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1、胚胎工程的应用及前景人教版中学生物选修三3.3胚胎工程的应用及前景学案 3.3胚胎工程的应用及前景1.举例说出胚胎移植和胚胎分割。2.认同胚胎移植在胚胎工程中的地位和作用。3.关注胚胎工程的探讨进展和应用价值。一、胚胎移植1.胚胎移植概念(1)对象：雌性动物体内的或通过及其他方式得到的胚胎。(2)移植条件：同种、相同的其他雌性动物体内。(3)供体：在胚胎移植中的个体。(4)受体：在胚胎移植中的个体。(5)本质：生产胚胎的和孕育胚胎的共同繁殖后代的过程。(6)地位：是胚胎工程的一道“工序”。2胚胎移植的意义(1)充分发挥雌性优良个体的。(2)了供体本身的繁殖周期。(3)对供体施行处理后，增加后代
2、数量。3胚胎移植的生理学基础及相应意义生理学基础意义同种动物的供、受体生殖器官的是相同的为供体的胚胎移入受体供应了相同的早期胚胎形成后，在肯定时间内不会与建立组织上的联系，而是处于游离状态为胚胎的收集供应了可能受体对外来胚胎基本上不发生为胚胎在受体内的存活供应了可能供体胚胎可与受体子宫建立正常的联系，但其不受任何影响为移植后胚胎接着发育供应了养分等方面的保障4.胚胎移植的基本程序和方法(1)程序：供、受体的选择和配种或人工授精胚胎的、检查、培育或保存胚胎及检查。(2)胚胎移植的方法有：手术法和。二、胚胎分割1.方法：采纳切割早期胚胎。2应用：通过此技术可提高利用率。3主要仪器设备：实体显微镜和
3、。4选用的胚胎：应选择发育良好、形态正常的或。5分割：在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，须要将均等分割。三、胚胎干细胞1.哺乳动物的胚胎干细胞(embryonicstemcell)简称ES或EK细胞，是由或中分别出来的一类细胞。2特点(1)在形态上表现为：、核仁明显。(2)在功能上：具有发育的。(3)在体外培育条件下，可以增殖，而不，因此，可以对它进行冷冻保存，也可以进行遗传改造。3主要用途(1)可以用于治疗。(2)可以培育出。(3)可以揭示和细胞凋亡的机理。(4)可以用于哺乳动物的个体发生和的探讨。思索沟通1在胚胎移植操作中，怎样才能使胚胎在移植前后所处的生理环境保持一样？ 2现代畜牧业中可以通
4、过胚胎工程人工创建双胞胎或多胞胎，它们的运用有何意义？ 正误推断1胚胎移植可以运用发育到任何时期的胚胎。()2受体对外来的胚胎基本上不发生免疫排斥反应。()3胚胎移植可以充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力。()4胚胎分割时最好选用发育良好、形态正常的桑椹胚或囊胚。()5胚胎分割时，份数越多，得到的后代就越多。()6胚胎干细胞可以来源于早期胚胎，也可以来源于成熟个体。()1.胚胎移植时对供体和受体分别有哪些要求？胚胎移植的实质是什么？何谓同期发情？ 例1将雌性动物的早期胚胎，或者通过体外受精及其他方式得到的胚胎，移植到同种的、生理状态相同的其他雌性动物的体内。以下说法不正确的是()A这里说的同“种”
5、是指同一“物种”B加拿大荷斯坦奶牛胚胎移植给我国黄牛，生出荷斯坦奶牛，说明移植胜利C同种动物之间的生理特征相近，进行胚胎移植易于胜利D哺乳动物发情排卵后，不管是否妊娠，同种动物生殖器官的生理改变都是一样的D2.胚胎分割的理论基础和物质基础分别是什么？ 例2现代生物科技对人类生活、生产和社会发展的影响越来越大。下图为通过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程，请回答下列问题。(1)A细胞是_，在进行体外受精前要对精子进行_处理。进行胚胎分割时，应选择发育到_时期的胚胎进行操作。在对囊胚阶段的胚胎进行分割时，应留意_。(2)通过同一胚胎的分割移植培育出的小牛的性别_。(3)通过体细胞克隆技术培育
