Question

2．2015年10月，我國女科學(xué)家屠呦呦等因發(fā)現(xiàn)能有效治療瘧疾的青蒿素而獲得了“諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎”．在青蒿中，青蒿素的含量很低，且受地域性種植的影響較大．研究人員已經(jīng)弄清了青蒿細胞中青蒿酸的合成途徑（如下圖的實線框“口”內(nèi)所示）．研究發(fā)現(xiàn)，酵母細胞也能夠產(chǎn)生青蒿酸合成的中間產(chǎn)物FPP（如下圖的虛線框“”內(nèi)所示）．請回答下列問題：

（1）在FPP合成酶基因的表達過程中，完成過程①需要RNA聚合酶催化．
（2）為了提高青蒿素的產(chǎn)量，需要對青蒿細胞進行植物組織培養(yǎng)，用青蒿細胞培養(yǎng)到薄壁細胞的過程叫做脫分化，由薄壁細胞大量增殖的細胞分裂方式是有絲分裂．
（3）根據(jù)圖示的代謝過程，若科學(xué)家用基因工程技術(shù)培育能產(chǎn)生青蒿酸的酵母細胞，需要向酵母細胞中導(dǎo)入ADS酶基因、CYP71AV1酶基因  等．在基因工程的操作過程中，為了目的基因在受體細胞中能穩(wěn)定存在、復(fù)制、遺傳和表達，使其發(fā)揮作用，需要構(gòu)建基因表達載體．
（4）實驗發(fā)現(xiàn)，改造后的酵母菌細胞的基因能正常表達，但酵母菌合成的青蒿酸仍很少．根據(jù)圖解分析，其原因可能是酵母菌細胞中FPP部分用于合成固醇．
（5）利用酵母細胞生產(chǎn)青蒿酸的明顯優(yōu)勢有細胞繁殖快（答對一個要點即可）．

Answer 1

分析 分析題圖：圖中實線方框中表示青蒿細胞中青蒿素的合成途徑，青蒿素的合成需要FPP合成酶、ADS酶和CYP71AV1酶．虛線方框表示酵母細胞合成FPP合成酶及固醇的過程，酵母細胞只能合成FPP合成酶，不能合成ADS酶和CYP71AV1酶，因此其不能合成青蒿素．

解答 解：（1）圖中①表示轉(zhuǎn)錄過程，該過程需要RNA聚合酶的催化，mRNA從核孔進入細胞質(zhì)．
（2）為了提高青蒿素的產(chǎn)量，需要對青蒿細胞進行植物組織培養(yǎng)，用青蒿細胞培養(yǎng)到薄壁細胞的過程叫做 脫分化，由薄壁細胞大量增殖的細胞分裂方式是 有絲分裂．
（3）由圖可知，酵母細胞能合成FPP合成酶，但不能合成ADS酶和CYP71AV1酶，即酵母細胞缺乏ADS酶基因和CYP71AV1酶基因．
為了目的基因在受體細胞中能穩(wěn)定存在、復(fù)制、遺傳和表達，使其發(fā)揮作用，需要構(gòu)建  基因表達載體．
（4）由圖可知，酵母細胞中部分FPP用于合成了固醇，因此將相關(guān)基因?qū)�入酵母菌后，即使這些基因能正常表達，酵母菌合成的青蒿素仍很少．由此可推知通過基因改造干擾ERG9酶合成的過程或降低ERG9酶活性．
（5）利用酵母細胞生產(chǎn)青蒿酸與從植物體內(nèi)直接提取相比較，明顯的優(yōu)勢有：酵母細胞繁殖快、代謝速率旺盛、酶母菌易培養(yǎng)、成本低、工業(yè)化生產(chǎn)、克服地域性種植的限制等．
故答案為：
（1）RNA聚合   
（2）脫分化  有絲分裂 
（3）ADS酶基因   CYP71AV1酶基因    基因表達載體  
（4）酵母菌細胞中FPP部分用于合成固醇
（5）細胞繁殖快、代謝速率旺盛、酶母菌易培養(yǎng)

點評 本題結(jié)合圖解，考查遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯、基因自由組合定律的實質(zhì)及應(yīng)用，要求考生識記遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程、場所、條件及產(chǎn)物等；同時還要求考生能分析題圖，從中提取有效信息答題．