Question

8．中国女科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理医学奖，她研制的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命．研究人员已经弄清了青蒿细胞中青蒿素的合成途径（如图中实线方框内所示），并且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）．

（1）在FPP合成酶基因表达过程中，mRNA通过核孔进入细胞质，该分子的作用是作为合成FPP合成酶（翻译）的模板．
（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ADS酶基因、CYP71AV1酶基因基因．此过程构建的基因表达载体应该含有RNA聚合酶识别和结合的部位，以驱动目的基因的转录，该部位称为启动子．
（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酵母细胞中部分FPP用于合成固醇．
（4）野生型青蒿白青秆（A）对紫红秆（a）为显性，稀裂叶（B）对分裂叶（b）为显性，两对性状独立遗传，则野生型青蒿最多有9种基因型；若F₁代中白青秆、稀裂叶植株所占比例为$\frac{3}{8}$，则其杂交亲本的基因型组合为AaBb×aaBb或AaBb×Aabb，该F₁代中紫红秆、分裂叶植株占所比例为$\frac{1}{8}$．

Answer 1

分析 分析题图：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、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．

解答 解：（1）图中①表示转录过程，该过程需要RNA聚合酶的催化，mRNA从核孔进入细胞质；该分子的作用是作为翻译的模板．
（2）由图可知，酵母细胞能合成FPP合成酶，但不能合成ADS酶和CYP71AV1酶，即酵母细胞缺乏ADS酶基因和CYP71AV1酶基因．因此，要培育能产生青蒿素的酵母细胞，需要向酵母细胞中导入ADS酶基因、CYP71AV1酶基因．启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，RNA聚合酶与其结合后可以驱动基因的转录．
（3）由图可知，酵母细胞中部分FPP用于合成了固醇，因此将相关基因导入酵母菌后，即使这些基因能正常表达，酵母菌合成的青蒿素仍很少．
（4）在野生型青蒿的秆色和叶型这两对性状中，控制各自性状的基因型各有3种（AA、Aa和aa，及BB、Bb和bb），由于控制这两对性状的基因是独立遗传的，基因间可自由组合，故基因型共有3×3=9种．F₁中白青秆、稀裂叶植株占$\frac{3}{8}$，即P（A_B_）=$\frac{3}{8}$，由于两对基因自由组合，所以亲本可能是AaBb×aaBb或AaBb×Aabb．当亲本为AaBb×aaBb时，F₁中紫红秆、分裂叶植株所占比例为P（aabb）=$\frac{1}{2}$；当亲本为AaBb×Aabb时，F₁中紫红秆、分裂叶植株所占比例为P（aabb）=$\frac{1}{4}$．即无论亲本组合是上述哪一种，F₁中紫红秆、分裂叶植株所占比例都为$\frac{1}{8}$．
故答案为：
（1）核孔    合成FPP合成酶（翻译）
（2）ADS酶基因、CYP71AV1酶基因     转录
（3）酵母细胞中部分FPP用于合成固醇
（4）9    AaBb×aaBb或AaBb×Aabb     $\frac{1}{8}$

点评 本题结合图解，考查遗传信息的转录和翻译、基因自由组合定律的实质及应用，要求考生识记遗传信息转录和翻译的过程、场所、条件及产物等；掌握基因自由组合定律的实质，能运用逐对分析法解题；同时还要求考生能分析题图，从中提取有效信息答题．