Question

2011年9月，中國女科學家屠呦呦等因發(fā)現(xiàn)能有效治療瘧疾的青蒿素而獲得了國際醫(yī)學界著名的“拉斯克獎”．但是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)弄清了青蒿細胞中青蒿酸的合成途徑（如圖內(nèi)所示），并且發(fā)現(xiàn)酵母細胞也能夠產(chǎn)生青蒿酸合成的中間產(chǎn)物FPP（如圖內(nèi)所示）．請回答下列問題：

（1）在FPP合成酶基因表達過程中，完成過程①需要

 

酶催化，完成過程②需要的物質(zhì)和結(jié)構(gòu)有

 

．
（2）根據(jù)圖示代謝過程，科學家在設(shè)計培育能產(chǎn)生青蒿酸的酵母細胞過程中，需要向酵母細胞中導入

 

等基因．
（3）實驗發(fā)現(xiàn)，酵母細胞導入相關(guān)基因后，這些基因能正常表達，但酵母菌合成的青蒿酸仍很少，根據(jù)圖解分析原因可能是

 

，為提高酵母菌合成青蒿酸的產(chǎn)量，請?zhí)岢鲆粋€合理的思路：

 

．
（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

 

（至少2點）．

Answer 1

考點：遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯,基因工程的應用

專題：

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；②為翻譯過程，該過程需要的條件：ATP（提供能量）、氨基酸（原料）、tRNA（轉(zhuǎn)運氨基酸）、mRNA（翻譯的模板）和核糖體（翻譯的場所）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．因此，要培育能產(chǎn)生青蒿素的酵母細胞，需要向酵母細胞中導入ADS酶基因、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)虢湍妇�，即使這些基因能正常表達，酵母菌合成的青蒿素仍很少．可通過基因改造降低ERG9酶的活性（數(shù)量）來提高酵母菌合成青蒿酸的產(chǎn)量．
（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    ATP、氨基酸、tRNA、mRNA和核糖體等
（2）ADS酶基因、CYP71AV1酶基因
（3）酵母細胞中FPP部分用于合成固醇     通過基因改造降低ERG9酶的活性（數(shù)量）
（4）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

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．