第六章 第三节 生物安全（课件）-《生物基础》（高教版）同步精品课堂

第六章 生物与环境 第三节 生物安全（2课时） 高等教育出版社第1版 《生物基础》 教学目标 一 理解生物安全的核心概念与范畴； 分析外来物种入侵与环境污染的成因与巨大危害； 理性看待基因工程等科技的双刃剑效应。 教学重难点 二 基因工程与生物安全的关系，生物安全问题的综合性与全球性。 生物安全的概念、外来物种入侵的危害与防治、环境污染对生物的影响。 重点 难点 导入新课 三 基因污染 入侵之痛 生态崩溃 它们，正在发出警报！ 这些事件的共同挑战是什么？ 新知讲授 四 什么是生物安全？ 定义：人们对于由动物、植物、微生物等生物体给人类健康和赖以生存的自然环境 可能造成的安全隐患的防范，目的在于防其弊，用其利。 防范对象：动物、植物、微生物等生物体 保护目标：人类健康、自然环境 主要范畴：外来物种入侵、人为环境剧变、遗传修饰生物体 一、生物安全概念 新知讲授 四 二、外来入侵物种 (一)外来物种入侵的含义及危害 定义 外来物种：在其自然分布范围及分布地点之外出现的物种、亚种或低级分类群。 外来物种入侵：指生物从原生存地经自然或人为途径进入新环境，并对新环境的生物多样性、农林牧渔业生产及人类健康造成经济损失或生态灾难的过程。 通俗解释：即外来物种“入侵并打败”本地物种，“反客为主”，破坏当地生态平衡，引发一系列生态或经济问题。 案例1：澳大利亚“兔灾” 故事线：12只引入 → 无天敌 → 指数繁殖 → 与牛羊争草 → 畜牧业损失惨重。 案例2：中国“大米草之殇” 故事线：为护堤引入 → 脱离控制 → 疯长成灾 → 破坏滩涂生态。 新知讲授 四 二、外来入侵物种 (一)外来物种入侵的含义及危害 外来物种入侵的三大危害 🏞️ 生态破坏与污染 如滇池水葫芦，破坏水生生态系统。 🌍 生物多样性丧失 形成单一优势种，本地物种消失。 🤧 威胁人类健康 如豚草花粉导致严重过敏 水葫芦布满河道 外来仙人掌群落取代本地植被 豚草及过敏症状 新知讲授 四 小组活动——入侵途径大侦探 小组任务：它们如何“偷渡”而来？ 请结合生活经验，头脑风暴外来物种可能的入侵途径，并判断是“有意”还是“无意”。 思考提示：✈️ 旅行、📦 网购、🚢 国际贸易、🐠 宠物/水产引种、🌾 农林品种引进 二、外来入侵物种 (二)外来物种入侵的主要途径 新知讲授 四 二、外来入侵物种 (二)外来物种入侵的主要途径 一、人为因素 有意识引进（农林牧渔生产、生态 环境改造与恢复、景观美化等目的的物种） 无意识引进（随着贸易、运输、旅游等活动而传人的物种） 二、自然因素（风力、水流、鸟类携带等） 新知讲授 四 二、外来入侵物种 (三)放置外来物种入侵的主要对策 采用“盾牌”或“金字塔”图形呈现国家三大体系 塔基/盾心：预防体系（防患未然） 健全法规、早期预警、风险评估。 塔身/盾体：监控管理体系（快速反应） 快速扑灭、综合防治、经济追责。 塔尖/盾缘：公众教育体系（全民皆兵） 加强宣传，提高全民防范意识。 防止外来物种入侵，人人有责！ 师生互动 五 1.以下关于“生物安全”的叙述，最准确的一项是： A. 仅指防止危险微生物（如病原体）泄露，以免造成实验室感染或疫情扩散。 B. 仅指防止转基因生物及其产品对传统农作物和生态环境产生不利影响。 C. 指防范包括动物、植物、微生物在内的生物体对人类健康及自然环境可能造成的所有安全隐患，目的是防其弊、用其利。 D. 主要关注如何利用生物技术（如基因工程）为人类创造更多福利，安全问题属于次要考虑。 正确答案：C 解析：本题考察对“生物安全”核心概念的全面理解。