6、的小牛，其性别取决于_，该生殖方式属于_。(1)(次级)卵母细胞获能桑椹胚或囊胚胚胎分割要将内细胞团均等分割，以免影响胚胎的复原和进一步的发育(2)相同(3)供核的亲本无性繁殖3.干细胞主要有哪些类型？各有什么特点？例3下列有关干细胞的叙述，错误的是()A自体干细胞移植通常不会引起免疫排斥反应B胚胎干细胞在体外培育能增值但不能被诱导分化C组织的细胞更新包括细胞凋亡和干细胞增殖、分化等过程D造血干细胞具有分化出多种血细胞的实力，可用于治白血病B课堂达标1胚胎移植主要包括以下步骤，正确的依次是()配种或进行人工授精检查对胚胎进行移植移植后的检查对供、受体的选择和处理对胚胎的收集培育或保存ABCD2
7、下列为胚胎在受体内的存活供应了可能的是()A同种动物的供体、受体生殖器官的生理改变在排卵后是相同的B早期胚胎在母体子宫内处于游离状态C供体胚胎可与受体子宫建立正常生理和组织上的联系D受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应3下列过程在胚胎移植中没有必要进行的是()A对供体、受体要进行选择B要用激素对供体进行超数排卵处理C供体和受体要进行免疫检查，防止发生免疫排斥反应D胚胎移植常采纳手术法和非手术法两种方法4胚胎移植过程中，对选择的供、受体母牛用激素进行同期发情处理的缘由是()A防止受体牛不情愿接受胚胎B只有受体与供体的生理状态相同，被移植的胚胎才能接着正常发育C有效地避开受体母畜对外来
8、胚胎的免疫排斥反应D提高卵子和精子受精实力5下列对“人类胚胎干细胞”这一概念的理解，正确的一项是()A人类胚胎干细胞是人类胚胎发育早期囊胚外表的扁平细胞和囊胚腔内侧的内细胞团B人类胚胎干细胞就是人类胚胎发育早期囊胚腔内侧的内细胞团C人类胚胎干细胞是人类囊胚中可发育成胎盘、肝、肺、骨骼、皮肤等的全能性细胞D人类胚胎干细胞体积较小、细胞核小、核仁明显6牛胚胎移植的基本程序如下图，请据图回答问题。(1)胚胎移植对甲、乙、丙牛的要求分别是_、_和_。(2)过程分别是_、_和_。(3)欲得到更多的后代牛丁，可将收集得到的胚胎进行_。(4)过程常用_和_方法进行。课外强化1华南虎是国家一级爱护动物，可采纳
9、试管动物技术进行人工繁殖，该技术包括的环节有()转基因核移植体外受精体细胞克隆胚胎移植ABCD2下列关于胚胎分割技术的叙述，错误的是()A胚胎分割操作在动物的子宫内进行B用分割针或分割刀片对早期胚胎进行分割C分割后必需移植到受体子宫内进一步完成胚胎发育D对囊胚进行分割时要留意将内细胞团均等分割3利用胚胎干细胞治疗肝衰竭，能实现此过程的最重要的缘由是()A细胞分裂B细胞特化C细胞分化D细胞增殖4胚胎移植是生产胚胎的供体和孕育胚胎的受体共同繁殖后代的过程。下图为牛胚胎移植示意图，据图分析下列叙述正确的是()A同期发情处理与过程a运用的是同一种激素B过程b的生理基础是供体与受体生理环境相同C过程c有
10、手术法和非手术法两种方法D供体母牛、供体公牛和受体母牛均要求遗传性能优秀5表现型不同的母牛生出基因型相同的小牛，产生这一结果最可能的缘由是()A试管动物培育B胚胎移植C胚胎分割移植D受精卵移植6通过胚胎移植技术，可以实现良种牛的快速繁殖。下列相关叙述正确的是()A对供体和受体母牛都要进行相同激素处理B受精和胚胎的早期培育都须要在体外进行C对冲卵获得的原肠胚检查合格后方可移植D胚胎分割移植实现同卵多胎的胜利率较低7下图是“万能细胞”的诞生过程，图中OCT4、SOX2、NANOG和LIN28是在胚胎干细胞中能高度表达并确定其“全能性”的四个基因，将改造后的“万能细胞”植入小鼠身体，植入的细胞长成了
