Question

【題目】中國科學家屠呦呦獲2015年諾貝爾生理學或醫學獎，她研制的抗瘧藥青蒿素挽救了數百萬人的生命．研究人員發現了青蒿細胞中青蒿素的合成途徑（實線方框所示）和酵母細胞產生合成青蒿酸的中間產物FPP的途徑（虛線方框所示）如圖．請據圖分析回答：
（1）完成過程①需要催化，過程②中，mRNA通過進入細胞質，該分子的作用是作為的模板．
（2）在青蒿的不同組織細胞中，相同DNA轉錄起點不完全相同的原因是 ． 青蒿素的合成體現了基因控制性狀的方式是 ．
（3）根據圖示代謝過程，科學家在設計培育能生產青蒿素的酵母細胞過程中，需要向酵母細胞中導入、等基因．結果表明，相關基因導入酵母細胞后雖能正常表達，但酵母菌合成的青蒿素卻很少，據圖分析原因可能是 ．
（4）若FPP合成酶基因含4 300個堿基對，其中一條單鏈中A：C：T：G=1：2：3：4，則該基因連續復制3次至少需要個游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸．

Answer 1

【答案】
（1）RNA聚合酶；核孔；合成FPP合成酶
（2）不同組織細胞中的基因選擇性表達；通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物性狀
（3）ADS酶基因；CYP71AV1酶基因；酵母細胞中的大部分FPP用于合成了固醇
（4）18060
【解析】解：（1）①為轉錄過程，該過程需要RNA聚合酶識別DNA中特定的堿基序列；過程②中，mRNA通過核孔進入細胞質，該分子的作用是作為合成FPP合成酶的模板．（2）在青蒿的不同組織細胞中基因選擇性表達，因此相同DNA轉錄起點不完全相同．青蒿素的合成體現了基因控制性狀的方式是通過控制酶的合成來控制代謝過程，進而控制生物性狀．（3）由圖可知，酵母細胞能合成FPP合成酶，但不能合成ADS酶和CYP71AV1酶，即酵母細胞缺乏ADS酶基因和CYP71AV1酶基因．由圖可知，酵母細胞中部分FPP用于合成了固醇，因此將相關基因導入酵母菌后，即使這些基因能正常表達，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產量的一個思路為控制ERG9酶的活性（或阻斷ERG9酶基因的表達）．（4）若FPP合成酶基因含4300個堿基對，其中一條單鏈中A：C：T：G=1：2：3：4，另一條單鏈中A：C：T：G=3：4：1：2，因此整個DNA分子中G占 ，則該基因鳥嘌呤脫氧核苷酸的數目為4300×2× ，則該基因連續復制3次至少需要游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸數目為4300×2× ×（23﹣1）=18060個．所以答案是：（1）RNA聚合酶 核孔 合成FPP合成酶（2）不同組織細胞中的基因選擇性表達 通過控制酶的合成來控制代謝過 程，進而控制生物性狀（3）ADS酶基因 CYP71AV1酶基因 酵母細胞中的大部分FPP用于合成了固醇（4）18060