生物選修三知識點(diǎn)總結(jié)(共14頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一章 基因工程第一節(jié) 基因工程概述一基因工程的概念操作環(huán)境操作對象操作水平基本過程結(jié)果生物體外基因分子水平剪切拼接導(dǎo)入表達(dá)人類需要的基因產(chǎn)物由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行操作,因此又叫做重組DNA技術(shù)。二基因工程的基本工具（一）“分子手術(shù)刀”限制性核酸內(nèi)切酶（簡稱限制酶）1來源：主要是從原核生物中分離純化出來的。2功能：能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定的核苷酸序列，并且使每一條鏈中特定部位的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開。3結(jié)果：經(jīng)限制酶切割產(chǎn)生的DNA片段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。 （二）“分子針線”DNA連接酶1分類：根據(jù)酶的來源不同，可分為E

2、·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶兩類2功能：恢復(fù)被限制酶切開了的兩個(gè)核苷酸之間的磷酸二酯鍵。兩種DNA連接酶(E·coliDNA連接酶和T4DNA連接酶)的比較：相同點(diǎn)：都縫合磷酸二酯鍵區(qū)別：EcoIiDNA連接酶來源于大腸桿菌，只能使黏性末端之間連接；T4DNA連接酶能縫合兩種末端，但連接平末端之間的效率較低。DNA連接酶與DNA聚合酶作用的比較DNA連接酶DNA聚合酶不同點(diǎn)連接的DNA雙鏈單鏈模板不要模板要模板連接的對象2個(gè)DNA片段單個(gè)脫氧核苷酸加到已存在的單鏈DNA片段上相同點(diǎn)作用實(shí)質(zhì)形成磷酸二酯鍵化學(xué)本質(zhì)蛋白質(zhì)(三) “分子運(yùn)輸車”載體1.載體具備的條件：

3、能在受體細(xì)胞中復(fù)制并穩(wěn)定保存；具有一至多個(gè)限制酶切割位點(diǎn)，供外源DNA片段插入；具有標(biāo)記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。 2.基因工程常用的載體有： 質(zhì)粒 、 噬菌體 和 動(dòng)、植物病毒 等。最早應(yīng)用的載體是質(zhì)粒，它是細(xì)菌細(xì)胞中的一種很小的雙鏈環(huán)狀DNA分子。三基因工程的基本過程w.w.w.k.s.5.u.c.o.m (一) 獲得目的基因（目的基因的獲取）1.獲取方法主要有兩種：從自然界中已有的物種中分離出來，如可從基因文庫中獲取。用人工的方法合成。獲得原核細(xì)胞的目的基因可采取直接分離，獲取真核細(xì)胞的目的基因一般是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉(zhuǎn)錄法和化學(xué)合成法。2.利用PCR技術(shù)擴(kuò)增

4、目的基因（1）PCR的含義：是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA片段的核酸合成技術(shù)。（2）目的：獲取大量的目的基因高考資源網(wǎng)（3）原理：DNA雙鏈復(fù)制（4）過程：第一步：加熱至9095DNA解鏈為單鏈；第二步：冷卻到5560，引物與兩條單鏈DNA結(jié)合；第三步：加熱至7075，熱穩(wěn)定DNA聚合酶從引物起始進(jìn)行互補(bǔ)鏈的合成。（5）特點(diǎn)：指數(shù)形式擴(kuò)增(二) 制備重組DNA分子（基因表達(dá)載體的構(gòu)建） 1重組DNA分子的組成：除了目的基因外，還必須有標(biāo)記基因。標(biāo)記基因的作用：鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。2方法：同種限制酶分別切割載體和目的基因，再用DNA連接酶把兩者連接。

5、(三) 轉(zhuǎn)化受體細(xì)胞（將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞）1.轉(zhuǎn)化的概念：是目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。2.常用的轉(zhuǎn)化方法：將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞：采用最多的方法是農(nóng)桿菌介導(dǎo)轉(zhuǎn)化技術(shù)（農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法），其次還有基因槍介導(dǎo)轉(zhuǎn)化技術(shù)（基因槍法）和花粉管通道技術(shù)（花粉管通道法）。將目的基因?qū)雱?dòng)物細(xì)胞：最常用的方法是顯微注射技術(shù)。此方法的受體細(xì)胞多是受精卵。將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞：Ca處理法。(四) 篩選出獲得目的基因的受體細(xì)胞、培養(yǎng)受體細(xì)胞并誘導(dǎo)目的基因的表達(dá)（目的基因的檢測與鑒定）1.首先要檢測轉(zhuǎn)基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采用DNA分子雜交技術(shù)。2.

