Question

3．中国女科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理医学奖，她研制的抗疟药膏青蒿素挽救了数百万人的生命．但是青蒿中青蒿素的含量很低，且受地域性种植影响较大．研究人员已经弄清了青蒿细胞中青蒿素的合成途径（如图实线框内所示），并且发现酵母细胞也能够产生青蒿素合成的中间产物FPP（如图虚线框内所示）．科学家用基因工程技术，利用酵母菌细胞合成青蒿素，请回答问题：

（1）若利用植物组织培养技术进行青蒿素的工厂化生产，可将青蒿素细胞经培养获得的愈伤组织细胞置于发酵罐中培养，经有丝分裂方式实现细胞数目的增多并产生大量的青蒿素．
（2）根据图示代谢过程，科学家在培育能产生青蒿素的酵母菌细胞过程中，需要向酵母细胞中导入ADS酶基因、CYP71AV1酶基因，继而可利用DNA分子杂交技术检测目的基因是否导入受体细胞．
（3）图中①②过程无论发生在青蒿素细胞中，还是发生在酵母细胞中，都能产生相同的物质FPP，原因是（写出2点）都具有FPP合成酶基因（FPP合成酶基因所携带的遗传信息相同）、不同细胞中转录相同的模板链；转录和翻译过程中都遵循碱基互补配对原则；两种生物共用一套遗传密码；都具有底物IPP．
（4）实验发现，酵母细胞导入相关基因后，该基因能正常表达，但酵母菌合成的青蒿素仍很少，根据图解分析原因可能是酵母细胞中部分FPP用于合成固醇．

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）进行细胞产物的工厂化生产时，只需将外植体培养到愈伤组织阶段即可．愈伤组织细胞通过有丝分裂方式增殖．
（2）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，在培育能产生青蒿素的酵母菌细胞过程中，需要向酵母细胞中导入ADS酶基因、CYP71AV1酶基因．检测目的基因是否导入受体细胞可利用DNA分子杂交技术．
（3）图中①②过程无论发生在青蒿素细胞中，还是发生在酵母细胞中，都能产生相同的物质FPP，原因是：都具有FPP合成酶基因（FPP合成酶基因所携带的遗传信息相同）；不同细胞中转录相同的模板链；转录和翻译过程中都遵循碱基互补配对原则；两种生物共用一套遗传密码；都具有底物IPP．
（4）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．
故答案为：
（1）愈伤组织      有丝分裂
（2）ADS酶基因       CYP71AV1酶基因       DNA分子杂交
（3）都具有FPP合成酶基因（FPP合成酶基因所携带的遗传信息相同）；不同细胞中转录相同的模板链；转录和翻译过程中都遵循碱基互补配对原则；两种生物共用一套遗传密码；都具有底物IPP
（4）酵母细胞中部分FPP用于合成固醇

点评 本题结合图解，考查基因工程的相关知识，要求考生识记基因工程的原理、操作步骤，掌握各操作步骤中需要注意的细节，同时还要求考生能分析题图，从中提取有效信息答题．