Question

10．2015年10月，我國女科學家屠呦呦等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（如下圖的虛線框“”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（或FRG9酶容易表達）．
（5）利用酵母細胞生產青蒿酸的明顯優勢有細胞繁殖快或代謝速率旺盛或易培養或成本低或克服地域性種植的限制（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．
（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．
（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
（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（或FRG9酶容易表達）
（5）細胞繁殖快或代謝速率旺盛或易培養或成本低或克服地域性種植的限制

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．