6、其次還要檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA，方法是采用DNA分子雜交技術(shù)。3.最后檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)，方法是采用抗原抗體雜交技術(shù)。4.有時(shí)還需進(jìn)行個(gè)體生物學(xué)水平的鑒定。如抗蟲或抗病的鑒定等。第二節(jié) 基因工程的應(yīng)用1運(yùn)用基因工程改良動(dòng)植物品種最突出的優(yōu)點(diǎn)是：能打破常規(guī)育種難以突破的物種之間的界限。2基因工程的應(yīng)用（1）植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉(zhuǎn)基因植物，利用轉(zhuǎn)基因改良植物的品質(zhì)。（2）動(dòng)物基因工程：提高動(dòng)物生長速度來提高產(chǎn)品產(chǎn)量、改善產(chǎn)品品質(zhì)，用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)藥物，用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物作器官移植的供體等。（3）基因診斷和基因治療：基因診斷：又稱為DNA診斷，是采用基因檢測的方法來判斷患者是否

7、出現(xiàn)了基因異?；驍y帶病原體?；蛑委煟褐咐谜；蛑脫Q或彌補(bǔ)缺陷基因的治療方法。實(shí)例：ADA基因缺陷癥的基因治療第三節(jié) 蛋白質(zhì)工程1蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)：根據(jù)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系，通過改造基因，以定向改造天然蛋白質(zhì)，甚至創(chuàng)造自然界不存在的、具有優(yōu)良特性的蛋白質(zhì)。2蛋白質(zhì)工程的基本原理預(yù)期蛋白質(zhì)功能測定蛋白質(zhì)三維空間結(jié)構(gòu)推測應(yīng)有的氨基酸序列找到對應(yīng)的脫氧核苷酸序列（基因）具有預(yù)期功能的蛋白質(zhì)3.蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用（1）通過改造酶的結(jié)構(gòu)，有目的地提高蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性。（2）合成嵌合抗體。（3）改變蛋白質(zhì)的活性。蛋白質(zhì)工程與基因工程區(qū)別蛋白質(zhì)工程基因工程實(shí)質(zhì)通過改造基因，以定向改造天然蛋白質(zhì)，甚

8、至創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)將目的基因從供體轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞，并在受體細(xì)胞中表達(dá)結(jié)果合成自然界不存在的蛋白質(zhì)只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)聯(lián)系蛋白質(zhì)工程是在基因工程基礎(chǔ)上，延伸出的第二代基因工程第二章 細(xì)胞工程第一節(jié) 植物細(xì)胞工程【基礎(chǔ)梳理】一、植物組織培養(yǎng)1、植物細(xì)胞的全能性（1）生物細(xì)胞的全能性生物體細(xì)胞一般都是受精卵經(jīng)有絲分裂形成，因而都含有生物一整套遺傳物質(zhì)，都具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。但在生物體上有時(shí)不能表現(xiàn)出其全能性，只能通過分化形成不同的組織、器官，這是在特定的環(huán)境、激素等的影響下基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。（2）植物細(xì)胞具有全能性的原因植物體的全部體細(xì)胞都是從受精卵經(jīng)過有絲分裂產(chǎn)生的，具有

9、發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全套遺傳物質(zhì)。（3）細(xì)胞表現(xiàn)其全能性的條件離體、無菌、一定的營養(yǎng)條件、植物激素誘導(dǎo)、環(huán)境條件（脫分化避光，再分化需光）。（4）全能性的大小受精卵全能性最大；高度分化的植物細(xì)胞具有全能性；高度特化的動(dòng)物體細(xì)胞的全能性受到限制，它的細(xì)胞核仍保持著全能性。全能性表達(dá)的難易程度：受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞；植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞。2、植物組織培養(yǎng)（1）理論基礎(chǔ)（原理）：細(xì)胞全能性（2）核心：脫分化形成愈傷組織和愈傷組織再分化。（3）過程：（4）培養(yǎng)基的成分水分、無機(jī)鹽、碳源、維生素、生長調(diào)節(jié)劑（細(xì)胞分裂素和生長素）、有機(jī)添加物等。（5）進(jìn)行植物組織培養(yǎng)時(shí)需要注意的問題所以實(shí)驗(yàn)用具嚴(yán)格滅菌。接

