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基因工程的发展前景分析

基因工程的发展前景分析基因工程的发展前景一、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，此循环所需要的能量自于光反应产生的NADPH和________。2．光合作用速率受温度、光强度和________浓度的影响。3．C4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ATP2．二氧化碳3.CO2二、1.C、H、O、N氨基酸2.体现[高考资网]聚焦科技扫描知识基因工程虽然取得了一定的成就，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，相信生物技术的未是美好的。一、科学家在基因工程方面的最新尝试1．光合作用(photosynthesis)能进行光合作用的生物不一定有叶绿体，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，人类直接或间接地依赖于光合作用。(3)提高光合作用效率的因素①环境因素：光照、二氧化碳浓度、矿质元素。②内在因素：叶绿体色素、酶等。其中，通过基因工程可以改变酶的活性提高光合作用的效率。(4)通过改变酶的活性提高光合作用效率的尝试①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)，减少呼吸的浪费，增加对二氧化碳的固定速率，消除或减低光呼吸这一竞争性反应，提高农作物的产量。②C3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。③对光调节基因进行改造。光控制着叶绿体的发育和光合作用的许多基因，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能力。(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非常多，但植物不能直接利用分子氮，必须利用含氮化合物，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；减少化肥的用量，降低农业生产成本，增加粮食产量和保护生态环境等。(3)应用基因工程设计使非豆科植物具有固氮能力(4)研究现状固氮能力是由许多固氮基因共同控制的，机理复杂，因此目前还没有培育出具有固氮能力的非豆科农作物。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：①产量高，易获得目标产品；②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能力；③产品成本低；④从奶牛中提取产品，操作简单。首先获得需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：获取目的基因→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)。因为动物所有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，对天然蛋白质进行改造，以便获得具有理想生物学功能的蛋白质。蛋白质工程可以创造新的、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→推测应有氨基酸序列→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的，是第二代基因工程。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