11、“肿瘤”，“肿瘤”中出现了神经、骨骼、肌肉等多种类型的细胞。请据图回答下列问题：(1)胚胎干细胞又称ES细胞，是从_中分别出来的一类细胞，假如胚胎发育到了囊胚期，这时的_细胞就是ES细胞。(2)胚胎干细胞在功能上具有发育的_。(3)图中反转录病毒的作用是_，过程利用了反转录病毒的_特性。(4)“万能细胞”经体外诱导分化，可以培育出人造组织器官，这样培育的特别细胞或器官移回病人体内与异体器官移植相比，最大的优点是_。(5)请说出一种胚胎干细胞的应用：_。 胚胎工程专题3胚胎工程体外受精、胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞的培育等胚胎工程技术，不仅广泛应用在畜牧业生产中，而且与医学、制药业等的发展，以
12、及人们的生活有着越来越亲密的关系。因此，让学生了解一些有关胚胎工程的学问及社会应用价值，对于学生开阔视野，关注现代生物科技的发展，更深化地理解生物科学在社会中的应用是非常必要的。本专题教材分析一、教学目的要求学问方面1.简述动物胚胎发育的基本过程。2.简述胚胎工程的理论基础。3.举例说出胚胎工程的应用及发展前景。情感看法与价值观方面1.认同胚胎工程在畜牧业、医疗等领域的应用价值。2.关注胚胎工程的探讨进展。实力方面搜集胚胎工程探讨进展的资料，撰写专题综述报告。有关胚胎工程的内容是首次编入中学选修教材，这部分学问对老师和学生来说比较生疏，在教学中应当留意以下几个问题：1.明确学习胚胎工程学问的目
13、的。由于现代生物科学技术对国民经济的持续发展具有举足轻重的影响，因此，它越来越成为各国探讨开发的重点和科技竞争的热点。进入21世纪以来，各国政府非常重视生物技术的探讨与产业化，加大了培育和扶持的力度。我国政府也把生物科学技术作为优先探讨和发展的领域，并取得了令人瞩目的成就。胚胎工程是生物技术的重要组成部分，它的探讨和应用不仅推动了制药、器官移植医学等领域的变革，而且还加速了畜牧业生产的发展。目前我国在胚胎移植改良牛、羊品种，体细胞克隆牛、羊等家畜的技术方面已经进入国际先进行列。因此，了解一些胚胎工程的学问，可以为学生将来接着学习和走向社会打下基础。老师在教学过程中要结合教材内容，不断强化学习目
14、的，加强学生的使命感和自觉性。2.充分利用各种课程资源，深化课堂教学改革，提高教学效益。课改的过程也是老师更新教化观念，变更教学方式的过程。老师要结合教学的详细内容和学生的详细状况，充分利用各种课程资源，激发学生学习爱好，促进学生探究问题、自主学习。例如，关于胚胎工程的进展常见于各种媒体的报道，学生对此有肯定的了解，可让学生从报纸、杂志、广播、电视、互联网等媒体上搜集关于胚胎工程进展的信息，作为课堂教学和组织学生探讨的素材，这样不仅可以使学生关注胚胎工程，还可以培育学生的搜集和处理信息的实力。教材中有关操作技术的内容与学生的生活阅历有肯定的距离，老师可以因地制宜，应尽可能发动学生到旁边社区内的
