Question

【題目】[生物—選修3:現(xiàn)代生物科技專題]

下圖1為青蒿細(xì)胞中青蒿素的合成途徑,其中FPP是合成青蒿素必需的前體物質(zhì)，在青蒿細(xì)胞和酵母細(xì)胞中都存在,而ADS酶和CYP71AV1酶只存在于青蒿細(xì)胞中，酵母菌細(xì)胞內(nèi)FPP在有關(guān)酶的作用下可轉(zhuǎn)化成乙醇。請回答下列問題：

（1）若要培育能產(chǎn)生青蒿素的轉(zhuǎn)基因酵母細(xì)胞，理論上需要向酵母細(xì)胞中導(dǎo)入的目的基因是_______。

要實現(xiàn)這一過程需要借助_________(工具酶)來構(gòu)建基因表達(dá)載體,構(gòu)建的基因表達(dá)載體中除了目的基

因、啟動子外,還包括______和終止子.其中啟動子是_________識別和結(jié)合的位點，以驅(qū)動目的基因的轉(zhuǎn)錄。

（2）上述轉(zhuǎn)基因酵母菌產(chǎn)青蒿素的量較少,可利用________工程技術(shù)來改造酵母菌細(xì)胞內(nèi)催化FPP轉(zhuǎn)化成乙醇的酶，進(jìn)而使FPP盡可能轉(zhuǎn)化成青蒿素。

（3）青蒿素是青蒿的一種代謝產(chǎn)物,可以利用植物組織培養(yǎng)實現(xiàn)青蒿素的大規(guī)模生產(chǎn)。上圖2表示植物組

織培養(yǎng)的大致過程。流程中分別表示________和_________，對[乙]_______進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，進(jìn)而從乙中提取青蒿素。

Answer 1

【答案】 ADS酶基因，CYP71AV1酶基因 限制酶和DNA連接酶 標(biāo)記基因 RNA聚合酶 蛋白質(zhì) 脫分化 再分化 愈傷組織

【解析】

（1）根據(jù)題意，F(xiàn)PP是合成青蒿素必需的前體物質(zhì)，在青蒿細(xì)胞和酵母細(xì)胞中都存在，而ADS酶和CYP71AV1酶只存在于青蒿細(xì)胞中，因此若要培育能產(chǎn)生青蒿素的轉(zhuǎn)基因酵母細(xì)胞,理論上需要向酵母細(xì)胞中導(dǎo)入的目的基因是ADS酶基因、CYP71AV1酶基因。要實現(xiàn)這一過程需要借助限制酶和DNA連接酶來構(gòu)建基因表達(dá)載體，構(gòu)建的基因表達(dá)載體中除了目的基因、啟動子外,還包括標(biāo)記基因和終止子。其中啟動子是RNA聚合酶識別和結(jié)合的位點，以驅(qū)動目的基因的轉(zhuǎn)錄過程。

（2）若通過上述轉(zhuǎn)基因酵母菌產(chǎn)青蒿素的量較少,則可利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)來改造酵母菌細(xì)胞內(nèi)催化FPP轉(zhuǎn)化成乙醇的酶，進(jìn)而使FPP盡可能轉(zhuǎn)化成青蒿素。

（3）圖2中①②分別表示脫分化和再分化，甲是外植體，乙是愈傷組織，丙是幼苗，丁是轉(zhuǎn)基因植株；要利用植物組織培養(yǎng)實現(xiàn)代謝產(chǎn)物青蒿素的大規(guī)模生產(chǎn)，可利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，即對[乙] 愈傷組織進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，進(jìn)而從培養(yǎng)基中分離提取青蒿素。