Question

【題目】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(jiǎng)”。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(shí)線框“口”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)胞中能穩(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(shí)驗(yàn)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(gè)要點(diǎn)即可）。

Answer 1

【答案】（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(dá)載體

（4）酵母細(xì)胞中FPP部分用于合成固醇（或FRG9酶容易表達(dá)）

（5）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】（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青蒿細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)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酶基因等才能產(chǎn)生青蒿酸；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，在酵母細(xì)胞中FPP有一部分用于合成固醇，所以導(dǎo)致酵母菌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(huì)有較明顯的優(yōu)勢。