生物选修三知识点总结.docx
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生物选修三知识点总结
生物选修三知识点总结
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.“分子缝合针”——DNA连接酶
（1）两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较：
①相同点：
都缝合磷酸二酯键。
②区别：
E·coliDNA连接酶，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：
①能在受体细胞中复制并稳定保存。
②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、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
（3）其它载体：
噬菌体的衍生物、动植物病毒
（二）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：
编码蛋白质的结构基因。
2.原核基因采取直接分离获得（从基因文库中获取），真核基因是人工合成。
人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。
3.PCR技术扩增目的基因
（1）原理：
DNA双链复制
（2）过程：
第一步：
加热至90～95℃DNA解链；第二步：
冷却到55～60℃，引物结合到互补DNA链；第三步：
加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
第二步：
基因表达载体的构建
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。
（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抗性基因。
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：
将目的基因导入植物细胞：
采用最多的方法是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。
将目的基因导入动物细胞：
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。
将目的基因导入微生物细胞：
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Ca2+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。
3.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。
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。
如转基因抗虫植物的害虫接种实验。
（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。
种类：
体内基因治疗和体外基因治疗
（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
▲蛋白质工程的基本原理：
它可以根据人的需求来设计蛋白质的结构，又称第二代基因工程。
▲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）以上是蛋白质工程特有的途径；以下按照基因工程的一般步骤进行。
（注意：
目的基因只能用人工合成的方法）
专题2细胞工程
（一）植物细胞工程
1.理论基础：
细胞全能性
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
2.植物组织培养技术
（1）原理:
细胞的全能性.
（2）过程：
离体的植物器官、组织或细胞―→愈伤组织―→试管苗―→植物体
（3）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。
A植物繁殖
微型繁殖：
可以高效快速地实现种苗的大量繁殖
作物脱毒：
采用茎尖或根尖组织培养来除去病毒（因为植物分生区附近的病毒极少或没有）
人工种子：
以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。
优点：
完全保持优良品种的遗传特性，不受季节的限制；方便储藏和运输
B作物新品种培育
单倍体育种：
a过程：
植株（AaBb）通过减数分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四种类型）；对花粉进行花药离体培养（技术是植物组织培养）；得到单倍体植株；对其幼苗时期进行秋水仙素处理；得到了正常的纯合二倍体植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb四种类型）。
b优点：
明显缩短育种年限
C突变体利用：
在组织培养中会出现突变体，通过从有用的突变体中选育出新品种（如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体）
D细胞产物的生产：
通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养，从而让它们能够产生大量的细胞产物。
（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）原理:
细胞膜的流动性,细胞的全能性.
（3）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。
（4）意义：
克服了远缘杂交不亲和的障碍。
（二）动物细胞工程
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。
（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
①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。
②营养：
合成培养基成分：
糖、氨基酸、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。
③温度：
适宜温度：
哺乳动物多是36.5℃＋0.5℃；pH：
7.2～7.4。
④气体环境：
95%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。
（3）体细胞核移植的大致过程是：
高产奶牛（提供体细胞）进行细胞培养；同时采集卵母细胞，在体外培养到减二分裂中期的卵母细胞，去核（显微操作）[注：
为什么要用卵细胞？
它可以提供充足的营养；操作简便；细胞质中含有促使细胞核全能性的表达物质]；将供体细胞注入去核卵母细胞；通过电刺激使两细胞融合，供体核进入受体卵母细胞，构建重组胚胎；将胚胎移入受体（代孕）母牛体内；生出与供体奶牛遗传基因相同的犊牛。
核移植
胚胎移植
（4）体细胞核移植技术的应用：
①加速家畜遗传改良进程，促进良畜群繁育；②保护濒危物种，增大存活数量；
③生产珍贵的医用蛋白；④作为异种移植的供体；
⑤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、肿瘤和生物生物新品种培育的重要手段。
（4）动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较：
细胞工程
植物体细胞杂交
动物细胞融合
理论基础
细胞的全能性、细胞膜的流动性
细胞增殖、细胞膜的流动性
融合前处理
酶解法去除细胞壁（纤维素酶、果胶酶）
注射特定抗原，免疫处理正常小鼠
诱导手段
物理法:
离心、振动、电激
物理法:
离心、振动、电激化学法：
聚乙二醇
化学法：
聚乙二醇（PEG）
生物法：
灭活的病毒（灭活的仙台病毒）
诱导过程
第一步：
原生质体的制备（酶解法）
正常小鼠免疫处理动物细胞的融合（物、化、生法）
第二步：
原生质体融合（物、化法）
杂交瘤细胞的筛选与培养专一抗体检验阳性细胞培养
第三步：
杂种细胞的筛选和培养
单克隆抗体的提纯
第四步：
杂种植株的诱导与鉴定
用途和意义
克服远缘杂交的不亲和障碍
（1）制备单克隆抗体
大大扩展杂交的亲本组合范围
