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第一章 生物科學與農(nóng)業(yè) 二、植物的病蟲害防治 方針：“預防為主，綜合防治” 原理：根據(jù)有害生物和環(huán)境之間的相互關系，充分發(fā)揮自然控制因素的作用，因地制宜地采取綜合防治措施，將有害生物控制在 經(jīng)濟允許受害水平之下，以獲得最佳經(jīng)濟、生態(tài)和社會效益。 農(nóng)作物病蟲害綜合防治方法： 1）植物病蟲害的調(diào)查：依據(jù)調(diào)查目的、要求和對象不同可分為基本情況調(diào)查、定點系統(tǒng)調(diào)查和病蟲害防治效果調(diào)查等。一般采用取樣的方式進行調(diào)查。取樣方式有五點式、棋盤式、對角線式、直線式、“Z”字形式等。 發(fā)病單位數(shù) 發(fā)病率＝　　　　　　　　　 100% 調(diào)查單位數(shù) （能初步了解病蟲害的危害程度大小，如果該值小于“經(jīng)濟域值”，并非必須采取防治措施。） 施藥前活蟲數(shù)—施藥后活蟲數(shù) 蟲口減退率＝　　　　　　　　　　　　　　　　　100%（反應防治后的效果） 施藥前活蟲數(shù) 2）、植物檢疫：是防止危險性病蟲、雜草傳播蔓延，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和保證對外貿(mào)易順利發(fā)展的一項重要措施。包括國際檢疫和國內(nèi)檢疫。 3）、農(nóng)業(yè)防治技術 概念：主要指采取抗性品種的選育、合理耕作制度的制訂、科學肥水管理的建立等措施，創(chuàng)造有利于農(nóng)作物生長而不利于病蟲、雜草發(fā)生的環(huán)境條件，直接或間接消滅或抑制病、蟲、雜草的發(fā)生和危害。 方式：通過對抗性作物品種的選育，減少農(nóng)藥用量 舉例：抗蟲煙草、抗蟲棉 4）、物理機械防治技術 概念：利用各種物理手段或機械設備來防治作物病蟲害的技術。 舉例：誘殺燈、黑光燈、超聲波、紫外線、紅外線 5）、生物防治技術 概念：利用有益生物或生物代謝產(chǎn)物來防治病蟲害、雜草等有害生物的方法。 原理：生物之間的相互依存、相互制約的關系如：捕食、寄生等 舉例：以蟲治蟲——如瓢蟲、寄生蜂 以菌治（殺）蟲——又稱微生物防治，如白僵菌 優(yōu)點：資源豐富、生產(chǎn)成本低、防治效果好、不污染環(huán)境，對人畜安全，對植物無害。 6）、化學防治技術——目前綜合防治的主要措施 概念：利用化學藥劑防治作物病、蟲、雜草等有害生物，從而保護農(nóng)作物的方法。 特點：高效、速效、操作方便、適宜推廣、經(jīng)濟效益顯著 核心：科學的使用農(nóng)藥（對癥用藥、適時用藥、準確用藥、安全用藥） 農(nóng)藥安全間隔期：作物最后一次施藥距收獲日的時間間隔。應選用安全間隔期較短的農(nóng)藥。 三、動物疫病的控制 1）動物疫病包括傳染病和寄生蟲病。傳染病是對養(yǎng)殖業(yè)危害最嚴重的一類疾病。 2）畜禽傳染病 畜禽傳染病的流行包括三個基本環(huán)節(jié)：傳染源、傳播途徑、易感動物。 防止原理：采用適當?shù)姆酪叽胧?，消除或切斷發(fā)病禽畜類與易感禽畜類的接觸。 防治措施：控制傳染源、切斷傳播途徑、保護易感動物 綜合防治措施：以“預防為主”的方針，搞好畜禽的飼養(yǎng)管理、衛(wèi)生防疫、預防接種、檢疫、隔離、消毒等工作。