15、科研机构、医院、家畜良种站、畜牧养殖场等单位参观和调研，获得感性资料，在此基础上进行沟通，并撰写专题综述报告。此外，还可以通过请专家讲演、座谈，制作教学课件，组织学生自学以及分组探讨等多种教学活动，培育学生的多种实力，提高教学效果。3.胚胎工程技术的广泛应用推动了畜牧业、医学等的发展。本专题中关于胚胎工程技术的操作是以家畜为例进行讲解并描述的，为了让学生能够全面地了解胚胎工程技术的应用状况，老师在教学过程中应当加入胚胎工程技术在医学方面的应用实例，如运用体外受精技术治疗“不育症”、胚胎移植等技术培育“试管婴儿”等。二、教学内容的结构和特点（一）教学内容的特点本专题包括体内受精和早期胚胎发育体外
16、受精和早期胚胎培育胚胎工程的应用及前景三节。本专题教学的参考课时为7课时，体内受精和早期胚胎发育可用3课时教学，体外受精和早期胚胎培育可用1课时教学，胚胎工程的应用及前景用3课时教学。本专题题图中展示的是高产羊生下的几只羔羊，它们是科技工作者采纳胚胎移植技术处理后同时期诞生的，作为胚胎工程的成果编者将其放在题图中主图的位置。四周配有几幅小图，体现了胚胎工程的主要操作技术：右上图是科学工作者正在实体显微镜下进行视察；左上图是我国科技工作者正在手术台上对动物进行胚胎移植手术；左下图展示的是正在发育的胚胎，画龙点睛地突出了本专题的主题胚胎工程。与其他专题一样，在题图中引出了胚胎工程的概念。这种图文并
17、茂呈现概念的方式，有利于激发学生对胚胎工程的爱好和对概念的理解。科技探究之路胚胎工程的建立，简述了胚胎工程100多年来建立和发展的历史。胚胎工程是在探讨胚胎移植的理论和技术的基础上建立起来的，科学家在此基础上又解决了哺乳动物体外受精的技术，继而推动了胚胎分割、性别鉴定、体细胞克隆、胚胎干细胞培育等现代胚胎工程技术的建立和发展。本专题在总体内容支配上也体现了胚胎工程的发展脉络。首先对胚胎工程的理论基础哺乳动物的受精和早期胚胎发育的规律，进行了较深化地讲解并描述，在此基础上介绍了胚胎工程技术。目前，胚胎工程技术中应用较多的是体外受精和胚胎移植技术，因此，可以说它们是胚胎工程技术的基础；胚胎分割技术
18、是继胚胎移植技术后快速发展起来的技术，方法简洁，效率更高；胚胎干细胞的培育不仅是胚胎工程的重要成就之一，它在基础生物学、畜牧学、医学上都有重要的应用价值，是当前探讨的热门课题之一。教材基本是根据胚胎工程技术发展的时间依次对其进行介绍的。体内受精和早期胚胎发育部分是学习本专题的基础。由于义务教化生物课程标准和一般中学生物课程标准的必修部分，都没有明确的要求，这就使这部分内容，显得尤为重要，教学中应予重视。本部分教材主要讲解并描述了哺乳动物的体内受精和早期胚胎发育规律这两部分内容。引言中短短几句话,很清晰地点明白胚胎工程与本节内容的关系:“胚胎工程的很多技术，实际是在体外条件下，对动物自然受精和早
19、期胚胎发育条件进行的模拟操作。因此，了解哺乳动物受精和早期胚胎发育的规律，就显得非常重要了。”关于哺乳动物的受精过程，有关精子和卵子的减数分裂过程在必修模块中已经学习过，教材对这部分内容只做了简要的介绍，而对学生没学习过的精子的变形、卵泡的形成、卵子成熟的两次减数分裂场所刚好间等有关内容则进行了重点介绍，以使学生对精子和卵子发生的过程有更全面的了解。关于哺乳动物的受精过程，教材在初中和中学必修内容的基础上，突出了受精前精子的获能打算，受精过程中精子的顶体反应，卵子的透亮带反应、卵黄膜的封闭作用及雄、雌原核的形成等生理活动的讲解并描述，目的是为下一节内容的学习打基础。关于哺乳动物的早期胚胎发育，
20、教材删繁就简地讲解并描述了受精卵卵裂桑椹胚囊胚原肠胚及胚层分化胎儿雏形形成的过程，以及各时期的重要特点。其中特殊突出讲解并描述了与胚胎移植、胚胎分割亲密相关的桑椹胚细胞的全能性，囊胚具有分化实力的内细胞团。这些内容为本专题后续学问的学习奠定了必要的基础。关于体外受精和早期胚胎培育一节，教材首先以设问“你听说过试管牛、试管羊吗？你知道什么是试管动物技术吗？”这一方式引出试管动物技术的概念，亲切、自然；然后在“从试管牛说起”的标题下创设情景，提出如何解决良种牛的快繁问题，并很自然地提出“借腹怀胎”问题。这样学生很简单理解体外受精在生产实际中的意义，也能激发学生学习抽象内容的爱好。关于体外受精的内容