教材明确定义其范围包括“外来物种迁入”、“人为环境变化危及生物多样性”以及“遗传修饰生物体和危险病原体可能造成的危害”等多个方面，其核心思想是“防其弊，用其利”。A、B选项仅描述了生物安全的局部内容，以偏概全；D选项则曲解了“安全”与“利用”的主次关系。C选项完整概括了教材定义的精髓。 师生互动 五 2.澳大利亚引入欧洲野兔后泛滥成灾，以及我国引入大米草却破坏滩涂生态系统。这两个案例共同说明了外来物种入侵可能带来的最主要危害是： A. 直接导致人类传染病的爆发。 B. 完全取代当地所有物种，形成绝对单一群落。 C. 破坏当地生态系统的结构与功能，造成经济损失或生态灾难。 D. 主要通过自然扩散（如风力、水流）方式侵入，难以预防。 正确答案：C 解析：本题考察对外来物种入侵危害的理解，并要求通过案例进行应用分析。教材在阐述危害时，首先指出会造成“严重的生态破坏和生物污染”，案例中野兔破坏牧场、大米草破坏滩涂生态都直接体现了这一点。A选项并非所有入侵物种都直接危害人类健康；B选项“完全取代所有物种”表述过于绝对；D选项描述的是入侵途径，且这两个案例主要是“人为有意引进”造成的，与题干要求的“共同说明的危害”不符。C选项准确概括了案例所揭示的核心危害。 师生互动 五 3.为有效防止外来物种入侵，我国着重加强国家能力、研究能力、监测与管理能力三大体系建设。下列具体措施中，最侧重于“预防”环节的是： A. 一旦发现外来有害生物入侵，立即启动应急预案，采取果断措施予以扑灭。 B. 对已大规模发生的外来有害生物，研发并实施可持续的长期控制技术。 C. 制定严格的法律法规，并对拟引进的物种进行跨部门的早期预警与风险评估。 D. 通过媒体宣传，提高公众在出入境时不随意携带动植物产品的意识。 正确答案：C 解析：本题考察对防止外来物种入侵不同对策所属体系的理解，要求区分“预防”、“监控管理”和“公众教育”。教材将对策分为三类：针对潜在入侵物种的“预防行动”、针对已入侵物种的“监控管理”以及“宣传”提高意识。A选项属于“快速反应”的监控管理；B选项属于对已入侵物种的“长期控制”，也属于监控管理；D选项属于公众教育，是预防的辅助手段。C选项中的“制定法规”和“早期预警与风险评估”是典型的、制度化的预防性措施，直接对应“预防行动”，因此是最佳答案。 新知讲授 四 三、环境污染对物种的影响 (一)大气污染 🌡️ 温室效应：温室效应是指由于大气中二氧化碳等气体的含量增加，导致太阳的辐射透过地面，而地面反 射出来的热能却被大气中二氧化碳等气体吸收，最终引起地球平均气温上升的现象。 后果：全球气候变暖，土地干旱，沙漠化面积增大，海洋风暴增多，冰川融化和海平面上升等，从而导致农作物减产和一些物种灭绝。 主要原因：过多燃烧煤炭、石油和天然气，产生的大量 CO₂进入大气造成的 抑制的根本措施：减少对大气中 CO₂的过多排放。 新知讲授 四 ☔️ 酸雨：人类活动大量燃烧石油、煤，产生的硫氧化物和氮氧化物等酸性气体上升到天空，与天上的 水蒸气相遇，形成硫酸和硝酸，使雨水酸化，这时落到地面的雨水就成了酸雨。 后果： (1)损坏植物叶面，导致森林死亡。 (2 )使湖泊中鱼虾死亡。 (3)破坏土壤成分，使作物减产或死亡。 (4)污染地下水，对人和其他生物产生危害。 (5)腐蚀建筑物和工业设备，破坏文物等。 主要原因：煤和石油的燃烧 措施:减少对大气中硫氧化物和氮氧化物的 排放量 三、环境污染对物种的影响 (一)大气污染 新知讲授 四 🕳️ 臭氧层破坏：臭氧层离地球表面约20～30 km, 它在地球上空形成保护膜，来自太阳的大部分紫外线不能穿过它，阻止了紫外线照射对地球和人类造成的危害。 