1、1专题 1 基因工程基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外 DNA 重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在 DNA 分子水平上进行设计和施工的，又叫做 DNA 重组技术。（一）基因工程的基本工具1.“分子手术刀”限制性核酸内切酶（限制酶）（1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。（2）功能：能够识别双链 DNA 分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。（3）结果：经限制酶切割产生的 DNA 片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。2.“分
2、子缝合针”DNA 连接酶(1)两种 DNA 连接酶（DNA 连接酶和 DNA 连接酶）的比较：相同点：都缝合磷酸二酯键。区别：EcoliDNA 连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链 DNA 片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而 T4DNA 连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 。(2)与 DNA 聚合酶作用的异同:DNA 聚合酶只能将单个核苷酸 加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA 连接酶是连接两个 DNA 片段的末端，形成磷酸二酯键。3.“分子运输车”载体（1）载体具备的条件：能在受体细胞中复制并稳定保存。具有一至多个限制酶切点，供外源 DNA 片段插入。
3、具有标记基因，供重组 DNA 的鉴定和选择。（2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核 DNA 之外，并具有自我复制能力的双链环状 DNA 分子。（3）其它载体： 入噬菌体的衍生物、动植物病毒4在进行基因工程操作中，真正被用作载体的质粒，都是在天然质粒的基础上进行过人工改选的。(2)基因工程的基本操作程序第一步：目的基因的获取(1)目的基因是指： 主要是指编码蛋白质的基因 ，也可以是一些具有调控作用的因子（2）获取目的基因的: 从基因文库中获取：基因组文库 或 cDNA 文库 PCR 技术扩增人工合成： 化学方法人工合成 (DNA 合成仪) 或 反转录法PCR 技术扩
4、增（多聚酶链式反应）目的基因（1）原理：DNA 双链复制（2）过程：第一步：加热至 9095DNA 解链；第二步：冷却到 5560，引物结合到互补 DNA 链；第三步：加热至 7075，热稳定 DNA 聚合酶从引物起始互补链的合成。（3）前提：有一段已知目的基因的核苷酸序列合成引物。需要热稳定 DNA 聚合酶（Taq 酶）第二步：基因表达载体的构建（核心）1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。2.组成：目的基因启动子终止子标记基因（1）启动子：是一段有特殊结构的 DNA 片段，位于基因的首端，是 RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因
5、转录出 mRNA，最终获得所需的蛋白质。（2）终止子：也是一段有特殊结构的 DNA 片段 ，位于基因的尾端。2（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。第三步：将目的基因导入受体细胞_1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。2.常用的转化方法：导入植物细胞：采用最多的方法是 农杆菌转化法（农杆菌特点：易感染双子叶植物和裸子植物，对大多数单子叶植物没有感染能力。原理：Ti 质粒上的 T-DNA 可以转移到受体细胞，并整合到受体细胞染色体的 DNA 上），其次还有 基因枪法和 花
