高考生物选修三复习考点

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高考生物选修三复习考点

‎ 选修3 现代生物科技专题主要知识点 专题1 基因工程 一、基因工程的工具 ‎ 概念:又叫DNA重组技术,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 ‎ 来源:主要从原核生物分离纯化 ‎(“分子手术刀”)‎ ‎ 限制性核酸内切酶(限制酶) 作用:识别双链DNA中某种特定的核苷酸序列,并使特定部位的磷酸二酯键断开 ‎ 结果:产生黏性末端或平末端 E·coliDNA连接酶 ‎ 基 来源:大肠杆菌 DNA连接酶 ‎“分子缝合针”‎ ‎ 本 作用 :只连接黏性末端 ‎ T4 DNA连接酶 ‎ 工 来源:T4 噬菌体 ‎ 具 作用:可连接两种末端 ‎ ‎ 常用载体:质粒 ‎ ‎ 能在受体细胞中复制并稳定保存 ‎ 基因进入受体细胞的载体 必备条件 具有一至多个限制酶切点 ‎ (“分子运输车”) 具有标记基因 ‎ ‎ 其他载体:噬菌体的衍生物、动植物病毒 ‎ 目的基因:主要指编码蛋白质的结构基因 从基文库中获取目的基因 方法 利用PCR技术扩增目的基因 用化学方法直接人工合成 基因组文库 部分基因文库(cDNA文库)‎ 目的基因的获取 ‎ ‎ 二、基因工程的操作程序 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(基因工程的核心)‎ 组成:目的基因 + 启动子 + 终止子 + 标记基因 基因表达载体 的构建(核心)‎ 将目的基因导入植物细胞:农杆菌转化法(双子叶、裸子)、基因枪法、花粉管通道法 将目的基因导入动物细胞:显微注射法 ‎ Ca2+ 含重组DNA 将目的基因导入微生物细胞:受体细胞 ↓ 感受态 分子的缓冲液 感受态细胞吸 ‎ 细胞 收DNA分子 将目 的基 因导 入受 体细 胞 检测转基因生物的染色体DNA是否插入了目的基因(DNA分子杂交法)‎ ‎ ↓‎ 检测目的基因是否转录出了mRNA(分子杂交法)‎ ‎ ↓‎ 检测目的基因是否翻译成蛋白质(抗原—抗体杂交法)‎ 目的基因的 检测与鉴定 抗虫转基因植物—减轻农药对环境的污染 植物基因工程 抗病转基因植物 抗逆转基因植物 利用转基因改良植物的品质 ‎ ‎ 提高动物生长速度 改善畜产品的品质 动物基因工程 用转基因动物生产药物 用转基因动物作器官移植的供体 基因工程药物的生产 三、‎ 基因 工程 应用 把正常基因导入体内,使该基因表达产物发挥作用 基因治疗 体外基因治疗 方法 ‎ 体内基因治疗 ‎ ‎ ‎ ‎ 四、蛋白质工程的崛起 ‎ 基因工程的实质:‎ ‎ 蛋白质工程崛起缘由 基因工程原则上只能生产自然界原有的蛋白质 ‎ 蛋白质工程的目的:生产人类需要的蛋白质 ‎ ‎ ‎ 目标:根据需要对蛋白质的结构进行分子设计 蛋白质工程的基本原理 原理: ‎ ‎ 过程:‎ 蛋白质工程的进展和前景 五、蛋白质工程与基因工程比较 项目 蛋白质工程 基因工程 区别 过程 预期蛋白质功能→设计蛋白质结构→推测氨基酸序列→推测脱氧核苷酸序列→合成DNA→表达出蛋白质 获取目的基因→构建表达载体→导入受体细胞→目的基因的检测与鉴定 实质 定向改造或生产人类所需蛋白质 定向地改造生物的遗传性状,以获得人类所需的生物类型或生物产品(基因的异体表达)‎ 结果 生产自然界没有的蛋白质 生产自然界中已有的蛋白质 联系 蛋白质工程是在基因工程的基础上,延伸出来的第二代基因工程。