21、，教材重点阐述了卵母细胞的采集和培育方法，精子的采集和受精前的获能处理方法等基础学问，而体外受精的方法则主要是通过“哺乳动物体外受精示意图”进行讲解并描述的。关于早期胚胎培育的内容，在简洁介绍了早期胚胎培育方法的基础上，也主要通过“牛体外受精胚胎生产流程图”来展示了胚胎工厂化生产的过程。这种图文并茂的编写方式，可以帮助学生更直观地理解体外受精技术及其生产过程。“牛体外受精胚胎生产流程图”是对本节课主要内容的概括性总结。正文旁栏“奇思妙想”中所创设的“将屠宰场和胚胎工厂合建”的想法，是帮助老师引导学生在符合科学的前提下进行创新的资料。关于胚胎工程的应用及前景一节，教材集中讲解并描述了胚胎移植、胚
22、胎分割、胚胎干细胞的分别和培育这三种胚胎工程技术。关于胚胎移植，教材首先从胚胎移植的概念导入，通过概念的学习使学生知道胚胎移植的含义及在胚胎工程中的地位，即体外受精、胚胎分割等任何一项胚胎工程技术所生产的胚胎，都必需经过胚胎移植技术才能获得后代，胚胎移植是胚胎工程的最终一道“工序”。关于胚胎移植的现状和意义，教材先用数字简述了胚胎移植的现状，以引起学生的重视，再用图解的方式，从加速育种工作和品种改良、大量节约购买种畜费用、一胎多产、保存品种资源和爱护濒危物种等几方面，阐述了胚胎移植在充分发挥雌性优良个体繁殖潜力方面的意义。关于胚胎移植的基本程序，教材是在讲解并描述胚胎移植的生理学基础之上，以图
23、代文的方式进行讲解并描述的。用形象的流程图来讲解生物技术的基本程序，可使学生更深化，更直观地理解所学的内容。关于胚胎分割的内容，教材是从概念、基本操作方法及存在的问题几方面进行讲解并描述的。胚胎干细胞的分别和培育是胚胎工程的探讨前沿，教材配以直观的彩图来帮助学生理解，教材主要介绍了胚胎干细胞的来源、功能及特点，重点讲解并描述了胚胎干细胞的应用。（二）教学内容的结构三、与学生阅历的联系关于哺乳动物的受精和早期胚胎发育规律的学问是胚胎工程的理论基础，哺乳动物的受精、精子和卵子发生的过程中的有关减数分裂的内容，学生已在中学生物必修模块中学习过，在此基础上学生能比较简单理解精子和卵子的发生过程。除此之
24、外，学生通过报刊、电视等媒体对“试管动物”、“借腹怀胎”、体外受精、胚胎移植、胚胎干细胞等有关学问也有肯定的了解。这些都是学生学习本专题的基础。四、与其他专题的联系胚胎工程中的卵母细胞及受精卵的培育、胚胎分割及胚胎干细胞培育等技术与“基因工程”、“细胞工程”等现代生物科技专题有着亲密联系，可以说“动物基因工程”、“动物细胞工程”等是胚胎工程的上游技术，而胚胎工程则属于下游技术。教材中讲解并描述的胚胎工程技术虽然多以家畜为例，但是一旦应用于人类，则会因“借腹怀胎”，“试管婴儿”等问题发生伦理方面的争议，从这个角度来看，本专题与生物技术的平安性和伦理问题专题也有着亲密的联系。生态工程的前景 辅导教
25、案基础链接温故知新1生态系统由生物群落和_构成，_是生态系统的养分结构，它们是生态系统中能量流淌和物质循环的通道。2_是生态系统的基本功能，生态系统具有_实力，主要通过_调整使生态系统趋向稳态。3_是地球上最大的生态系统。人类面临的三大全球生态问题是_。1非生物环境食物链和食物网2.能量流淌和物质循环自我调整反馈3生物圈人口、环境和资源聚焦科技扫描学问现代生态工程经过几十年的发展，已经有了肯定的理论和丰富的实践阅历，并向人们展示了美妙的前景。一、生态工程的探讨对象扩展为“社会经济自然复合生态系统”1探讨对象：“社会经济自然复合生态系统”(1)三个子系统：社会系统、经济系统和自然系统。(2)关系
