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1、对于灭蚊剂中有效成分四氟甲醚菊酯的反思以及新型灭蚊产品的研究与创新兰化一中（兰州六十一中）高二年级一班王祎帆 韦婷娜 张生盛指导教师:研究时间：2011.1.152010.8.30内容概要:此课题研究了灭蚊产品的主要有效成分一一四氟甲醚菊酯对蚕豆根尖细胞 的遗传损伤，进而推进至其对生物圈的影响。通过此实验探究我们进行了反思， 并设计研究出了一种环境友好的，对环境影响极小的新型灭蚊器材。背景简介：随着生活水平的提高，灭蚊剂的使用数量逐年上升。其有害成分的残留和 富集所造成的土壤、大气和水资源的污染，可对动、植物乃至人类直接或间接 的造成潜在的遗传危害。菊酯类物质是现今灭蚊剂，除虫农药的主要成分，
2、前 人对于菊酯类物质的残留研究较多，但较少有研究其遗传影响方面的成果。本课题的研究，对于人们了解四氟甲醚菊酯对于植物的遗传方面的负面影 响以及灭蚊产品的科学使用起到了指导作用；同时，新型灭蚊器的发明填补了 物理方法灭蚊的不足，充分做到了从绿色的路上来，回归到绿色的路上去。我们主要采用社会调查，专家采访，实验探究，创新发明等途径完成了此 课题。课题研究过程框架：方法与过程一：社会调查首先我们进行了社会调查。在社会调查中我们设计了分为五个组别的共九个 问题。调查问卷发放200份，在兰州市的西固区，城关区与七里河区均有发放， 共回收197份。问卷发放人群以中青年（2550岁）为主，占到总数的92%。
3、我们问卷涉及到的五个类型的问题分别是：调查民众对于化学灭蚊产品的依 赖程度；民众使用化学灭蚊产品的种类；民众是否了解化学灭蚊剂中的有效成分; 大家对化学方法灭蚊和物理方法灭蚊的信任度以及是否会将灭蚊产品残余单独处理。在调查 人群中，有 93.75%的人 群正在使用 化学灭蚊产 品；其中， 使用片香 （片式蚊 香，用加热 器加热器发 挥效用）的 人群占到最 多，为 40.00%；使 用盘香（呈 盘状，燃烧 以灭蚊）的人群次之，为27%；使用灭蚊喷雾的人占到26.66%；使用电热蚊香液 （瓶装液体灭蚊剂，用加热器加热，液体挥发以灭蚊）最少，为17.00%。在调查人群中，不知道化学灭蚊剂中有效成分的
4、占到78.00%。 在调查人群中，大家普遍更信任物理灭蚊方法，占83.33%。 在调查人群中，会单独处理蚊香残余的占61%。从社会实践调查中我们总结出：人们普遍使用化学灭蚊剂，知其效用却不知其弊端，大家不了解蚊香中的有 效成分组成，并且对于残留药物不知如何处理，大家更信任物理灭蚊方法。二：查阅资料通过在甘肃省图书馆与中国知网查阅资料，我们了解到，菊酯类物质是各种 灭蚊剂，杀虫剂之中的主要有效成分。其种类较多，有四氟甲醚菊酯、胺菊酯、 氯氤菊酯、漠氤菊酯、右旋反式烯丙菊酯等。在灭蚊剂产品中，尤以炔咪菊酯，四氟甲醚菊酯，氯氟醚菊酯为最常用的灭 蚊化学药剂。早期添加量为0.01%左右，但由于蚊子逐步
5、产生抗药性，其添加量 现今以达到0.30.6%甚至更多。三：专家访谈通过对西北师范大学生命科学系研究生陈锡联的采访，我们了解到植物根尖 细胞微核注实验是在生物上检测药品是否对遗传系统有损伤的有效试验方法。注：微核简称（MCN），是真核生物细胞中的一种异常结构，往往是细胞经辐射或化学药物的作用而产 生。在细胞间期微核呈圆形或椭圆形，游离于主核之外、大小应在主核1/3以下。微核的折光率及细胞化 学反应性质和主核一样。一般 认为微核是由有丝分裂后期 丧失着丝粒的断片产生的，但 有些实验也证明整条的染色 体或多条染色体也能形成微 核。这些断片或染色体在细胞 分裂末期被两个子细胞核所 排斥便形成了第三个
6、核块。巳 经证实微核率的大小是和用 药的剂量或辐射累积效应呈 正相关，这一点和染色体畸变 的情况一样。所以可用简易的 间期微核计数来代替繁杂的 中期畸变染色体计数。由于大量新的化合物的合成，原子能应用，各种各样工业废物的排出，使人们很需要有一套高度灵敏，技术简单 的测试系统来监视环境的变化。只有真核的测试系统更能直接推测诱变物质对人类或其它高等生物的遗传 危害，在这方面，微核测试是一种比较理想的方法。且有研究显示以植物进行微核测试与以动物进行的一 致率可达99%以上。目前微核测试巳经广泛应用于辐射损伤、辐射防护、化学诱变剂、新药试验、染色体 遗传疾病及癌症前期诊断等各方面。我们谨以四氟甲醚菊酯