10、種過程嚴(yán)格的無菌操作。愈傷組織培養(yǎng)：最初避光培養(yǎng)，后期見光培養(yǎng)。試管苗培養(yǎng)：先要進(jìn)行生芽培養(yǎng)，再進(jìn)行生根培養(yǎng)，試管苗培養(yǎng)要在光照條件下進(jìn)行。（1）植物快速繁殖：優(yōu)點(diǎn)是取材少，周期短，繁殖率高，便于自動(dòng)化管理。（2）培育無病毒植株：所用材料是植物分生組織（根尖、莖尖）的生長點(diǎn)細(xì)胞。原因：分生區(qū)極少感染病毒，甚至無病毒（3）制造人工種子：取材：胚狀體 特殊加工：加入某些農(nóng)藥、微生物、除草劑 優(yōu)點(diǎn)：育種周期短、便于貯藏和運(yùn)輸 缺點(diǎn)：抗菌性差、萌發(fā)率低。3、植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用二、植物細(xì)胞培養(yǎng)（1）概念：在實(shí)驗(yàn)室工廠化生產(chǎn)的條件下，將組織培養(yǎng)過程中形成的愈傷組織或其他易分散的組織置于液體培養(yǎng)基中，進(jìn)行懸

11、浮培養(yǎng)，得到分散游離的懸浮細(xì)胞，通過繼代培養(yǎng)使細(xì)胞增殖，從而獲得大量的細(xì)胞群體的一種技術(shù)。（2）與植物組織培養(yǎng)的關(guān)系 植物組織培養(yǎng)是植物細(xì)胞培養(yǎng)的基礎(chǔ)。 目的不同：植物組織培養(yǎng)的目的是得到更多的植物體，植物細(xì)胞培養(yǎng)的目的是獲得人類所需的細(xì)胞。（3）實(shí)例：成功地培養(yǎng)紅豆杉的細(xì)胞，從中提取出重要的抗腫瘤藥物紫杉醇。三、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)消毒1、概念：是將不同種植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培養(yǎng)成新的植物體的技術(shù)。2、理論基礎(chǔ)（原理）：植物細(xì)胞的全能性和細(xì)胞膜的流動(dòng)性。3、過程4、注意（1）去除細(xì)胞壁的方法為酶解法：利用纖維素酶和果膠酶去除植物細(xì)胞壁。（2）誘導(dǎo)融合的方法：物理

12、法包括離心、振動(dòng)、電刺激等。化學(xué)法一般是用聚乙二醇（PEG）作為誘導(dǎo)劑。（3）原生質(zhì)體融合后的細(xì)胞是雜種細(xì)胞，利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)把雜種細(xì)胞培養(yǎng)成雜種植株。（4）融合完成的標(biāo)志：雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁；（5）雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁的檢測方法：植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原。5、意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。第三節(jié) 動(dòng)物細(xì)胞工程【基礎(chǔ)梳理】一、動(dòng)物細(xì)胞與組織培養(yǎng) 1、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)（1）概念：動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)就是從動(dòng)物機(jī)體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個(gè)細(xì)胞，然后放在適宜的培養(yǎng)基中，讓這些細(xì)胞生長和繁殖。（2）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過程（3）細(xì)胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細(xì)胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細(xì)胞貼壁。細(xì)胞

