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第五部分《生物科學與社會》

基礎知識梳理
一、基因工程
基因工程是指按照人們的愿望，進行嚴格的設計，通過體外DNA重組和轉基因技術，賦予生物以新的遺傳特性，創造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產品。基因工程是在DNA分子水平上進行設計和施工的，又叫做DNA重組技術。
原理：基因重組
（一）基因工程的基本工具
1、“分子手術刀”——限制性核酸內切酶（限制酶）
⑴：主要是從原核生物中分離純化出的。
⑵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核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷開，因此具有專一性。
⑶結果：經限制酶切割產生的DN *** 段末端通常有兩種形式：黏性末端和平末端。
2、“分子縫合針”——DNA連接酶
⑴兩種DNA連接酶（E•coliDNA連接酶和T4DNA連接酶）的比較：
①相同點：都縫合磷酸二酯鍵。
②區別：E•coliDNA連接酶于T4噬菌體，只能將雙鏈DN *** 段互補的黏性末端之間的磷酸二酯鍵連接起；而T4DNA連接酶能縫合兩種末端，但連接平末端的之間的效率較低。
⑵與DNA聚合酶作用的異同:¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬¬DNA聚合酶只能將單個核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯鍵。DNA連接酶是連接兩個DN *** 段的末端，形成磷酸二酯鍵。
3、“分子運輸車”——載體
⑴載體具備的條：①能在受體細胞中復制并穩定保存。②具有一至多個限制酶切點，供外DN *** 段插入。③具有標記基因，供重組DNA的鑒定和選擇。
⑵最常用的載體是¬¬質粒,它是一種裸露的、結構簡單的、獨立于細菌染色體之外，并具有自我復制能力的雙鏈環狀DNA分子。
⑶其它載體： 噬菌體的衍生物、動植物病毒
（二）基因工程的基本操作程序
第一步：目的基因的獲取
1、目的基因是指： 編碼蛋白質的結構基因 。
2、原核基因采取直接分離獲得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反轉錄法_和化學合成法_。
3、PCR技術擴增目的基因
⑴原理：DNA雙鏈復制
⑵過程：第一步：加熱至90～95℃DNA解鏈；第二步：冷卻到55～60℃，引物結合到互補DNA鏈；第三步：加熱至70～75℃，熱穩定DNA聚合酶從引物起始互補鏈的合成。
第二步：基因表達載體的構建
1、目的：使目的基因在受體細胞中穩定存在，并且可以遺傳至下一代，使目的基因能夠表達和發揮作用。
2、組成：目的基因＋啟動子＋終止子＋標記基因
⑴啟動子：是一段有特殊結構的DN *** 段，位于基因的首端，是RNA聚合酶識別和結合的部位，能驅動基因轉錄出mRNA，最終獲得所需的蛋白質。
⑵終止子：也是一段有特殊結構的DN *** 段 ，位于基因的尾端。
⑶標記基因的作用：是為了鑒定受體細胞中是否含有目的基因，從而將含有目的基因的細胞篩選出。常用的標記基因是抗生素基因。
第三步：將目的基因導入受體細胞_
1、轉化的概念：是目的基因進入受體細胞內，并且在受體細胞內維持穩定和表達的過程。
2、常用的轉化方法：
將目的基因導入植物細胞：采用最多的方法是 農桿菌轉化法，其次還有 基因槍法和 花粉管通道法等。
將目的基因導入動物細胞：最常用的方法是 顯微注射技術。此方法的受體細胞多是 受精卵。將目的基因導入微生物細胞：
3、重組細胞導入受體細胞后，篩選含有基因表達載體受體細胞的依據是標記基因是否表達。
第四步：目的基因的檢測和表達
