒng)生物群落結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，自我調(diào)節(jié)能力

提高。利用生物的種內(nèi)關(guān)系或種間關(guān)系來誘殺害蟲，如

利用捕食關(guān)系引入天敵，利用性引誘劑進(jìn)行防治害蟲等。

(4)由于地處水鄉(xiāng)，蠶沙碎屑可以養(yǎng)魚，池塘塘泥可以

肥田等。

答案：

(1)糞便等“廢棄物”被及時(shí)利用

(2)實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)和能量的多級(jí)利用，提高了農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)

量；減少了化肥、農(nóng)藥的使用(降低農(nóng)業(yè)投入)

(3)營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，自我調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)天敵防治、

激素防治、種植轉(zhuǎn)基因抗蟲作物

(4)蠶沙碎屑養(yǎng)魚，池塘塘泥肥田

三、利用寄生關(guān)系-噬藻體

水體的富營(yíng)養(yǎng)化污染帶來的藍(lán)藻大量繁殖，可以用

多種方法治理，但最新的研究表明，可以用生物防治技

術(shù)之一一噬藻體。什么是噬藻體？如何發(fā)揮作用？

藍(lán)藻是一類原核生物，具有細(xì)菌的一些特征，因此

又常稱為藍(lán)細(xì)菌，相應(yīng)地，把感染藍(lán)細(xì)菌的病毒稱為噬

藻體，這是由于噬藻體與噬菌體非常相似的緣故。

噬藻體電鏡圖

噬藻體是一種特異性侵染藍(lán)藻的病毒，能夠調(diào)控藍(lán)

藻的種群密度和季節(jié)分布，被認(rèn)為是一種潛在的有效干

預(yù)藍(lán)藻水華的生物手段。

雖然藍(lán)藻病毒的發(fā)現(xiàn)已三十余年，但一直未形成病

毒學(xué)重要的研究方向，近年來由于富營(yíng)養(yǎng)化程度加劇，

藍(lán)藻“水華”（俗稱“湖靛”）的發(fā)生加重，美國(guó)和西

歐一些發(fā)達(dá)國(guó)家加強(qiáng)了藻類環(huán)境生物學(xué)的研究力度，其

中包括藍(lán)藻病毒的基礎(chǔ)研究，以尋找對(duì)付“水華”的生

物防治方法。這幾年藍(lán)藻病毒的研究主要集中在分子生

物學(xué)和生態(tài)學(xué)方面，同時(shí)也在不斷探索更先進(jìn)、更便捷

的研究方法。

為了研究巢湖噬藻體生態(tài)分布、侵染機(jī)制和與藍(lán)藻

的共進(jìn)化關(guān)系。2020年8月，中科大周叢照教授和陳宇

星教授團(tuán)隊(duì)從巢湖中分離得到一株全新的長(zhǎng)尾噬藻體

Miclo

研究人員通過冷凍電鏡技術(shù)解析了Micl頭部近原子分辨

率結(jié)構(gòu)，清晰地闡釋了Micl的頭部組裝機(jī)制。結(jié)構(gòu)分析

發(fā)現(xiàn)Micl的頭部由衣殼蛋白gp40和裝飾蛋白gp47組裝

形成二十面體結(jié)構(gòu)。gp40采取經(jīng)典噬菌體的HK97-like

折疊模式，通過梯卯結(jié)構(gòu)組裝形成二十面體頭部。裝飾

蛋白gp47采用全新折疊模式，錨定在二十面體的二次軸

附近，進(jìn)一步加固頭部的穩(wěn)定性。

四、利用轉(zhuǎn)基因蚊子

近日，據(jù)《自然》報(bào)道，經(jīng)過10多年的努力，總部

位于英國(guó)的生物技術(shù)公司Oxitec終于通過了監(jiān)管部門批

準(zhǔn)，在當(dāng)?shù)鼐用窈团u(píng)家的反對(duì)聲中首次在美國(guó)佛羅里

達(dá)群島釋放了其轉(zhuǎn)基因蚊子，目的是抑制該地區(qū)攜帶疾

病的野生埃及伊蚊種群。

此前，Oxitec公司曾在巴西、巴拿馬、開曼群島和

馬來西亞釋放轉(zhuǎn)基因埃及伊蚊。該公司報(bào)告稱，這些地

區(qū)的埃及伊蚊數(shù)量減少了至少90%o

在佛羅里達(dá)南端的熱帶群島Keys,埃及伊蚊約占蚊

子總數(shù)的4%。正就該項(xiàng)目與Oxitec公司密切合作的佛羅

里達(dá)群島蚊蟲控制區(qū)人員稱，該地區(qū)幾乎所有傳播給人

類的蚊媒疾病都是由埃及伊蚊造成的（如圖）。

埃及伊蚊可以攜帶寨卡病毒、登革熱、基孔肯雅熱

和黃熱病等疾病。在美國(guó)，殺蟲劑被大量使用以控制蚊

蟲數(shù)量，導(dǎo)致蚊子對(duì)殺蟲劑產(chǎn)生了抗藥性。而轉(zhuǎn)基因蚊

子