Question

2．2015年10月，我国女科学家屠呦呦等因发现能有效治疗疟疾的青蒿素而获得了“诺贝尔生理学或医学奖”．在青蒿中，青蒿素的含量很低，且受地域性种植的影响较大．研究人员已经弄清了青蒿细胞中青蒿酸的合成途径（如下图的实线框“口”内所示）．研究发现，酵母细胞也能够产生青蒿酸合成的中间产物FPP（如下图的虚线框“”内所示）．请回答下列问题：

（1）在FPP合成酶基因的表达过程中，完成过程①需要RNA聚合酶催化．
（2）为了提高青蒿素的产量，需要对青蒿细胞进行植物组织培养，用青蒿细胞培养到薄壁细胞的过程叫做脱分化，由薄壁细胞大量增殖的细胞分裂方式是有丝分裂．
（3）根据图示的代谢过程，若科学家用基因工程技术培育能产生青蒿酸的酵母细胞，需要向酵母细胞中导入ADS酶基因、CYP71AV1酶基因  等．在基因工程的操作过程中，为了目的基因在受体细胞中能稳定存在、复制、遗传和表达，使其发挥作用，需要构建基因表达载体．
（4）实验发现，改造后的酵母菌细胞的基因能正常表达，但酵母菌合成的青蒿酸仍很少．根据图解分析，其原因可能是酵母菌细胞中FPP部分用于合成固醇．
（5）利用酵母细胞生产青蒿酸的明显优势有细胞繁殖快（答对一个要点即可）．

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）图中①表示转录过程，该过程需要RNA聚合酶的催化，mRNA从核孔进入细胞质．
（2）为了提高青蒿素的产量，需要对青蒿细胞进行植物组织培养，用青蒿细胞培养到薄壁细胞的过程叫做 脱分化，由薄壁细胞大量增殖的细胞分裂方式是 有丝分裂．
（3）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．
为了目的基因在受体细胞中能稳定存在、复制、遗传和表达，使其发挥作用，需要构建  基因表达载体．
（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．由此可推知通过基因改造干扰ERG9酶合成的过程或降低ERG9酶活性．
（5）利用酵母细胞生产青蒿酸与从植物体内直接提取相比较，明显的优势有：酵母细胞繁殖快、代谢速率旺盛、酶母菌易培养、成本低、工业化生产、克服地域性种植的限制等．
故答案为：
（1）RNA聚合   
（2）脱分化  有丝分裂 
（3）ADS酶基因   CYP71AV1酶基因    基因表达载体  
（4）酵母菌细胞中FPP部分用于合成固醇
（5）细胞繁殖快、代谢速率旺盛、酶母菌易培养

点评 本题结合图解，考查遗传信息的转录和翻译、基因自由组合定律的实质及应用，要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物等；同时还要求考生能分析题图，从中提取有效信息答题．