Question

17．抗瘧藥青蒿素挽救了數(shù)百萬人的生命．中國女科學(xué)家屠呦呦由于在青蒿素研發(fā)所做的重大貢獻榮獲2015年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎．青蒿中青蒿素的含量很低，且受地域性種植影響較大．研究人員已經(jīng)弄清了細胞中青蒿素的合成途徑（如圖實線框內(nèi)所示），并且發(fā)現(xiàn)酵母細胞也能夠產(chǎn)生青蒿素合成的中間產(chǎn)物FPP（如圖虛線框內(nèi)所示）．

請回答問題：
（1）在FPP合成酶基因表達過程中，完成過程①需要RNA聚合酶催化，過程②在核糖體結(jié)構(gòu)上進行，需要的物質(zhì)有氨基酸、ATP、tRNA等．
（2）根據(jù)圖示代謝過程，科學(xué)家在設(shè)計培育能生產(chǎn)青蒿素的酵母細胞過程中，需要向酵母細胞中導(dǎo)入ADS酶基因和CYP71AV1酶基因等基因．
（3）實驗發(fā)現(xiàn)，酵母細胞導(dǎo)入相關(guān)基因后，這些基因能正常表達，但酵母合成的青蒿素仍很少，根據(jù)圖解分析原因可能是FPP合成了固醇，為提高酵母菌合成的青蒿素的產(chǎn)量，通過基因改造，使FRG9酶活性降低．
（4）利用酵母細胞生產(chǎn)青蒿素與從植物體內(nèi)直接提取相比較，明顯的優(yōu)勢有青蒿素產(chǎn)量高、成本低、適合各地生產(chǎn)等．

Answer 1

分析 分析題圖：圖中實線方框中表示青蒿細胞中青蒿素的合成途徑，青蒿素的合成需要FPP合成酶、ADS酶和CYP71AV1酶．虛線方框表示酵母細胞合成FPP合成酶及固醇的過程，酵母細胞只能合成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）圖中①表示轉(zhuǎn)錄過程，該過程需要RNA聚合酶的催化，mRNA從核孔進入細胞質(zhì)；過程②表示翻譯，翻譯過程發(fā)生在核糖體上，該過程需要的條件有：原料（氨基酸）、模板（mRNA）、tRNA、核糖體（場所）、酶等．
（2）由圖可知，酵母細胞能合成FPP合成酶，但不能合成ADS酶和CYP71AV1酶，即酵母細胞缺乏ADS酶基因和CYP71AV1酶基因．
（3）由圖可知，酵母細胞中部分FPP用于合成了固醇，因此將相關(guān)基因?qū)�入酵母菌后，即使這些基因能正常表達，酵母菌合成的青蒿素仍很少．由此可推知通過基因改造干擾ERG9酶合成的過程或降低ERG9酶活性．
（4）利用酵母細胞生產(chǎn)青蒿酸與從植物體內(nèi)直接提取相比較，明顯的優(yōu)勢有：酵母細胞繁殖快、代謝速率旺盛、酶母菌易培養(yǎng)、成本低、工業(yè)化生產(chǎn)、克服地域性種植的限制等．
故答案為：
（1）RNA聚合    核糖體  氨基酸
（2）ADS酶基因和 CYP71AV1酶基因
（3）降低   
（4）青蒿素產(chǎn)量高

點評 本題結(jié)合圖解，考查遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯、基因自由組合定律的實質(zhì)及應(yīng)用，要求考生識記遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程、場所、條件及產(chǎn)物等；同時還要求考生能分析題圖，從中提取有效信息答題．