Question

【題目】2015年10月，我國女科學家屠呦呦等因發現能有效治療瘧疾的青蒿素而獲得了“諾貝爾生理學或醫學獎”。在青蒿中，青蒿素的含量很低，且受地域性種植的影響較大。研究人員已經弄清了青蒿細胞中青蒿酸的合成途徑（如下圖的實線框“口”內所示）。研究發現，酵母細胞也能夠產生青蒿酸合成的中間產物FPP（如下圖的虛線框“”內所示）。請回答下列問題：

（1）在FPP合成酶基因的表達過程中，完成過程①需要 _______ 酶催化。

（2）為了提高青蒿素的產量，需要對青蒿細胞進行植物組織培養，用青蒿細胞培養到薄壁細胞的過程叫做 ______ ，由薄壁細胞大量增殖的細胞分裂方式是________。

（3）根據圖示的代謝過程，若科學家用基因工程技術培育能產生青蒿酸的酵母細胞，需要向酵母細胞中導入 _______ 等。在基因工程的操作過程中，為了目的基因在受體細胞中能穩定存在、復制、遺傳和表達，使其發揮作用，需要構建 。

（4）實驗發現，改造后的酵母菌細胞的基因能正常表達，但酵母菌合成的青蒿酸仍很少。根據圖解分析，其原因可能是____。

（5）利用酵母細胞生產青蒿酸的明顯優勢有 （答對一個要點即可）。

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 基因表達載體

（4）酵母細胞中FPP部分用于合成固醇（或FRG9酶容易表達）

（5）細胞繁殖快或代謝速率旺盛或易培養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的轉錄過程，該過程需要RNA聚合酶。

（2）在植物組織培養過程中用高度分化的青蒿細胞經培養得到薄壁細胞的過程是脫分化；而薄壁細胞大量增殖進行的是有絲分裂。

（3）由圖可知，如果用基因工程技術培育能產生青蒿酸的酵母細胞，需要向酵母細胞中導入ADS酶基因和CYP71AV1酶基因等才能產生青蒿酸；在基因工程中核心步驟是構建基因表達載體，它可以使目的基因在受體細胞中能穩定存在、復制遺傳和表達，然后發揮作用。

（4）由圖可知，在酵母細胞中FPP有一部分用于合成固醇，所以導致酵母菌合成的青蒿素前體物質少。

（5）酵母菌是單細胞生物，代謝速率旺盛且繁殖快，所以用其生產青蒿酸會有較明顯的優勢。