高中生物选修3基础知识点归纳.docx

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高中生物选修3基础知识点归纳

选修3《现代生物科技专题》知识点总结

专题1?

基因工程

一、基因工程的概念：

基因工程是指按照人们的愿望，通过体外DNA重组和转基因等技术，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。

又叫做DNA重组技术

操作水平：

DNA分子水平；优点：

①定向改造生物性状（与诱变育种相比）；②克服远缘杂交不亲和障碍（与杂交育种相比）

二、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，不能切割RNA和单链DNA）

（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（含4到8个核苷酸的回纹序列），并且使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：

产生黏性末端或平末端。

2.“分子缝合针”——DNA连接酶

（1）分类：

E·coliDNA连接酶（来源于大肠杆菌）和T4-DNA连接酶（来源于T4噬菌体）

E·coliDNA连接酶只能连接黏性末端；而T4DNA连接酶能连接两种末端，但连接平末端的效率较低

（2）与DNA聚合酶作用的异同:

DNA聚合酶只能将单个脱氧核苷酸加到单链DNA片段的末端，合成子链。

DNA连接酶是连接两个DNA片段

（3）RNA聚合酶的作用部位：

磷酸二酯键和氢键；解旋酶的作用部位：

氢键

DNA连接酶、DNA聚合酶、限制酶、DNA（水解）酶的作用部位：

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位点，便于目的基因的插入

③具有标记基因，便于目的基因的鉴定和筛选

*标记基因：

合成荧光蛋白的基因或抗性基因（如抗青霉素基因）

（2）最常用的载体是质粒,是细胞质中一种裸露的小型环状DNA，并具有自我复制能力

（3）其它载体：

λ噬菌体的衍生物、动植物病毒

注意：

1.目的基因：

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.获得目的基因一般要切2个切口，产生4个黏性末端

3.一般用同种限制酶切割目的基因和质粒，以获得相同的黏性末端，利于重组质粒的构建（但可能导致目的基因自身环化）

4.用两种限制酶同时切割目的基因和质粒，可防止目的基因和质粒自身环化（还可以防止目的基因反向连接）

5.原核生物体内的限制酶不切割自身DNA的原因：

原核生物的DNA中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰

6.基因工程得以实现的理论基础：

①不同生物的DNA分子结构基本相同；②所有生物共用一套遗传密码

（二）基因工程的基本操作程序

第一步：

目的基因的获取（三种方法）

1.从基因文库中获取：

（1）分类：

①基因组文库：

含有某种生物的全部基因；②cDNA文库：

含有某种生物的部分基因

（2）基因文库的构建过程：

略（课本P10；注意两种文库的区别）

技术扩增目的基因

（1）概念：

短时间内在体外大量复制DNA的技术。

（2）原理：

DNA双链复制

（3）条件：

模板、Taq酶、引物（单链DNA片段，能与模板链互补配对）、4种脱氧核苷酸

（4）过程：

变性→退火→延伸

3.通过DNA合成仪用化学方法人工合成：

目的基因比较小，核苷酸序列已知

第二步：

基因表达载体的构建（核心步骤）

1.目的：

使目的基因在受体细胞中稳定存在和表达，并且可以遗传给下一代

2.组成：

目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因（+复制原点）

（1）启动子（RNA聚合酶结合位点）：

位于基因的首端，能驱动基因转录出mRNA

（2）终止子：

位于基因的尾端，终止转录

①启动子和终止子位于DNA上；起始密码子和终止密码子位于mRNA上

②真核生物的基因结构

非编码区：

不能转录出mRNA,但能调控基因的表达（含有启动子和终止子）

基因外显子：

转录出的mRNA能翻译出蛋白质

编码区（原核生物的基因无外显子和内含子之分）

（能转录形成mRNA）内含子：

转录出的mRNA不能翻译出蛋白质（加工时被剪切）

第三步：

将目的基因导入受体细胞

1.转化：

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：

①导入植物细胞：

主要是农杆菌转化法，其次还有基因枪法和花粉管通道法等

农杆菌能感染双子叶植物和裸子植物（植物受损伤时，伤口处细胞分泌大量酚类化合物，吸引农杆菌移向这些细胞），农杆菌中Ti质粒的T-DNA能转移至受体细胞，并整合到受体细胞染色体的DNA上

