小學(xué)教案比的應(yīng)用

胚胎工程的應(yīng)用及前景教案。

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人教版高中生物選修三3.3胚胎工程的應(yīng)用及前景學(xué)案

作為優(yōu)秀的教學(xué)工作者，在教學(xué)時(shí)能夠胸有成竹，作為高中教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動(dòng)起來，幫助高中教師更好的完成實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的高中教案呢？下面是小編為大家整理的“人教版高中生物選修三3.3胚胎工程的應(yīng)用及前景學(xué)案”，歡迎閱讀，希望您能夠喜歡并分享！

3.3　胚胎工程的應(yīng)用及前景

1.舉例說出胚胎移植和胚胎分割。
2.認(rèn)同胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用。
3.關(guān)注胚胎工程的研究進(jìn)展和應(yīng)用價(jià)值。

一、胚胎移植
1.胚胎移植概念
(1)對(duì)象：雌性動(dòng)物體內(nèi)的或通過及其他方式得到的胚胎。
(2)移植條件：同種、相同的其他雌性動(dòng)物體內(nèi)。
(3)供體：在胚胎移植中的個(gè)體。
(4)受體：在胚胎移植中的個(gè)體。
(5)本質(zhì)：生產(chǎn)胚胎的和孕育胚胎的共同繁殖后代的過程。
(6)地位：是胚胎工程的一道“工序”。
2．胚胎移植的意義
(1)充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的。
(2)了供體本身的繁殖周期。
(3)對(duì)供體施行處理后，增加后代數(shù)量。
3．胚胎移植的生理學(xué)基礎(chǔ)及相應(yīng)意義
生理學(xué)基礎(chǔ)意義
同種動(dòng)物的供、受體生殖器官的是相同的為供體的胚胎移入受體提供了相同的
早期胚胎形成后，在一定時(shí)間內(nèi)不會(huì)與建立組織上的聯(lián)系，而是處于游離狀態(tài)為胚胎的收集提供了可能
受體對(duì)外來胚胎基本上不發(fā)生為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能
供體胚胎可與受體子宮建立正常的聯(lián)系，但其不受任何影響為移植后胚胎繼續(xù)發(fā)育提供了營(yíng)養(yǎng)等方面的保障
4.胚胎移植的基本程序和方法
(1)程序：供、受體的選擇和―→配種或人工授精―→胚胎的、檢查、培養(yǎng)或保存―→胚胎及檢查。
(2)胚胎移植的方法有：手術(shù)法和。
二、胚胎分割
1.方法：采用切割早期胚胎。
2．應(yīng)用：通過此技術(shù)可提高利用率。
3．主要儀器設(shè)備：實(shí)體顯微鏡和。
4．選用的胚胎：應(yīng)選擇發(fā)育良好、形態(tài)正常的或。
5．分割：在對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，需要將均等分割。
三、胚胎干細(xì)胞
1.哺乳動(dòng)物的胚胎干細(xì)胞(embryonicstemcell)簡(jiǎn)稱ES或EK細(xì)胞，是由或中分離出來的一類細(xì)胞。
2．特點(diǎn)
(1)在形態(tài)上表現(xiàn)為：、、核仁明顯。
(2)在功能上：具有發(fā)育的。
(3)在體外培養(yǎng)條件下，可以增殖，而不，因此，可以對(duì)它進(jìn)行冷凍保存，也可以進(jìn)行遺傳改造。
3．主要用途
(1)可以用于治療。
(2)可以培育出。
(3)可以揭示和細(xì)胞凋亡的機(jī)理。
(4)可以用于哺乳動(dòng)物的個(gè)體發(fā)生和的研究。
思考交流
1．在胚胎移植操作中，怎樣才能使胚胎在移植前后所處的生理環(huán)境保持一致？

2．現(xiàn)代畜牧業(yè)中可以通過胚胎工程人工創(chuàng)造雙胞胎或多胞胎，它們的運(yùn)用有何意義？

正誤判斷
1．胚胎移植可以使用發(fā)育到任何時(shí)期的胚胎。()
2．受體對(duì)外來的胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)。()
3．胚胎移植可以充分發(fā)揮雌性優(yōu)良個(gè)體的繁殖潛力。()
4．胚胎分割時(shí)最好選用發(fā)育良好、形態(tài)正常的桑椹胚或囊胚。()
5．胚胎分割時(shí)，份數(shù)越多，得到的后代就越多。()
6．胚胎干細(xì)胞可以來源于早期胚胎，也可以來源于成熟個(gè)體。()