包括平時的預防措施和疫病發(fā)生時的撲滅措施 例：禽流感、艾滋病、汶川大地震后 3）動物寄生蟲病 概念：由寄生蟲對宿主造成嚴重侵襲而引起的疾病。 措施：以“預防為主”的方針，采取“養(yǎng)為基礎、檢為依據(jù)、治病滅源”的防治原則。 養(yǎng)：保護易感動物； 檢：控制傳染源； 治：拯救易感動物并防止再傳播 例：血吸蟲 四、綠色食品 1、綠色食品 1）、概念：是遵循可持續(xù)發(fā)展原則，按照特定的生產(chǎn)方式生產(chǎn)，經(jīng)中國綠色食品發(fā)展中心認定，許可使用綠色食品商標的，無污染、安全、優(yōu)質(zhì)的營養(yǎng)類食品?！熬G色”為了突出這類食品是在良好的生態(tài)環(huán)境中生產(chǎn)的。 2）綠色食品分類 ①AA級綠色食品:生產(chǎn)中不使用化學合成的有害于環(huán)境和身體健康的物質(zhì)，產(chǎn)品包裝上是白底綠字 ②A級綠色食品:生產(chǎn)中允許限量使用限定的化學合成物。產(chǎn)品包裝上是綠底白字。 綠色食品的標志包括上方的太陽、下方的植物葉片和中心的蓓蕾，分別代表生態(tài)環(huán)境、植物生長和生命的希望。三部分共同構成一個正圓形，意為保護、安全。 2、綠色食品生產(chǎn) 1）、綠色食品生產(chǎn)特點：實行“從土地到餐桌”的全程質(zhì)量監(jiān)控。 2）、綠色食品生產(chǎn)既不同于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，也不同于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，它是一種綜合運用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)先進理論和科學技術、吸收傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精華的全新生產(chǎn)方式。 3）、綠色食品生產(chǎn)標準體系 產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標準、生產(chǎn)技術標準、產(chǎn)品標準和包裝標簽、儲運標準 綠色食品生產(chǎn)技術包括生產(chǎn)資料使用準則（農(nóng)藥、肥料、獸藥、飼料添加劑、食品添加劑和水產(chǎn)養(yǎng)殖用藥使用準則）和生產(chǎn)操作規(guī)程（農(nóng)作物種植、禽畜飼料、水產(chǎn)養(yǎng)殖、食品加工規(guī)程）。 綠色茶園有害生物采用生態(tài)調(diào)控技術、物理防治和生物防治方法。 第二章 生物科學與工業(yè) 第一節(jié) 微生物發(fā)酵與食品生產(chǎn) 1、發(fā)酵工業(yè)經(jīng)歷了四個階段及特點 ⑴原始發(fā)展階段 發(fā)酵技術原始，頂多是家庭小制作，技術進步緩慢，完全是經(jīng)驗式的，并不知道其中的原理 ⑵傳統(tǒng)發(fā)酵工業(yè)階段 人們開始了解發(fā)酵現(xiàn)象的本質(zhì) ，采用開放式的發(fā)酵方式，生產(chǎn)過程較為簡單，對生產(chǎn)設備要求不高，規(guī)模一般不大。例：酒精、乳酸、檸檬酸、淀粉酶和蛋白酶等 ⑶現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)階段 無菌技術的發(fā)展和大型發(fā)酵罐的設計成功。人們能夠在人工控制的環(huán)境條件下，利用某些類型的微生物進行大規(guī)模的發(fā)酵生產(chǎn)。