主要原因：近几十年来，人类活动排放到大气中的氮氧化物、氯氟烃类等污染物日益增多，这些污染物与臭氧发生反应，致使臭氧层变薄，甚至使南极 等地上空出现臭氧空洞。 后果：严重危害人类和其他生物的健康，人类的皮肤癌和白内障等疾病发病率明显提高 措施：人类尚未找到对已破坏的臭氧层的补救措施，但正在积极采取措施限制对臭氧层起破坏作用的化学 物质的排放。 三、环境污染对物种的影响 (一)大气污染 新知讲授 四 三、环境污染对物种的影响 (二)水污染 水污染——生命之源的危机 🧬 生物富集作用：环境中的一些污染物(如重金属、化学农药),通过食物链在生物体内大量 聚集的过程。 案例：日本水俣病：水俣病是由于当地含 Hg 的工业废水污染 海水，海鱼因生物富集作用，体内富含 Hg 和甲基汞，人们长期食用这种受污染的鱼所致。 🌊 富营养化：水体中N、P 等植物必需的矿质元素含量过高，导致藻类植物大量繁殖，并引 起水质恶化和鱼类死亡的现象。 案例：赤潮/水华。 新知讲授 四 土壤污染：由于人类活动产生的有毒、有害物质进入土壤，积累到一定程度，超过土壤本 身的自净能力，导致土壤性状和质量变化，构成对农作物和人体的影响和危害的现象。 土壤的主要污染物包括：无机污染物(如重金属、酸、盐等)、有机农药(如杀虫剂、除草剂等)、有机废弃物(如生物可降解或难降解的有机废物等)、化肥、矿渣和粉煤灰、放射性物质、寄生虫、病原菌和病毒等 特点：隐蔽性、长期性、不易恢复。 后果：土壤板结、肥力降低、土壤被毒化、水质的污染和恶化、食物链进人人体造成对人体的影响和危害 三、环境污染对物种的影响 (三)土壤污染 新知讲授 四 三、环境污染对物种的影响 (四)农药污染 为了防治有害生物，人们经常使用各类农药，在防除有害生物的同时，农药也污染环境，毒杀其他生物，甚至造成人畜中毒。特别是农药的残留，更给人类造成巨大危害，人类应减少高毒、高残留农药的使用，推广病虫害综合防治技术，减轻和消除农药对环境的污染。 新知讲授 四 基因工程——希望与担忧 基因工程：曙光还是魔盒？ 左盘/希望之面： 🌾（抗虫抗病作物）、💉（生产胰岛素）、🥕（黄金大米）。 作用：增产、治病、改善营养。 右盘/担忧之面： ⚠️（超级杂草）、🤢（过敏风险）、❓（伦理困境）。 危害：生态风险、健康未知、伦理挑战。 中心问题：我们该如何看待？ 师生互动 五 1.下列关于环境污染及其影响的描述，正确的是： A. 温室效应主要是由大气中硫氧化物和氮氧化物含量增加引起的，导致全球冰川融化。 B. 酸雨能直接腐蚀建筑物，但对土壤和水体中的生物没有长期影响。 C. 生物富集作用是指污染物沿食物链逐渐稀释，对顶级消费者危害最小。 D. 水体富营养化是由于N、P等元素过量，导致藻类暴发，进而造成水体缺氧和鱼类死亡 正确答案：D 解析：本题综合考察对几种污染现象原理的准确理解。A选项错误，温室效应主要由CO₂等温室气体增加引起，硫氧化物和氮氧化物主要导致酸雨；B选项错误，酸雨对土壤、水体生物有长期且严重的危害（如酸化土壤、水体导致生物死亡）；C选项错误，生物富集作用是污染物沿食物链积累和浓缩，对顶级消费者危害最大；D选项准确描述了富营养化的成因（N、P过量）和过程（藻类暴发→耗氧→鱼类死亡），符合教材定义。 师生互动 五 2. 日本“水俣病”事件是环境污染对物种和人类健康造成影响的典型案例。该事件主要说明了： A. 大气污染中二氧化硫超标，导致居民出现呼吸系统疾病。 B. 土壤受到重金属污染，导致种植的作物有毒。 C. 