Question

10．2015年10月，我国女科学家屠呦呦等因发现能有效治疗疟疾的青蒿素而获得了“诺贝尔生理学或医学奖”．在青蒿中，青蒿素的含量很低，且受地域性种植的影响较大．研究人员已经弄清了青蒿细胞中青蒿酸的合成途径（如图的实线框“口”内所示）．研究发现，酵母细胞也能够产生青蒿酸合成的中间产物FPP（如下图的虚线框“”内所示）．请回答下列问题：

（1）在FPP合成酶基因的表达过程中，完成过程①需要RNA聚合酶催化．
（2）为了提高青蒿素的产量，需要对青蒿细胞进行植物组织培养，用青蒿细胞培养到薄壁细胞的过程叫做脱分化，由薄壁细胞大量增殖的细胞分裂方式是有丝分裂．
（3）根据图示的代谢过程，若科学家用基因工程技术培育能产生青蒿酸的酵母细胞，需要向酵母细胞中导入ADS酶基因、CYP71AV1酶基因  等．在基因工程的操作过程中，为了目的基因在受体细胞中能稳定存在、复制、遗传和表达，使其发挥作用，需要构建基因表达载体．
（4）实验发现，改造后的酵母菌细胞的基因能正常表达，但酵母菌合成的青蒿酸仍很少．根据图解分析，其原因可能是酵母细胞中FPP部分用于合成固醇（或FRG9酶容易表达）．
（5）利用酵母细胞生产青蒿酸的明显优势有细胞繁殖快或代谢速率旺盛或易培养或成本低或克服地域性种植的限制（答对一个要点即可）．

Answer 1

分析 分析题图：图中实线方框中表示青蒿细胞中青蒿素的合成途径，青蒿素的合成需要FPP合成酶、ADS酶和CYP71AV1酶．虚线方框表示酵母细胞合成FPP合成酶及固醇的过程，酵母细胞只能合成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）图中①表示转录过程，该过程需要RNA聚合酶的催化．
（2）薄壁细胞构成愈伤组织，愈伤组织是经过脱分化过程产生的；薄壁细胞大量增殖的方式是有丝分裂．
（3）由图可知，酵母细胞能合成FPP合成酶，但不能合成ADS酶和CYP71AV1酶，即酵母细胞缺乏ADS酶基因和CYP71AV1酶基因．因此，要培育能产生青蒿素的酵母细胞，需要向酵母细胞中导入ADS酶基因、CYP71AV1酶基因．在基因工程的操作过程中，为了目的基因在受体细胞中能稳定存在、复制、遗传和表达，使其发挥作用，需要构建基因表达载体．
（3）由图可知，酵母细胞中部分FPP用于合成了固醇，因此将相关基因导入酵母菌后，即使这些基因能正常表达，酵母菌合成的青蒿素仍很少．
（4）利用酵母细胞生产青蒿酸与从植物体内直接提取相比较，明显的优势有：酵母细胞繁殖快、代谢速率旺盛、酶母菌易培养、成本低、工业化生产、克服地域性种植的限制等．
故答案为：
（1）RNA聚合
（2）脱分化   有丝分裂
（3）ADS酶基因    CYP71AV1酶基因     基因表达载体
（4）酵母细胞中FPP部分用于合成固醇（或FRG9酶容易表达）
（5）细胞繁殖快或代谢速率旺盛或易培养或成本低或克服地域性种植的限制

点评 本题结合图解，考查遗传信息的转录和翻译、基因自由组合定律的实质及应用，要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物等；同时还要求考生能分析题图，从中提取有效信息答题．