例：氨基酸、核苷酸、單細胞蛋白以及抗生素、有機酸、酶制劑等。 ⑷生物技術產(chǎn)業(yè)階段 利用構建的具有特殊生產(chǎn)能力的基因工程菌來進行生產(chǎn)。 2、發(fā)酵與發(fā)酵食品 1）、發(fā)酵：在一定條件下利用微生物的生命活動大量生成和積累特定代謝產(chǎn)物或菌體的過程。 2）、發(fā)酵食品：把農(nóng)副產(chǎn)品原料利用發(fā)酵方法生產(chǎn)和加工制作的食品統(tǒng)稱為發(fā)酵食品 菌種選育 擴大培養(yǎng) 接種 培養(yǎng)基配制 滅 菌 發(fā)酵 分離、提純 產(chǎn)品 3)、發(fā)酵食品的生產(chǎn)： 4)、傳統(tǒng)發(fā)酵技術的兩個主要作用是防止食物腐敗、使口感平淡的原料發(fā)生感官的、物理的和營養(yǎng)方面的變化，使口感更好、營養(yǎng)更好、更易消化?，F(xiàn)代發(fā)酵技術生產(chǎn)的食品質(zhì)量則更易受控制，也更穩(wěn)定，同時也更能確保產(chǎn)品的安全性。 3、培養(yǎng)酵母菌（了解實驗組和對照組的設計；實驗步驟；實驗結(jié)果；實驗結(jié)論） 條件：適宜溫度；蔗糖是營養(yǎng)； 產(chǎn)物：CO2、乙醇和少量乳酸。 第三節(jié) 生物工程藥物和疫苗 生物工程，也稱生物技術，通常包括基因工程、細胞工程、發(fā)酵工程和酶工程四方面內(nèi)容 1、基因工程藥物是指以重組DNA為核心技術，通過將一個生物體內(nèi)有用的“目的基因”轉(zhuǎn)移到另一個生物體中并表達所需要的產(chǎn)物——藥物的過程。轉(zhuǎn)入基因的生物是細菌、動物 或植物。其生產(chǎn)過程大致可以分為獲得目的基因、重組質(zhì)粒、構建基因工程菌、工程菌大規(guī)模培養(yǎng)、分離提取目的產(chǎn)物等步驟。主要應用于蛋白類藥物（干擾素、白細胞介素、人表皮生長因子、腫瘤壞死因子、促紅細胞生成素等）。 2、基因工程疫苗 疫苗：是一類接種后能激發(fā)人體免疫反應來抵抗某些傳染病的生物制品。 1）、傳統(tǒng)疫苗 減毒疫苗：也稱活疫苗，特點：一般只需要接種一次且接種量少,免疫時間長,效果好。常用有卡介苗、非典疫苗等 滅活疫苗：也稱死疫苗，特點：免疫力較差，但制備簡單，保存時間長且相對較安全。接種量大且需多次接種。如傷寒疫苗、霍亂疫苗、狂犬病疫苗等。 2） 、基因工程疫苗： 很多疫苗如艾滋病病毒疫苗、麻風桿菌疫苗、乙肝病毒疫苗等難以培養(yǎng)或肯存在潛在危險，不能用傳統(tǒng)方法制備。 （1）、例：利用基因工程技術，將乙型肝炎病毒的表面抗原基因轉(zhuǎn)移到酵母細胞中中，并使其表達，獲得的乙型肝炎病毒表面抗原蛋白，經(jīng)分離、純化后，用福爾馬林和Al（OH）3吸附就可以制成疫苗。 （2）、為增加疫苗的可接受性，利用基因工程技術，將病原體的抗原基因轉(zhuǎn)移到植物細胞的染色體DNA中，并使其表達，從而培育出生產(chǎn)疫苗的轉(zhuǎn)基因植物，通過直接食用達到預防和治療疾病的目的。 第三章 生物科學與健康 第2節(jié) 疾病治療中的生物科學 1、合理使用抗生素 耐藥性是細菌等微生物本身就具有的一種特性。在生存斗爭過程中，某些細菌基因突變而獲得對抗抗生素的能力。青霉素是通過抑制細菌細胞壁（肽聚糖）的生物合成而起殺菌作用的。少數(shù)具有耐藥基因的細菌，或能改變細胞壁或細胞膜的結(jié)構，使青霉素不能進入菌體發(fā)揮作用，或能產(chǎn)生使青霉素失去作用的酶等。 