Question

2．2015年10月，我國女科學家屠呦呦因發現能有效治療瘧疾的青蒿素而獲得了“諾貝爾生理學或醫學獎”．在青蒿中，青蒿素的含量很低，且受地域性種植的影響較大．研究人員已經弄清了青蒿細胞中青蒿酸的合成途徑（如圖的實線框“口”內所示）．研究發現，酵母細胞也能夠產生青蒿酸合成的中間產物FPP（如圖的虛線框“”內所示）．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量，需要對青蒿細胞進行植物組織培養，用青蒿細胞培養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）根據圖示的代謝過程，若科學家用基因工程技術培育能產生青蒿酸的酵母細胞，需要向酵母細胞中導入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定存在、復制、遺傳和表達，使其發揮作用，需要構建基因表達載體．
（4）實驗發現，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．根據圖解分析，其原因可能是酵母細胞中FPP部分用于合成固醇．
（5）利用酵母細胞生產青蒿酸的明顯優勢有酵母細胞繁殖快、代謝速率旺盛、酶母菌易培養、成本低、工業化生產、克服地域性種植的限制等（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表示轉錄過程，該過程需要RNA聚合酶的催化．
（2）薄壁細胞構成愈傷組織，愈傷組織是經過脫分化過程產生的；薄壁細胞大量增殖的方式是有絲分裂．
（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．因此，要培育能產生青蒿素的酵母細胞，需要向酵母細胞中導入ADS酶基因、CYP71AV1酶基因．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定存在、復制、遺傳和表達，使其發揮作用，需要構建基因表達載體．
（4）由圖可知，酵母細胞中部分FPP用于合成了固醇，因此將相關基因導入酵母菌后，即使這些基因能正常表達，酵母菌合成的青蒿素仍很少．
（5）利用酵母細胞生產青蒿酸與從植物體內直接提取相比較，明顯的優勢有：酵母細胞繁殖快、代謝速率旺盛、酶母菌易培養、成本低、工業化生產、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）酵母細胞中FPP部分用于合成固醇
（5）酵母細胞繁殖快、代謝速率旺盛、酶母菌易培養、成本低、工業化生產、克服地域性種植的限制等

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