13、數(shù)目不斷增多，當(dāng)貼壁細(xì)胞分裂生長到表面相互抑制時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂增殖，這種現(xiàn)象稱為細(xì)胞的接觸抑制。（4）原代培養(yǎng)和傳代培養(yǎng)原代培養(yǎng): 直接從動(dòng)物體內(nèi)取出的組織塊，用胰蛋白酶使其分散成單個(gè)細(xì)胞，然后用培養(yǎng)基配成一定濃度的細(xì)胞懸浮液，轉(zhuǎn)入培養(yǎng)瓶中進(jìn)行培養(yǎng)的過程。傳代培養(yǎng)：原代培養(yǎng)到一定程度，細(xì)胞會(huì)出現(xiàn)接觸抑制，如果還要繼續(xù)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，就要用胰蛋白酶使細(xì)胞從甁壁上脫離下來，重新分散成細(xì)胞懸浮液，分裝到多個(gè)培養(yǎng)瓶中繼續(xù)培養(yǎng)的過程。（5）細(xì)胞株和細(xì)胞系細(xì)胞株：原代培養(yǎng)的細(xì)胞一般傳至10代左右，細(xì)胞的分裂就會(huì)出現(xiàn)停滯，大部分細(xì)胞衰老死亡。但是極少數(shù)的細(xì)胞能夠度過“危機(jī)”而繼續(xù)傳下去，這些存活的細(xì)胞一般

14、能傳代4050代，這種傳代細(xì)胞叫做細(xì)胞株。細(xì)胞株的細(xì)胞的遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變。細(xì)胞系：當(dāng)細(xì)胞傳至50代以后不能再傳下去。但是有部分細(xì)胞的遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，并且?guī)в邪┳兊奶攸c(diǎn)，從而有可能在培養(yǎng)的條件下無限制地傳代下去，這種傳代細(xì)胞稱為細(xì)胞系。（6）所需條件無菌、無毒的環(huán)境：培養(yǎng)液應(yīng)進(jìn)行無菌處理。通常還要在培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素，以防培養(yǎng)過程中的污染。此外，應(yīng)定期更換培養(yǎng)液，防止代謝產(chǎn)物積累對細(xì)胞自身造成危害。營養(yǎng)：合成培養(yǎng)基成分：糖、氨基酸、促生長因子、無機(jī)鹽、微量元素等。通常需加入血清、血漿等天然成分。溫度：適宜溫度：哺乳動(dòng)物多是36.50.5；pH：7.27.4。氣體環(huán)境：95%空氣5

15、%CO2。O2是細(xì)胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養(yǎng)液的pH。（7）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用 可有助于生產(chǎn)許多有重要價(jià)值的生物制品。如制備病毒疫苗、制備單克隆抗體。可以進(jìn)行有毒物質(zhì)和藥物的檢測。大面積燒傷或燙傷病人的皮膚移植。培養(yǎng)醫(yī)學(xué)研究的各種細(xì)胞，有助于細(xì)胞全能性的揭示、細(xì)胞周期及其調(diào)控等基礎(chǔ)研究的進(jìn)行。2.動(dòng)物組織培養(yǎng) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)與動(dòng)物組織培養(yǎng)方法類似，主要區(qū)別是動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)過程中需要用胰蛋白酶等使組織塊中的細(xì)胞離散，而動(dòng)物組織培養(yǎng)過程中不需要使用胰蛋白酶等。二、細(xì)胞核移植技術(shù)和動(dòng)物體細(xì)胞克隆1、概念: 是一種利用顯微操作技術(shù)將某種動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核移入同種或異種動(dòng)物的去除細(xì)胞核的成

16、熟卵細(xì)胞內(nèi)放入技術(shù)。2、種類哺乳動(dòng)物核移植可以分為胚胎細(xì)胞核移植（比較容易）和體細(xì)胞核移植（比較難）。3、體細(xì)胞核移植的大致過程是（克隆羊?yàn)槔┳ⅲ哼x用去核卵(母)細(xì)胞的原因：卵(母)細(xì)胞比較大，容易操作；卵(母)細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)多，營養(yǎng)豐富。4、體細(xì)胞核移植技術(shù)（克隆技術(shù)）的應(yīng)用：（1）加速家畜遺傳改良進(jìn)程，促進(jìn)良畜群繁育； （2）保護(hù)瀕危物種，增大存活數(shù)量；（3）生產(chǎn)珍貴的醫(yī)用蛋白； （4）作為異種移植的供體；（5）用于組織器官的移植等。5、體細(xì)胞核移植技術(shù)存在的問題：克隆動(dòng)物存在著健康問題、表現(xiàn)出遺傳和生理缺陷等。三、動(dòng)物細(xì)胞融合單克隆抗體1、動(dòng)物細(xì)胞融合（1）概念：動(dòng)物細(xì)胞融合也稱細(xì)胞雜交，

