Question

【題目】中國(guó)女科學(xué)家屠呦呦獲2015年諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，她研制的抗瘧藥膏青蒿素挽救了數(shù)百萬(wàn)人的生命。但是青蒿中青蒿素的含量很低，且受地域性種植影響較大。研究人員已經(jīng)弄清了青蒿細(xì)胞中青蒿素的合成途徑（如圖實(shí)線框內(nèi)所示），并且發(fā)現(xiàn)酵母細(xì)胞也能夠產(chǎn)生青蒿素合成的中間產(chǎn)物FPP（如圖虛線框內(nèi)所示）。請(qǐng)回答問(wèn)題：

（1）在FPP合成酶基因表達(dá)過(guò)程中，完成過(guò)程①需要 酶催化，完成過(guò)程②需要的物質(zhì)有 、 、

（2）根據(jù)圖示代謝過(guò)程，科學(xué)家在設(shè)計(jì)培育能生產(chǎn)青蒿素的酵母細(xì)胞過(guò)程中，需要向酵母細(xì) 胞中導(dǎo)入 、 等基因。

（3）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，酵母細(xì)胞導(dǎo)入相關(guān)基因后，這些基因能正常表達(dá)，但酵母合成的青蒿素仍很少，根據(jù)圖解分析原因可能是 ，為提高酵母菌合成的青蒿素的產(chǎn)量，請(qǐng)?zhí)岢鲆粋�(gè)合理的思路 。

（4）利用酵母細(xì)胞生產(chǎn)青蒿素與從植物體內(nèi)直接提取相比較，明顯的優(yōu)勢(shì)有 、 、 等。

Answer 1

【答案】

（1）RNA聚合 ATP、氨基酸、tRNA、mRNA和核糖體等

（2）ADS酶基因、CYP71AV1酶基因

（3）酵母細(xì)胞中FPP部分用于合成固醇 通過(guò)基因改造降低ERG9酶的活性（數(shù)量）

（4）酵母細(xì)胞繁殖快 代謝速率旺盛 酶母菌易培養(yǎng) 成本低 工業(yè)化生產(chǎn) 克服地域性種植的限制等

【解析】

（1）圖中①表示轉(zhuǎn)錄過(guò)程，該過(guò)程需要RNA聚合酶的催化；②為翻譯過(guò)程，該過(guò)程需要的條件：ATP（提供能量）、氨基酸（原料）、tRNA（轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸）、mRNA（翻譯的模板）和核糖體（翻譯的場(chǎng)所）等。

（2）由于酵母細(xì)胞中也能合成FPP，F(xiàn)PP形成青蒿素過(guò)程還需要ADS酶和CYP71AV1酶參與，所以需要導(dǎo)入ADS酶基因、CYP71AV1酶基因。

（3）由圖可知，酵母細(xì)胞中部分FPP用于合成固醇，使合成青蒿素的量減少。可通過(guò)基因改造降低ERG9酶的活性（數(shù)量）來(lái)提高酵母菌合成青蒿酸的產(chǎn)量。

（4）與從植物體內(nèi)直接提取青蒿酸相比較，利用酵母細(xì)胞生產(chǎn)更有優(yōu)勢(shì)。其具有細(xì)胞繁殖快、代謝速率旺盛、酶母菌易培養(yǎng)、成本低、工業(yè)化生產(chǎn)、克服地域性種植的限制等優(yōu)勢(shì)。