1、首先要檢測 轉基因生物的染色體DNA上是否插入了目的基因，方法是采用 DNA分子雜交技術。
2、其次還要檢測 目的基因是否轉錄出了mRNA，方法是采用 用標記的目的基因作探針與mRNA雜交。
3、最后檢測 目的基因是否翻譯成蛋白質，方法是從轉基因生物中提取 蛋白質，用相應的 抗體進行 抗原－抗體雜交。
4、有時還需進行 個體生物學水平的鑒定。如 轉基因抗蟲植物是否出現抗蟲性狀。
（三）基因工程的應用
1、植物基因工程：抗蟲、抗病、抗逆轉基因植物，利用轉基因改良植物的品質。
2、動物基因工程：提高動物生長速度、改善畜產品品質、用轉基因動物生產藥物。
3、基因治療：把正常的外基因導入病人體內，使該基因表達產物發揮作用。
（四）蛋白質工程的概念
蛋白質工程是指以蛋白質分子的結構規律及其生物功能的關系作為基礎，通過基因修飾或基因合成，對現有蛋白質進行改造，或制造一種新的蛋白質，以滿足人類的生產和生活的需求。（基因工程在原則上只能生產自然界已存在的蛋白質）
⑴蛋白質工程崛起的緣由：基因工程只能生產自然界已存在的蛋白質。
⑵蛋白質工程的基本原理：它可以根據人的需求設計蛋白質的結構，又稱為第二代的基因工程。
基本途徑：從預期的蛋白質功能出發，設計預期的蛋白質結構，推測應有的氨基酸序列，找到相對應的脫氧核苷酸序列（基因）以上是蛋白質工程特有的途徑；以下按照基因工程的一般步驟進行。（注意：目的基因只能用人工合成的方法）
設計中的困難：如何推測非編碼區以及內含子的脫氧核苷酸序列
二、細胞工程
（一）植物細胞工程
1、理論基礎（原理）：細胞全能性
2、植物組織培養技術
⑴過程：
⑵用途：微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細胞產物的工廠化生產。
A、植物繁殖
微型繁殖：可以高效快速地實現種苗的大量繁殖
作物脫毒：采用莖尖組織培養除去病毒（因為植物分生區附近的病毒極少或沒有）
人工種子：以植物組織培養得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經人工薄膜包裝得到的種子。
優點：完全保持優良品種的遺傳特性，不受季節的限制；方便儲藏和運輸
B、作物新品種培育
單倍體育種：
a過程：植株（AaBb）通過減數分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四種類型）；對花粉進行花藥離體培養（技術是植物組織培養）；得到單倍體植株；對其幼苗時期進行秋水仙素處理；得到了正常的純合二倍體植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb四種類型）。
b 優點：明顯縮短育種年限
c 突變體利用：在組織培養中會出現突變體，通過從有用的突變體中選育出新品種（如篩選抗病、抗鹽、含高蛋白的突變體）
d 細胞產物的生產：通過能夠產生對人們有利的產物的細胞進行組織培養，從而讓它們能夠產生大量的細胞產物。
⑶地位：是培育轉基因植物、植物體細胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。
3、植物體細胞雜交技術
⑴過程：

⑵誘導融合的方法：物理法包括離心、振動、電刺激等。化學法一般是用聚乙二醇（PEG）作為誘導劑。
⑶意義：克服了遠緣雜交不親和的障礙。
（二）動物細胞工程
1、動物細胞培養
⑴概念：動物細胞培養就是從動物機體中取出相關的組織，將它分散成單個細胞，然后放在適宜的培養基中，讓這些細胞生長和繁殖。
⑵動物細胞培養的流程：取動物組織塊（動物胚胎或幼齡動物的器官或組織）→剪碎→用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞→制成細胞懸液→轉入培養瓶中進行原代培養→貼滿瓶壁的細胞重新用胰蛋白酶或膠原蛋白酶處理分散成單個細胞繼續傳代培養。