17、是指兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)物細(xì)胞結(jié)合形成一個(gè)細(xì)胞的過程。融合后形成的具有原來兩個(gè)或多個(gè)細(xì)胞遺傳信息的單核細(xì)胞，稱為雜交細(xì)胞。（2）過程：動(dòng)物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的原理基本相同，誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的方法與植物原生質(zhì)體融合的方法類似，常用的誘導(dǎo)因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。（3）動(dòng)物細(xì)胞融合的意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和性，成為研究細(xì)胞遺傳、細(xì)胞免疫、腫瘤和生物生物新品種培育的重要手段。2、單克隆抗體（1）抗體：一個(gè)B淋巴細(xì)胞只分泌一種特異性抗體。從血清中分離出的抗體產(chǎn)量低、純度低、特異性差。（2）單克隆抗體的制備過程說明：（1）融合形成的雜交細(xì)胞有多種，若僅考慮兩個(gè)細(xì)胞的融合，僅有3種雜交細(xì)胞

18、。（2）整個(gè)制備過程要經(jīng)過兩次篩選。第一次用特定的選擇培養(yǎng)基從融合的細(xì)胞中篩選出雜交瘤細(xì)胞。第二次在多孔培養(yǎng)板上培養(yǎng)，篩選出能產(chǎn)生特異性抗體的細(xì)胞群。（3）雜交瘤細(xì)胞的特點(diǎn)：既能迅速大量繁殖，又能產(chǎn)生專一的抗體。（4）單克隆抗體的優(yōu)點(diǎn)：特異性強(qiáng)，靈敏度高，并能大量制備。3、單克隆抗體技術(shù)的應(yīng)用 作為診斷試劑：準(zhǔn)確識別各種抗原物質(zhì)的細(xì)微差異，并跟一定抗原發(fā)生特異性結(jié)合，具有準(zhǔn)確、高效、簡易、快速的優(yōu)點(diǎn)。 用于治療疾病和運(yùn)載藥物：主要用于治療癌癥治療，可制成“生物導(dǎo)彈”，也有少量用于治療其它疾病。【疑難解析】動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與植物體細(xì)胞雜交的比較項(xiàng)目植物細(xì)胞雜交(番茄馬鈴薯植株)動(dòng)物細(xì)胞融合(單克

19、隆抗體)過程第1步原生質(zhì)體的制備(酶解法)正常小鼠的處理(注射滅活抗原)第2步原生質(zhì)體的融合(物化法)動(dòng)物細(xì)胞融合(物化生法)第3步雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)第4步雜種植株誘導(dǎo)與鑒定提純單克隆抗體(特異性強(qiáng)、靈敏度高)原理/理論基礎(chǔ)細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞增殖融合前處理酶解法除去細(xì)胞壁：纖維素酶、果膠酶注射特定抗原法免疫處理正常小鼠促融因子物理法：電激、離心、振動(dòng)化學(xué)法：聚乙二醇、CaCl2等物化法：與植物相同生物法：滅活的仙臺(tái)病毒意義和用途(1)克服有性遠(yuǎn)緣雜交不親和性(2)克服有性雜交的母系遺傳，獲得細(xì)胞質(zhì)基因的雜合子，是研究細(xì)胞質(zhì)遺傳的有力手段

20、（1）制備單克隆抗體（2）有助于疾病的診斷、治療、預(yù)防第四章 生態(tài)工程第一節(jié) 生態(tài)過程的原理和類型【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、簡述生態(tài)工程的概念，關(guān)注生態(tài)工程的建設(shè)（A）2、簡述生態(tài)工程的注意原理（A）3、嘗試運(yùn)用生態(tài)工程原理，分析生態(tài)環(huán)境問題及解決對策（A）【知識梳理】一、生態(tài)工程的概念1、概念：是指應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生和物質(zhì)循環(huán)再生原理、結(jié)構(gòu)和功能協(xié)調(diào)原則，結(jié)合經(jīng)系統(tǒng)分析的最優(yōu)化方法而設(shè)計(jì)的促進(jìn)物質(zhì)被分層多級利用的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)。2、生態(tài)工程建設(shè)目的遵循自然界物質(zhì)循環(huán)的規(guī)律，充分發(fā)揮資源的生產(chǎn)潛力，防止環(huán)境污染，達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展。（少消耗、多效益、可持續(xù) ）2、實(shí)例：農(nóng)林牧副漁一體化生