2、不合理使用抗生素的后果：菌群失調(diào)和毒副作用。 菌群失調(diào)：如長期或大劑量使用抗生素，尤其是廣譜抗生素，抗生素殺死有害細菌的同時，也殺死一些有益的細菌，破壞正常菌群間的平衡，造成菌群失調(diào)。P79 毒副作用：一是某些人對青霉素的過敏反應（使用青霉素前要先做皮膚試驗）；二是產(chǎn)生較強的毒副作用，如慶大霉素對內(nèi)耳和腎臟的毒副作用，損害人類聽力等。 3、合理使用抗生素的三不原則： （1）不自行購買。（2）不主動要求。（3）不隨便停藥。 4、器官移植：把健康的器官移植到人體相應的部位以替代喪失功能的器官，并使植入的器官迅速恢復功能，起到治療作用。最重要是要確保移植器官存活并迅速恢復功能。 成功的關鍵：人類白細胞抗原（HLA） 1）、獲得合適的供體器官：為減輕排異反應，需對移植的器官進行組織配型（人白細胞抗原是人體細胞表面的一群蛋白質(zhì)分子， 由位于第6對染色體上的基因編碼，簡稱為HLA。） 2）、器官保存和移植手術：低溫灌洗保存技術（離體存活24h），解決供血問題（血管縫合技術） 3）、防止免疫排異（手術前后，降低排異反應強度）：大劑量的放射線（早期，副作用大）和免疫抑制劑——環(huán)孢菌素。 4）、組織配型和免疫抑制技術解決了器官移植過程中的免疫排異問題 第3節(jié) 生殖健康 1、避孕原理和方法 1）、阻止精子和卵子的結(jié)合：器具阻隔（避孕套）、體外射精、安全期（月經(jīng)周期中排卵日的前5天和后4天，連同排卵日在內(nèi)的10天之外的其他時間）避孕、絕育手術（切斷、結(jié)扎輸卵管或輸精管）。 2）、抑制排卵和精子的形成：女用避孕藥（雌激素或雌激素類似物）、男用（化學方法：棉酚 ；物理方法：超聲波、微波、溫熱等刺激睪丸，抑制生精功能） 3）、阻礙受精卵著床：宮內(nèi)節(jié)育器（節(jié)育環(huán)）、探親避孕藥，干擾受精卵和子宮內(nèi)膜的同步變化，從而干擾著床。 第四章 生物科學與環(huán)境 第一節(jié) 生物性污染 1、污染是指對人或其它生物產(chǎn)生有害影響的一種環(huán)境變化，根據(jù)污染對象分為大氣污染、水污染、土壤污染，根據(jù)污染物種類可分為物理性污染、化學性污染和生物性污染。引起生物性污染的污染物主要是對人體和當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)造成危害的生物。生物性污染包含病原體污染、變應原污染、生物入侵 2、病原體污染：是指病原微生物在環(huán)境中不斷繁殖和散播所造成的污染。 對病原生物的認識過程：科赫原則----確定傳染病原微生物的四條標準 流行病學的研究： ① 傳染病流行的三個基本環(huán)節(jié)：傳染源、傳播途徑、易感人群。 ② 人體感染病原體的時期：潛伏期、臨床癥狀期、恢復期 ③ 傳染病的預防措施：控制傳染源（三類傳染?。杭最悘娭乒芾?、乙類嚴格管理、丙類監(jiān)測管理）、切斷傳播途徑、保護易感動物。目前預防傳染病流行的最有效的方法是通過有計劃地預防接種，促進群體免疫屏障的形成。（注意科赫原則、冰山現(xiàn)象、免疫屏障等概念） ④ 控制病原體污染 ：傳染病流行是病原體污染的主要形式，其他還有如蛔蟲、一些代謝產(chǎn)物或毒素引起中毒等。預防勝過醫(yī)治——以防為主是許多國家的公共衛(wèi)生策略。建立完善的公共衛(wèi)生體系、加強對有關傳染病知識的宣傳以及理解和關愛患者、提高公民的公共衛(wèi)生意識和養(yǎng)成良好的生活習慣是控制病原體污染的有效方法。 