⑶細胞貼壁和接觸抑制：懸液中分散的細胞很快就貼附在瓶壁上，稱為細胞貼壁。細胞數目不斷增多，當貼壁細胞分裂生長到表面相互抑制時，細胞就會停止分裂增殖，這種現象稱為細胞的接觸抑制。
⑷動物細胞培養需要滿足以下條
①無菌、無毒的環境：培養液應進行無菌處理。通常還要在培養液中添加一定量的抗生素，以防培養過程中的污染。此外，應定期更換培養液，防止代謝產物積累對細胞自身造成危害。
②營養：合成培養基成分：糖、氨基酸、促生長因子、無機鹽、微量元素等。通常需加入血清、血漿等天然成分。
③溫度：適宜溫度：哺乳動物多是36.5℃＋0.5℃；pH：7.2～7.4。
④氣體環境：95%空氣＋5%CO2。O2是細胞代謝所必需的，CO2的主要作用是維持培養液的pH。
⑸動物細胞培養技術的應用：制備病毒疫苗、制備單克隆抗體、檢測有毒物質、培養醫學研究的各種細胞。
2、動物體細胞核移植技術和克隆動物
⑴哺乳動物核移植可以分為胚胎細胞核移植（比較容易）和體細胞核移植（比較難）。
⑵選用去核卵（母）細胞的原因：卵（母）細胞比較大，容易操作；卵（母）細胞細胞質多，營養豐富。
⑶體細胞核移植的大致過程是：
高產奶牛（提供體細胞）進行細胞培養；同時采集卵母細胞，在體外培養到減二分裂中期的卵母細胞，去核（顯微操作）（注：為什么要用卵細胞？它可以提供充足的營養；操作簡便；細胞質不會抑制細胞核全能性的表達）；將供體細胞注入去核卵母細胞；通過電刺激使兩細胞融合，供體核進入受體卵母細胞，構建重組胚胎；將胚胎移入受體（代孕）母牛體內；生出與供體奶牛遺傳基因相同的犢牛。
⑷體細胞核移植技術的應用：①加速家畜遺傳改良進程，促進良畜群繁育；②保護瀕危物種，增大存活數量；③生產珍貴的醫用蛋白；④作為異種移植的供體；⑤用于組織器官的移植等。
⑸體細胞核移植技術存在的問題：克隆動物存在著健康問題、表現出遺傳和生理缺陷等。
3、動物細胞融合
⑴動物細胞融合也稱細胞雜交，是指兩個或多個動物細胞結合形成一個細胞的過程。融合后形成的具有原兩個或多個細胞遺傳信息的單核細胞，稱為雜交細胞。
⑵動物細胞融合與植物原生質體融合的原理基本相同，誘導動物細胞融合的方法與植物原生質體融合的方法類似，常用的誘導因素有聚乙二醇、滅活的病毒、電刺激等。
⑶動物細胞融合的意義：克服了遠緣雜交的不親和性，成為研究細胞遺傳、細胞免疫、腫瘤和生物生物新品種培育的重要手段。
⑷動物細胞融合與植物體細胞雜交的比較：
細胞工程植物體細胞雜交動物細胞融合
理論基礎細胞的全能性、細胞膜的流動性細胞增殖、細胞膜的流動性
融合前處理酶解法去除細胞壁（纖維素酶、果膠酶）注射特定抗原，免疫處理正常小鼠
誘導手段物理法:離心、振動、電激
化學法：聚乙二醇（PEG）物理法:離心、振動、電激
化學法：聚乙二醇
生物法：滅活的病毒（滅活的仙臺病毒）
誘導過程第一步：原生質體的制備（酶解法）
第二步：原生質體融合（物、化法）
第三步：雜種細胞的篩選和培養
第四步：雜種植株的誘導與鑒定正常小鼠免疫處理
動物細胞的融合（物、化、生法）
雜交瘤細胞的篩選與培養
專一抗體檢驗陽性細胞培養
單克隆抗體的提純
用途和意義克服遠緣雜交的不親和障礙，大大擴展雜交的親本組合范圍
應用：白菜——甘藍等雜種植株⑴制備單克隆抗體
⑵診斷、治療、預防疾病，例如“生物導彈”治療癌癥
4、單克隆抗體
⑴抗體：一個B淋巴細胞只分泌一種特異性抗體。從血清中分離出的抗體產量低、純度低、特異性差。
⑵單克隆抗體的制備過程：
對免疫小鼠注射特定的抗原蛋白（目的使小鼠產生了效應B細胞）；提取B淋巴細胞；同時用動物細胞培養的方法培養骨髓瘤細胞并提取；促使它們細胞融合（注：融合的結果是有很多不符合要求的；如有2個B淋巴細胞融合的細胞等，所以要進行篩選）；在特定的選擇培養基上篩選出融合的雜種細胞（特點是能迅速大量增殖，又能產生專一的抗體）；然后對它進行克隆化培養和抗體檢測（篩選出能夠分泌所需抗體的雜種細胞）；最后將雜交瘤細胞在體外做大規模培養或注射入小鼠腹腔內增殖，從細胞培養液或小鼠腹水中可得到大量的單克隆抗體。
