基因工程、细胞工程、胚胎工程和生态工程技术飞速发展，在生产中获得了越来越广泛的应用。请回答下列相关方面的问题：
（1）胰岛素是治疗糖尿病的有效药，天然胰岛素注射后会堆积在皮下，需较长时间才能进入血液，科学家利用__________________技术对胰岛素进行改造使其成为速效药，提高了胰岛素的治疗效果；人类遗传病是很难用一般药物进行治疗的，治疗遗传病的最有效的手段是__________________。
（2）植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的________________，还可以髙效快速实现种苗的大量繁殖，选取植物____________（部位）进行组织培养可获得脱毒植株，实现作物增产。
（3）哺乳动物的受精过程中，精子顶体内的顶体酶能协助精子穿过卵细胞的________________________________________最终进入卵细胞内完成受精作用，防止多精子入卵受精的两道屏障是____________________________。
（4）桑基鱼塘生态系统能充分利用废弃物中的能量，形成“无废弃物农业”，这主要遵循了生态工程__________________的原理；我国西北土地沙化严重，其中一个重要原因是过度放牧，导致草场退化，这主要违背了生态工程中的____________________的原理。