水体污染后，污染物通过生物富集作用在食物链中累积，最终危害人类。 D. 化肥过量使用造成水体富营养化，引发赤潮导致渔业受损 正确答案：C 解析：本题考察运用知识分析具体案例的能力。教材明确说明，水俣病是由于含汞（Hg）工业废水污染海水，汞在鱼体内富集，人长期食用这种鱼而中毒。这完整地体现了“水体污染→生物富集（通过食物链）→危害人类”的链条。A、B、D选项描述的现象虽然也都是环境污染问题，但均与水俣病的具体成因和过程不符。 师生互动 五 3. 土壤污染相比于大气污染和水污染，其一个显著特点是： A. 污染物扩散速度快，影响范围能迅速扩大到全球 B. 污染物容易通过降水或风力作用彻底清除，自净能力强 C. 具有隐蔽性、累积性和不易恢复性，且可通过食物链危害人体健康 D. 主要只影响土壤本身的肥力，对地下水和农作物没有影响 正确答案：C 解析：本题考察对不同类型污染特点的对比理解。教材指出土壤污染“本身的物理、化学性质发生改变”，且“污染物从土壤传入地下水或地表水”，“通过食物链进入人体”，同时提到土壤“自净能力十分有限”。因此，C选项准确概括了土壤污染的隐蔽、累积、难恢复及食物链传递等特点。A选项描述更符合大气污染的某些特征（如温室气体全球扩散）；B选项与土壤“自净能力有限”的事实相悖；D选项明显错误，教材明确指出土壤污染会污染水体和影响农作物。 巩固练习 八 作业 1. “生物安全”这一概念的核心内涵是： A. 仅指防止实验室中的病原微生物意外泄露 B. 指对所有生物技术的开发和应用进行严格禁止 C. 防范各类生物体可能带来的危害，同时利用其有利方面，保障人与环境安全 D. 主要关注如何彻底消灭外来入侵物种和所有污染物 正确答案：C 解析：本题考查对“生物安全”定义的整体把握。教材明确指出其目的是“防其弊，用其利”，防范对象包括外来物种、人为环境变化、遗传修饰生物体等多种生物相关危害。A、B、D选项均是对概念的片面化、极端化或错误理解。 巩固练习 八 作业 2.澳大利亚野兔成灾和我国大米草疯长这两个案例，共同揭示的外来物种入侵最关键的一个前提条件是： A. 入侵地的气候条件比原产地更加优越 B. 外来物种的繁殖能力都特别强 C. 外来物种脱离了原产地的天敌或生态制约因素 D. 入侵地的人类活动有意进行了大规模培育 正确答案：C 解析：本题考查通过案例抽象出共性原理的能力。教材在分析案例时强调，野兔因“没有鹰和狐狸等天敌”而泛滥，大米草因“脱离原生存地的生态控制环境”而成灾。这共同指向了“缺乏天敌或生态制约”这一导致入侵成功的关键生态学原因。A、B选项并非所有入侵物种的共性；D选项与大米草案例不符（初衷是护堤，并非为了使其疯长）。 巩固练习 八 作业 3.某人从国外旅行归来，随身携带的未申报的水果中发现了活的昆虫幼虫。这种外来生物传入的方式属于： A. 有意识引进 B. 无意识引进 C. 自然因素侵入 D. 科研需要引进 正确答案：B 解析：本题考查对外来物种入侵具体途径的判别。教材将人为因素分为“有意识”和“无意识”引进。携带水果中的昆虫幼虫是随着人员流动（旅游）无意中传入的，符合“无意识引进”的特征。A、D选项涉及主动、有目的的行为；C选项指靠生物自身或自然力量传播，与人为携带无关。 巩固练习 八 作业 4.“建立健全法律法规，并对拟引进物种进行严格的风险评估”，这一措施属于防止外来物种入侵体系中的哪个主要环节？ A. 对已入侵物种的应急扑灭 B. 对潜在入侵物种的预防 C. 对广大公众的宣传教育 D. 对受害地区的生态修复 正确答案：B 解析：本题考查对防治对策体系的理解。