②导入动物细胞：

最常用的方法：

显微注射技术。

受体细胞：

受精卵

③导入微生物细胞：

原核生物作为受体细胞的优点：

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，方法：

感受态法（Ca2+处理法，增强细胞壁的通透性）

第四步：

目的基因的检测与鉴定

目的基因是否成功导入：

DNA分子杂交技术（用到基因探针）

分子水平目的基因是否成功转录出mRNA：

分子杂交技术（从细胞中提取mRNA，用

检测基因探针与其杂交，观察是否形成杂交带）

目的基因是否成功翻译成蛋白质：

抗原—抗体杂交技术

个体水平鉴定：

做抗虫、抗病接种实验；或将植物移栽至盐碱地等

①基因探针：

用放射性同位素标记含有目的基因的（单链）DNA片段

②转基因实验成功的标志：

成功表达出相关蛋白质和性状

（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：

①提高动物生长速度；②改善畜产品品质；③用转基因动物生产药物：

将药用蛋

白基因（目的基因）和乳腺蛋白基因的启动子等调控组件重组在一起，从乳汁中提取药用蛋白。

此转基因动物又称为乳腺生物反应器；④用转基因动物作器官移植的供体（无免疫排斥反应）

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功能

①体外基因治疗：

从病人体内获得某种细胞→体外完成基因转移→筛选成功转移的细胞扩增培养→重新输入患者体内。

（特点：

操作复杂，但效果可靠）

②体内基因治疗：

直接向患者体内输入某正常基因（特点：

操作简便，但效果难以控制）

（四）蛋白质工程的概念

目标：

根据人们的需求，对蛋白质进行设计和改造

手段：

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

实质：

改造基因（优点：

①改造基因能遗传，改造蛋白质不能遗传；②改造基因更容易）

1.过程：

预期蛋白质的功能→设计蛋白质的结构→推测氨基酸序列→找到相应的脱氧核苷酸序列

2.蛋白质工程是在基因工程上延伸出来的第二代基因工程

3.蛋白质工程能合成自然界原先不存在的蛋白质，而基因工程不能

4.改造蛋白质难度大的原因：

对蛋白质的高级结构了解不够

专题2细胞工程

原理：

细胞生物学和分子生物学

细胞工操作水平：

细胞水平或细胞器水平

程概念目的：

改变细胞的遗传物质或获得细胞产品

分类：

植物细胞工程和动物细胞工程

（一）植物细胞工程（包括植物组织培养和植物体细胞杂交）

1.植物组织培养

①原理：

植物细胞的全能性（全能性大小的比较：

略）

②过程：

离体的植物器官、组织或细胞（脱分化）→愈伤组织（再分化）→试管苗→植物体

③条件：

离体、无菌、植物激素（生长素和细胞分裂素）、适宜的外界条件

（生长素/细胞分裂素）比值高：

促进生根；比值低：

促进发芽；比值适中：

诱导愈伤组织形成

注意:

1.植物组织培养为无性繁殖，但花药离体离体培养为有性繁殖；种子发育成植株未体现全能性（属于正常生长发育）

2.愈伤组织：

排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞，处于未分化状态

3.脱分化时需要避光培养（光照不利于愈伤组织的形成），所用培养基为诱导培养基；再分化时需要光照，所用培养基为分化培养基

4.植物组织培养时，要强调对所用器械灭菌的原因：

防止杂菌污染（杂菌不仅会和植物细胞争夺营养，同时会产生大量对细胞有害的物质，危害植物细胞生长）

2.植物体细胞杂交技术

（1）概念：

将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把细胞培育成新的植株体

（2）原理：

细胞膜的流动性；植物细胞的全能性

（3）过程：

包括植物体细胞融合和植物组织培养两个过程

（异源多倍体）

（4）诱导融合的方法：

物理法：

离心、振动、电刺激等；化学法：

用聚乙二醇（PEG）做诱导剂

（5）意义：

克服了远缘杂交不亲和障碍

注意：

1.植物细胞融合成功的标志：

细胞壁的再生

2.植物体细胞杂交技术获得的植株为什么很难表现出两种植株的优良性状

不同生物基因的表达存在相互影响和干扰，从而使基因不能正常表达

3.植物细胞工程的实际应用

（1）植物繁殖的新途径：

①微型繁殖：

通过植物组织培养，快速繁殖优良植株的技术（又称快速繁殖技术）

优点：

保持优良品种的遗传特性；繁殖速度快

②作物脱毒：

利用茎尖（根尖）分生区，植物组织培养，获得脱毒苗（茎尖病毒极少）

③制造人工种子：

将胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等用人工薄膜包装得到的种子

i.优点：

a.克服某些作物结子困难，发芽率低等缺点；b.后代不发生性状分离，能保持优良品种

的遗传特性；c.不受季节、气候、地域的限制

ii.为了保证胚状体顺利长成小植株，人工种皮应该具有的有效成分是：

适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、益生菌等；为了促进胚状体正常生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂

