Question

【題目】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(xiàn)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(xì)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(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）。

請回答問題：

（1）在FPP合成酶基因表達(dá)過程中，完成過程①需要 酶催化，過程②在核糖體上進(jìn)行，需要的物質(zhì)有 （1分）、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(xì)胞過程中，需要向酵母細(xì)胞中導(dǎo)入 等基因。

（3）實驗發(fā)現(xiàn)，酵母細(xì)胞導(dǎo)入相關(guān)基因后，這些基因能正常表達(dá)，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 。

（4）利用酵母細(xì)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

、成本低、適合各地生產(chǎn)等。

Answer 1

【答案】（1）RNA聚合 氨基酸（1分） （2）ADS酶基因和 CYP71AV1酶基因

（3）降低 （4）青蒿素產(chǎn)量高

【解析】

試題分析：（1）在FPP合成酶基因表達(dá)過程中，①過程為轉(zhuǎn)錄，需要RNA聚合酶催化，過程②為翻譯，在核糖體上進(jìn)行，需要的物質(zhì)有氨基酸、ATP、tRNA等。

（2）由圖可知，酵母細(xì)胞能合成FPP合成酶，但不能合成ADS酶和和 CYP71AV1酶，即酵母細(xì)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(xì)胞，需要向酵母細(xì)胞中導(dǎo)入ADS酶基因和 CYP71AV1酶基因等基因。

（3）題圖顯示：ERG9酶能將合成青蒿酸的中間產(chǎn)物FPP轉(zhuǎn)化為固醇，從而使酵母合成的青蒿素減少；所以欲提高酵母菌合成的青蒿素的產(chǎn)量，需通過基因改造，使FRG9酶的活性降低。

（4）利用酵母細(xì)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：酵母菌易培養(yǎng)、繁殖快、細(xì)胞代謝旺盛，因此青蒿素產(chǎn)量高，此外還具有成本低、適合各地生產(chǎn)等優(yōu)勢。