经全国中小学教材审定委员会 2004年初审通过 普通高中课程标准实验教科书 生物 选修2 生物科学与社会 人民教育出版社课程教材研究所编著 生物课程教材研究开发中心 人人办社
目录 致同学们生物科学技术推动社会进步… 第1章生物科学与健康…… 科技发展之窗现代医学的发展 第1节抗生素的合理使用…… 249 第2节基因诊断与基因治疗…… 拓展视野基因芯片技术与新药的开发… 16 第3节人体的器官移植…………………17 拓展视野生长囚子的发现推动了組织工程的发展… 2 第4节生殖健康 ……23 拓展视野《人类辅助生殖技术规范》苘介 第2章生物科学与农业 乐上乐 科技发展之窗农业的绿色革命 …32 第1节农业生产中的繁殖控制技术……………34 第2节现代生物技术在育种上的应用 …4 拓展视野转基因生物的安全性 第3节植物病虫害的防治原理和方法…… 419 第4节动物疫病的控制… …56 拓展视野国家动物疫情测报体系简介……-…………60
第5节绿色食品的生产……… …6l 第6节设施农业……………………………65 第3章生物科学与工业…………… …71 科技发展之窗生物技术产业的兴起 第1节微生物发酵及其应用…… ……74 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 拓展視野单克隆抗体药物的制备……… 第4章生物科学与环境保护 …………………………91 科技发展之窗生物科技与可持续发展 第1节生物性污染及共预防……… 94 第2节生物净化的原理及其应用 9 第3节关注生物资源的合理利用………………………102 第4节倡导绿色消费………… …………106 拓展视野绿色产品的分类…… …10
同学 生物科学技术推动社会进步 回顾所学的生物学知识,我们不仅感叹生命世界的 美丽和生物科学的奥妙,而且认识到生物科学和技术与 算生科学与康 人类社会的发展息息相关。展望未来,生物科学仍在迅 代社会的有科学素养的公民,无论是从事科学研究,参 加经济活动和生产实践,参与公共事务的讨论和决策, 还是提高自己的生活质量,都需要进一步了解生物科学 三三和技术的发展及其在社会中的应用。 科学的功能不仅是帮助人们认识自然界,而且可以 通过技术转化为生产力,推动社会的进步。 维护人体的健康是生物科学最广泛、最深刻的应用 领域。借助生物科学的研究,人类已经使许多病患绝迹; 器官移植不再是神话般的梦想;基因诊断和基因治疗已 练∠章生物科学与农业 经初现曙光;有计划地、健康地生育的技术日臻完 善 以現代生物科学技术为主要基础的现代农业,正在 改变着我们这个农业大国的面貌。转基因技术,跨越物 种之间的界限,创造出全新的生物类型;植物的微繁技 术,打破了作物开花结子的局限,实现了育苗的工厂化 生产;设施农业,突破了季节的限制,从而能更充分地 利用太阳赐予的源源不断的光能;一批批绿色食品,在 人们的期盼中诞生…
传统工业总是让人联想到轰鸣的机器,巨大的能 耗,滚滚的烟尘,长流的污水。而生物技术武装起来的 工业,竟是利用培养瓶、发酵罐,让各种生物的细胞来留得可 生产食品、药物及其他产品,由于它具有低能耗、少污 染、高产出的特点,被人们誉为朝阳产业。用动物乳房 生物反应器来生产珍貴的药物,有望使一些传统制药的 厂房被牧场中的牛羊所取代,奏出新时代的田园牧歌。 人口的增长,对资源的过度开发利用,乃至对环境 的破坏,使多少人忧心忡忡,也使多少人奋起致力于环 境保护,探寻可持续发展的道路。在人、自然、社会和 谐发展的征程中,生物科学技术和其他科学技术的 结 合,日益焕发出巨大的活力。青山常在,碧水长流,人 与其他生物和谐共存,不只是奋斗的目标,史是一种高 尚的价值追求。 4 量生物科学与环保护 网其他科学技术一样,生物科学和技术也是一把双 刃剑。抗生素溢用的后果,对转基因生物安全性的疑虑, 对克隆人的伦理学争论,都说明理智地运用科学技术的 重要性。随着生物科学和技术的发展,这样的观点和意 识显得尤为重要。 生物科学与社会,就是这样交融在一起,在互动中 共同发展,并且影响着我们的生活
《生物科学与社会》为我们提供了一个新的学习平 台,使我们冇机会从社会需求和应用的视角,来进一步 理解生物科学和技术。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。愿这门课程的学习,使你对科学、 技术、社会的相互关系有更深刻的认识,对你未来的专 业学习和职业选择有所帮助。愿你步入社会后,能对生 物科学和技术始终怀有浓厚的兴趣;对社会和个人生活 中与生物学有关的问題,始终给予充分的关注
第章生物科学与农业 613 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。生物科 学每前进一步,都会带来农业的新进展;农业每向前一步,又会给生物科学提出 新的课题,从而促进生物科学的发展。例如,细胞全能性的发现,使植物可以通 过组织培养进行大规模的工厂化生产,极大地提高了生产效率和经济效益;而苗 木的工厂化生产,又促进了有关细胞生长和分化规律的研究。生物科学的发展正 突飞猛进,生物科学技术在农业上的应用将越来越广泛和深入