（2）作物新品种的培育

①单倍体育种原理：

染色体变异

②突变体的利用：

外植体（脱分化）→愈伤组织（人工诱变）→突变体（筛选）→新品种；

此过程利用了愈伤组织分裂旺盛，易人工诱变的特点

（3）细胞产物的工厂化生产：

将外植体培养至愈伤组织阶段，再提取细胞产物（如人参皂甙干粉）

植物组织培养不一定都要培养形成植株，还可能培养至愈伤组织阶段

（二）动物细胞工程（包括动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植、单克隆抗体制备等技术）

1.动物细胞培养（是其他动物细胞工程技术的基础）

（1）原理：

细胞增殖（动物细胞培养最终不能得到动物个体）

（2）过程：

略（课本P45）

①细胞贴壁：

悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上，称为细胞贴壁

接触抑制：

当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时，细胞就会停止分裂增殖

②区分原代培养和传代培养：

a.第一次用胰蛋白酶处理为原代培养，第二次处理为传代培养；

b.分瓶培养前为原代培养，分瓶培养后为传代培养

③细胞株：

传代培养至10-50代时，细胞增殖缓慢甚至停止，此时部分细胞的核型可能发生改变

细胞系：

少部分细胞获得不死性，可以无限增值，等同于癌细胞（遗传物质发生改变）

因此，目前使用或冷冻保存的细胞通常为10代以内的细胞，以保持细胞正常的二倍体核型

（3）动物细胞培养的条件

①无菌、无毒的环境：

通常还要在培养液中添加一定量的抗生素，以防培养过程中杂菌污染。

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：

由于人们对细胞所需的营养物质还没有完全弄清楚，因此在使用合成培养基时（糖、氨基酸、无机盐、促生长因子、微量元素等），通常还需加入血清、血浆等天然成分

*在研究动物细胞培养所需的培养液成分时，可以采用无血清培养

③适宜的温度和pH值：

哺乳动物多是℃＋℃；pH：

～。

④气体环境：

95%空气＋5%CO2。

CO2的主要作用是维持培养液的pH值

（4）动物细胞培养技术的应用：

①生产生物制品：

如干扰素、疫苗等；②应用于基因工程：

动物细胞是基因工程常用的受体细胞；③检测有毒物质；④临床医学研究

2.动物体细胞核移植技术和克隆动物

（1）分类：

胚胎细胞核移植（分化程度低，成功率高）和体细胞核移植（分化程度高，成功率低）

（2）选用去MII中期卵母细胞的原因：

体积大，容易操作，营养丰富；且含有促进细胞核全能性表达的物质；（去核目的：

使克隆动物的核遗传物质全部来自供体细胞）

（3）体细胞核移植的过程是：

（略课本P48）

①去核的方法：

显微操作去核法——用微型吸管一并吸出细胞核与第一极体（还可采用紫外线照射或化学物质处理使核DNA变性，从而达到去核的目的）

②用物理或化学方法（如钙离子载体等）激活受体细胞，使其完成细胞分裂和发育进程

（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；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：

大多数克隆动物存在健康问题、表现出遗传和生理缺陷等

3.动物细胞融合

（1）原理：

细胞膜的流动性，

（2）方法：

常用的诱导因素有聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等（灭活病毒诱导融合的原理：

灭活的病毒使细胞膜上蛋白质分子和脂质分子重新排布，细胞膜打开，细胞发生融合）

（3）意义：

主要是用于单克隆抗体的制备（使动物远缘杂交成为可能）

4.单克隆抗体

（1）原理：

B细胞与骨髓瘤细胞融合后，既能大量增殖，又能产生大量的特异性抗体

（2）制备单克隆抗体过程中有两次筛选，其目的是：

①第一次筛选：

用选择性培养基筛选出成功融合的杂交瘤细胞（B细胞、骨髓瘤细胞、自身融合的B细胞、自身融合的骨髓瘤细胞不能增殖）

②第二次筛选：

（在多孔培养基上培养做克隆化培养和抗体阳性检测）选择出能产生特定所需抗体的杂交瘤细胞

杂交瘤细胞除了在体外培养，还可以注射到小鼠腹腔内增殖，从小鼠腹水中提取单克隆抗体

（3）单克隆抗体的优点：

特异性强、灵敏度高、可大量制备

（4）单克隆抗体的应用：

①作为诊断试剂，能高效快速地识别抗原；②用于治疗疾病和运载药物，如制作生物导弹=单克隆抗体+药物（单克隆抗体起导向作用，将药物定向带到癌细胞所在的位置）还可以将无限增殖基因导入浆细胞来生产单克隆抗体（基因工程）