3、生物入侵是指生物由原生存地經(jīng)自然或人為途徑傳播到另外地方，損害入侵地的生態(tài)系統(tǒng)、生物多樣性，以及人類健康，并影響當?shù)氐霓r(nóng)、林、牧與漁業(yè)生產(chǎn)造成經(jīng)濟損失和生態(tài)災難的過程。如鳳眼蓮、薇甘菊等。其原因依賴于其自身的生活史特征和被入侵生態(tài)系統(tǒng)的特征和群落的易感性有關，如“多樣性阻抗假說”和“生物因子失控假說”。 四個階段：①外來物種引入階段，②初期定居與成功地建立種群階段（由于個體數(shù)量少、缺乏遺傳多樣性，可能形成近親繁殖導致物種退化，是種群發(fā)展的瓶頸時期），③遲滯階段（入侵時間短，個體基數(shù)小，增長緩慢），④擴散和暴發(fā)階段（具有合理的年齡結(jié)構和性別比例，并具有快速增長和擴散的能力）。 三次轉(zhuǎn)移：①從進口到引入，稱為逃逸；②從引入到建立種群，稱為建群；③從建群到變成經(jīng)濟上有負作用的生物，即入侵種。（圖示P120） 三種途徑：人為有意引入、人為無意帶入、自然入侵。應對生物入侵必須堅持“以防為主，進一步完善法律和法規(guī)，確保與所有相關的國際公約和項目保持一致”的措施。 4、外來（物）種是指人類有意或無意地將某一地區(qū)的物種引到另一地區(qū)后就成了外來物種。入侵種是指能造成危害的外來物種。外來物種不一定是入侵種，變成入侵種的概率是極少的（十分之一法則）。 第二節(jié) 生物凈化 1、解決環(huán)境污染問題首先是“防”其次在“治”。 2、生態(tài)系統(tǒng)中的許多生物具有一定的凈化環(huán)境污染的能力，不同生態(tài)系統(tǒng)也具有一定的抵御環(huán)境污染的自我凈化功能。 *3、氧垂曲線 （1）溶解氧的變化狀況反映了水體中有機污染物的凈化的過程，因而可把溶解氧作為水體自凈狀況的標志。若水體氧垂曲線中Cp點的溶氧量大于規(guī)定的數(shù)值，則說明從溶解氧的角度看，污水的排放未超過水體的自凈能力；若水體氧垂曲線中Cp點的溶氧量低于規(guī)定的最低溶氧量，則排入有機污物過多，超過水體的自凈能力，水體中各種需氧型的水生動物和浮游植物均可能因缺氧而死亡，水體生態(tài)平衡將遭到破壞。 （2）當耗氧速率 > 復氧速率時，溶解氧曲線呈下降趨勢； 當耗氧速率 = 復氧速率時，為溶解氧曲線最低點，即臨界點（最大缺氧點） 當耗氧速率 < 復氧速率時，溶解氧曲線呈上升趨勢 （3）發(fā)生以上變化的原因來自水體復氧和耗氧兩方面： 　　耗氧原因：有機物的生物氧化分解 　　復氧原因：①空氣中的氧氣向水中溶解；②水生植物的光合作用。 *4、生物凈化技術的原理是通過一定的技術手段，人為地放大和強化生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力，從而達到有效治理環(huán)境污染的目的。污水生物處理技術的基本原理是利用處理系統(tǒng)中的各種微生物的代謝作用除去污水中的污染物，其具體工藝可分為活性污泥法、懸浮細胞法、生物膜法等多種類型?；钚晕勰嗍怯筛鞣N微生物、有機物和無機物膠體、懸浮物構成的結(jié)構復雜的肉眼可見的絨絮狀微生物共生體，有很強的吸附能力和降解能力。懸浮細胞法是利用污水中懸浮的各種微生物的氧化作用分解污染物，氧化有機物的氧氣主要來自藻類的光合作用。經(jīng)典的懸浮細胞污水處理系統(tǒng)叫氧化塘。生物膜是微生物通過附著固定在特定載體上的結(jié)構復雜的微生物共生體，比活性污泥具有更強的吸附能力和 降解能力。生物膜法較多地應用于特殊行業(yè)的廢水處理中，如印染廢水的凈化。