Question

【題目】中國女藥學家屠呦呦因發現了青蒿素獲2015年諾貝爾生理學或醫學獎，青蒿素是從植物黃花蒿莖葉中提取的有過氧基團的倍半萜內酯藥物，控制瘧疾挽救了數百萬人的生命。為了獲取更多的青蒿素，科學家采用多種方法。
方法一：利用雌雄同株的野生型青蒿（二倍體，體細胞染色體數18條），通過傳統的育種和現代生物技術培育高青蒿素含量的植株。
方法二：科學家用基因工程技術，利用酵母菌細胞合成青蒿素（如圖所示）

（1）若利用植物組織培養技術進行青蒿素的工廠化生產，可將青蒿素細胞經培養獲得的細胞置于發酵罐中培養，經方式實現細胞數目的增多并產生大量的青蒿素。
（2）根據圖示代謝過程，科學家在培育能產生青蒿素的酵母菌細胞過程中，需要向酵母細胞中導入 ， 繼而可利用技術檢測目的基因是否導入受體細胞。
（3）圖中①②過程無論發生在青蒿素細胞中，還是發生在酵母細胞中，都能產生相同的物質FPP，原因是、。（寫出2點）
（4）實驗發現，酵母細胞導入相關基因后，該基因能正常表達，但酵母菌合成的青蒿素仍很少，根據圖解分析原因可能是。

Answer 1

【答案】
（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；不同細胞中轉錄相同的模板鏈，轉錄和翻譯過程中都遵循堿基互補配對原則，兩種生物共用一套遺傳密碼，都具有底物IPP
（4）酵母細胞中部分FPP用于合成固醇
【解析】（1）要獲得細胞產物可以先利用植物組織培養技術進行青蒿素的工廠化生產，應將青蒿素細胞經培養獲得的愈傷組織置于發酵罐中。愈傷組織通過進行有絲分裂得到大量細胞進而獲得更多的細胞產物。（2）由圖可知要產生青蒿素還必須有ADS酶基因和CYP71AV1酶基因，所以應導入這兩個基因。要檢測目的基因是否導入到受體細胞可以采用DNA分子雜交技術。（3）兩種細胞中都含有FPP，由圖可知FPP需要FPP酶參與，說明這兩種細胞都有FPP合成酶基因，FPP合成酶基因所攜帶的遺傳信息相同。并且不同細胞中轉錄相同的模板鏈，轉錄和翻譯過程中都必須遵循堿基互補配對原則，兩種生物共用一套遺傳密碼，都具有底物IPP等。（4）由圖可知FPP后的代謝途徑可以分為兩種，如果青蒿素產量低，可能是FPP在ERG9酶的作用下合成了固醇。可以通過降低該酶的活性來提高青蒿素的產量。
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解基因工程的原理及技術的相關知識，掌握基因工程的原理是利用DNA重組技術，以及對植物培養的條件及過程的理解，了解植物組織培養就是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細胞，培養在人工配制的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其產生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株．