因为对现有蛋白质的改造或制造新的蛋白质,必须通过基因修饰或基因合成实现 专题2 细胞工程 ‎ 基 理论基础:细胞的全能性 ‎ 本 脱分化 再分化 ‎ 技 植物组织培养:离体的高度 愈伤组织 试管苗 植物体 ‎ 术 常用 分化的组织 一、植物细胞工程 ‎ 技术 过程:植物细胞A 原生质体A ‎ ‎ 植物体细 ↑ 诱导融合 ‎ 胞杂交 酶 杂种 杂种 ‎ ‎ ↓ 细胞 植物体 ‎ 植物细胞B 原生质体B ‎ ‎ 意义 :克服远缘杂交不亲和的障碍 植物繁殖 新途径 ‎ 微型繁殖(作物脱毒、人工种子、单倍体育种的培育过程均有采用微型繁殖的技术)‎ ‎ 作物脱毒(用茎尖、根尖繁殖无毒的幼苗)‎ ‎ 制造人工种子(培育得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽,包上人工种皮 )‎ 单倍体育种 突变体的利用 应用 ‎ ‎ 作物新品种的培育 ‎ ‎ ‎ ‎ 细胞产物的工厂化生产 ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 概念:从动物机体中取出相关的组织,将他分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。‎ ‎ 细胞 细胞贴壁, 遗传物 过程:取材 悬浮液 出现接触抑制 质未变 (10代—50代)‎ ‎ 无菌、无毒的环境(无菌处理、加抗生素、定期更换培养液)‎ 条件 营养──合成培养基+动物血清 ‎ 温度和pH(36.5±‎0.5℃‎,7.2~7.4)‎ ‎ 气体环境:95%空气+5%CO2‎ ‎ 生物制品的生产 应用 转基因动物的培养 ‎ 检测有毒物质 ‎ 医学研究 概念: 体细胞核 核移植 发育 ‎ 去核卵细胞 重组细胞 胚胎 动物体(克隆动物)‎ 过程:去核卵母细胞 电刺激 胚胎移植 生出 ‎ 供 体 细 胞 重组细胞 代孕母体子宫 幼体 ‎ ‎ 畜牧业:加速家畜遗传改良进程,促进优良畜群繁育 ‎ 保护濒危物种,增大存活量 应用前景 医药:生物反应器、移植性克隆 ‎ 科研:胚胎发育及衰老的研究、用作疾病模型 ‎ 存在问题:成功率低、克隆动物的健康问题、克隆动物食品的安全性问题 概念:两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程 原理:生物膜的流动性 方法:聚乙二醇、灭活的病毒、电刺激等 ‎ 突破有性杂交方法的局限,使远缘杂交成为可能 意义 细胞遗传、细胞免疫、肿瘤和生物新品种培育的研究 ‎ 单克隆抗体的制造 制备:‎ ‎ B淋巴细胞 ‎ 杂交瘤细胞 产生特定抗 单克隆抗体 ‎ 骨髓瘤细胞 融合、筛选 体的细胞群 培养、提取 特点:化学性质专一、特异性强、灵敏度高,并可以大量制备 应用:作为诊断试剂、用于治疗疾病和运载药物 ‎ ‎ ‎ ‎ 动 物 细 胞 培 养 二、动物细胞工程 体细胞核移植 动物 细胞 融合 单 克 隆 抗 体 三、植物组织培养与动物细胞培养的比较 植物组织培养 动物细胞培养 原理 细胞的全能性 细胞的增殖 培养基的物理性质 固体 液体(合成培养基)‎ 培养基的成分 水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂、激素等 葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等 过程 结果 培育成新的植株或组织 培育成细胞系或细胞株 培养 目的 ‎①植株快速繁殖 ‎②脱毒植株的培育 ‎③人工种子 ‎④生产药物、杀虫剂等 ‎⑤转基因植物的培育 ‎①蛋白质生物制品的生产②皮肤移植材料的培育 ‎③检测有毒物质 ‎④生理、病理、药理学研究 取材 植物幼嫩的部位或或花药等 动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织 其他 条件 均为无菌操作,需要适宜的温度、pH、O2 等条件 四、植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较 植物体细胞杂交 动物细胞融合 细胞融合原理 细胞膜的流动性、细胞的全能性 细胞的全能性 细胞融合方法 用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁后诱导原生质体融合 