③ 科技发辰之窗 农业的绿色革命 随着时间的推移,人类赖以生产食 物的可耕地因为城市化、沙漠化等原因 在不断减少,而人口却在不断地增加。如 何利用越来越少的耕地来养活燧来越多 的人口?20世纪50年代至80年代发生 的农业绿色草命( green revolution)给人 们带来一些启示 20世纪40年代末,化肥的大量范用 使农作物的产量得到提高,但小麦等主 要粮食作物高秆品种的倒伏現象却越来 越严重,有时反而造成减产。为了解决这 一问题,以勃劳格(NE. borlaug,1914) 为首的科学家、在墨西哥用矮秆低产小 麦与高秆高产小麦杂交,育成了一大批适应性强、产量高 的矮秆小麦品种,人称“墨西哥小麦”。墨西哥1944年还 是小麦进口国,由于这些新品种的推广和应用,到1964年 則变成了小麦的出口国。1967年后,许多国家也和继引入 墨西哥小麦,使小麦大幅度增产。例如,印度由于引进墨 西哥小麦,因而在1967-1978年的10余年问使小麦产量 增加了200%。人们将1944年起到20世纪80年代末,墨西 哥小麦及其栽培技术的形成、传播和普遍获得高产的现象, 称为“绿色革命。勃劳格被誉为“绿色革命之父”,并于 勃劳格 1970年荣茯诺贝尔和千奖。与此同时,位于菲律宾的国际 水稻研究所用高秆与矮秆水稻品种杂交,育成了一批矮秆 第2章一生物科学与农业
高产水稽新品种。这些新品种在东南亚推广种植后,使 产量/k 300 水稻的产量提高1~2倍。人们将这一农业进步也一并称 2500 为“绿色革命” 2 以袁隆平为首的中国科学家,根据遗传学杂种优势 1500 的原理,于1973年成功地培育出世界上笫一代杂交水 稻。杂交水稻的大面积推广,使水稽在矮秆品种产量提 高的基础上,平均亩产再提高20%,仅在我国,年增产 1990196019701980190年 稻谷达115×100-1.2×10°kg。世人称杂交水稽的 1950~1988年世界每公顷粮食产量 成功为“笫二次绿色革命”,哀隆平因此被誉为“杂交水 稻之父”。 遗传学的基本原理与植物育种相结合产生的农业绿 色革命,不仅使世界粮食增产的速度与人口增长速度同 步,而且带动了农业和关行业的迅速发展。 种植面积/03hm2 自1983年起,基因工程与动植物育种的结合,产 5.260 5870 生出大量的转基因动植物新类型,转基因作物的种植面 3.990 2780 积在全球已经达到587×10hm2。有人称这是农业的2 L100 I F0.17013 另一次革命——“基因革命”。尽管目前对转基国动植 19961997199819920020012002年 物还存在争议,但从历史经验看,有关基因的基础理论 1996~2002年全球转基因作物 和转基因技术的新选展,很可能会使农业再产生一次新 种植面积 飞跃。 第2章生物科学与农业33
第节农业生产中的繁殖控制技术 从社会中_来 这一大片美丽的金香,要追溯它们的 来历,需要穿过田野来到生产车间。 在车间里,你将会看到工人们穿着工作 服,戴着口革,坐在操作台前,用镊子、试管 等,正在将一些植物的组织或小苗等材料进行 消毒、接种或转移。你还会看到在生产车间里 整齐地摆放在一层层架子上的玻璃瓶、雒形瓶 中,幼嫩的小苗正在茁壮成长。 組织培养技术的发展,大大加快了植物优 良品种的繁殖速度。 俗话说,“好种出好苗”。优良品种对农 将甜的瓜品种与抗病虫的瓜品种杂交 业生产具有极其重要的作用,自有农业以来,:后代里就可能出现抗病虫的甜瓜。这样得到 人类就一直在进行动植物新品种的培育。优·的甜瓜是第一代(F)杂种,它能比双亲表现 良品种濡要繁殖到一定规模才能充分产生效·出更优良的品质,这就是杂种优势( heteros 益,这就涉及到蘩殖控制技术。 hybrid vigor) 杂种优势的应用 由此可见,杂种优势是指具有一定遗传 差异的两个个体进行杂交后,所产生的后代 :在生活力、生长发育速度、抗逆性以及形态 现实中的问题 :大小等方面明显优于杂交双亲的现象。 杂种优势是生物界普遍存在的一种遗传 王婆卖瓜,自卖自今”可以想像,:现象。杂种优势在农业上的应用,带来了巨 卖瓜的王婆肯定总是夸她的瓜又大又 大的经济效益。我国目前年杂交水稻种植而 甜,以期卖出好价钱。但在自然界中 积约1.53×107hm2,年增产水稻115×100 甜的瓜往往容易感病招虫并且个头较 ,210kg;杂交玉米的种植面积17 小,而抗病抗虫的瓜又不太甜。 10hm2,年增产玉米近13×10°kg。在畜 怎样才能获得抗病虫的甜瓜呢? 牧养殖业方面,杂种优势广泛应用于鸡、羊、 :猪、奶牛和肉牛等育种工作中,培育的杂种 4第2章生物科学与农业
