Question

【题目】[生物—选修3:现代生物科技专题]

下图1为青蒿细胞中青蒿素的合成途径,其中FPP是合成青蒿素必需的前体物质，在青蒿细胞和酵母细胞中都存在,而ADS酶和CYP71AV1酶只存在于青蒿细胞中，酵母菌细胞内FPP在有关酶的作用下可转化成乙醇。请回答下列问题：

（1）若要培育能产生青蒿素的转基因酵母细胞，理论上需要向酵母细胞中导入的目的基因是_______。

要实现这一过程需要借助_________(工具酶)来构建基因表达载体,构建的基因表达载体中除了目的基

因、启动子外,还包括______和终止子.其中启动子是_________识别和结合的位点，以驱动目的基因的转录。

（2）上述转基因酵母菌产青蒿素的量较少,可利用________工程技术来改造酵母菌细胞内催化FPP转化成乙醇的酶，进而使FPP尽可能转化成青蒿素。

（3）青蒿素是青蒿的一种代谢产物,可以利用植物组织培养实现青蒿素的大规模生产。上图2表示植物组

织培养的大致过程。流程中分别表示________和_________，对[乙]_______进行扩大培养，进而从乙中提取青蒿素。

Answer 1

【答案】 ADS酶基因，CYP71AV1酶基因 限制酶和DNA连接酶 标记基因 RNA聚合酶 蛋白质 脱分化 再分化 愈伤组织

【解析】

（1）根据题意，FPP是合成青蒿素必需的前体物质，在青蒿细胞和酵母细胞中都存在，而ADS酶和CYP71AV1酶只存在于青蒿细胞中，因此若要培育能产生青蒿素的转基因酵母细胞,理论上需要向酵母细胞中导入的目的基因是ADS酶基因、CYP71AV1酶基因。要实现这一过程需要借助限制酶和DNA连接酶来构建基因表达载体，构建的基因表达载体中除了目的基因、启动子外,还包括标记基因和终止子。其中启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，以驱动目的基因的转录过程。

（2）若通过上述转基因酵母菌产青蒿素的量较少,则可利用蛋白质工程技术来改造酵母菌细胞内催化FPP转化成乙醇的酶，进而使FPP尽可能转化成青蒿素。

（3）图2中①②分别表示脱分化和再分化，甲是外植体，乙是愈伤组织，丙是幼苗，丁是转基因植株；要利用植物组织培养实现代谢产物青蒿素的大规模生产，可利用植物组织培养技术，即对[乙] 愈伤组织进行扩大培养，进而从培养基中分离提取青蒿素。