Question

9．中国科学家屠呦呦获2015年诺贝尔生理学或医学奖，她研制的抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命．研究人员发现了青蒿细胞中青蒿素的合成途径（实线方框所示）和酵母细胞产生合成青蒿酸的中间产物FPP的途径（虚线方框所示）如图．请据图分析回答：

（1）过程①需要RNA聚合酶识别DNA中特定的碱基序列，该过程在细胞的分裂期很难进行的原因是染色质高度螺旋化为染色体，DNA不能解旋．
（2）在青蒿的不同组织细胞中，相同DNA转录起点不完全相同的原因是基因选择性表达．青蒿素的合成体现了基因控制性状的方式是基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状．
（3）研究表明，相关基因导入酵母细胞后虽能正常表达，但酵母菌合成的青蒿素却很少，据图分析原因可能是酵母细胞中部分FPP用于合成固醇．
（4）若FPP合成酶基因含4300个碱基对，其中一条单链中A：C：T：G=1：2：3：4，则该基因连续复制3次至少需要18060个游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸．

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）①为转录过程，该过程需要RNA聚合酶识别DNA中特定的碱基序列；分裂期的染色质高度螺旋化成染色体，DNA难于解旋，因此转录过程在细胞的分裂期很难进行．
（2）在青蒿的不同组织细胞中基因选择性表达，因此相同DNA转录起点不完全相同．青蒿素的合成体现了基因控制性状的方式是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物性状．
（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，由此可推知提高酵母菌合成的青蒿素的产量的一个思路为控制ERG9酶的活性（或阻断ERG9酶基因的表达）．
（4）若FPP合成酶基因含4300个碱基对，其中一条单链中A：C：T：G=1：2：3：4，则该基因鸟嘌呤脱氧核苷酸的数目为4300×2×$\frac{4}{10}$，则该基因连续复制3次至少需要游离的鸟嘌呤脱氧核苷酸数目为4300×2×$\frac{4}{10}$×（2³-1）=18060个．
故答案为：
（1）RNA聚合酶   染色质高度螺旋化为染色体，DNA不能解旋
（2）基因选择性表达     基因通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物的性状
（3）固醇
（4）18060

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，同时还要求考生能分析题图，从中提取有效信息答题．