輔導(dǎo)教案
基礎(chǔ)鏈接•溫故知新
一、光合作用
1．光合作用的光反應(yīng)在葉綠體的________上進(jìn)行，碳反應(yīng)是一系列的________反應(yīng)，在________進(jìn)行，二氧化碳被還原為糖的過程為________循環(huán)，此循環(huán)所需要的能量自于光反應(yīng)產(chǎn)生的NADPH和________。
2．光合作用速率受溫度、光強(qiáng)度和________濃度的影響。
3．C4植物與C3植物相比，最大的特點(diǎn)是能利用較低濃度的________。
二、蛋白質(zhì)
1．蛋白質(zhì)和核酸共有的化學(xué)元素是________，糖類中只含有C、H、O三種元素。蛋白質(zhì)是由若干________經(jīng)脫水縮合而形成的。
2．蛋白質(zhì)是生物體性狀的______________者。其合成過程可用“中心法則”，表現(xiàn)為：______________________________。
一、1. 類囊體膜 酶促 類囊體基質(zhì) 卡爾 ATP
2．二氧化碳 3.CO2
二、1.C、H、O、N 氨基酸 2.體現(xiàn)
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聚焦科技•掃描知識(shí)
基因工程雖然取得了一定的成就，但科學(xué)是無止境的�？茖W(xué)家正致力于其他領(lǐng)域，如蛋白質(zhì)工程、人類基因組科學(xué)和發(fā)育生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)，相信生物技術(shù)的未是美好的。
一、科學(xué)家在基因工程方面的最新嘗試
1．光合作用(photosynthesis)
能進(jìn)行光合作用的生物不一定有葉綠體，如光合細(xì)菌。
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(1)概念：植物細(xì)胞和某些細(xì)菌利用太陽能將無機(jī)物(CO2和H2O)合成有機(jī)物(C6H12O6)并釋放氧氣(O2)的過程。
(2)意義：是植物重要的生理活動(dòng)，人類直接或間接地依賴于光合作用。
(3)提高光合作用效率的因素
①環(huán)境因素：光照、二氧化碳濃度、礦質(zhì)元素。
②內(nèi)在因素：葉綠體色素、酶等。
其中，通過基因工程可以改變酶的活性提高光合作用的效率。
(4)通過改變酶的活性提高光合作用效率的嘗試
①改良二磷酸核糖羧化酶。使它的反應(yīng)平衡偏向于對(duì)二氧化碳的固定(即提高其羧化酶活性，降低其加氧酶活力)，減少呼吸的浪費(fèi)，增加對(duì)二氧化碳的固定速率，消除或減低光呼吸這一競(jìng)爭(zhēng)性反應(yīng)，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。
②C3植物向C4植物的轉(zhuǎn)化。將二磷酸核糖羧化酶除去或滅活，引入這種基因改造過的葉綠體，同時(shí)增加導(dǎo)致C4固定的酶的活性。即使C3型葉綠體與C4型葉綠體共存于一個(gè)細(xì)胞內(nèi)。
③對(duì)光調(diào)節(jié)基因進(jìn)行改造。光控制著葉綠體的發(fā)育和光合作用的許多基因，改造這些基因可提高光合作用的效率。
2．生物固氮(biological nitrogen fitation)
豆科植物本身不能固氮，而是與其共生的固氮菌具有固氮能力。
(1)概念：通過微生物將分子氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程。
雖然大氣中的氮?dú)夂糠浅６�，但植物不能直接利用分子氮，必須利用含氮化合物，而固氮微生物就能�?shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
(2)對(duì)作物的價(jià)值和意義
氮是生物生長(zhǎng)發(fā)育和光合作用(光合酶、葉綠素成分中都含有氮元素)必需的礦質(zhì)元素；減少化肥的用量，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，增加糧食產(chǎn)量和保護(hù)生態(tài)環(huán)境等。
(3)應(yīng)用基因工程設(shè)計(jì)使非豆科植物具有固氮能力
(4)研究現(xiàn)狀
固氮能力是由許多固氮基因共同控制的，機(jī)理復(fù)雜，因此目前還沒有培育出具有固氮能力的非豆科農(nóng)作物。
3．生物反應(yīng)器(bioreactor)
(1)什么是生物反應(yīng)器：就是用生產(chǎn)蛋白質(zhì)藥物(包括疫苗)的動(dòng)植物。
(2)基因工程構(gòu)建生物反應(yīng)器的程序。
反應(yīng)器的四大優(yōu)點(diǎn)：①產(chǎn)量高，易獲得目標(biāo)產(chǎn)品； ②目標(biāo)產(chǎn)品質(zhì)量好，因?yàn)槿橄俳M織具有一整套全面對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行合成和加工的能力；③產(chǎn)品成本低；④從奶牛中提取產(chǎn)品，操作簡(jiǎn)單。
首先獲得需要生產(chǎn)的蛋白質(zhì)藥物的目的基因，然后選擇合適的運(yùn)載體(多以病毒)并與運(yùn)載體結(jié)合形成重組DNA分子，再將重組DNA分子轉(zhuǎn)入受體生物(動(dòng)物或植物)內(nèi)，從而得到生物反應(yīng)器。
(3)實(shí)例：動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器。
操作大致過程為：獲取目的基因→ 構(gòu)建基因表達(dá)載體→顯微注射導(dǎo)入哺乳動(dòng)物受精卵中→形成胚胎→將胚胎送入母體動(dòng)物→發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物(只有在產(chǎn)下的雌性個(gè)體中，轉(zhuǎn)入的基因才能表達(dá))。