⑶雜交瘤細胞的特點：既能大量繁殖，又能產生專一的抗體。
⑷單克隆抗體的優點：特異性強，靈敏度高，并能大量制備。
⑸單克隆抗體的作用：作為診斷試劑：準確識別各種抗原物質的細微差異，并跟一定抗原發生特異性結合，具有準確、高效、簡易、快速的優點。用于治療疾病和運載藥物：主要用于治療癌癥治療，可制成“生物導彈”，也有少量用于治療其它疾病。
三、胚胎工程
胚胎工程是指對動物早期胚胎或配子所進行的多種顯微操作和處理技術，如胚胎移植、體外受精、胚胎分割、胚胎干細胞培養等技術。經過處理后獲得的胚胎，還需移植到雌性動物體內生產后代，以滿足人類的各種需求。
（一）動物胚胎發育的基本過程
1、精子的發生：補充，精原細胞先進行有絲分裂后進行減數分裂；變形過程中，細胞核為精子頭的主要部分，高爾基體發育為頂體，中心體演變為精子的尾，線粒體在尾基部形成線粒體鞘膜，其他物質濃縮為原生質滴直至脫落。（線粒體為精子運動提供能量）
2、卵子的發生：在胎兒時期，卵原細胞進行有絲分裂演變成初級卵母細胞（被卵泡細胞包圍），減一分裂在排卵前后完成，形成次級卵母細胞和第一極體進入輸卵管準備受精；減二分裂是在受精過程中完成的。
3、受精：精子獲能（在雌性動物生殖道內）；卵子的準備（排出的卵子要在輸卵管中進一步成熟到減二中期才具備受精能力）；受精階段（卵子周圍的結構由外到內：放射冠、透明帶、卵黃膜），
⑴頂體反應：精子釋放頂體酶溶解卵丘細胞之間的物質，穿越放射冠。
⑵透明帶反應：頂體酶可將透明帶溶出孔道，精子穿入，在精子觸及卵黃膜的瞬間阻止后精子進入透明帶的生理反應（它是防止多精子入卵受精的第一道屏障）；
⑶卵黃膜的封閉作用：精子外膜和卵黃膜融合，精子入卵后，卵黃膜會拒絕其他精子再進入卵內的過程（它是防止多精子入卵受精的第二道屏障）；精子尾部脫落，原有核膜破裂形成雄原核，同時卵子完成減二分裂，形成雌原核（注意：受精標志是第二極體的形成；受精完成標志是雌雄原核融合成合子）。
4、胚胎發育：
⑴卵裂期：細胞進行有絲分裂，數量增加，胚胎總體積不增加；
⑵桑椹胚：32個細胞左右的胚胎（之前所有細胞都能發育成完整胚胎的潛能屬全能細胞）；
⑶囊胚：細胞開始分化，其中個體較大的細胞叫內細胞團將發育成胎兒的各種組織；而滋養層細胞將發育成胎膜和胎盤；胚胎內部逐漸出現囊胚腔（注：囊胚的擴大會導致透明帶的破裂，胚胎伸展出，這一過程叫孵化）；
⑷原腸胚：內細胞團表層形成外胚層，下方細胞形成內胚層，由內胚層包圍的囊腔叫原腸腔。（細胞分化在胚胎期達到最大限度）
（二）胚胎干細胞
1、哺乳動物的胚胎干細胞簡稱ES或E細胞，于早期胚胎或從原始性腺中分離出。
2、具有胚胎細胞的特性，在形態上表現為體積小，細胞核大，核仁明顯；在功能上，具有發育的全能性，可分化為成年動物體內任何一種組織細胞。另外，在體外培養的條下，可以增殖而不發生分化，可進行冷凍保存，也可進行遺傳改造。
3、胚胎干細胞的主要用途是：①可用于研究哺乳動物個體發生和發育規律；②是在體外條下研究細胞分化的理想材料，在培養液中加入分化誘導因子，如牛黃酸等化學物質時，就可以誘導ES細胞向不同類型的組織細胞分化，這為揭示細胞分化和細胞凋亡的機理提供了有效的手段；③可以用于治療人類的某些頑疾，如帕金森綜合癥、少年糖尿病等；④利用可以被誘導分化形成新的組織細胞的特性，移植ES細胞可使壞死或退化的部位得以修復并恢復正常功能；⑤隨著組織工程技術的發展，通過ES細胞體外誘導分化，定向培育出人造組織器官，用于器官移植，解決供體器官不足和器官移植后免疫排斥的問題。
（三）胚胎工程的應用
1、體外受精和胚胎的早期培養
⑴卵母細胞的采集和培養：主要方法：用促性腺激素處理，使其排出更多的卵子，然后，從輸卵管中沖取卵子，直接與獲能的精子在體外受精。第二種方法：從剛屠宰母畜的卵巢中采集卵母細胞；第三種方法是借助超聲波探測儀、腹腔鏡等直接從活體動物的卵巢中吸取卵母細胞。采集的卵母細胞，都要在體外經人工培養成熟后，才能與獲能的精子受精。