26、：相互联系、相互制约、互为因果的异质性(不同性质)多系统体系。探讨此复合生态系统的整体，而不是某个组成部分或某种生物或某种无机成分，也不能只偏向一面而忽视另一面，应综合考虑它们的地位和总体效应。自然社会经济复合系统(3)与自然生态系统相比的特点：更高一个层次的生态系统。2基本原理以整体观为指导，在系统水平上进行探讨，以整体调控为处理手段。要正确处理好当前利益与长远利益、局部利益与整体利益的关系。二、可持续发展是生态工程的总体目标由爱护环境扩展到为了人类社会和自然双双受益，人和自然和谐共存，促进经济与环境的协调发展。生态环境是经济、社会发展的基础，建设生态环境就是发展生产力，生态环境是经济发展的
27、生命线，最终是人类生存的生命线。三、生态工程的前景生态学在全球环境改变及其他环境问题的推动下，在很多领域有了长足的进展，生态学与工程学结合产生的生态工程学为可持续发展供应了理念基础和技术支持，是实现可持续发展的出路之一。纲举目张理清结构社会经济自然复合生态系统是生态工程的探讨对象，可持续发展是生态工程的总体目标。生态工程正面临着难得的发展机遇。 突破难点化解疑点1列表比较传统环境爱护工程与生态工程。探究发觉：工程类别传统环境爱护工程生态工程对象局部环境污染物排放点生态系统特殊是社会经济自然复合生态系统目标单一，污染物减量，达标排放多目标，优化功能，同步获得生态环境、经济和社会效益模式先污染后治
28、理寓环保于生产和消费之中设计原则人为的复原部分按自然设计规模单一化，大型化多样化，组合化主要过程物理的人自然功能处理三废产品生态服务社会服务稳定性对外部依靠性高抗外部干扰性强环境效益局部，当前整体，长远经济效益投入运转费高，无干脆收入投入及运转费低，多层分级利用，增加收入我的发觉 2如何理解社会经济自然复合生态系统？探究发觉：从本质上讲，自然、环境、资源、人口、经济与社会等要素之间存在着普遍的共生关系，构成了人与自然相互依存、共生的复合体系，即社会经济自然复合生态系统。复合共生体系的各个子系统之间相互作用、相互制约、相互依靠，构成一个困难的网络系统。复合生态系统是一种特别的人工生态系统，兼有自
29、然和社会两方面的困难属性。一方面，人类在经济活动中，以其特有的才智，利用强大的科学手段，管理和改造自然，使自然为人类服务，促使人类文明和生活持续发展。另一方面，人类来自自然界，是自然进化的产物。其一切改造和管理自然的活动，都要受到自然界的反馈约束和调整，不能违反自然生态系统的基本规律。这种冲突冲突是复合生态系统最基本特征之一。这个复合共生体系的各个子系统之间相互作用、相互制约，我们既不能忽视社会因素对经济发展和环境爱护价值取向的影响，更不能孤立地强调经济子系统的发展，而破坏复合共生体系生存的基础(生态环境)。人类经济系统在复合生态系统中发展，人类在这个复合共生体系中生存，复合生态系统的命运就是
30、人类共同的命运。从这个意义上讲，人类只是地球生态共生体系中的一员。人类活动导致物种的灭亡和生态环境的破坏，其实质是破坏地球生态共生体系的组成、结构和功能，降低人类生存和发展的潜力。因此，一个可持续发展的社会必定是一个能够有效爱护地球生态共同体和维护人类生存与发展潜力的社会。人类应当承认自己与其他生物享有同等的生命尊严，要善待地球生态共同体中的每一位成员。我的发觉 基因工程的发展前景 辅导教案基础链接温故知新一、光合作用1光合作用的光反应在叶绿体的_上进行，碳反应是一系列的_反应，在_进行，二氧化碳被还原为糖的过程为_循环，此循环所须要的能量来自于光反应产生的NADPH和_。2光合作用速率受温度