1.胚胎移植時(shí)對(duì)供體和受體分別有哪些要求？胚胎移植的實(shí)質(zhì)是什么？何謂同期發(fā)情？

例1將雌性動(dòng)物的早期胚胎，或者通過體外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同種的、生理狀態(tài)相同的其他雌性動(dòng)物的體內(nèi)。以下說法不正確的是()
A．這里說的同“種”是指同一“物種”
B．加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植給我國(guó)黃牛，生出荷斯坦奶牛，說明移植成功
C．同種動(dòng)物之間的生理特征相近，進(jìn)行胚胎移植易于成功
D．哺乳動(dòng)物發(fā)情排卵后，不管是否妊娠，同種動(dòng)物生殖器官的生理變化都是一樣的
　D
2.胚胎分割的理論基礎(chǔ)和物質(zhì)基礎(chǔ)分別是什么？

例2現(xiàn)代生物科技對(duì)人類生活、生產(chǎn)和社會(huì)發(fā)展的影響越來越大。下圖為通過體外受精和胚胎分割移植培育優(yōu)質(zhì)奶牛的過程，請(qǐng)回答下列問題。
(1)A細(xì)胞是____________，在進(jìn)行體外受精前要對(duì)精子進(jìn)行________處理。進(jìn)行胚胎分割時(shí)，應(yīng)選擇發(fā)育到______________時(shí)期的胚胎進(jìn)行操作。在對(duì)囊胚階段的胚胎進(jìn)行分割時(shí)，應(yīng)注意_______________
________________________________________________________________________。
(2)通過同一胚胎的分割移植培育出的小牛的性別________________。
(3)通過體細(xì)胞克隆技術(shù)培育的小牛，其性別取決于______________，該生殖方式屬于____________。
　(1)(次級(jí))卵母細(xì)胞　獲能　桑椹胚或囊胚　胚胎分割要將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割，以免影響胚胎的恢復(fù)和進(jìn)一步的發(fā)育(2)相同(3)供核的親本　無性繁殖
3.干細(xì)胞主要有哪些類型？各有什么特點(diǎn)？
例3下列有關(guān)干細(xì)胞的敘述，錯(cuò)誤的是()
A．自體干細(xì)胞移植通常不會(huì)引起免疫排斥反應(yīng)
B．胚胎干細(xì)胞在體外培養(yǎng)能增值但不能被誘導(dǎo)分化
C．組織的細(xì)胞更新包括細(xì)胞凋亡和干細(xì)胞增殖、分化等過程
D．造血干細(xì)胞具有分化出多種血細(xì)胞的能力，可用于治白血病
　B