⑵精子的采集和獲能：在體外受精前，要對精子進行獲能處理。
⑶受精：獲能的精子和培養成熟的卵細胞在獲能溶液或專用的受精溶液中完成受精過程。
⑷胚胎的早期培養：精子與卵子在體外受精后，應將受精卵移入發育培養液中繼續培養，以檢查受精狀況和受精卵的發育能力。培養液成分較復雜，除一些無機鹽和有機鹽外，還需添加維生素、激素、氨基酸、核苷酸等營養成分，以及血清等物質。當胚胎發育到適宜的階段時，可將其取出向受體移植或冷凍保存。不同動物胚胎移植的時間不同。（牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚階段才能進行移植，小鼠、家兔等實驗動物可在更早的階段移植，人的體外受精胚胎可在4個細胞階段移植。）
2、胚胎移植
⑴胚胎移植是指將雌性動物的早期胚胎，或者通過體外受精及其它方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態相同的其它雌性動物的體內，使之繼續發育為新個體的技術。其中提供胚胎的個體稱為“供體”，接受胚胎的個體稱為“受體”。（供體為優良品種，作為受體的雌性動物應為常見或存量大的品種。）
地位：如轉基因、核移植，或體外受精等任何一項胚胎工程技術所生產的胚胎，都必須經過胚胎移植技術才能獲得后代，是胚胎工程的最后一道“工序”。
⑵胚胎移植的意義：大大縮短了供體本身的繁殖周期，充分發揮雌性優良個體的繁殖能力。
⑶生理學基礎：①動物發情排卵后，同種動物的供、受體生殖器官的生理變化是相同的。這就為供體的胚胎移入受體提供了相同的生理環境。
②早期胚胎在一定時間內處于游離狀態。這就為胚胎的收集提供了可能。
③受體對移入子宮的外胚胎不發生免疫排斥反應。這為胚胎在受體的存活提供了可能。
④供體胚胎可與受體子宮建立正常的生理和組織聯系，但供體胚胎的遺傳特性在孕育過程中不受影響。
⑷基本程序主要包括：①對供、受體的選擇和處理。選擇遺傳特性和生產性能優秀的供體，有健康的體質和正常繁殖能力的受體，供體和受體是同一物種。并用激素進行同期發情處理，用促性腺激素對供體母牛做超數排卵處理。
②配種或人工授精。
③對胚胎的收集、檢查、培養或保存。配種或輸精后第7天，用特制的沖卵裝置，把供體母牛子宮內的胚胎沖洗出（也叫沖卵）。對胚胎進行質量檢查，此時的胚胎應發育到桑椹或胚囊胚階段。直接向受體移植或放入－196℃的液氮中保存。
④對胚胎進行移植。
⑤移植后的檢查。對受體母牛進行是否妊娠的檢查。
3、胚胎分割
⑴概念：是指采用機械方法將早期胚胎切割2等份、4等份等，經移植獲得同卵雙胎或多胎的技術。
⑵意義：自同一胚胎的后代具有相同的遺傳物質，屬于無性繁殖。
⑶材料：發育良好，形態正常的桑椹胚或囊胚。（桑椹胚至囊胚的發育過程中，細胞開始分化，但其全能性仍很高，也可用于胚胎分割。）
⑷操作過程：對囊胚階段的胚胎分割時，要將內細胞團均等分割，否則會影響分割后胚胎的恢復和進一步發育。
四、生物技術的安全性和倫理問題
1、轉基因生物的安全性爭論 ：
⑴基因生物與食物安全：
反方觀點：反對“實質性等同”、出現滯后效應、出現新的過敏原、營養成分改變
正方觀點：有安全性評價、科學家負責的態度、無實例無證據
⑵轉基因生物與生物安全：對生物多樣性的影響
反方觀點：擴散到種植區之外變成野生種類、成為入侵外物種、重組出有害的病原體、成為超級雜草、有可能造成“基因污染”
正方觀點：生命力有限、存在生殖隔離、花粉傳播距離有限、花粉存活時間有限
⑶轉基因生物與環境安全：對生態系統穩定性的影響
反方觀點：打破物種界限、二次污染、重組出有害的病原微生物、毒蛋白等可能通過食物鏈進入人體
正方觀點：不改變生物原有的分類地位、減少農藥使用、保護農田土壤環境
2、生物技術的倫理問題
⑴克隆人：兩種不同觀點，多數人持否定態度。