31、、光强度和_浓度的影响。3C4植物与C3植物相比，最大的特点是能利用较低浓度的_。二、蛋白质1蛋白质和核酸共有的化学元素是_，糖类中只含有C、H、O三种元素。蛋白质是由若干_经脱水缩合而形成的。2蛋白质是生物体性状的_者。其合成过程可用“中心法则”，表现为：_。一、1.类囊体膜酶促类囊体基质卡尔文ATP2二氧化碳3.CO2二、1.C、H、O、N氨基酸2.体现聚焦科技扫描学问基因工程虽然取得了肯定的成就，但科学是无止境的。科学家正致力于其他领域，如蛋白质工程、人类基因组科学和发育生物学、神经生物学，信任生物技术的将来是美妙的。一、科学家在基因工程方面的最新尝试1光合作用(photosynthes
32、is)能进行光合作用的生物不肯定有叶绿体，如光合细菌。ks5u(1)概念：植物细胞和某些细菌利用太阳能将无机物(CO2和H2O)合成有机物(C6H12O6)并释放氧气(O2)的过程。(2)意义：是植物重要的生理活动，人类干脆或间接地依靠于光合作用。(3)提高光合作用效率的因素环境因素：光照、二氧化碳浓度、矿质元素。内在因素：叶绿体色素、酶等。其中，通过基因工程可以变更酶的活性来提高光合作用的效率。(4)通过变更酶的活性提高光合作用效率的尝试改良二磷酸核糖羧化酶。使它的反应平衡偏向于对二氧化碳的固定(即提高其羧化酶活性，降低其加氧酶活力)，削减呼吸的奢侈，增加对二氧化碳的固定速率，消退或减低光呼
33、吸这一竞争性反应，提高农作物的产量。C3植物向C4植物的转化。将二磷酸核糖羧化酶除去或灭活，引入这种基因改造过的叶绿体，同时增加导致C4固定的酶的活性。即使C3型叶绿体与C4型叶绿体共存于一个细胞内。对光调整基因进行改造。光限制着叶绿体的发育和光合作用的很多基因，改造这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，而是与其共生的固氮菌具有固氮实力。(1)概念：通过微生物将分子氮转化为含氮化合物的过程。虽然大气中的氮气含量特别多，但植物不能干脆利用分子氮，必需利用含氮化合物，而固氮微生物就能实现这一目标。(2)对作物的价值和意
34、义氮是生物生长发育和光合作用(光合酶、叶绿素成分中都含有氮元素)必需的矿质元素；削减化肥的用量，降低农业生产成本，增加粮食产量和爱护生态环境等。(3)应用基因工程设计使非豆科植物具有固氮实力(4)探讨现状固氮实力是由很多固氮基因共同限制的，机理困难，因此目前还没有培育出具有固氮实力的非豆科农作物。3生物反应器(bioreactor)(1)什么是生物反应器：就是用来生产蛋白质药物(包括疫苗)的动植物。(2)基因工程构建生物反应器的程序。反应器的四大优点：产量高，易获得目标产品；目标产品质量好，因为乳腺组织具有一整套全面对蛋白质进行合成和加工的实力；产品成本低；从奶牛中提取产品，操作简洁。 首先获
35、得须要生产的蛋白质药物的目的基因，然后选择合适的运载体(多以病毒)并与运载体结合形成重组DNA分子，再将重组DNA分子转入受体生物(动物或植物)内，从而得到生物反应器。(3)实例：动物乳腺生物反应器。操作大致过程为：获得目的基因构建基因表达载体显微注射导入哺乳动物受精卵中形成胚胎将胚胎送入母体动物发育成转基因动物(只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达)。因为动物全部的体细胞都是由受精卵发育成的，故其乳腺细胞中含有重组基因并进行选择性表达，产生出抗凝血酶、血清白蛋白、生长激素等重要的医药产品。4蛋白质工程(proteinengineering)(1)概念：利用基因工程的技术，对自然蛋白质进