課堂達(dá)標(biāo)
1．胚胎移植主要包括以下步驟，正確的順序是()
①配種或進(jìn)行人工授精?、跈z查　③對(duì)胚胎進(jìn)行移植
④移植后的檢查?、輰?duì)供、受體的選擇和處理　⑥對(duì)胚胎的收集　⑦培養(yǎng)或保存
A．⑤①⑥②⑦③④B．①⑤⑥②⑦③④
C．⑤①⑥⑦②③④D．①⑤⑥⑦②③④
2．下列為胚胎在受體內(nèi)的存活提供了可能的是()
A．同種動(dòng)物的供體、受體生殖器官的生理變化在排卵后是相同的
B．早期胚胎在母體子宮內(nèi)處于游離狀態(tài)
C．供體胚胎可與受體子宮建立正常生理和組織上的聯(lián)系
D．受體對(duì)移入子宮的外來胚胎基本上不發(fā)生免疫排斥反應(yīng)
3．下列過程在胚胎移植中沒有必要進(jìn)行的是()
A．對(duì)供體、受體要進(jìn)行選擇
B．要用激素對(duì)供體進(jìn)行超數(shù)排卵處理
C．供體和受體要進(jìn)行免疫檢查，防止發(fā)生免疫排斥反應(yīng)
D．胚胎移植常采用手術(shù)法和非手術(shù)法兩種方法
4．胚胎移植過程中，對(duì)選擇的供、受體母牛用激素進(jìn)行同期發(fā)情處理的原因是()
A．防止受體牛不愿意接受胚胎
B．只有受體與供體的生理狀態(tài)相同，被移植的胚胎才能繼續(xù)正常發(fā)育
C．有效地避免受體母畜對(duì)外來胚胎的免疫排斥反應(yīng)
D．提高卵子和精子受精能力
5．下列對(duì)“人類胚胎干細(xì)胞”這一概念的理解，正確的一項(xiàng)是()
A．人類胚胎干細(xì)胞是人類胚胎發(fā)育早期囊胚外表的扁平細(xì)胞和囊胚腔內(nèi)側(cè)的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)
B．人類胚胎干細(xì)胞就是人類胚胎發(fā)育早期囊胚腔內(nèi)側(cè)的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)
C．人類胚胎干細(xì)胞是人類囊胚中可發(fā)育成胎盤、肝、肺、骨骼、皮膚等的全能性細(xì)胞
D．人類胚胎干細(xì)胞體積較小、細(xì)胞核小、核仁明顯
6．牛胚胎移植的基本程序如下圖，請(qǐng)據(jù)圖回答問題。
(1)胚胎移植對(duì)甲、乙、丙牛的要求分別是__________、__________和__________。
(2)過程①②③分別是____________、________和________。
(3)欲得到更多的后代牛丁，可將收集得到的胚胎進(jìn)行________。
(4)過程②常用________和________方法進(jìn)行。
課外強(qiáng)化
1．華南虎是國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物，可采用試管動(dòng)物技術(shù)進(jìn)行人工繁殖，該技術(shù)包括的環(huán)節(jié)有()
①轉(zhuǎn)基因?、诤艘浦病、垠w外受精　④體細(xì)胞克?、菖咛ヒ浦?br> A．①③B．①④　C．②⑤D．③⑤
2．下列關(guān)于胚胎分割技術(shù)的敘述，錯(cuò)誤的是()
A．胚胎分割操作在動(dòng)物的子宮內(nèi)進(jìn)行
B．用分割針或分割刀片對(duì)早期胚胎進(jìn)行分割
C．分割后必須移植到受體子宮內(nèi)進(jìn)一步完成胚胎發(fā)育
D．對(duì)囊胚進(jìn)行分割時(shí)要注意將內(nèi)細(xì)胞團(tuán)均等分割
3．利用胚胎干細(xì)胞治療肝衰竭，能實(shí)現(xiàn)此過程的最重要的原因是()
A．細(xì)胞分裂B．細(xì)胞特化C．細(xì)胞分化D．細(xì)胞增殖
4．胚胎移植是生產(chǎn)胚胎的供體和孕育胚胎的受體共同繁殖后代的過程。下圖為牛胚胎移植示意圖，據(jù)圖分析下列敘述正確的是()
A．同期發(fā)情處理與過程a使用的是同一種激素
B．過程b的生理基礎(chǔ)是供體與受體生理環(huán)境相同
C．過程c有手術(shù)法和非手術(shù)法兩種方法
D．供體母牛、供體公牛和受體母牛均要求遺傳性能優(yōu)秀
5．表現(xiàn)型不同的母牛生出基因型相同的小牛，產(chǎn)生這一結(jié)果最可能的原因是()
A．試管動(dòng)物培養(yǎng)B．胚胎移植C．胚胎分割移植D．受精卵移植
6．通過胚胎移植技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)良種牛的快速繁殖。下列相關(guān)敘述正確的是()
A．對(duì)供體和受體母牛都要進(jìn)行相同激素處理B．受精和胚胎的早期培養(yǎng)都需要在體外進(jìn)行
C．對(duì)沖卵獲得的原腸胚檢查合格后方可移植D．胚胎分割移植實(shí)現(xiàn)同卵多胎的成功率較低
7．下圖是“萬能細(xì)胞”的誕生過程，圖中OCT4、SOX2、NANOG和LIN28是在胚胎干細(xì)胞中能高度表達(dá)并決定其“全能性”的四個(gè)基因，將改造后的“萬能細(xì)胞”植入小鼠身體，植入的細(xì)胞長(zhǎng)成了“腫瘤”，“腫瘤”中出現(xiàn)了神經(jīng)、骨骼、肌肉等多種類型的細(xì)胞。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：
(1)胚胎干細(xì)胞又稱ES細(xì)胞，是從________________中分離出來的一類細(xì)胞，如果胚胎發(fā)育到了囊胚期，這時(shí)的________細(xì)胞就是ES細(xì)胞。
(2)胚胎干細(xì)胞在功能上具有發(fā)育的____________________________。
(3)圖中反轉(zhuǎn)錄病毒的作用是_____________________，過程③利用了反轉(zhuǎn)錄病毒的________特性。
(4)“萬能細(xì)胞”經(jīng)體外誘導(dǎo)分化，可以培育出人造組織器官，這樣培育的特殊細(xì)胞或器官移回病人體內(nèi)與異體器官移植相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是_________________________________________。
(5)請(qǐng)說出一種胚胎干細(xì)胞的應(yīng)用：______________________________________________。