专题3胚胎工程

胚胎工程概念：

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，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养、早期胚胎培养等技术

（一）体内受精和早期胚胎发育

1.精子和卵子的发生

场所：

睾丸的曲细精管

时间：

从初情期开始，到生殖机能衰退

精子的发生细胞核→精子头部的主要部分

变形高尔基体→头部的顶体

中心体→精子的尾

线粒体→尾基部的线粒体鞘

场所：

卵巢

时间：

胎儿时期（性别分化以后）形成初级卵母细胞；排卵从初情期开始

卵子的发生1）卵原细胞→初级卵母细胞（胎儿时期在卵巢中完成）

过程2）MI分裂：

时期--排卵前后；场所：

卵巢或输卵管

3）MII分裂：

时期--精卵结合过程中；场所：

输卵管

注意：

①卵子的形成是不连续的；②排卵：

卵子从卵泡中排出

2.受精（精子和卵子结合形成受精卵的过程）

（1）场所：

输卵管

（2）过程：

精子获能：

在雌性生殖道中发生相应变化后，才能受精

①准备阶段卵子必须发育至MII分裂中期，才能受精

顶体反应：

精子释放顶体酶（由高尔基体分泌）穿越放射冠和透明带

②受精阶段透明带反应：

阻止多精入卵的第一道屏障（精子与卵细胞膜接触的瞬间）

（三个反应，卵细胞膜反应：

阻止多精入卵的第二道屏障（精子入卵后）

两道屏障）雌雄原核形成，配子结合形成受精卵（雌原核略小于雄原核）

注意：

在卵细胞膜和透明带之间观察到两个极体，是判断是否受精的重要标志

受精完成的标志：

雌、雄原核的融合。

受精过程的完成标志着胚胎发育的开始

3.胚胎发育

（1）卵裂期：

①分裂方式：

有丝分裂（在透明带中分裂）；②特点：

细胞数量增多、胚胎总体积略有减小、有机物含量减少、种类增多

（2）桑椹胚：

细胞数目为32个左右；这一阶段前的每一个细胞都具有发育成完整胚胎的潜能

（3）囊胚：

此时期细胞开始分化，形成内细胞团（细胞较大）和滋养层细胞（细胞较小）

①内细胞团：

发育成胎儿的各种组织；滋养层细胞：

发育成胎膜和胎盘（提供营养）

②孵化：

胚胎（囊胚）从透明带中伸展出来囊胚内部还有一个充满液体的囊胚腔

（4）原肠胚：

分化形成外胚层、内胚层（还有中胚层）。

含有囊胚腔和原肠腔

注意：

①细胞分化从囊胚时期开始；②囊胚的内细胞团、桑椹胚及以前的细胞都属于全能细胞

（二）体外受精和早期胚胎培养

1.试管动物：

①生殖方式：

有性生殖；②涉及技术：

体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植

①超数排卵处理法：

用促性腺激素处理后，从输卵管中冲取卵子

卵母细胞②从活体动物卵巢中采集（工具：

超声波探测仪、内窥镜、腹腔镜）

的采集③从屠宰母畜卵巢中采集（从输卵管中冲取得卵子可直接参与受精，

从卵巢中采集的卵母细胞要培养至MII中期）

体外受精精子的采集：

方法有假阴道法、手握法和电刺激法等

精子的获能：

①培养法（在获能液中培养）；②化学诱导法（用一定浓度的肝素

或钙离子载体A23187）

受精：

在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精过程

胚胎早期培养：

①培养液成分：

无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、血清等

②胚胎去向：

胚胎移植或-196。

C液氮中冷冻保存

（三）胚胎工程的应用及前景

1.概念：

将雌性动物体内的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内，使之继续发育形成新个体的技术。

其中提供胚胎的个体叫供体（性状优良），接受胚胎的个体叫受体（同种健康的雌性个体）

2.应用：

胚胎移植是转基因、核移植、或体外受精等技术的最后一道“工序”

3.意义：

充分发挥雌性优良个体繁殖潜力，缩短繁殖周期

①供、受体生殖器官的生理变化相同（同期发情处理），为胚胎提供相同的生理环境

4.生理学②早期胚胎没有与母体子宫建立组织联系，为胚胎收集提供可能

基础③受体对外来胚胎基本不发生免疫排斥反应，为胚胎的存活提供可能

④胚胎能与受体子宫建立正常的生理和组织联系，但其遗传特性不受影响

5.基本程序：

（1）对供、受体的选择和处理：

选择性状优良的个体作为供体，同种健康的雌性个体作为受体；用孕激素对供体和受体进行同期发情处理，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、检冲卵：