因?yàn)閯?dòng)物所有的體細(xì)胞都是由受精卵發(fā)育成的，故其乳腺細(xì)胞中含有重組基因并進(jìn)行選擇性表達(dá)，產(chǎn)生出抗凝血酶、血清白蛋白、生長(zhǎng)激素等重要的醫(yī)藥產(chǎn)品。
4．蛋白質(zhì)工程(protein engineering)
(1)概念：利用基因工程的技術(shù)，對(duì)天然蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，以便獲得具有理想生物學(xué)功能的蛋白質(zhì)。
蛋白質(zhì)工程可以創(chuàng)造新的、自然界不存在的蛋白質(zhì)分子。
目前，蛋白質(zhì)工程主要是改造現(xiàn)有的蛋白質(zhì)，通過修改蛋白質(zhì)中的氨基酸序列改進(jìn)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象，提高蛋白質(zhì)的活性、穩(wěn)定性和產(chǎn)率。
也可以利用基因工程改造蛋白質(zhì)。如下方法：
預(yù)期蛋白質(zhì)功能→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測(cè)應(yīng)有氨基酸序列→找到對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)。
(2)與基因工程的關(guān)系
蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起的，是第二代基因工程。
基因工程的實(shí)質(zhì)：將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，產(chǎn)生本不能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)，從而產(chǎn)生新性狀。原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)。
蛋白質(zhì)工程的目的：生產(chǎn)符合人們生活需要的并非自然界已存在的蛋白質(zhì)。
二、基因工程的未
基因工程是一種新鮮的事物，也是一把“雙刃劍”，人們對(duì)此會(huì)有不同的看法。只要科學(xué)地、合理地加以利用，相信基因工程一定會(huì)使我們的生活更美好。
綱舉目張•理清結(jié)構(gòu)
基因工程的研究在動(dòng)植物育種、人類疾病防治及生態(tài)保護(hù)方面取得了一定的成就，但科學(xué)家永不放棄研究，又致力于新的嘗試，努力使基因工程為人類提供更大的幫助。
突破難點(diǎn)•化解疑點(diǎn)
1．分析說明基因工程應(yīng)用研究的實(shí)質(zhì)。
探究發(fā)現(xiàn)：將一種生物的基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)，后者可以生產(chǎn)它本不能生產(chǎn)的蛋白質(zhì)，進(jìn)而表現(xiàn)出新的性狀。
基因工程可以發(fā)生在不同植物之間、不同動(dòng)物之間以及微生物與動(dòng)植物之間。目的基因位于微生物體內(nèi)，可以轉(zhuǎn)基因至植物或動(dòng)物體內(nèi)，如植物的抗性基因大多于細(xì)菌或病毒；目的基因位于動(dòng)物體內(nèi)，如動(dòng)物的生長(zhǎng)激素基因、胰島素基因等可轉(zhuǎn)移至細(xì)菌中大量生產(chǎn)；當(dāng)然在植物與植物之間、動(dòng)物與動(dòng)物之間更容易發(fā)生。
不同的生物甚至親緣關(guān)系比較遠(yuǎn)的生物之所以能發(fā)生基因重組，是由于各種生物基因的結(jié)構(gòu)基本相同，在遺傳上共用一套遺傳密碼。
我的發(fā)現(xiàn)
2．蛋白質(zhì)工程與基因工程有何關(guān)系？
探究發(fā)現(xiàn)：簡(jiǎn)單地講，蛋白質(zhì)工程就是根據(jù)蛋白質(zhì)的精細(xì)結(jié)構(gòu)和生物活力的作用機(jī)制之間的關(guān)系，利用基因工程的手段，按照人類自身的需要，定向地改造天然的蛋白質(zhì)，甚至于創(chuàng)造新的、自然界本不存在的、具有優(yōu)良特性的蛋白質(zhì)分子。蛋白質(zhì)工程在誕生之日起就與基因工程密不可分。基因工程是通過基因操作把外基因轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)纳矬w內(nèi)，并在其中進(jìn)行表達(dá)，它的產(chǎn)品還是該基因編碼的天然存在的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)工程則更進(jìn)一步根據(jù)分子設(shè)計(jì)的方案，通過對(duì)天然蛋白質(zhì)的基因進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)其所編碼的蛋白質(zhì)的改造，它的產(chǎn)品已不再是天然的蛋白質(zhì)，而是經(jīng)過改造的，具有了人類所需要的優(yōu)點(diǎn)的蛋白質(zhì)。天然蛋白質(zhì)都是通過漫長(zhǎng)的進(jìn)化過程自然選擇而的，而蛋白質(zhì)工程對(duì)天然蛋白質(zhì)的改造，好比是在實(shí)驗(yàn)室里加快了的進(jìn)化過程，期望能更快、更有效地為人類的需要服務(wù)。
基因工程是遵循中心法則，從DNA→mRNA→蛋白質(zhì)→折疊產(chǎn)生功能，基本上是生產(chǎn)出自然界已有的蛋白質(zhì)。
蛋白質(zhì)工程是直接改造天然蛋白質(zhì)或按照以下思路進(jìn)行：確定蛋白質(zhì)的功能→蛋白質(zhì)應(yīng)有的高級(jí)結(jié)構(gòu)→蛋白質(zhì)應(yīng)具備的折疊狀態(tài)→應(yīng)有的氨基酸序列→應(yīng)有的堿基排列，可以創(chuàng)造自然界不存在的蛋白質(zhì)。
我的發(fā)現(xiàn)
本文來自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaoer/41578.html
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