胚胎工程

生態(tài)工程的前景

一名優(yōu)秀的教師在每次教學(xué)前有自己的事先計(jì)劃，高中教師要準(zhǔn)備好教案，這是高中教師的任務(wù)之一。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng)，幫助高中教師緩解教學(xué)的壓力，提高教學(xué)質(zhì)量。你知道怎么寫具體的高中教案內(nèi)容嗎？下面是小編幫大家編輯的《生態(tài)工程的前景》，供您參考，希望能夠幫助到大家。

輔導(dǎo)教案
基礎(chǔ)鏈接溫故知新
1．生態(tài)系統(tǒng)由生物群落和______________構(gòu)成，______________是生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)，它們是生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的通道。
2．________________是生態(tài)系統(tǒng)的基本功能，生態(tài)系統(tǒng)具有________能力，主要通過________調(diào)節(jié)使生態(tài)系統(tǒng)趨向穩(wěn)態(tài)。
3．________是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)。人類面臨的三大全球生態(tài)問題是__________________。
1．非生物環(huán)境　食物鏈和食物網(wǎng)
2.能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)　自我調(diào)節(jié)　反饋
3．生物圈　人口、環(huán)境和資源
聚焦科技掃描知識(shí)
現(xiàn)代生態(tài)工程經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)有了一定的理論和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并向人們展示了美好的前景。
一、生態(tài)工程的研究對(duì)象擴(kuò)展為“社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)”
1．研究對(duì)象：“社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)”
(1)三個(gè)子系統(tǒng)：社會(huì)系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和自然系統(tǒng)。
(2)關(guān)系：相互聯(lián)系、相互制約、互為因果的異質(zhì)性(不同性質(zhì))多系統(tǒng)體系。
研究此復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的整體，而不是某個(gè)組成部分或某種生物或某種無機(jī)成分，也不能只偏向一面而忽略另一面，應(yīng)綜合考慮它們的地位和總體效應(yīng)。
自然—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)復(fù)合系統(tǒng)
(3)與自然生態(tài)系統(tǒng)相比的特點(diǎn)：更高一個(gè)層次的生態(tài)系統(tǒng)。
2．基本原理
以整體觀為指導(dǎo)，在系統(tǒng)水平上進(jìn)行研究，以整體調(diào)控為處理手段。
要正確處理好當(dāng)前利益與長(zhǎng)遠(yuǎn)利益、局部利益與整體利益的關(guān)系。
二、可持續(xù)發(fā)展是生態(tài)工程的總體目標(biāo)
由保護(hù)環(huán)境擴(kuò)展到為了人類社會(huì)和自然雙雙受益，人和自然和諧共存，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。
生態(tài)環(huán)境是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，建設(shè)生態(tài)環(huán)境就是發(fā)展生產(chǎn)力，生態(tài)環(huán)境是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生命線，最終是人類生存的生命線。
三、生態(tài)工程的前景
生態(tài)學(xué)在全球環(huán)境變化及其他環(huán)境問題的推動(dòng)下，在許多領(lǐng)域有了長(zhǎng)足的進(jìn)展，生態(tài)學(xué)與工程學(xué)結(jié)合產(chǎn)生的生態(tài)工程學(xué)為可持續(xù)發(fā)展提供了理念基礎(chǔ)和技術(shù)支持，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的出路之一。
綱舉目張理清結(jié)構(gòu)
社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)是生態(tài)工程的研究對(duì)象，可持續(xù)發(fā)展是生態(tài)工程的總體目標(biāo)。生態(tài)工程正面臨著難得的發(fā)展機(jī)遇。

