植物细胞工程的实际应用：

植物细胞工程的实际应用：植物微型繁殖、作物脱毒、人工种子、单倍体育种、突变体的利用、细胞产物（蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等）的工厂化生产等。
1、微型繁殖
（1）概念：是指用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术。
（2）实质：植物组织培养
（3）原理：植物细胞的全能性
（4）完成植物的微型繁殖技术的生理过程：细胞分裂和细胞分化。
（5）优点：保持亲本的优良性状；可以快速大量培育出新个体，有利于工厂化培育；选材少、培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理。
（6）成功应用举例：优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物等。
2、培育无病毒的植株
（1）原理：生产上许多无性繁殖作物均受到病毒的侵染，从而导致品种的严重退化、减产和降低品质。利用植物分生组织（刚刚产生，病毒很少，甚至无毒）进行培养可以使新长成的植株脱去病毒。
（2）常选用部位：茎尖组织。
（3）操作过程：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
（4）成功应用举例：马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等。
利用微型繁殖和作物脱毒都是离体快繁技术，离体快繁技术的优点：繁殖速度快；幼苗遗传背景均一，重复性好；不受季节和地区限制。
3、制备人工种子
（1）概念：人工种子是指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，经过人工薄膜包装得到的种子。
（2）人工种子的结构：由胚状体、作为保护外壳的人工种皮和提供发育所需营养的人工胚乳三部分构成。
（3）与天然种子相比较，其优越性有：可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖；固定杂种优势；是一种快捷高效的繁殖方式；可人为控制植物的生长发育和抗逆性等。
（4）成功应用举例：芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚状体制备的人工种子。
（5）结构：

4、单倍体育种
单倍体育种：
①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）。
②优点：明显缩短育种年限
5、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）。
6、细胞产物的工厂化生产：
（1）种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
（2）技术：植物组织培养。
（3）工厂化生产人身皂苷的基本流程：
第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度快而且细胞内人身皂苷含量高的细胞株，其中一部分作为种子保存，以备下一次生产用，一部分进行发酵生产。
第二步，将第一步选择到得细胞株在发酵罐中的适合培养液中进行发酵生产。
第三步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人身皂苷。

胚胎工程的应用及前景：

1、胚胎移植
（1）概念：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”。  
（2）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。
（4）胚胎移植的生理学基础：
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。
2、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）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）
（3）理论基础：细胞的全能性。
（4）所用仪器设备：实体显微镜和显微操作仪。
（5）操作过程：选择发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚，移人盛有操作液的培养皿中，然后用分割针或分割刀进行分割。
（6） 意义：加快繁殖速度。
3、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。
知识点拨：

1、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且身体健康有良好的生育能力的品种。
2、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”。
3、胚胎分割要求：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。
4、来自同一胚胎的后代具有相同的遗传物质，属于无性繁殖。
5、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。
6、优势：充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力，从而大大缩短了供体本身的繁殖周期，大大推动了畜牧业的发展。

生态工程的实例与发展前景：

1、生态工程实例

类型	主要原理	重点注意问题
农村综合发展型生态工程	质循环再生原理；整体性原理；物种多样性原理	①核心：沼气工程为中心 ②优点：农、林、牧、副、渔全面发展；开发可更新资源，减少环境污染
小流域综合治理生态工程	整体性原理、协调与平衡原理等	①“综合”表现在同事考虑到生态效益和经济效益 ②不同气候带、不同自然条件和不同经济发展水平的地区，生态工程模式应各具特色
大区域生态系统恢复工程	协调与平衡原理、生物多样性原理等	“三北”防护林工程建设中应注意的问题 ①考虑树种生态适应性问题，种植适宜品种②考虑树种多样性，保证防护林体系稳定性 ③不同地区应根据当地情况采取不同策略
湿地生态恢复工程		①主要措施：退耕还湖 ②主要困难：解决迁出湖区居民的生活和就业问题
矿区废弃地的生态恢复工程	系统学和工程学原理	①种植耐旱的灌木、草和树 ②合理确定载牧量 ③改良表土
城市环境生态工程	协调与平衡原理、整体性原理	①大气污染解决措施：禁止使用有铅汽油 ②水污染：减少或禁止污水排放，进行污水净化

2、“生物圈2号”生态工程实验给人类的启示
(1)认识到人与自然和谐共处的重要性，深化了对自然规律的认识。
(2)人类仍然没有能力完全模拟出自然生态系统。
3、我国生态工程发展前景的分析与展望
(1)西方发达国家生态工程特点：目标是治理环境污染，集中于对破坏的生态系统进行生态恢复，生态工程应用范围小，不太强调经济效益。
(2)我国生态危机：不是单纯的环境污染问题，而是与人口激增、环境与资源破坏、能源短缺等问题结合在一起的并发症。
(3)我国生态工程特点：不但重视对生态环境的保护，更注重与经济、杜会效益的结合，遵循整体、协调、再生、循环的纂本原理，建立适合中国农业和农村特点的生态T程。
(4)我国生态工程不足之处：缺乏定量化模型指导，难以设计出标准化、易操作的生态工程样板。设计缺乏高科技含量，生态系统的调控缺乏及时准确的监测技术支持，缺乏理论性指导等。
知识拓展：

（1）解决问题：在农村实现经济效益、社会效益和生态效益的全面提高。
（2）解决问题：水土流失情况。
（3）解决问题：西北地区的土地荒漠化。
（4）解决问题：湿地的大面积缩小
湿地的功能：具有蓄洪防旱，调节区域气候，控制土壤侵蚀，自然净化污水等。
处理方法：采用工程和生物措施相结合，如废水处理、点源和非点源污染控制、土地处理工程等使湿地得以恢复。
（5）解决问题：由于采矿业所造成的重金属污染
措施：人工制造表土、多层覆盖、特殊隔离、植被恢复等
（6）解决环境污染问题
措施：进行城市规划和合理布局；推广“环境友好技术”和低污染清洁生产工艺；对垃圾进行分类处理，并实现垃圾资源化利用等