题目内容

8．抗疟药青蒿素挽救了数百万人的生命．中国女科学家屠呦呦由于在青蒿素研发所做的重大贡献荣获2015年诺贝尔生理医学奖．青蒿中青蒿素的含量很低，且受地域性种植影响较大．研究人员已经弄清了细胞中青蒿素的合成途径（如图实线框内所示），并且发现酵母细胞也能够产生青蒿素合成的中间产物FPP（如图虚线框内所示）．

请回答问题：
（1）在FPP合成酶基因表达过程中，完成过程①需要RNA聚合酶催化，过程②在核糖体上进行，需要的物质有氨基酸、ATP、tRNA等．
（2）根据图示代谢过程，科学家在设计培育能生产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酶基因等基因．
（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，但酵母合成的青蒿素仍很少，根据图解分析原因可能是FPP合成了固醇，为提高酵母菌合成的青蒿素的产量，通过基因改造，使FRG9酶活性降低．
（4）利用酵母细胞生产青蒿素与从植物体内直接提取相比较，明显的优势有青蒿素产量高、成本低、适合各地生产等．

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；过程②表示翻译，翻译过程发生在核糖体上，该过程需要的条件有：原料（氨基酸）、模板（mRNA）、tRNA、核糖体（场所）、酶等．
（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．
（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．由此可推知通过基因改造干扰ERG9酶合成的过程或降低ERG9酶活性．
（4）利用酵母细胞生产青蒿酸与从植物体内直接提取相比较，明显的优势有：酵母细胞繁殖快、代谢速率旺盛、酶母菌易培养、成本低、工业化生产、克服地域性种植的限制等．
故答案为：
（1）RNA聚合      氨基酸
（2）ADS酶基因和 CYP71AV1酶基因
（3）降低      
（4）青蒿素产量高

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．

练习册系列答案
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分组及实验处理株高（cm）叶绿素含量（mg•g-1）光合速率（μmol•m-2•s?1）
15天30天45天15天30天45天
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