輔導教案
基礎鏈接•溫故知新
一、光合作用
1．光合作用的光反應在葉綠體的________上進行，碳反應是一系列的________反應，在________進行，二氧化碳被還原為糖的過程為________循環，此循環所需要的能量自于光反應產生的NADPH和________。
2．光合作用速率受溫度、光強度和________濃度的影響。
3．C4植物與C3植物相比，最大的特點是能利用較低濃度的________。
二、蛋白質
1．蛋白質和核酸共有的化學元素是________，糖類中只含有C、H、O三種元素。蛋白質是由若干________經脫水縮合而形成的。
2．蛋白質是生物體性狀的______________者。其合成過程可用“中心法則”，表現為：______________________________。

一、1. 類囊體膜　酶促　類囊體基質　卡爾　ATP
2．二氧化碳　3.CO2
二、1.C、H、O、N　氨基酸　2.體現
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聚焦科技•掃描知識
基因工程雖然取得了一定的成就，但科學是無止境的。科學家正致力于其他領域，如蛋白質工程、人類基因組科學和發育生物學、神經生物學，相信生物技術的未是美好的。
一、科學家在基因工程方面的最新嘗試
1．光合作用(photosynthesis)

能進行光合作用的生物不一定有葉綠體，如光合細菌。
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(1)概念：植物細胞和某些細菌利用太陽能將無機物(CO2和H2O)合成有機物(C6H12O6)并釋放氧氣(O2)的過程。
(2)意義：是植物重要的生理活動，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環境因素：光照、二氧化碳濃度、礦質元素。
②內在因素：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。使它的反應平衡偏向于對二氧化碳的固定(即提高其羧化酶活性，降低其加氧酶活力)，減少呼吸的浪費，增加對二氧化碳的固定速率，消除或減低光呼吸這一競爭性反應，提高農作物的產量。
②C3植物向C4植物的轉化。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，同時增加導致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細胞內。
③對光調節基因進行改造。光控制著葉綠體的發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化為含氮化合物的過程。
雖然大氣中的氮氣含量非常多，但植物不能直接利用分子氮，必須利用含氮化合物，而固氮微生物就能實現這一目標。
(2)對作物的價值和意義
氮是生物生長發育和光合作用(光合酶、葉綠素成分中都含有氮元素)必需的礦質元素；減少化肥的用量，降低農業生產成本，增加糧食產量和保護生態環境等。
(3)應用基因工程設計使非豆科植物具有固氮能力

(4)研究現狀
固氮能力是由許多固氮基因共同控制的，機理復雜，因此目前還沒有培育出具有固氮能力的非豆科農作物。
3．生物反應器(bioreactor)
(1)什么是生物反應器：就是用生產蛋白質藥物(包括疫苗)的動植物。
(2)基因工程構建生物反應器的程序。

反應器的四大優點：①產量高，易獲得目標產品； ②目標產品質量好，因為乳腺組織具有一整套全面對蛋白質進行合成和加工的能力；③產品成本低；④從奶牛中提取產品，操作簡單。

首先獲得需要生產的蛋白質藥物的目的基因，然后選擇合適的運載體(多以病毒)并與運載體結合形成重組DNA分子，再將重組DNA分子轉入受體生物(動物或植物)內，從而得到生物反應器。
(3)實例：動物乳腺生物反應器。
操作大致過程為：獲取目的基因→ 構建基因表達載體→顯微注射導入哺乳動物受精卵中→形成胚胎→將胚胎送入母體動物→發育成轉基因動物(只有在產下的雌性個體中，轉入的基因才能表達)。
因為動物所有的體細胞都是由受精卵發育成的，故其乳腺細胞中含有重組基因并進行選擇性表達，產生出抗凝血酶、血清白蛋白、生長激素等重要的醫藥產品。
4．蛋白質工程(protein engineering)
(1)概念：利用基因工程的技術，對天然蛋白質進行改造，以便獲得具有理想生物學功能的蛋白質。

蛋白質工程可以創造新的、自然界不存在的蛋白質分子。
目前，蛋白質工程主要是改造現有的蛋白質，通過修改蛋白質中的氨基酸序列改進蛋白質的結構和構象，提高蛋白質的活性、穩定性和產率。
也可以利用基因工程改造蛋白質。如下方法：
預期蛋白質功能→設計預期的蛋白質結構→推測應有氨基酸序列→找到對應的脫氧核苷酸序列(基因)。
(2)與基因工程的關系
蛋白質工程是在基因工程的基礎上發展起的，是第二代基因工程。
基因工程的實質：將一種生物的基因轉移到另一種生物體內，產生本不能產生的蛋白質，從而產生新性狀。原則上只能生產自然界已存在的蛋白質。
蛋白質工程的目的：生產符合人們生活需要的并非自然界已存在的蛋白質。
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”，人們對此會有不同的看法。只要科學地、合理地加以利用，相信基因工程一定會使我們的生活更美好。
綱舉目張•理清結構
基因工程的研究在動植物育種、人類疾病防治及生態保護方面取得了一定的成就，但科學家永不放棄研究，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•化解疑點
1．分析說明基因工程應用研究的實質。
探究發現：將一種生物的基因轉移到另一種生物體內，后者可以生產它本不能生產的蛋白質，進而表現出新的性狀。
基因工程可以發生在不同植物之間、不同動物之間以及微生物與動植物之間。目的基因位于微生物體內，可以轉基因至植物或動物體內，如植物的抗性基因大多于細菌或病毒；目的基因位于動物體內，如動物的生長激素基因、胰島素基因等可轉移至細菌中大量生產；當然在植物與植物之間、動物與動物之間更容易發生。
不同的生物甚至親緣關系比較遠的生物之所以能發生基因重組，是由于各種生物基因的結構基本相同，在遺傳上共用一套遺傳密碼。
我的發現

2．蛋白質工程與基因工程有何關系？
探究發現：簡單地講，蛋白質工程就是根據蛋白質的精細結構和生物活力的作用機制之間的關系，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，甚至于創造新的、自然界本不存在的、具有優良特性的蛋白質分子。蛋白質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入適當的生物體內，并在其中進行表達，它的產品還是該基因編碼的天然存在的蛋白質。蛋白質工程則更進一步根據分子設計的方案，通過對天然蛋白質的基因進行改造，實現對其所編碼的蛋白質的改造，它的產品已不再是天然的蛋白質，而是經過改造的，具有了人類所需要的優點的蛋白質。天然蛋白質都是通過漫長的進化過程自然選擇而的，而蛋白質工程對天然蛋白質的改造，好比是在實驗室里加快了的進化過程，期望能更快、更有效地為人類的需要服務。
基因工程是遵循中心法則，從DNA→mRNA→蛋白質→折疊產生功能，基本上是生產出自然界已有的蛋白質。
蛋白質工程是直接改造天然蛋白質或按照以下思路進行：確定蛋白質的功能→蛋白質應有的高級結構→蛋白質應具備的折疊狀態→應有的氨基酸序列→應有的堿基排列，可以創造自然界不存在的蛋白質。
我的發現

本文來自：逍遙右腦記憶 /gaoer/41578.html

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