Question

17．抗瘧藥青蒿素挽救了數百萬人的生命．中國女科學家屠呦呦由于在青蒿素研發所做的重大貢獻榮獲2015年諾貝爾生理醫學獎．青蒿中青蒿素的含量很低，且受地域性種植影響較大．研究人員已經弄清了細胞中青蒿素的合成途徑（如圖實線框內所示），并且發現酵母細胞也能夠產生青蒿素合成的中間產物FPP（如圖虛線框內所示）．

請回答問題：
（1）在FPP合成酶基因表達過程中，完成過程①需要RNA聚合酶催化，過程②在核糖體上進行，需要的物質有氨基酸、ATP、tRNA等．
（2）根據圖示代謝過程，科學家在設計培育能生產青蒿素的酵母細胞過程中，需要向酵母細胞中導入ADS酶基因和CYP71AV1酶基因等基因．
（3）實驗發現，酵母細胞導入相關基因后，這些基因能正常表達，但酵母合成的青蒿素仍很少，根據圖解分析原因可能是FPP合成了固醇，為提高酵母菌合成的青蒿素的產量，通過基因改造，使FRG9酶活性降低．
（4）利用酵母細胞生產青蒿素與從植物體內直接提取相比較，明顯的優勢有青蒿素產量高、成本低、適合各地生產等．

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，mRNA從核孔進入細胞質；過程②表示翻譯，翻譯過程發生在核糖體上，該過程需要的條件有：原料（氨基酸）、模板（mRNA）、tRNA、核糖體（場所）、酶等．
（2）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．
（3）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．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．
（4）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    氨基酸
（2）ADS酶基因和 CYP71AV1酶基因
（3）降低
（4）青蒿素產量高

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．