（2）诊断、治疗、预防疾病，例如“生物导弹”治疗癌症
应用：
白菜-甘蓝等杂种植株
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：
①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。
②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。
（一）动物胚胎发育的基本过程
1.体内受精
图解：
1．哺乳动物精子和卵子的发生主要有哪些相似点和不同点？
相似之处：
细胞分裂的最初阶段为有丝分裂，不断增加生殖原细胞的数量；经过两次减数分裂（MI和MII）才能形成精子或卵子。
不同之处：
由一个精原细胞分裂最后可产生多个精子；一个卵原细胞最后只能生成一个卵子。
精子的形状为蝌蚪状；卵子为球形。
特别提醒：
精子和卵子在发生上的重要区别是哺乳动物卵泡的形成和在卵巢内的贮备是在胎儿出生前完成。
2．精子的变形过程：
注意：
动物精子的大小与动物的体型大小无关。
3．卵子发生过程中的注意事项：
正常情况下，1个卵泡只能形成1个成熟的卵子。
排卵是指卵子从卵泡中排出，而不是卵泡从卵巢中排出。
刚排出的卵子尚未完全成熟，仅完成减数第一次分裂，需要在输卵管内进一步成熟，直到减数第二次分裂的中期才能与精子在输卵管内结合完成受精过程。
注意：
判断卵子是否受精的重要标志是卵黄膜和透明带的间隙可以观察到2个极体。
4.防止多精入卵受精的两道屏障是什么？
屏障一：
透明带反应。
当精子越过放射冠，进入透明带并接触卵黄膜的瞬间，卵子发出指令（信号），产生阻止后续的精子进入透明带的生理反应。
屏障二：
卵细胞膜反应。
当第一个精子进入卵细胞膜后，会立即引起卵细胞膜的紧缩、增厚，产生阻止其他精子进入卵内与卵子结合受精的生理反应，也叫做多精子入卵阻滞。
5.什么是顶体反应？
获能后的精子，在雌性动物生殖道与卵子相遇时使顶体内储存的与受精有关的酶释放出来，参与精子和卵子的受精过程，这种生理现象叫顶体反应。
2、动物胚胎发育的基本过程
（1）受精场所是母体的输卵管上段。
（2）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。
（3）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。
（4）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胞团，将来发育成胎儿的各种组织。
中间的空腔称为囊胚腔。
（5）原肠胚：
特点：
有了三胚层的分化，具有囊胚腔和原肠腔。
（二）胚胎干细胞
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：
①可用于研究哺乳动物个体发生和发育规律；
②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；
③可以用于治疗人类的某些顽疾，如帕金森综合症、少年糖尿病等；
④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；
⑤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。
（三）胚胎工程的技术
1.体外受精和胚胎的早期培养
（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：
在体外受精前，要对精子进行获能处理。
（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。
不同动物胚胎移植的时间不同。
（牛、羊一般要培育到桑椹胚或囊胚阶段才能进行移植，小鼠、家兔等实验动物可在更早的阶段移植，人的体外受精胚胎可在4个细胞阶段移植。
）
2.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”。
（供体为优良品种，作为受体的雌性动物应为常见或存量大的品种。
）
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：
①动物发情排卵后，同种动物的供、受体生殖器官的生理变化是相同的。
这就为供体的胚胎移入受体提供了相同的生理环境。
②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。
③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。
④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：
①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。
②配种或人工授精。
③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。
④对胚胎进行移植。
⑤移植后的检查。
对受体母牛进行是否妊娠的检查。
3.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。
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：
不同观点，多数人持认可态度。
否定的理由：
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”。
肯定的理由：
解决了不育问题，提供骨髓中造血干细胞救治患者最好、最快捷的方法，提供骨髓造血干细胞并不会对试管婴儿造成损伤。
（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:
在任何情况下不发展、不生产、不储存生物武器，并反对生物武器及其技术和设备的扩散。
专题5生态工程
5.1 生态工程的基本原理
概念
人类应用自然生态系统、系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计和调控技术组装，对已被破坏的传统生产方式进行修复、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，追求生态、经济、社会效益的统一。
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。
特点
与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。
建设原因
传统经济模式正在毁坏水、大气、土壤和生物资源，消耗地球赠给我们的自然资本。
【资料分析1】长江洪水泛滥的原因
【资料分析2】“石油农业”生产模式造成的污染问题
作用
是实现循环经济（生态经济主要是通过实行“循环经济”的原则，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）最重要的手段之一。
范畴
是人类学习自然生态系统“智慧”的结晶，是生态学、工程学、系统学、经济学等学科交叉而产生的新兴学科。
基本原理
物质循环再生原理
理论基础
物质循环
意义
可避免环境污染对系统的稳定和发展的影响。
实例
无废弃物农业
物种多样性原理
理论基础
物种繁多而复杂的生态系统具有较高的抵抗力稳定性
意义
可在有限的资源条件下产生或容纳更多的生物量，提高系统生产力。
实例
“三北防护林”建设、珊瑚礁生态系统生物多样性问题
协调与平衡原理
理论基础
生物与环境的协调与平衡
意义
生物数量不超过环境承载力（又称环境容纳量，是指某种环境所能养活的生物种群数量），可避免系统失衡与破坏。
实例
太湖富营养化、西北一些地区的防护林问题
整体性原理
理论基础
●自然生态系统是一个有机的统一整体（要考虑到自然生态系统规律）；
●人类处在社会－经济－自然复合系统中（要考虑经济和社会等系统的影响力以及社会习惯、法律制度的影响）。
意义
●建立对系统成分的性质及相互关系充分了解基础之上的整体理论，是解决生态环境问题的必要基础。
●只有应用整体性原理，才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系，保障生态系统的平衡与稳定。
实例
农民粮食、烧柴以及收入等问题
系统学和工程学原理
系统结构决定功能原理
内容
分布式结构优于集中式和环式结构
实例
桑基鱼塘
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