Question

3．中國(guó)女科學(xué)家屠呦呦獲2015年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，她研制的抗瘧藥膏青蒿素挽救了數(shù)百萬(wàn)人的生命．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(xì)胞中青蒿素的合成途徑（如圖實(shí)線框內(nèi)所示），并且發(fā)現(xiàn)酵母細(xì)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）．科學(xué)家用基因工程技術(shù)，利用酵母菌細(xì)胞合成青蒿素，請(qǐng)回答問題：

（1）若利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行青蒿素的工廠化生產(chǎn)，可將青蒿素細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織細(xì)胞置于發(fā)酵罐中培養(yǎng)，經(jīng)有絲分裂方式實(shí)現(xiàn)細(xì)胞數(shù)目的增多并產(chǎn)生大量的青蒿素．
（2）根據(jù)圖示代謝過程，科學(xué)家在培育能產(chǎn)生青蒿素的酵母菌細(xì)胞過程中，需要向酵母細(xì)胞中導(dǎo)入ADS酶基因、CYP71AV1酶基因，繼而可利用DNA分子雜交技術(shù)檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞．
（3）圖中①②過程無(wú)論發(fā)生在青蒿素細(xì)胞中，還是發(fā)生在酵母細(xì)胞中，都能產(chǎn)生相同的物質(zhì)FPP，原因是（寫出2點(diǎn)）都具有FPP合成酶基因（FPP合成酶基因所攜帶的遺傳信息相同）、不同細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄相同的模板鏈；轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則；兩種生物共用一套遺傳密碼；都具有底物IPP．
（4）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，酵母細(xì)胞導(dǎo)入相關(guān)基因后，該基因能正常表達(dá)，但酵母菌合成的青蒿素仍很少，根據(jù)圖解分析原因可能是酵母細(xì)胞中部分FPP用于合成固醇．

Answer 1

分析 分析題圖：圖中實(shí)線方框中表示青蒿細(xì)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(xì)胞合成FPP合成酶及固醇的過程，酵母細(xì)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）進(jìn)行細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)時(shí)，只需將外植體培養(yǎng)到愈傷組織階段即可．愈傷組織細(xì)胞通過有絲分裂方式增殖．
（2）由圖可知，酵母細(xì)胞能合成FPP合成酶，但不能合成ADS酶和CYP71AV1酶，即酵母細(xì)胞缺乏ADS酶基因和CYP71AV1酶基因．因此，在培育能產(chǎn)生青蒿素的酵母菌細(xì)胞過程中，需要向酵母細(xì)胞中導(dǎo)入ADS酶基因、CYP71AV1酶基因．檢測(cè)目的基因是否導(dǎo)入受體細(xì)胞可利用DNA分子雜交技術(shù)．
（3）圖中①②過程無(wú)論發(fā)生在青蒿素細(xì)胞中，還是發(fā)生在酵母細(xì)胞中，都能產(chǎn)生相同的物質(zhì)FPP，原因是：都具有FPP合成酶基因（FPP合成酶基因所攜帶的遺傳信息相同）；不同細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄相同的模板鏈；轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則；兩種生物共用一套遺傳密碼；都具有底物IPP．
（4）由圖可知，酵母細(xì)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(dá)，酵母菌合成的青蒿素仍很少．
故答案為：
（1）愈傷組織      有絲分裂
（2）ADS酶基因       CYP71AV1酶基因       DNA分子雜交
（3）都具有FPP合成酶基因（FPP合成酶基因所攜帶的遺傳信息相同）；不同細(xì)胞中轉(zhuǎn)錄相同的模板鏈；轉(zhuǎn)錄和翻譯過程中都遵循堿基互補(bǔ)配對(duì)原則；兩種生物共用一套遺傳密碼；都具有底物IPP
（4）酵母細(xì)胞中部分FPP用于合成固醇

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合圖解，考查基因工程的相關(guān)知識(shí)，要求考生識(shí)記基因工程的原理、操作步驟，掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)，同時(shí)還要求考生能分析題圖，從中提取有效信息答題．