Question

【题目】已知青蒿细胞中青蒿素的合成途径（如图中实线方框内所示），研究人员发现酵母细胞也能够产生合成青蒿酸的中间产物FPP（如图中虚线方框内所示）。据图回答下列问题：

（1）在FPP合成酶基因表达过程中，mRNA通过_____进入细胞质，完成过程②需要_____________________等物质或结构的参与（至少写出3种物质或结构）。

（2）根据图示代谢过程，科学家在培育能产生青蒿素的酵母细胞过程中，需要向酵母细胞中导入_____________________和_________________基因。

（3）实验发现，酵母细胞导入相关基因后，这些基因能正常表达，但酵母菌合成的青蒿素仍很少，根据图解分析原因可能是____________________________。

Answer 1

【答案】核孔 氨基酸 ATP tRNA 核糖体 ADS酶基因 CYP71AV1酶基因 酵母细胞中部分FPP用于合成固醇

【解析】

根据题意和图示分析可知：图中实线方框中表示青蒿细胞中青蒿素的合成途径，青蒿素的合成需要FPP合成酶和ADS酶和CYP71AV1酶。虚线方框表示酵母细胞合成FPP合成酶及固醇的过程，酵母细胞只能合成FPP合成酶，不能合成ADS酶和CYP71AV1酶，因此其不能合成青蒿素。

（1）基因的表达包括转录和翻译两个阶段，转录主要在细胞核，翻译主要在细胞质的核糖体上，在FPP合成酶基因表达过程中，细胞核内形成的mRNA通过核孔进入细胞质，过程②为翻译过程，需要氨基酸做原料、ATP供能、tRNA搬运氨基酸、核糖体作为翻译的场所等。

（2）根据图示代谢过程可知，与青蒿细胞相比，酵母细胞只能合成FPP合成酶，不能合成ADS酶和CYP71AV1酶，故不能合成青蒿素，说明酵母细胞不含ADS酶基因和CYP71AV1酶基因，所以科学家在培育能产生青蒿素的酵母细胞过程中，需要向酵母细胞中导入ADS酶基因和CYP71AV1酶基因。

（3）根据图示可知，酵母细胞可将部分FPP转化形成固醇，而青蒿细胞不能，故转基因成功的酵母菌合成的青蒿素仍很少。