6、粉管通道法等。导入动物细胞：最常用的方法是 显微注射技术。此方法的受体细胞多是 受精卵。导入微生物细胞：原核生物作为受体细胞的原因是 繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少 ，最常用的原核细胞是 大肠杆菌 ，其转化方法是：先用 Ca 2+ 处理细胞，使其成为 感受态细胞 ，再将 重组表达载体 DNA 分子 溶于缓冲液中与感受态细胞混合，在一定的温度下促进感受态细胞吸收 DNA 分子，完成转化过程。4.重 组 细 胞 导 入 受 体 细 胞 后 ， 筛 选 含 有 基 因 表 达 载 体 受 体 细 胞 的 依 据 是 标 记 基 因 是 否 表 达 。第四步：目的基因的检测和表达1.首先要检测
7、转基因生物的染色体 DNA 上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA 分子杂交技术。2.其次还要检测 目的基因是否转录出了 mRNA，方法是采用 用标记的目的基因作探针与 mRNA 杂交。（分子杂交技术）3.最后检测 目的基因是否翻译成蛋白质，方法是从转基因生物中提取 蛋白质，用相应的 抗体进行抗原抗体杂交。4.有时还需进行 个体生物学水平的鉴定。如 转基因抗虫植物是否出现抗虫性状。（三）基因工程的应用1.植物基因工程：抗虫、抗病、抗逆转基因植物，利用转基因改良植物的品质。2.动物基因工程：提 高 动 物 生 长 速 度 、 改 善 畜 产 品 品 质 、 用 转 基 因 动 物 生 产 药
8、物 。用转基因动物生产药物：乳腺生物反应器（乳房生物反应器）大概过程：目的基因（蛋白基因+乳腺蛋白基因的启动子） 显微注射方法 导入哺乳动物受精卵 母体子宫内 能产生药品蛋白质转基因动物3.基因治疗：把正常的外源基因导入病人体内，使该基因表达产物发挥作用。基因诊断,基因治疗包括：体外基因治疗和体内基因治疗工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效率表达的菌类细胞株系一般称为工程菌。转基因动物作器官移植的供体：最大的难题是解决免疫排斥问题基因工程的优点：克服不同生物远缘杂交的障碍。目的性强，能定向的改变生物的品质。 缩短育种周期。（四）蛋白质工程的概念蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生
9、物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求。（基因工程在原则上只能生产自然界已存在的蛋白质）转录 翻译3蛋白质工程的基本途径： 从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构 推测应有的氨基酸序列 找到相对应的脱氧核苷酸序列（基因） 蛋白质工程与基因工程区别专题 2 细胞工程细胞工程：是指导应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术，（一）植物细胞工程 1.理论基础（原理）：细胞全能性（分化的细胞，仍具有形成完整植株所需要的全
10、部遗传信息）全能性表达的难易程度：受精卵生殖细胞干细胞体细胞；植物细胞动物细胞植物全能性表达的条件：离体的，提供人为条件（营养，激素，适宜的外界条件）愈伤组织：细胞排列疏松而无规则是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞2.植物组织培养技术（1）过程：（2）用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。（3）地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。3.植物体细胞杂交技术（1）过程：（2）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。（3）去细胞壁：纤维素酶和果胶酶 等到杂种细胞再生出细胞壁即细
11、胞杂交结束，意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。打破物种之间的生殖隔离，扩大遗传重组范围。微型繁殖的优点：可以保持优良品种的遗传特性，可以高效快速地实验种苗的大量繁殖人工种子的优点：无性繁殖，完全保持优良品种的遗传特性，不受季节限制，方便运输及贮藏单倍体育种的优点：极大缩短了育种的年限，节约了大量的人力物力。（二）动物细胞工程常用的技术手段：动物细胞培养，动物细胞核移植，动物细胞融合，生产单克隆抗体。其中动物细胞培养技术是基础技术1. 动物细胞培养（1）概念：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和繁殖。（2）动物细胞培养的流程：取