7、为例，来进行实验探究。四氟甲醚菊酯，名称为 2,2-二甲基-3-（2-甲基-1-丙烯基）环丙烷羧酸 2,3,5,6 -四氟-4-（甲氧基甲基）苄酯。分子式如下：我们在百度百科上了解到，四氟甲醚菊酯是蚊香中的有效成分，蚊香中的微 量麻醉物或毒物用来麻醉或者毒死蚊子，因为计量相对少，所以人不会受其危害， 但是，无论是对平常人还是孕妇，都是有少量危害的。所以在怀孕期间，最好不 要用蚊香片。蚊香对胎儿有影响容易导致畸形。同时，房间里蚊香等熏的时间过长，空气流通不畅，会使孕妇出现胸闷、头昏症状，导致胎动次数减少，甚至造 成腹内胎儿缺氧。鉴于此，我们决定采取四氟甲醚菊酯样品进行蚕豆根尖细胞微核检测试验，
8、论证四氟甲醚菊酯对于生物遗传系统的影响。四：实验探究1. 实验器材器具：显微镜、镊子、载玻片、盖玻片、烧杯、瓷盘。药品：6mol/L盐酸、无水乙醇、冰醋酸、碱性品红、待测药品（四氟甲醚菊酯 溶液），亚硫酸钠。蚕豆：选用一年新种。说明：其中的无水乙醇与冰醋酸用于配制Carnoy固定液（即卡诺氏固定 液，一般植物组织和细胞的固定，常用于根尖，花药压片及子房石蜡切片等.有极 快的渗透力，配方:无水乙醇3份:冰醋酸1份。）碱性品红为染色剂成分之一。由于条件限制未采用改良苯酚品红溶液，而采用碱性品红与亚硫酸钠混合制成碱性品红-亚硫酸试剂。（我们配制的 染色液褪色不明显）2. 实验过程 培养：选用饱满、均
9、匀的蚕豆种子 洗净后用蒸馏水浸泡24h,待种子充分 吸胀后，放入铺有吸水纸的托盘中，在 25C的恒温箱中催芽培养。 浸泡：待根长至1cm左右，取根长实验药品基本一致的蚕豆幼苗随机分组，各组浓待测蚕豆样品10-8、5X 10- 6、5X 10-4、5度梯度分别为5X 10-10、5X制作根尖临时切片X10- 2gL-1（四氟甲醚菊酯溶 液）。蒸馏水作为阴性对照。幼苗 暴露12h后，用水洗净，恢复培养24h，切取根尖，用Carnoy固定液固定，置70%乙醇中于4C冰箱中 保存.采用Feulgen （孚尔根）染色法制片，镜检.每个实验组镜检5个根尖, 每个根尖计数1000个细胞，测定微核细胞千分率（
10、MCN%。），对具有染色体畸 变的细胞进行显微摄影。3. 试验结果镜下观察结果药品组别浓度(g/l)微核率%0蒸馏水CK05.571四氟甲酵菊酯15*10-28.37425*10-414.66335*10-612.381结果汇总浓度的升高，四氟甲醚菊酯对细胞中染色体DNA的危害的加强，4.得出 结论在一定浓度 范围微核率 随四氟甲醚 菊酯浓度的 增高而增加， 这可能是因 为随着处理 导致细胞微核率增加。但另一方面，但当四氟甲醚菊酯浓度继续升高后，其微核率反而呈下 降趋势。我们请教专家后，查阅资料后发现，这可能是因为较高浓度的四氟甲 醚菊酯毒性进一步增大，不仅导致细胞内染色体畸变的产生，而且能有
11、效的阻 止细胞内微管蛋白质的聚合和解聚，破坏纺锤体和细胞板的形成，进而使间期度崽写创新凡事有利则有弊，利弊相依而存。若是有利大于有弊，便要采用，否则，就要摒弃。通过对四氟甲醚菊酯对蚕豆根尖细胞的遗传损伤后我们发现，蚊香在很大程 度上方便了我们的生活，在一定程度上控制了各种传染病如疟疾等的传播。但其具有的遗传损害，以及对环境的污染，也是值得我们去深思和关注的。于是我们有了新想法，新思维。能不能设计一种物理灭蚊的办法，能够对人与自然的危害降到最小，但一样 可以轻松捕捉蚊子呢？我们开始了新的发明。首先，我们了解到，在如今的灭蚊方法中，光触媒是一种比较新兴的方法， 市面上有了一些光触媒灭蚊器，我们仔细
12、考察了这种仪器后发现，光触媒灭蚊器 不仅绿色环保，运用物理方法，无有毒致畸化学成分释放，还可以净化空气，一 举两得。光触媒是一种催化剂，本身并不消耗，主要成分是纳米二氧化钛（TiO）。2 .在光照下，光触媒结合空气中的水和氧气在表面形成强氧化性的氢氧自由基，能 分解在空气中的有害气体和细菌，并释放出CO和水，达到杀菌、空气净化、除 臭。但是市面上大多产品有两个明显的不足：一，对蚊子的吸引作用不强，CO2, 超声波及其它气味因子吸对于蚊子有着一定的吸引力，尤以超声波为最。若加强 对蚊子吸引力，灭蚊几率便会更高些。二，市面上大多产品以风干蚊子作为解决 办法，我们认为不太妥当。风干过程杀死了蚊子，却
13、杀不死细菌，病毒。所以我们设计了一种新型的灭蚊器，其简图如下：电热加热板与蚊子收集器， 通过电动机吸取的蚊子进 入这里被加热及收集电动机， 吸取蚊子灭蚊面板，由 TO 涂层和催化灯 管，超声波灯管共同组成。吸引蚊 子，净化空气(有网洞，蚊子通 过网洞吸入收集器。我们根据此设计图，进一步将我们的实验成果完善为，一个可实用的，富有 创新性的小发明。最终完成了此次研究任务。参考文献1. 卜宁、马莲菊、王升厚，农药氰戊菊酯和三氟氯氰菊酯对蚕豆根尖细胞的遗传损伤，生态毒理学报2008年2月第3卷第1期2. 百度百科四氟甲醚菊酯3. 李先洋植物微核检测实验4. 张丽华、邹向阳细胞生物学和医学遗传学（第4版），人民卫生出版社鸣谢西北师范大学生命科学系
