Question

【題目】中國女藥學(xué)家屠呦呦因發(fā)現(xiàn)了青蒿素獲2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎，青蒿素是從植物黃花蒿莖葉中提取的有過氧基團(tuán)的倍半萜內(nèi)酯藥物，控制瘧疾挽救了數(shù)百萬人的生命。為了獲取更多的青蒿素，科學(xué)家采用多種方法。
方法一：利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍體，體細(xì)胞染色體數(shù)18條），通過傳統(tǒng)的育種和現(xiàn)代生物技術(shù)培育高青蒿素含量的植株。
方法二：科學(xué)家用基因工程技術(shù)，利用酵母菌細(xì)胞合成青蒿素（如圖所示）

（1）若利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行青蒿素的工廠化生產(chǎn)，可將青蒿素細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的細(xì)胞置于發(fā)酵罐中培養(yǎng)，經(jīng)方式實現(xiàn)細(xì)胞數(shù)目的增多并產(chǎn)生大量的青蒿素。
（2）根據(jù)圖示代謝過程，科學(xué)家在培育能產(chǎn)生青蒿素的酵母菌細(xì)胞過程中，需要向酵母細(xì)胞中導(dǎo)入 ， 繼而可利用技術(shù)檢測目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞。
（3）圖中①②過程無論發(fā)生在青蒿素細(xì)胞中，還是發(fā)生在酵母細(xì)胞中，都能產(chǎn)生相同的物質(zhì)FPP，原因是、。（寫出2點）
（4）實驗發(fā)現(xiàn)，酵母細(xì)胞導(dǎo)入相關(guān)基因后，該基因能正常表達(dá)，但酵母菌合成的青蒿素仍很少，根據(jù)圖解分析原因可能是。

Answer 1

【答案】
（1）愈傷組織；有絲分裂
（2）ADS酶基因、CYP71AV1酶基因；DNA分子雜交
（3）都具有FPP合成酶基因，F(xiàn)PP合成酶基因所攜帶的遺傳信息相同；不同細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄相同的模板鏈，轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中都遵循堿基互補(bǔ)配對原則，兩種生物共用一套遺傳密碼，都具有底物IPP
（4）酵母細(xì)胞中部分FPP用于合成固醇
【解析】（1）要獲得細(xì)胞產(chǎn)物可以先利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行青蒿素的工廠化生產(chǎn)，應(yīng)將青蒿素細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織置于發(fā)酵罐中。愈傷組織通過進(jìn)行有絲分裂得到大量細(xì)胞進(jìn)而獲得更多的細(xì)胞產(chǎn)物。（2）由圖可知要產(chǎn)生青蒿素還必須有ADS酶基因和CYP71AV1酶基因，所以應(yīng)導(dǎo)入這兩個基因。要檢測目的基因是否導(dǎo)入到受體細(xì)胞可以采用DNA分子雜交技術(shù)。（3）兩種細(xì)胞中都含有FPP，由圖可知FPP需要FPP酶參與，說明這兩種細(xì)胞都有FPP合成酶基因，F(xiàn)PP合成酶基因所攜帶的遺傳信息相同。并且不同細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄相同的模板鏈，轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中都必須遵循堿基互補(bǔ)配對原則，兩種生物共用一套遺傳密碼，都具有底物IPP等。（4）由圖可知FPP后的代謝途徑可以分為兩種，如果青蒿素產(chǎn)量低，可能是FPP在ERG9酶的作用下合成了固醇。可以通過降低該酶的活性來提高青蒿素的產(chǎn)量。
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解基因工程的原理及技術(shù)的相關(guān)知識，掌握基因工程的原理是利用DNA重組技術(shù)，以及對植物培養(yǎng)的條件及過程的理解，了解植物組織培養(yǎng)就是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株．