Question

【題目】下圖為酵母細胞中某生理過程示意圖，①～⑤表示生理過程，Ⅰ～Ⅲ表示結構或物質。請分析回答：

（1）由圖可知，酵母細胞中發(fā)生轉錄的場所有_________ ，物質Ⅱ的基本組成單位是_______________ 。

（2）過程②需要從細胞質進入細胞核的物質有_________________ ；若通過過程②形成的某RNA片段含1000個堿基，其中胞嘧啶和鳥嘌呤分別占堿基總數(shù)的26%、32%，則與該RNA片段對應的DNA區(qū)段中含有 ________________個胸腺嘧啶。

（3）直接參與過程③的RNA有_________________ ，結構Ⅲ中最終生成的三條肽鏈的氨基酸序列_______________ （填“相同”、“不同”、或“無法確定”）。

（4）用某種藥物處理細胞后發(fā)現(xiàn)，細胞質基質中RNA含量顯著減少，由此推測該藥物抑制了______________ （填圖中序號）過程。

（5）結構Ⅲ與噬菌體相比，化學成分上的最大差異是后者不含 ___________________。

（6）已知青蒿細胞中青蒿素的合成途徑（如圖中實線方框內所示），研究人員發(fā)現(xiàn)酵母細胞也能夠產(chǎn)生合成青蒿酸的中間產(chǎn)物FPP（如圖中虛線方框內所示）。

①根據(jù)圖示代謝過程，科學家在培育能產(chǎn)生青蒿素的酵母細胞過程中，需要向酵母細胞中導入_____________________和_________________基因。

②研究人員發(fā)現(xiàn)成功得到的轉基因酵母細胞合成青蒿素的效率仍低于青蒿細胞，其原因是_______________________________________________。

Answer 1

【答案】細胞核、線粒體 脫氧核苷酸 ATP、核糖核苷酸、RNA聚合酶 420 mRNA、tRNA、rRNA 相同 ② RNA ADS酶基因 CYP71AV1酶基因 酵母細胞中部分FPP用于合成固醇

【解析】

分析題圖：圖示為酵母菌細胞中有關物質合成示意圖，其中細胞核內發(fā)生的①為DNA的復制過程，②為轉錄過程，細胞質內發(fā)生的③為翻譯過程，線粒體內發(fā)生的④為轉錄過程，⑤為翻譯過程。結構Ⅰ為核膜，Ⅱ為線粒體內的環(huán)狀DNA分子，結構Ⅲ為多聚核糖體。

分析（6）小題圖：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。

（1）由圖可知，酵母菌細胞中轉錄發(fā)生的場所有細胞核、線粒體。物質Ⅱ為環(huán)狀DNA分子，其基本組成單位是脫氧核苷酸。

（2）過程②為轉錄過程，為了完成該過程，需要從細胞質進入細胞核的物質有RNA聚合酶、ATP和核糖核苷酸等；根據(jù)題意，過程②形成的RNA片段中A+G+U+C+G=1000個 ，其中C=260個，G=320個，則A+U=1000-260-320=420個。由此可推斷與該RNA片段對應的DNA區(qū)段中共含有堿基2000個，與RNA中A配對的模板鏈中T相等，與RNA中U配對的模板鏈中A相等，而DNA中模板鏈中A與非模板鏈中T相等，所以與該RNA片段對應的DNA區(qū)段中胸腺嘧啶(T)= RNA中A+U=420個。

（3）直接參與翻譯過程的RNA有mRNA、tRNA和rRNA，結構Ⅲ中最終生成的三條肽鏈的氨基酸序列相同，因為他們的模板mRNA相同。

（4）細胞質基質中的RNA是細胞核中的DNA轉錄形成的，若用某藥物處理細胞后發(fā)現(xiàn)，細胞質基質中RNA含量顯著減少，由此推測該藥物抑制了②轉錄過程；細胞核中的基因表達形成的前體蛋白可進入線粒體發(fā)揮作用，因此抑制②轉錄過程，線粒體功能也會受到影響。

（5）結構Ⅲ為多聚核糖體，其組成成分是蛋白質和RNA，而噬菌體的組成成分是蛋白質和DNA，所以二者在化學成分上的最大差異是后者不含RNA。

（6）①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(chǎn)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。

②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。