用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散后,诱导细胞融合 诱导 手段 离心、电刺激、振动、显微操作、‎ 聚乙二醇等诱导 ‎ 与植物体细胞杂交相比,还可用灭活的病毒诱导 结果 获取杂种植株 获得杂种细胞,以生产细胞产品 用途 克服远缘杂交不亲和的障碍,扩展杂交亲本范围,培育新品种 制备单克隆抗体、病毒疫苗、干扰素等 五、生物技术与育种 技术 原理 优点 缺点 诱变 育种 基因突变 提高生物便宜的频率,使后代变异性状较快稳定;可大幅度改良某些性状,缩短育种进程 盲目性大,需大量处理供试材料 杂交 育种 基因重组 使位于不同个体的优良性状集中于一个个体 周期长,难以克服远缘杂交不亲和的障碍 单倍体 育种 染色体变异 获得个体均为纯种,明显缩短育种年限 技术复杂,须与杂交育种配合、且需细胞工程参与 多倍体 育种 染色体变异 器官大,提高产量和营养成分 适用于植物,动物方面难以展开 基因工 程育种 分子遗传学原理 打破物种界限,定向地改造生物遗传性状 技术要求高 细胞工 程育种 细胞生物学和分子生物学原理、基因突变 植物体细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和的障碍,扩大了用于杂交的亲本范围;定向改造生物遗传性状 远缘杂种不能按人们的需要表现出亲代的优良性状 专题3 胚胎工程 ‎ 时间: 初情期以后 ‎ 场所: 睾丸曲细精管 二者重要区别:哺乳动物卵泡内 ‎ 体 精子的发生 过程:三个阶段 的形成和在卵巢内的储备是在出生 ‎ 受 前完成的,而精子是从初情期开始的 ‎ 和 时间:性别分化以后 ‎ ‎ 早 卵子的发生 场所:卵巢输卵管 ‎ ‎ 期 过程 ‎ 胚 受精前的准备阶段 准备阶段1:精子获(得受精)能(力)‎ ‎ 胎 受精 准备阶段2:卵子的准备 ‎ 发 受精阶段:顶体反应、透明带反应、卵黄膜封闭作用 ‎ 育 胚胎发育:受精卵→卵裂→桑椹胚(32个、全能性)→囊胚→原肠胚 一、‎ 胚 胎 工程 ‎ 试管动物技术:是指通过人工操作使卵子和精子在体外条件下成熟和受精,并通过培养发 育为早期胚胎后,再经移植产生后代的技术 ‎ ①促性腺激素处理 ‎ 卵母细胞的采集和培养 ‎ ②超声波探测仪、内窥镜等 ‎ ①假阴道法 ‎ 体外 采集 ②手握法 ‎ 体 受精 精子的采集和获能 ③电刺激法 ‎ 外 ‎ ‎ 受 获能 ①培养法 ‎ 精 ②化学法 ‎ 和 受精:获能的精子和培养成熟的卵子发生作用 ‎ 早 ‎ ‎ 期 培养液成分:无机盐、有机盐、维生素、激素、‎ ‎ 胚 早期胚 氨基酸、核苷酸、血清等 ‎ 胎 胎培养 不同动物胚胎移植时间不同 ‎ 培 定义 ‎ 养 现状和意义 ‎ 胚胎移植 生理学基础:与供体、受体的生理状况有关 ‎ 胚胎工程的 基本程序 ‎ 应用及前景 定义 ‎ 胚胎分割 ‎ 设备:实体显微镜和显微操作仪 ‎ 定义:由早期胚胎或原始性腺分离出来的一类细胞。‎ ‎ 胚胎干细胞 应用 ‎ ‎ 二、精子、卵子的发生 两者都是在生殖器官内,经过减数分裂而形成的。关于两者的区别应注意以下几点:‎ ‎(1)卵泡的形成和卵巢内的储备,是在出生前完成的,这是两者在发生上的重要区别,但不是唯一区别。‎ ‎(2)精子的发生中减数分裂的两次分裂是连续的,在曲细精管内进行的,场所是唯一的。卵子发生减数分裂的两次分裂是不连续的,第一次是在卵巢内完成,形成的次级精母细胞和第一极体进入输卵管,与精子的结合过程中完成第二次减数分裂。因此,场所在卵巢和输卵管两处,也不是唯一的。‎ ‎(3)减数分裂中细胞质的分配、形成成熟性生殖细胞的数目、是否需要变形,都是两者在发生上的区别。