否定的理由：克隆人嚴重違反了人類倫理道德，是克隆技術的濫用；克隆人沖擊了現有的婚姻、家庭和兩性關系等傳統的倫理道德觀念；克隆人是在人為的制造在心理上和社會地位上都不健全的人。
肯定的理由：技術性問題可以通過胚胎分級、基因診斷和染色體檢查等方法解決。不成熟的技術也只有通過實踐才能使之成熟。
中國政府的態度：禁止生殖性克隆，不反對治療性克隆。四不原則：不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人的實驗。
⑵試管嬰兒：兩種目的試管嬰兒的區別兩種。不同觀點，多數人持認可態度。
否定的理由：把試管嬰兒當作人體零配工廠，是對生命的不尊重；早期生命也有活下去的權利，拋棄或殺死多余胚胎，無異于“謀殺”。
肯定的理由：解決了不育問題，提供骨髓中造血干細胞救治患者最好、最快捷的方法，提供骨髓造血干細胞并不會對試管嬰兒造成損傷。
⑶基因身份證：
否定的理由：個人基因資訊的泄漏造成基因歧視，勢必造成遺傳學失業大軍、造成個人婚姻困難、人際關系疏遠等嚴重后果。
肯定的理由：通過基因檢測可以及早采取預防措施，適時進行治療，達到挽救患者生命的目的。
3、生物武器
⑴種類：致病菌、病毒、生化毒劑，以及經過基因重組的致病菌。
⑵散布方式：吸入、誤食、接觸帶菌物品、被帶菌昆蟲叮咬等。
⑶特點：致病力強、多數具傳染性、傳染途徑多、污染面廣、有潛伏期、不易被發現、危害時間長等。
⑷禁止生物武器公約及中國政府的態度：在任何情況下不發展、不生產、不儲存生物武器，并反對生物武器及其技術和設備的擴散。
五、生態工程
1、生態工程的原理（識記）
⑴生態工程建設的目的：遵循自然界物質循環的規律，充分發揮資的生產潛力，防止環境污染，達到經濟效益和生態效益的同步發展。
⑵生態經濟：通過實行循環經濟的原則，使一個系統產出的污染物能夠成為本系統或另一個系統的生產原料，從而實現廢棄物的資化。（實現手段：生態工程）
⑶基本原理：物質循環再生原理（如無廢棄物農業）
物種多樣性原理（提高生態系統的抵抗力穩定性）
協調與平衡原理（處理生物與環境的協調與平衡，考慮環境容納量）
整體性原理（考慮自然系統、經濟系統和社會系統的統一）
系統性和工程學原理（系統的結構決定功能原理：考慮系統內部不同組分之間的結構，通過改變和優化結構，達到改善系統功能的目的；系統整體性原理：實現總體功能大于各部分之和的效果）
2、生態工程的實例（識記）
⑴農村綜合發展型生態工程：
解決問題：在農村實現經濟效益、社會效益和生態效益的全面提高
運用原理：物質循環再生原理；整體性原理；物種多樣性原理
⑵小流域綜合治理生態工程：解決問題：水土流失情況
運用原理：整體性原理、協調與平衡原理等
⑶大區域生態系統恢復工程：解決問題：西北地區的土地荒漠化
運用原理：協調與平衡原理、生物多樣性原理等
⑷濕地生態恢復工程：解決問題：濕地的大面積縮小
濕地的功能：具有蓄洪防旱，調節區域氣候，控制土壤侵蝕，自然凈化污水等。
處理方法：采用工程和生物措施相結合，如廢水處理、點和非點污染控制、土地處理工程等使濕地得以恢復。
⑸礦區廢棄地的生態恢復工程：解決問題：由于采礦業所造成的重金屬污染
措施：人工制造表土、多層覆蓋、特殊隔離、植被恢復等
⑹城市環境生態工程：解決環境污染問題
措施：進行城市規劃和合理布局；推廣“環境友好技術”和低污染清潔生產工藝；對垃圾進行分類處理，并實現垃圾資化利用等
考情分析
2007-2011年全國新程卷（寧夏卷）考點分布與分值（選修3）
知識內容2007年2008年2009年2010年2011年
試題分布分值試題分布分值試題分布分值試題分布分值試題分布分值
基因工程　　　　　　　　　　
細胞工程32-B13分3815分404分4015分　　
胚胎工程32-B2分　　4011分　　　　
生物技術的安全性和倫理問題　　　　　　　　　　
生態工程　　　　　　　　4015分

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