突破難點(diǎn)化解疑點(diǎn)
1．列表比較傳統(tǒng)環(huán)境保護(hù)工程與生態(tài)工程。
探究發(fā)現(xiàn)：
工程類別傳統(tǒng)環(huán)境保護(hù)工程生態(tài)工程
對(duì)象局部環(huán)境　污染物排放點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)　特別是社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)
目標(biāo)單一，污染物減量，達(dá)標(biāo)排放多目標(biāo)，優(yōu)化功能，同步獲得生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益
模式先污染后治理寓環(huán)保于生產(chǎn)和消費(fèi)之中
設(shè)計(jì)原則人為的恢復(fù)部分按自然設(shè)計(jì)
規(guī)模單一化，大型化多樣化，組合化
主要過程物理的人＋自然
功能處理三廢產(chǎn)品＋生態(tài)服務(wù)＋社會(huì)服務(wù)
穩(wěn)定性對(duì)外部依賴性高抗外部干擾性強(qiáng)
環(huán)境效益局部，當(dāng)前整體，長(zhǎng)遠(yuǎn)
經(jīng)濟(jì)效益投入運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)高，無直接收入投入及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)低，多層分級(jí)利用，增加收入

我的發(fā)現(xiàn)

2．如何理解社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)？
探究發(fā)現(xiàn)：從本質(zhì)上講，自然、環(huán)境、資源、人口、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)等要素之間存在著普遍的共生關(guān)系，構(gòu)成了人與自然相互依存、共生的復(fù)合體系，即社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。復(fù)合共生體系的各個(gè)子系統(tǒng)之間相互作用、相互制約、相互依賴，構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)是一種特殊的人工生態(tài)系統(tǒng)，兼有自然和社會(huì)兩方面的復(fù)雜屬性。一方面，人類在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，以其特有的智慧，利用強(qiáng)大的科學(xué)手段，管理和改造自然，使自然為人類服務(wù)，促使人類文明和生活持續(xù)發(fā)展。另一方面，人類來自自然界，是自然進(jìn)化的產(chǎn)物。其一切改造和管理自然的活動(dòng)，都要受到自然界的反饋約束和調(diào)節(jié)，不能違背自然生態(tài)系統(tǒng)的基本規(guī)律。這種矛盾沖突是復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)最基本特征之一。
這個(gè)復(fù)合共生體系的各個(gè)子系統(tǒng)之間相互作用、相互制約，我們既不能忽視社會(huì)因素對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)價(jià)值取向的影響，更不能孤立地強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)的發(fā)展，而破壞復(fù)合共生體系生存的基礎(chǔ)(生態(tài)環(huán)境)。人類經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)在復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)展，人類在這個(gè)復(fù)合共生體系中生存，復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的命運(yùn)就是人類共同的命運(yùn)。從這個(gè)意義上講，人類只是地球生態(tài)共生體系中的一員。人類活動(dòng)導(dǎo)致物種的滅絕和生態(tài)環(huán)境的破壞，其實(shí)質(zhì)是破壞地球生態(tài)共生體系的組成、結(jié)構(gòu)和功能，降低人類生存和發(fā)展的潛力。因此，一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)必然是一個(gè)能夠有效保護(hù)地球生態(tài)共同體和維護(hù)人類生存與發(fā)展?jié)摿Φ纳鐣?huì)。人類應(yīng)該承認(rèn)自己與其他生物享有同等的生命尊嚴(yán)，要善待地球生態(tài)共同體中的每一位成員。
我的發(fā)現(xiàn)

基因工程的發(fā)展前景

一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)方面無論做什么事都有計(jì)劃和準(zhǔn)備，作為教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容，幫助授課經(jīng)驗(yàn)少的教師教學(xué)。所以你在寫教案時(shí)要注意些什么呢？下面是由小編為大家整理的“基因工程的發(fā)展前景”，歡迎您參考，希望對(duì)您有所助益！

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)所需要的能量來自于光反應(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)　卡爾文　ATP
2．二氧化碳　3.CO2
二、1.C、H、O、N　氨基酸　2.體現(xiàn)
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)的未來是美好的。
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(yáng)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來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(biologicalnitrogenfitation)
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：就是用來生產(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(proteinengineering)
(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)中的氨基酸序列來改進(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)展起來的，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、基因工程的未來
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來源于細(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?；蚬こ淌峭ㄟ^基因操作把外源基因轉(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，來實(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)化過程自然選擇而來的，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)