‎ 现将二者的发生比较如下:‎ 项目 精子发生 卵子发生 区 别 场所 睾丸的曲细精管(场所惟一)‎ 卵巢(MI)、输卵管(MII)‎ ‎(场所不惟一)‎ 时间 初情期后 性别分化后开始,卵泡(含次级卵母细胞和第一极体的形成)的形成和在卵巢内的储备,是在出生前(胎儿时期)完成的,减II是在精子和卵子的结合过程中(即受精过程中)完成的 过程特点 ‎①MI和MII是连续的,需要变形 ‎②细胞质均等分配 ‎①MI和MII是不连续的,不需要变形 ‎②细胞质不均等分配 结果 形成4个精子 形成一个卵细胞和3个极体 相同点 ① 原始生殖细胞的增殖为有丝分裂 ② 生殖细胞的成熟为减数分裂 ③ 成熟过程均经一次复制和两次分裂,子细胞中染色体数目减半 三、受精作用 ‎①成熟的精子并不代表具有受精的能力,必须获能后才具备受精能力,刚刚排出的精子,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,这一现象称为精子获能。‎ ‎②排出的卵子并未成熟且成熟程度因动物种类不同而异,但只有达到减II中期时,才具备与精子受精的能力。‎ ‎③对于受精阶段的理解,要先弄清卵母细胞的层层基本结构,才能掌握精子穿行的路线和发生的反应。‎ ‎④对于受精的标志和受精完成的标志应该区分开,受精的标志是第二极体的形成,受精完成的标志是雌雄原核融合成合子。雌雄原核不能理解成卵子、精子原来的细胞核,而是在原来细胞核的基础上形成的新核,原核膜已破裂。‎ ‎⑤受精卵中的遗传物质中,核遗传物质一半来自精子(父方),一半来自卵子(母方),‎ 质遗传物质几乎全来自卵子。‎ 四、受精与胚胎的早期培养 精子和卵子受精后,应将受精卵放入发育培养液中继续培养。‎ ‎(1)发育培养液 ‎①用途:精子和卵子在体外受精后,用于受精卵的继续培养。‎ ‎②成分:水、无机盐、有机盐、维生素、激素、氨基酸、核苷酸、动物血清等。‎ ‎(2)过程(以牛为例)‎ 大致为:体外受精→良种牛早期胚胎→胚胎移植→健康受体牛→良种犊牛→成熟期牛 五、胚胎移植 ‎(1)实质:是早期胚胎在相同生理环境条件下空间位置的转换,而胚胎本身的遗传物质并不发生改变,因此各种性状能保持其原来的优良特性。这是胚胎工程的最后一道“工序”。‎ ‎(2)基本程序 下面以牛胚胎移植为例,移植的基本程序如下:‎ ‎ ‎ ‎(3)胚胎移植成功与否的两个条件 一是胚胎移植一般应在同种的雌性供体和受体之间进行。这是因为,同种动物之间的生理特征相近,进行胚胎移植易于成功。在这里同“种”是指同“物种”。例如:加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植给我国黄牛,生出了荷斯坦奶牛。‎ 二是进行胚胎移植的供体和受体的生理状态要相同。‎ 六、胚胎干细胞 ‎(1)胚胎干细胞,简称ES细胞或EK细胞,是由早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞,具有胚胎细胞的特性。‎ 它能长期维持未分化状态,又有全能分化的潜能和无限增殖的能力,在体外培养时仍能维持正常和稳定的染色体组型,在特定的环境诱导下,能分化成各类细胞系。因此 ,它是唯一不死的全能或多能细胞,并能够无限分化,它能制造机体需要的全部细胞。‎ ‎(2)应用前景 ES细胞的分离和培养成功是胚胎工程中的重大成就之一,在基础生物学、畜牧学和医学上都具有十分重要的应用价值。‎ ‎①ES细胞可用于治疗人类的某些顽症 ‎ 利用ES细胞可以被诱导分化成新的组织细胞的特性,移植ES细胞可以使坏死或退化的部位得以修复并恢复正常功能。‎ ‎ ②培育成组织器官,用于器官移植。‎ ‎ ③对ES细胞的培养和诱导,为揭示细胞分化和细胞凋亡的机理提供了有效手段。