从子宫中冲出胚胎

查、培养或保存检查：

发育至桑椹胚或囊胚阶段

胚胎移植或-196。

C液氮中保存

（4）胚胎移植：

不同动物胚胎移植的时间不同，大多数在桑椹胚或囊胚期进行移植

方法：

手术法或非手术法

（5）妊娠检查

6.胚胎移植的实质：

早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转移（胚胎移植实际上是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程），这两种说法都可以。

注意：

①胚胎移植过程中有两次激素处理（孕激素和促性腺激素），两次检查

②冲卵≠冲取卵子前者冲出的是早期胚胎，后者冲出的是卵子（可直接参与受精）

（四）胚胎分割

1.概念：

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.特点：

属于无性繁殖（试管动物属于有性生殖）

3.对象：

发育良好，形态正常的桑椹胚或囊胚

4.主要仪器：

实体显微镜和显微操作仪

5.存在问题：

刚出生的动物体重偏低，毛色和斑纹还存在差异等

注意：

①对囊胚的内细胞团要均等分割。

原因：

以免影响分割后胚胎的恢复和进一步发育

②性别控制（SRY-PCR技术）：

从胚胎的滋养层中提取DNA，用PCR技术扩增（SRY基因片段做引物），再加入SRY基因探针检测，呈阳性则为雄性，否则为雌性

SRY基因：

Y染色体上的性别决定基因

③分割次数不宜过多，最常见是分割产生同卵双胎

（五）胚胎干细胞（简称ES或EK细胞）

1.概念：

从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，属于全能干细胞

2.特点：

①形态上：

体积小、细胞核大、核仁明显；②功能上：

具有发育的全能性

3.胚胎干细胞的培养：

①在饲养层细胞上（输卵管上皮细胞，提供营养），可以只增殖不分化

②在培养液中添加分化诱导因子，可向不同类型的组织细胞分化

4.用途：

①用于治疗人类某些顽症；②用于培育人造器官，解决供体器官不足和器官移植后免疫排斥反应等问题；③研究体外细胞分化的理想材料；④用于对哺乳动物个体发生和发育规律的研究

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：

（食物安全、生物安全、环境安全）

（1）转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、是否侵犯了宗教信仰者或素食者的权益

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、成为入侵的外来物种、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；克隆人是在人为地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）治疗性克隆和生殖性克隆的比较

类型

治疗性克隆

生殖性克隆

目的

治疗人类疾病

用于生育，产生新个体

水平

细胞水平

个体水平

联系

都属于无性繁殖；产生新的组织器官等

（3）“试管婴儿”与“设计试管婴儿”的区别：

后者比前者多了胚胎移植前的遗传学诊断和筛选过程

专题5生态工程

1.生态工程的特点：

与传统工程相比，具有少消耗、多效益、可持续的特点

2.生态经济：

①原则：

循环经济原则；②特点：

将废弃物资源化；③手段：

生态工程

3.生态工程原理：

（1）物质循环再生原理：

将废弃物资源化，实现物质和能量的多级利用

实例：

无废弃物农业、沼气工程

（2）物种多样性原理：

增加物种多样性，可以提高生态系统的抵抗力稳定性

实例：

①单一的樟子松林被毁，是因为生物种类少，缺少松毛虫的天敌

②珊瑚礁区能在养分稀少的深海中，保持很高的生物多样性。

原因：

珊瑚礁区生物种类多，食物链复杂，不同生物占据了不同的生态位，从而充分利用了该地区的资源

（3）协调与平衡原理：

①生物数量不能超过环境容纳量；②所引进的生物要与当地环境相适应

实例：

水葫芦泛滥、西北地区衰败的“杨家将”、过度放牧等违背了协调与平衡原理

（4）整体性原理：

生态工程建设要考虑自然、经济、社会的整体影响

（5）系统学和工程学原理：

a.系统的结构决定功能原理：

通过改变和优化系统结构来改善功能

b.系统整体性原理：

总体功能大于各部分之和的效果，即“1+1>2”

实例：

①桑基鱼塘主要遵循了系统的结构决定功能原理（还遵循了物质循环再生原理、物种多样性原理）；②互利共生的生物能保持高效的生产力是因为遵循了系统整体性原理。

如珊瑚礁中的藻类和珊瑚虫

4.几种常见的生态工程所遵循的原理：

①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

②小流域综合治理生态工程：

整体性原理、协调与平衡原理、系统