12、动物组织块（动物胚胎或幼龄动物的器官或组织）剪碎用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞制成细胞悬液转入培养瓶中进行原代培养贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。4（3）细胞贴壁和接触抑制：悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁。细胞数目不断增多，当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时，细胞就会停止分裂增殖，这种现象称为细胞的接触抑制。（4）动物细胞培养需要满足以下条件无菌、无毒的环境：培养液应进行无菌处理。通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中的污染。此外，应定期更换培养液，防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。营养：合成培养基成分：糖、氨
13、基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。通常需加入血清、血浆等天然成分。温度：适宜温度：哺乳动物多是 36.50.5；pH：7.27.4。气体环境：9 5%空 气 5%CO2。 O2是 细 胞 代 谢 所 必 需 的 ， CO2的 主 要 作 用 是 维 持 培 养 液 的 pH。（5）动物细胞培养技术的应用：制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。2.动物体细胞核移植技术和克隆动物（1）哺乳动物核移植可以分为胚胎细胞核移植（比较容易）和体细胞核移植（比较难）。（2）选用去核卵(母)细胞的原因：卵(母)细胞比较大，容易操作；卵(母)细胞细胞质多，营养丰富，细胞质中含促
14、进细胞核全能性表达的物质（3）体细胞核移植的大致过程是：（4）体细胞核移植技术的应用：加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育； 保护濒危物种，增大存活数量；生产珍贵的医用蛋白； 作为异种移植的供体；用于组织器官的移植等。（5）体细胞核移植技术存在的问题：克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷等。3.动物细胞融合（1）动物细胞融合也称细胞杂交，是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。融合后形成的具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为杂交细胞。（2）动物细胞融合与植物原生质体融合的原理基本相同，诱导动物细胞融合的方法与植物原生质体融合的方法类似，常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病
15、毒、电刺激等。（3）动物细胞融合的意义：克服了远缘杂交的不亲和性，成为研究细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的重要手段。4.单克隆抗体（1）抗体：一个 B 淋巴细胞只分泌一种特异性抗体。从血清中分离出的抗体产量低、纯度低、特异性差。（2）单克隆抗体的制备过程：（3）杂交瘤细胞的特点：既能大量繁殖，又能产生专一的抗体。（4）单克隆抗体的优点：特异性强，灵敏度高，并能大量制备。（5）单克隆抗体的作用： 作为诊断试剂：准确识别各种抗原物质的细微差异，并跟一定抗原发生特异性结合，具有准确、高效、简易、快速的优点。5 用于治疗疾病和运载药物：主要用于治疗癌症治疗，可制成“生物导弹”，也有少量用于治
16、疗其它疾病。专题 3 胚胎工程胚胎工程：是指对动物早期胚胎或配子所进行的多种显微操作和处理技术，如胚胎移植、体外受精、胚胎分割、胚胎干细胞培养等技术。经过处理后获得的胚胎，还需移植到雌性动物体内生产后代，以满足人类的各种需求。胚胎工程的许多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早期胚胎发育条件进行的模拟操作。（一）体内受精和早期胚胎发育1、精子的发生场所：睾丸（精巢） 时间：初情期变形：细胞核-精子头的主要部分高尔基体-顶体 中心体-尾 线粒体-鞘膜 其它物质-原生质滴-脱落2 卵子的发生场所：卵巢 时间：胚胎在性别分化以后-（精子与卵子在发生时间上的差别是重要的区别）减数第一次分裂是在雌