‎ ‎ ④ES细胞可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 基因工程药物 转基因家畜、家禽优良品种的培育 生物反应器──生产细胞产品 转基因抗性作物的培育等 转基因成果 转基因生物的安全性 对转基 因生物 安全性 的争论 食物安全:毒性蛋白、过敏源、营养成分改变 生物安全:对生物多样性的影响 环境安全:对生态系统稳定性的影响 一、‎ 生物 技术 的安 全性 及伦 理问 题 正确地社会舆论导向 社会的监督 法制的制度 理性看待转基因技术 克隆人 设计试管婴儿 基因歧视 生物技术的伦理问题 病菌 病毒 生化毒剂 经基因重组的致病菌 生物武器的种类 ‎ ‎ 禁止生 物武器 生物武器尤其是转基因武器对人类的威胁 禁止生物武器公约及中国政府的态度 二、安全性问题 ‎①食物安全方向:可能合成出毒蛋白,出现新的过敏源,改变食物的营养成分。‎ ‎②生物安全方面:有可能造成“基因污染”,危害生物的多样性。‎ ‎③环境安全方面:有可能打破物种界限,改变生态系统的能量流动和物质循环;造成二次污染或产生危害动、植物和人类的生物或产物。‎ 三、采取了哪些监控和预防措施来保护转基因食品的安全性? ‎ ‎(1)立法是监控农业转基因生物安全的有力措施。‎ ‎(2)多环节监控、转基因农作物研究、从实验室走向大田试验及产品商品化都有相应法规或进行严格监控,只有每一步阶段试验获得认可证书后,才可进行下一阶段。‎ ‎(3)安全评价内容具体而严格。‎ 四、理性看待转基因技术 ‎(1)首先认识到转基因技术的应用前景是非常广阔的,以基因工程为代表的一大批生物技术成果,进入了人类的生产和生活,特别是在医药和农业生产上发挥了极大的作用。‎ ‎(2)要正视转基因技术带来的安全性问题,切实认识到个别有害转基因生物的危害性,要趋利避害。‎ ‎(3)完善相应的法令法规,利用法制手段确保转基因生物的安全性。‎ ‎(4)增强科学家的法制意识,提高科学家的研究道德水平。‎ 五、如何看待克隆人?‎ 伦理学家认为违反了人类伦理道德,是克隆技术的滥用,克隆人对现有的婚姻、家庭和两性关系等传统的伦理道德观念具有冲击作用,克隆人是在人为制造在心理上和社会地位上都不健全的人;生物学家认为克隆技术尚不成熟,实际上正常个体少;坚持做克隆技术的科学家认为,克隆技术可以通过胚胎分级、基因诊断和染色体检查等手段解决。‎ 六、何谓“设计试管婴儿”?‎ 所谓设计试管婴儿,是在试管婴儿培育的技术上,在早期胚胎移入母体子宫之前,对胚胎进行的遗传学诊断,如诊断血型、诊断性别、诊断HLA的类型等等,有选择性地把胚胎植入母体子宫,以达到生出所需类型婴儿的一种技术手段。 ‎ 七、基因身份证及对基因身份证的看法 ‎(1)基因身份证:把治病基因和易感基因都检测出来,记录在磁卡上,做一张身份证,称基因身份证。‎ ‎(2)对基因身份证的看法。‎ ‎①对个人所有基因进行检测是不现实的,因为还有很多基因尚未确定。即便是进行少数基因的检测,也并不是每个人都必须的,往往是在遗传病家庭族史的个人或某类疾病的高危个人间进行。‎ ‎②有致病基因未必就一定会患病。很多病是由遗传因素和环境共同决定的,有个别病,基因检测相当困难,往往检测所表达的蛋白质正常,而他可能携带了致病基因。‎ ‎③基因检测给受试者造成的心理负担或压力必须考虑。‎ 八、生物武器的威胁 生物武器对人类的威胁:生物武器可能像一阵烟雾或像一包粉末,也可能是一群老鼠或苍蝇。病原体通过空气、食物,甚至皮肤等渠道侵入人、畜体内,迅速或缓慢致死,也可大规模毁伤农作物。生物武器与其他武器的区别是拥有生命力,能够在宿主体内繁殖,并随宿主移动散布到不同地方。‎ 专题5 生态工程 一、知识网络 生态工程建设目的:遵循自然界 的规律,充分发挥资源的生产潜力,防止 ,达 到 和 的同步发展。(少消耗、多效益、 )‎ 生态经济:主要是通过实行“ ”原则,使一个系统产生出的污染物,能够成为本系统或者另一个 系统的 ,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是 。