Question

【題目】（題文）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(xì)胞中青蒿酸的合成途徑(如下圖的實線框“□”內(nèi)所示)。研究發(fā)現(xiàn)，酵母細(xì)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(dá)過程中，完成過程①需要________酶催化。

(2)為了提高青蒿素的產(chǎn)量，需要對青蒿細(xì)胞進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，用青蒿細(xì)胞培養(yǎng)到薄壁細(xì)胞的過程叫做________，由薄壁細(xì)胞大量增殖的細(xì)胞分裂方式是________。

(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(xì)胞，需要向酵母細(xì)胞中導(dǎo)入____________________________等。在基因工程的操作過程中，為了目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在、復(fù)制、遺傳和表達(dá)，使其發(fā)揮作用，需要構(gòu)建________。

(4)實驗發(fā)現(xiàn)，改造后的酵母菌細(xì)胞的基因能正常表達(dá)，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_________________________________。

(5)利用酵母細(xì)胞生產(chǎn)青蒿酸的明顯優(yōu)勢有___________________(答對一個要點即可)。

Answer 1

【答案】RNA聚合 脫分化有絲分裂ADS酶基因、CYP71AV1酶基因基因表達(dá)載體酵母細(xì)胞中FPP部分用于合成固醇(或FRG9酶容易表達(dá))細(xì)胞繁殖快或代謝速率旺盛或易培養(yǎng)或成本低或克服地域性種植的限制

【解析】

本題考查基因工程相關(guān)知識，意在考察考生對知識點的理解和對圖形分析能力和利用知識解決實際問題的的能力。

（1）由圖分析可知過程①是形成mRNA的轉(zhuǎn)錄過程，該過程需要RNA聚合酶。

（2）在植物組織培養(yǎng)過程中用高度分化的細(xì)胞得到薄壁細(xì)胞的過程是脫分化，而薄壁細(xì)胞大量增殖進(jìn)行的是有絲分裂。

（3）由圖可知如果用基因工程技術(shù)培育能產(chǎn)生青蒿酸的酵母細(xì)胞，需要向酵母細(xì)胞中導(dǎo)入ADS酶基因和CYP71AV1酶基因才能產(chǎn)生青蒿素。在基因工程中核心步驟是構(gòu)建基因表達(dá)載體，它可以使目的基因在受體細(xì)胞中能穩(wěn)定存在、復(fù)制遺傳和表達(dá)，然后發(fā)揮作用。

（4）由圖可知FPP有一部分可以用于合成固醇，而合成的青蒿素前體物質(zhì)少。

（5）酵母菌是單細(xì)胞生物代謝速率旺盛且繁殖快，所以用其生產(chǎn)青蒿酸會有較明顯的優(yōu)勢。