17、性动物排卵前后完成的，其结果产生一个次级卵母细胞和第一极体，进入输卵管，准备与精子受精（不同的动物排卵的时间不同）。意思是排出的卵细胞是次级卵母细胞，不是成熟细胞。减数第二次分裂是在精子和卵子结合的过程中完成的，当卵细胞膜和透明带的间隙可以观察到两个极体时，这是判断卵子是否受精的重要标志。3 受精：场所：雌性的输卵管内完成的准备阶段 1：精子获能：刚排出的精子不能立即与卵子受精，必须在雌性动物生殖道发生相应的生理变化后，才能获得受精能力准备阶段 2：卵子的准备：动物排出的卵子成熟程度不同，但都在要输卵管内进一步成熟，达到减数第二次分裂的中期，才具备与精子受精的能力。受精阶段：过程主要包括：精子
18、穿越放射冠，透明带，进入卵细胞膜，原核形成和配子结合。过程：通过顶体反应精子穿越放射冠-接触透明带后穿越透明带接触卵细胞膜（发生透明带反应）-精子与卵细胞膜融合，精子进入卵（卵细胞膜反应）-尾总脱离，核膜破裂形成雄原核，卵子完成减数第二次分裂，形成雌原核，雌雄原核结合，受精结束。4、动物胚胎发育的基本过程（1）卵裂期：特点：细胞有丝分裂，细胞数量不断增加，但胚胎的总体体积并不增加，或略有减小。 （2）桑椹胚：特点：胚胎细胞数目达到 32 个左右时，胚胎形成致密的细胞团，形似桑椹。是全能细胞。（3）囊 胚：特点：细胞开始出现分化（该时期细胞的全能性仍比较高）。聚集在胚胎一端个体较大的细胞称为内细
19、胞团，将来发育成胎儿的各种组织。中间的空腔称为囊胚腔。滋养层发育成胎膜和胎盘（4）原肠胚：特点：有了三胚层的分化，具有囊胚腔和原肠腔。（二）体外受精和早期胚胎培养1 体外受精主要过程包括：卵母细胞的采集，精子的获取，和受精(1)卵母细胞的采集和培养：主要方法：用促性腺激素处理，使其排出更多的卵子，然后，从输卵管中冲取卵子，直接与获能的精子在体外受精。第二种方法：从刚屠宰母畜的卵巢中采集卵母细胞；第三种方法是借助超声波探测仪、腹腔镜等直接从活体动物的卵巢中吸取卵母细胞。采集的卵母细胞，都要在体外经人工培养成熟后，才能与获能的精子受精。(2) 精子的采集和获能：假阴道法，手握法和电刺激法，在体外受
20、精前，要对精子进行获能处理。培养法和化学诱导法两种（把精子放在人工配制的获能液中如肝素中）6(3) 受精：获 能 的 精 子 和 培 养 成 熟 的 卵 细 胞 在 获 能 溶 液 或 专 用 的 受 精 溶 液 中 完 成 受 精 过 程 。(4)胚胎的早期培养：精子与卵子在体外受精后，应将受精卵移入发育培养液中继续培养，以检查受精状况和受精卵的发育能力。培养液成分较复杂，除一些无机盐和有机盐外，还需添加的阶段时，可将其取出向受体移植或冷冻保存。不同动物胚胎移维生素、激素、氨基酸、核苷酸等营养成分，以及血清等物质。当胚胎发育到适宜植的时间不同。一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植（三）胚
21、胎工程的应用及前景1.胚胎移植(1)胚胎移植是指将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其它雌性动物的体内，使之继续发育为新个体的技术。其中提供胚胎的个体称为“供体”，接受胚胎的个体称为“受体”。（供体为遗传性能和生产性能优良品种，受体为健康，有繁殖能力的个体。）地位：如转基因、核移植，或体外受精等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必须经过胚胎移植技术才能获得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。(2) 胚胎移植的意义：大大缩短了供体本身的繁殖周期，充分发挥雌性优良个体的繁殖能力。(3) 生理学基础：动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生
22、理变化是相同的。这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。早期胚胎在一定时间内处于游离状态。这就为胚胎的收集提供了可能。受体对移入子宫的外来胚胎不发生免疫排斥反应。这为胚胎在受体的存活提供了可能。供体胚胎可与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但供体胚胎的遗传特性在孕育过程中不受影响。(4) 基本程序主要包括：对供、受体的选择和处理。选择遗传特性和生产性能优秀的供体，有健康的体质和正常繁殖能力的受体，供体和受体是同一物种。并用激素进行同期发情处理，用促性腺激素对供体母牛做超数排卵处理。配种或人工授精。对胚胎的收集、检查、培养或保存。配种或输精后第 7 天，用特制的冲卵装置，把供体母牛子宫内的