21、態(tài)工程依據(jù)生態(tài)學(xué)基本原理，其關(guān)鍵是調(diào)控系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)行優(yōu)化組合，提高生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)再生和能量轉(zhuǎn)化的能力，充分發(fā)揮物質(zhì)生產(chǎn)的潛力，盡量充分利用原料、產(chǎn)品、副產(chǎn)品、廢棄物以及時(shí)間、空間和營養(yǎng)生態(tài)位，提高整體的綜合效益。3、（人教版）生態(tài)經(jīng)濟(jì)：主要是通過實(shí)行“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的原則，使一個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)出的污染物，能夠成為本系統(tǒng)或者另一個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)原料，從而實(shí)現(xiàn)廢棄物的資源化，而實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)最重要的手段之一就是生態(tài)工程。二、生態(tài)工程的原理（蘇教版）生態(tài)工程主要由生物種群、生物群落和生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成。生態(tài)工程構(gòu)建和運(yùn)行的主要依據(jù)是生態(tài)學(xué)基本原理。這些基本原理主要包括物種共生、生態(tài)位、食物鏈、物種多樣性等。物種共

22、生原理：自然界中任何一種生物都不能離開其他生物而單獨(dú)生存和繁衍，這種關(guān)系是自然界中生物之間長期進(jìn)化的結(jié)果，包括共生、競爭等多種關(guān)系，構(gòu)成了生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)和反饋機(jī)制。生態(tài)位原理：生態(tài)系統(tǒng)中各種生物都占有一定的生態(tài)位。在生態(tài)系統(tǒng)中，合理利用生態(tài)位原理，可以構(gòu)建一個(gè)具有多層次、多種群的穩(wěn)定而有效的生態(tài)系統(tǒng)。食物鏈原理：是實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)、能量流動(dòng)和信息傳遞的基礎(chǔ)，也是生態(tài)工程所利用的物種共生原理的基礎(chǔ)。物種多樣性原理：生態(tài)系統(tǒng)中生物多樣性越高，生態(tài)系統(tǒng)越穩(wěn)定。生態(tài)工程的設(shè)計(jì)還必須遵循社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基本規(guī)律，運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論和方法來指導(dǎo)生態(tài)工程的實(shí)現(xiàn)和管理。在生態(tài)工程中除了必須遵循上

23、述各種基本原理外，還要考慮通過適當(dāng)滿足物種生存、生長或繁殖的環(huán)境條件來提高物種的適應(yīng)能力?！狙a(bǔ)充說明】生態(tài)工程所遵循的基本原理（人教版）1、物質(zhì)循環(huán)再生原理物質(zhì)能夠在各類生態(tài)系統(tǒng)中，進(jìn)行區(qū)域小循環(huán)和全球地質(zhì)大循環(huán)，循環(huán)往復(fù)，分層分級利用，從而達(dá)到取之不盡、用之不竭的效果。2、物種多樣性原理：一般而言，物種繁多而復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)具有較高的抵抗力穩(wěn)定性。生物多樣性高，可以為各類生物的生存提供多種機(jī)會(huì)和條件。眾多的生物通過食物鏈關(guān)系互相依存，就可以在有限的資源條件下，產(chǎn)生或容納更多的生物量，提高系統(tǒng)生產(chǎn)力。即使某個(gè)物種由于某種原因而死亡，也會(huì)很快有其他物種占據(jù)它原來的生態(tài)位置，從而避免了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或功能

24、的失衡。3、協(xié)調(diào)與平衡原理處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡，除了考慮生物的生態(tài)適應(yīng)性外，還需要考慮環(huán)境承載力。環(huán)境承載力（又稱環(huán)境容納量）：是指某種環(huán)境所能養(yǎng)活的生物種群的數(shù)量。4、整體性原理人類處在一個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)自然復(fù)合而成的巨大系統(tǒng)中。進(jìn)行生態(tài)工程建設(shè)時(shí)，不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，更重要的是，還要考慮到經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等系統(tǒng)的影響力。除此之外，社會(huì)習(xí)慣、法律制度等也都對生態(tài)工程建設(shè)有著重要影響。建立在對系統(tǒng)成分的性質(zhì)及相互關(guān)系充分了解基礎(chǔ)之上的整體理論，是解決生態(tài)環(huán)境問題的必要基礎(chǔ)。5、系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理（1）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能原理：生態(tài)工程需要考慮系統(tǒng)內(nèi)部不同組分之間的結(jié)構(gòu)，通過改變和優(yōu)化結(jié)構(gòu)

