Question

16．青蒿素是治療瘧疾的重要藥物，中國(guó)科學(xué)家屠呦呦拼接青蒿素的研究成果獲得了2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)．現(xiàn)代生物技術(shù)已經(jīng)弄清了青蒿細(xì)胞中青蒿素的合成途徑（如圖中實(shí)線方框內(nèi)所示），并且發(fā)現(xiàn)酵母細(xì)胞也能夠產(chǎn)生合成青蒿素的中間產(chǎn)物FPP（如圖中虛線方框內(nèi)所示）．回答下列問題：

（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)，可將青蒿細(xì)胞經(jīng)脫分化培養(yǎng)獲得的愈傷組織細(xì)胞置于發(fā)酵罐中培養(yǎng)，青蒿細(xì)胞經(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)生青蒿素的酵母細(xì)胞過程中，要向酵母細(xì)胞中導(dǎo)入的基因是ADS酶基因，具體操作中可利用DNA分子雜交技術(shù)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入目的基因．
（3）圖中①和②過程無論發(fā)生在青蒿細(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，F(xiàn)PP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，兩種生物共有一套遺傳密碼，都具有底物IPP（至少寫出2點(diǎn)）．
（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 根據(jù)題意和圖示分析可知：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合成酶和ADS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，因此其不能合成青蒿素．

解答 解：（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)，可將青蒿細(xì)胞經(jīng)脫分化培養(yǎng)獲得的愈傷組織細(xì)胞置于發(fā)酵罐中培養(yǎng)，青蒿細(xì)胞經(jīng)有絲分裂實(shí)現(xiàn)細(xì)胞數(shù)目的增多并產(chǎn)生大量的青蒿素．
（2）酵母細(xì)胞能合成FPP合成酶，但不能合成ADS酶，即酵母細(xì)胞缺乏ADS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．在具體操作中可利用DNA分子雜交技術(shù)檢測(cè)轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入目的基因．
（3）圖中①和②過程分別是基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，無論發(fā)生在青蒿細(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，F(xiàn)PP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，兩種生物共有一套遺傳密碼，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)，由于酵母細(xì)胞中部分FPP用于合成固醇，所以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）酵母細(xì)胞    ADS酶基因   DNA分子雜交
（3）都具有FPP合成酶基因，F(xiàn)PP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，兩種生物共有一套遺傳密碼，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，考查植物組織培養(yǎng)、基因工程技術(shù)的應(yīng)用，要求考生識(shí)記基因工程的過程，同時(shí)還要求考生能分析題圖，從中提取有效信息答題．