23、胚胎冲洗出来(也叫冲卵)。对胚胎进行质量检查，此时的胚胎应发育到桑椹或胚囊胚阶段。直接向受体移植或放入196的液氮中保存。对胚胎进行移植。移植后的检查。对受体母牛进行是否妊娠的检查。2.胚胎分割(1)概念：是指采用机械方法将早期胚胎切割 2 等份、4 等份等，经移植获得同卵双胎或多胎的技术。(2)意义：来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。(3)材料：发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的发育过程中，细胞开始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）(4)操作过程：对囊胚阶段的胚胎分割时，要将内细胞团均等分割，否则会影响分割后胚胎的恢复和进一步发育。（二）胚胎干细胞
24、1、哺乳动物的胚胎干细胞简称 ES 或 EK 细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。2、具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显；在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。3、胚胎干细胞的主要用途是：可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；是在体外条件下研究细胞分化的理想材料，在培养液中加入分化诱导因子，如牛黄酸等化学物质时，就可以诱导 ES 细胞向不同类型的组织细胞分化，这为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效的手段；可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、
25、少年糖尿病等；7利用可以被诱导分化形成新的组织细胞的特性，移植 ES 细胞可使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能；随着组织工程技术的发展，通过 ES 细胞体外诱导分化，定向培育出人造组织器官，用于器官移植，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥的问题。专题 4 生物技术的安全性和伦理问题（一）转基因生物的安全性争论 ：(1)基因生物与食物安全：反方观点：反对“实质性等同”、出现滞后效应、出现新的过敏原、营养成分改变正方观点：有安全性评价、科学家负责的态度、无实例无证据(2)转基因生物与生物安全：对生物多样性的影响反方观点：扩散到种植区之外变成野生种类、成为入侵外来物种、重组出有害的病原体、成
26、为超级杂草、有可能造成“基因污染”正方观点：生 命 力 有 限 、 存 在 生 殖 隔 离 、 花 粉 传 播 距 离 有 限 、 花 粉 存 活 时 间 有 限(3)转基因生物与环境安全：对生态系统稳定性的影响反方观点：打破物种界限、二次污染、重组出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通过食物链进入人体正方观点：不改变生物原有的分类地位、减少农药使用、保护农田土壤环境（二）生物技术的伦理问题(1)克隆人：两种不同观点，多数人持否定态度。否定的理由：克隆人严重违反了人类伦理道德，是克隆技术的滥用；克隆人冲击了现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念；克隆人是在人为的制造在心理上和社会地位上都不
27、健全的人。肯定的理由：技术性问题可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等方法解决。不成熟的技术也只有通过实践才能使之成熟。中国政府的态度：禁止生殖性克隆，不反对治疗性克隆。四不原则：不赞成、不允许、不支持、不接受任何生殖性克隆人的实验。(2) 设计试管婴儿是指 体外受精 形成的胚胎在植入母体孕育之前 ，根据人们的需要，将胚胎的一个( 或少量)细胞取出进行某些 遗传学诊断 。当检测结果符合人们的需要时，再把胚胎植入母体孕育。 “试管婴儿”和“设计试管婴儿”这两种技术在对人类作用上的区别是：前者主要用于 治疗不孕夫妇的不孕症 ，后者可以用于 治疗需要造血干细胞移植（或骨髓移植）的疾病 。设计试管婴