‎ ‎ 1) 原理:物质能在生态系统中循环往复, ‎ ‎ 2) 原理:物种繁多复杂的生态系统具有较高的 ‎ 生态工程原理 3) 原理:生态系统的生物数量不能超过 (环境容纳量)的限度 ‎ 4) 原理:生态系统建设要考虑自然、 、 的整体影响 ‎ 5) 原理 系统的结构决定 原理:要通过改善和优化系统结构改善功能 系统整体性原理:系统各组分间要有适当的 ,使得能量、‎ 物质、信息等的转换和流通顺利完成,并实现总 体功能大于各部分 的效果,即“1+1>‎‎2”‎ 答案:‎ 物质循环 环境污染 经济效益 生态效益 可持续 循环经济 生产原料 生态工程 物质循环再生 分层分级利用 物种多样性 抵抗力稳定性 协调与平衡 环境承载力 整体性 经济 社会 系统学和工程学 功能 比例关系 之和 二、分析桑基鱼塘的物质和能量流动途径。‎ 桑基鱼塘系统中物质和能量的流动是相互联系的,能量的流动包含在物质的循环利用过程中,随着食物链的延伸逐级递减。能量的多级利用和物质的循环利用:桑叶喂蚕,蚕产蚕丝;桑树的凋落物和蚕粪落到鱼塘中,作为鱼饲料,经过鱼塘内的食物链过程,可促进鱼生长;甘蔗可榨糖,糖渣喂猪,猪的排泄物进入鱼塘;鱼的排泄物及其他未被利用的有机物和底泥经微生物的分解,又可作为桑和甘蔗的有机肥料。桑基鱼塘巧妙地利用了很难利用的大片低湿地,发展了多种经营,为农民创造了多种收入的门路,完全符合“无废弃农业”的要求。‎ 三、导致1998年长江洪水泛滥的主要原因是什么?‎ 根本原因:长江上游乱砍滥伐森林,水源涵养和水土保持功能急剧降低,造成大量泥沙淤积河道;中游围湖造田、乱占河道,造成具有蓄洪作用的湖泊面积急剧减少。直接原因:1998年度的罕见降雨。但这也与全球温室气体排放量增加而导致的温度升高、气候异常有关。解决长江洪水泛滥的措施有:我国政府提出的“积极营造长江中上游水源涵养林和水土保持林”计划,即以生物措施为主,结合工程措施,提高森林覆盖率;“退耕还湖”和改革不合理耕作方式等。在进行生态工程建设时,要考虑到怎样解决农村(尤其是湖区或山区的迁出人员)的能源来源问题以及如何提高农民的经济收入。‎ 四、何谓“石油农业”?“石油农业”的生产模式应当怎样改进?‎ ‎“石油农业”大量使用化肥、农药和机械的生产方式,因对石油等能源有高度的依赖性而得名。它把农业生产这一复杂的生物过程,变成了简单的机械过程和化学过程。由于其投入高,产出也高,对粮食安全保障和提高人民生活水平起到了巨大的作用,但同时它所产生的废弃物和有害物质的数量也很庞大,大大削弱了农业生态系统的稳定性和持续生产力,并造成日益严重的农产品污染和环境污染等问题。“石油农业”的生产模式在不同的国家有不同的改进措施。例如,在我国,人多地少,应该大力发展生态农业。实施的具体措施包括:可以根据田间作物的需要适量施用高效、低毒、低残留的农药,多施有机肥,提高作物对水、肥等资源的利用效率,对作物秸秆和畜禽粪便进行再利用,实现物质的多级利用,等等。一方面要不断提高土地的产出水平;另一方面要减少农业活动对环境的污染,促进社会的可持续发展。‎ 五、如何理解“污染物是放错地方的资源”?‎ 对环境造成危害的污染物,采用一定的措施和技术,就能够进行回收和循环利用,这样不但能够减少环境污染,而且提高了资源的利用效率,减少了资源的浪费。例如,对废污水中的重金属或氮、磷等养分就可以进行回收再利用。因此说污染物是放错了地方没有被利用的资源。‎ 六、为什么我国要大力发展沼气工程?‎ ‎21世纪是实现我国农业现代化的关键历史阶段,现代化的农业应该是高效的生态农业。沼气工程把农业生产、农村经济发展和生态环境保护、资源高效利用融为一体,不仅较好地解决了农村的能源来源问题,而且实现了废弃物的再循环利用和资源化,创造了新的生态产业,如沼气设施的建设和维护,促进了以农牧结合为中心的多种经营,从而为农村剩余劳动力提供了就业机会,促进了农村的综合发展。目前沼气工程存在的问题有:北方地区沼气产气在冬天不稳定,需要加热;沼气的一次性投资较大,相当部分的农民财力有困难;对沼气的研究较薄弱,例如,对发酵过程中有关微生物及一些酶的研究。应当加强这方面的研究,以促进沼气工程的推广。‎
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