36、行改造，以便获得具有志向生物学功能的蛋白质。蛋白质工程可以创建新的、自然界不存在的蛋白质分子。目前，蛋白质工程主要是改造现有的蛋白质，通过修改蛋白质中的氨基酸序列来改进蛋白质的结构和构象，提高蛋白质的活性、稳定性和产率。也可以利用基因工程改造蛋白质。如下方法：预期蛋白质功能设计预期的蛋白质结构推想应有氨基酸序列找到对应的脱氧核苷酸序列(基因)。(2)与基因工程的关系蛋白质工程是在基因工程的基础上发展起来的，是其次代基因工程。基因工程的实质：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，产生本不能产生的蛋白质，从而产生新性状。原则上只能生产自然界已存在的蛋白质。蛋白质工程的目的：生产符合人们生活须要的并
37、非自然界已存在的蛋白质。二、基因工程的将来基因工程是一种簇新的事物，也是一把“双刃剑”，人们对此会有不同的看法。只要科学地、合理地加以利用，信任基因工程肯定会使我们的生活更美妙。纲举目张理清结构基因工程的探讨在动植物育种、人类疾病防治及生态爱护方面取得了肯定的成就，但科学家永不放弃探讨，又致力于新的尝试，努力使基因工程为人类供应更大的帮助。突破难点化解疑点1分析说明基因工程应用探讨的实质。探究发觉：将一种生物的基因转移到另一种生物体内，后者可以生产它本不能生产的蛋白质，进而表现出新的性状。基因工程可以发生在不同植物之间、不同动物之间以及微生物与动植物之间。目的基因位于微生物体内，可以转基因至植
38、物或动物体内，如植物的抗性基因大多来源于细菌或病毒；目的基因位于动物体内，如动物的生长激素基因、胰岛素基因等可转移至细菌中大量生产；当然在植物与植物之间、动物与动物之间更简单发生。不同的生物甚至亲缘关系比较远的生物之所以能发生基因重组，是由于各种生物基因的结构基本相同，在遗传上共用一套遗传密码。我的发觉 2蛋白质工程与基因工程有何关系？探究发觉：简洁地讲，蛋白质工程就是依据蛋白质的精细结构和生物活力的作用机制之间的关系，利用基因工程的手段，根据人类自身的须要，定向地改造自然的蛋白质，甚至于创建新的、自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子。蛋白质工程在诞生之日起就与基因工程密不行分。基因工程
39、是通过基因操作把外源基因转入适当的生物体内，并在其中进行表达，它的产品还是该基因编码的自然存在的蛋白质。蛋白质工程则更进一步依据分子设计的方案，通过对自然蛋白质的基因进行改造，来实现对其所编码的蛋白质的改造，它的产品已不再是自然的蛋白质，而是经过改造的，具有了人类所须要的优点的蛋白质。自然蛋白质都是通过漫长的进化过程自然选择而来的，而蛋白质工程对自然蛋白质的改造，好比是在试验室里加快了的进化过程，期望能更快、更有效地为人类的须要服务。基因工程是遵循中心法则，从DNAmRNA蛋白质折叠产生功能，基本上是生产出自然界已有的蛋白质。蛋白质工程是干脆改造自然蛋白质或根据以下思路进行：确定蛋白质的功能蛋白质应有的高级结构蛋白质应具备的折叠状态应有的氨基酸序列应有的碱基排列，可以创建自然界不存在的蛋白质。我的发觉 第22页 共22页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页第 22 页 共 22 页