教材将对策分为预防、监控管理和宣传三大类。法律法规建设和引进前的风险评估，旨在从源头上降低入侵风险，是典型的“预防”性措施。A选项属于“监控管理”中的快速反应；C选项是独立的教育层面；D选项教材未明确列为三大体系之一。 巩固练习 八 作业 5.下列关于全球性大气污染问题的表述，哪一项是正确的？ A. 温室效应主要是由燃烧化石燃料释放的二氧化硫大量增加直接导致的 B. 臭氧层能吸收大部分紫外线，其破坏会导致到达地面的紫外线减少 C. 酸雨主要是由二氧化碳溶于雨水形成碳酸造成的 D. 臭氧层破坏主要是由氯氟烃类等人工合成物质的大量排放引起的 正确答案：D 解析：本题考查对三大全球性大气污染问题成因的准确记忆。D选项正确，教材明确指出氯氟烃类是破坏臭氧层的主要物质之一。A选项错误，温室效应主要与CO₂等温室气体有关，二氧化硫主要导致酸雨。B选项错误，臭氧层破坏会导致到达地面的紫外线增加。C选项错误，酸雨主要由硫氧化物和氮氧化物形成硫酸和硝酸所致。 巩固练习 八 作业 6.日本“水俣病”的悲惨事件，深刻揭示了水污染中哪种作用或现象的巨大危害？ A. 水体的富营养化过程 B. 污染物的生物富集作用 C. 污染物对水体的直接毒害 D. 病原微生物通过水体传播 正确答案：B 解析：本题考查利用典型案例理解核心概念。教材详细说明，水俣病是由于汞通过“生物富集作用”在鱼体内高度浓缩，人长期食用所致。这是生物富集作用的经典案例。A选项（富营养化）主要与N、P过多导致藻类暴发有关；C、D选项虽是水污染的危害，但并非水俣病事件揭示的主要机制。 巩固练习 八 作业 7.与大气污染和水污染相比，土壤污染的一个显著不同点是： A. 污染物在环境中完全无法迁移 B. 土壤没有任何对污染物的净化能力 C. 污染后果仅限于土壤本身，不影响其他环境介质 D. 具有更强的隐蔽性、累积性，且恢复困难 正确答案：D 解析：本题考查对不同环境污染类型特点的比较。教材强调土壤污染“本身的物理、化学性质发生改变”，且“自净能力十分有限”，其危害具有长期性和通过食物链传递等特点，因此D选项正确。A选项错误，污染物可通过淋溶迁移；B选项错误，土壤有自净能力，但有限；C选项错误，土壤污染会影响到地下水和农作物。 巩固练习 八 作业 8.面对基因工程等新技术可能带来的生物安全风险，我们应秉持的合理态度和做法是： A. 鉴于存在潜在风险，应完全禁止所有相关研究和应用 B. 科技发展利大于弊，不必过分关注其潜在风险 C. 在积极研究和利用的同时，加强风险评估、严格监管和伦理审视 D. 生物安全问题无法解决，只能被动接受其后果 正确答案：C 解析：本题考查对生物安全问题（尤其是新兴科技领域）的综合态度与价值判断。基于教材“防其弊，用其利”的核心理念，C选项体现了“积极研究、审慎应用、加强监管”的理性、负责任的态度，符合科学发展规律和社会伦理要求。A选项因噎废食，阻碍进步；B选项漠视风险，不负责任；D选项消极悲观，不可取。 课堂小结 六 回顾：我们学到了什么？ 内容：用一个大树的思维导图呈现知识体系。 树根：生物安全概念（防弊用利）。 三大主干： 外来物种入侵（含义-危害-途径-对策）。 环境污染（大气、水、土壤）。 基因工程安全（双刃剑、理性看待）。 树冠/果实：核心素养：生命观念、科学思维、社会责任。 布置作业 七 作业 1.📝 必做任务：绘制本节课的思维导图，梳理知识脉络。 2.🔍 选做挑战：化身“社区生物安全观察员”，调查身边一个潜在风险点（如：小区外来观赏植物、垃圾分类情况、附近水体状况等），拍摄照片并附上一条具体的改进建议（不超过100字） 感谢观看 $