25、，達(dá)到改善系統(tǒng)功能的目的。（2）系統(tǒng)整體性原理：系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系，只有這樣才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)化和流通，并且實(shí)現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果，即“1+12”。三、生態(tài)工程的類型根據(jù)性質(zhì)和設(shè)計(jì)目標(biāo)的不同，生態(tài)工程可分為不同的類型。例如，具有農(nóng)業(yè)生態(tài)保護(hù)性質(zhì)并以農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)為目標(biāo)的農(nóng)業(yè)生態(tài)工程；以環(huán)境保護(hù)為目標(biāo)的林業(yè)生態(tài)工程，包括水土保持生態(tài)工程、防風(fēng)固沙生態(tài)工程、水源涵養(yǎng)生態(tài)工程、城市綠化和園林生態(tài)工程等；以治理環(huán)境污染為目標(biāo)的治污生態(tài)工程，包括污水治理生態(tài)工程、城市垃圾處理生態(tài)工程、湖泊和水源地治理生態(tài)工程等。實(shí)例1：“人工濕地”生態(tài)工程。（1）濕地是開放水域和陸地

26、之間過渡性的生態(tài)系統(tǒng)，其重要特點(diǎn)之一是生物多樣性豐富。濕地生態(tài)系統(tǒng)具有較強(qiáng)的凈化功能，被譽(yù)為“地球之腎”。（2）“人工濕地”是模擬自然濕地的人工生態(tài)系統(tǒng)。它的組成成分包括土壤、各類水生植物（浮水植物、挺水植物和沉水植物）和水等。（3）“人工濕地”對污水的凈化作用是通過不同類型的水生植物和微生物的共同作用實(shí)現(xiàn)的。水生植物除了能吸收、轉(zhuǎn)化污水中的N、P等物質(zhì)外，還能促進(jìn)細(xì)菌等微生物對污水的處理和凈化。在“人工濕地”生態(tài)系統(tǒng)中，對廢水凈化起作用的是微生物的分解和轉(zhuǎn)化作用以及相關(guān)的物理、化學(xué)作用，如沉淀、吸附、過濾等。實(shí)例2：礦山廢棄地生態(tài)修復(fù)工程（1）礦山廢棄地是指因采礦活動(dòng)而遭破壞且不經(jīng)治理便無法

27、使用的土地。它包括開采后的廢石碓、大量采礦而形成的開采廢棄地、選礦剩余物造成的污染地等。（2）礦山廢棄地的危害：不僅毀壞和污染大片森林、草地和農(nóng)田，還造成水土大量流失，有的甚至成為巨大的污染源。（3）礦山廢棄地的生態(tài)修復(fù)：關(guān)鍵在于植被恢復(fù)，以及為其所必需的土壤微生物群落的重建（人教版）。在植被恢復(fù)過程中要注意選擇生長快、抗逆性強(qiáng)的樹種，優(yōu)先選擇固氮樹種，盡量選擇適應(yīng)性強(qiáng)的鄉(xiāng)土樹種和先鋒樹種，注意樹種的多功能效益。實(shí)例3：林業(yè)生態(tài)工程（1）林業(yè)生態(tài)工程是環(huán)境與生態(tài)保護(hù)、修復(fù)和改善的重要組成部分。它是在維護(hù)環(huán)境與發(fā)展經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)下，以優(yōu)化土地利用為基礎(chǔ)，以發(fā)揮水土資源和生物資源生產(chǎn)潛力為依據(jù)，形成各