28、儿引发的伦理问题（1）反对者观点: 把试管婴儿当作人体 零配件工厂 ，是对生命的不尊重；早期生命也有活下去的权利，抛弃或杀死多余胚胎，无异于“谋杀” ；有人滥用设计试管婴儿技术，如设计 婴儿性别 。 （2）支持者观点 ：设计试管婴儿是为了救人，是救治患者的 最好 、 最快捷 的办法之一； 提供骨髓中 造血干细胞 并不会对试管婴儿造成损伤，不违背伦理道德；脐带血为“身外之物” ，利用其中的 造血干细胞 是更符合伦理道德的。(3)基因身份证：否定的理由：个人基因资讯的泄漏造成基因歧视，势必造成遗传学失业大军、造成个人婚姻困难、人际关系疏远等严重后果。肯定的理由：通过基因检测可以及早采取预防措施，适
29、时进行治疗，达到挽救患者生命的目的。（三）生物武器(1)种类：致病菌、病毒、生化毒剂，以及经过基因重组的致病菌。(2)散布方式：吸入、误食、接触带菌物品、被带菌昆虫叮咬等。(3)特点：致病力强、多数具传染性、传染途径多、污染面广、有潜伏期、不易被发现、危害时间长等。(4)禁止生物武器公约及中国政府的态度生态工程识记要点一、生态工程的基本概念：81、生态工程的概念：指人类应用 生态学和系统学 等学科的基本原理和方法，通过 系统设计 、 调控 和 技术组装 ，对已被 破坏 的生态环境进行 修复 、 重建 ，对造成 环境污染 和 破坏 的传统生产方式进行 改善 ,并提高生态系统的 生产力 ,从而促进
30、 人类社会和自然环境 的和谐发展。2、生态工程建设目的：遵循自然界 物质循环 的规律，充分发挥资源的生产潜力，防止 环境污染 ，达到 经济效益 和 生态效益 的同步发展。3、生态工程特点：少 消耗 、多 效益 、可 持续 。4、生态经济的概念：主要是通过实行 “循环经济” 原则，使一个系统产出的污染物，能够成为本系统或者另一个系统的 生产原料 ，从而实现 废弃物的资源化 ，而实现循环经济最重要的手段之一就是 生态工程 。二、生态工程遵循的基本原理三、生态工程的实例 类型 主要原理 注意问题农村综合发展型生态工程物质循环再生原理、整体性原理、物种多样性原理核心：沼气工程优点：农林牧副渔全面发展；
31、开发可更新资源，减少环境污染小流域综合治理生态工程整体性原理、协调与平衡原理、工程学原理“综合”表现在同时考虑到生态效益和经济效益不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，生态工程模式应各具特色大区域生态系统恢复工程物种多样性原理、协调与平衡原理、整体性原理工程建设中应注意的问题考虑树种生态适应性问题，种植适宜品种考虑树种多样性，保证防护林体系稳定不同地区应根据当地情况采取不同策略湿地生态恢复工程 协调与平衡原理、整体性原理 主要措施：退耕还林 主要困难：解决迁出湖区居民的生计问题项目 理论基础 意义 实例物质循环再生原理 物质循环再生 可避免环境污染及影响；系统的稳定和发展 无废弃物
32、农业物种多样性原理 生态系统的稳定性 生物多样性程度高，可提高系统的抵抗力稳定性“三北”防护林建设中的单纯林问题，珊瑚礁生态系统的生物多样性问题协调与平衡原理生物与环境的协调与平衡，考虑环境承载力可避免系统的失衡和破坏 太湖富营养化问题整体性原理 社会、经济、自然复合系统 统一协调各种关系，保障系统的平衡与稳定 林业建设中自然系统与社会、经济系统的关系问题系统的结构决定功能原理：分布式优于集中式和环式改变和优化系统的结构以改善功能 桑基鱼塘系统学和工程学原理 系统整体性原理：整体大于部分保持很高的系统生产力 珊瑚礁藻类和珊瑚虫的关系9矿区废弃地的生态恢复工程系统学和工程学原理 种植耐旱的灌木、
33、草和树确定合理载牧量改良表土城市环境生态工程协调与平衡原理、整体性原理解决大气污染措施：禁止使用有铅汽油水污染：减少或禁止污水排放，进行污水净化四、生物圈 2 号生态工程的实验和启示1、设计目的：制造一个 人工模拟 的生命支持系统。2、组成：密封建筑物+7 种模拟生态群落工+2 个大气扩张室+ 太阳能 。3、失败原因： (1) 温度 失调； (2) CO2 含量猛增， O2 含量减少，不足以维持人及动物的生存。4、启示(1)理解人类与自然和谐共处的重要性，深化了对 自然规律 的认识。(2) 人类没有能力 完全模拟 出自然生态系统。五、我国生态工程发展前景的分析与展望1、生态工程特点：重视对 生态环境 的保护，注意与 经济 、社会效益的结合。2、存在问题(1)难以设计出 标准化 、 易操作 的生态工程样板。 (2)设计缺乏 高科技 含量，生态系统的调控缺乏及时准确的 监测技术 支持，缺乏 理论 性指导。