28、林種、各樹種的合理配置和組合，充分利用多林種、多樹種生物群體的多功能和多效益特點(diǎn)，建設(shè)功能完善、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)高效的生態(tài)系統(tǒng)。（2）我國先后批準(zhǔn)建設(shè)了十大林業(yè)生態(tài)工程，特別是三北防護(hù)林體系建設(shè)工程、長江中上游防護(hù)林體系建設(shè)工程、太行山綠化工程、黃河中上游防護(hù)林體系建設(shè)工程等。第二節(jié) 關(guān)注生態(tài)工程的建設(shè)【知識梳理】一、生態(tài)工程建設(shè)的基本過程1、遵循的原理生態(tài)工程建設(shè)既要遵循生態(tài)學(xué)原理，也要遵循適應(yīng)性原則和高效益原則，即在強(qiáng)調(diào)可行性的前提下，突出社會(huì)經(jīng)濟(jì)自然生態(tài)系統(tǒng)的整體與功能，以生態(tài)建設(shè)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并將環(huán)境保護(hù)融于產(chǎn)業(yè)工程之中。2、基本過程：包括擬定目標(biāo)與本底調(diào)查、系統(tǒng)分析、可行性評價(jià)與決策和

29、技術(shù)設(shè)計(jì)等。其中技術(shù)設(shè)計(jì)是整個(gè)生態(tài)工程建設(shè)的核心環(huán)節(jié)。擬定目標(biāo)與本底調(diào)查：設(shè)計(jì)時(shí)必須強(qiáng)調(diào)社會(huì)經(jīng)濟(jì)自然生態(tài)系統(tǒng)整體協(xié)調(diào)的目標(biāo)。本底調(diào)查的內(nèi)容包括自然資源、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件和環(huán)境條件。系統(tǒng)分析：是生態(tài)工程可行性分析和決策的基礎(chǔ)和依據(jù)?？尚行栽u價(jià)與決策：通過可行性評價(jià)與決策分析，在達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的同時(shí)，也達(dá)到最佳的生態(tài)效益，增加復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低生態(tài)系統(tǒng)惡化的風(fēng)險(xiǎn)。技術(shù)設(shè)計(jì)：通過改變食物鏈的方法，提高系統(tǒng)自身的遷移、轉(zhuǎn)化、再生物質(zhì)和利用能量的能力，充分利用原料、產(chǎn)品、副產(chǎn)品以及時(shí)間、空間和營養(yǎng)生態(tài)位，提高整體的綜合效益。3、生態(tài)系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)的常用方法一是食物鏈（網(wǎng)）的“相接”。即連

30、接平行的原本不相連接的種類，形成互利共生網(wǎng)絡(luò)，提高效率，促進(jìn)物質(zhì)的良性循環(huán)。二是食物鏈（網(wǎng)）的“加環(huán)”。即在食物鏈（網(wǎng)）的中增加一些環(huán)節(jié)，以充分利用原先尚未利用的那部分物質(zhì)和能量，促使物流和能流的路徑暢通，發(fā)揮生產(chǎn)潛力，提高生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益。二、我國生態(tài)工程建設(shè)的實(shí)例典型的例子是治污生態(tài)工程和生態(tài)農(nóng)業(yè)工程。1、治污生態(tài)工程（1）包括固體、液體及有機(jī)廢棄物的處理，生物肥料的研制與試用，湖區(qū)污染的生態(tài)治理，塑料的再生利用等方面。（2）生物氧化塘概念：是利用藻類和細(xì)菌等生物之間的協(xié)同作用處理污水的一種生態(tài)系統(tǒng)。凈化污水的機(jī)理：表層（好氧層）：分布有藻類，藻類光合作用產(chǎn)生的氧氣和空氣中的氧氣，有利于好氧菌降解廢水中的有機(jī)物。下層（兼性層）：通常有無色桿菌、假單胞菌、芽孢桿菌等優(yōu)勢菌種。底部（厭氧層）：分布有硫酸還原細(xì)菌和甲烷桿菌。兼性菌和厭氧菌則通過好氧和厭氧反應(yīng)，分解廢水中的有機(jī)物。還有鐘蟲、輪蟲類和甲殼類等浮游動(dòng)物，它們能去除塘中的營養(yǎng)物質(zhì)，提高水的透明度。多功能生物氧化塘工藝流程示意圖污水進(jìn)來后，首先進(jìn)入沉砂環(huán)節(jié)，讓一些固體廢棄物沉淀下