Question

10．中國科學(xué)家屠喲喲獲20l5年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎，她研制的抗瘧藥青蒿素挽救了數(shù)百萬人的生命．研究人員發(fā)現(xiàn)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(chǎn)生合成青蒿酸的中間產(chǎn)物FPP的途徑（慮線方框所示）如圖，請據(jù)圖分析回：

（l）過程①需要RNA聚合酶識別DNA中特定的堿基序列，該過程在細胞的分裂期很難進行的原因是染色質(zhì)高度螺旋化成染色體，DNA難于解旋
（2）在青蒿的不同組織細胞中，相同DNA轉(zhuǎn)錄起點不完全相同的原因是不同組織細胞中的基因選擇性表達．青蒿素的合成體現(xiàn)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）研究表明，相關(guān)基因?qū)�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(jù)圖分析原因可能是酵母細胞中的大部分FPP用于合成了固醇．為提高酵母菌合成青蒿素的產(chǎn)量，請你提出科學(xué)的解決方案．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，則該基因連續(xù)復(fù)制3次至少需要18060個游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸．

Answer 1

分析 分析題圖：圖中實線方框中表示青蒿細胞中青蒿素的合成途徑，青蒿素的合成需要FPP合成酶、ADS酶和CYP71AV1酶．虛線方框表示酵母細胞合成FPP合成酶及固醇的過程，酵母細胞只能合成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：（l）①為轉(zhuǎn)錄過程，該過程需要RNA聚合酶識別DNA中特定的堿基序列；分裂期的染色質(zhì)高度螺旋化成染色體，DNA難于解旋，因此轉(zhuǎn)錄過程在細胞的分裂期很難進行．（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(zhuǎn)錄起點不完全相同．青蒿素的合成體現(xiàn)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，酵母細胞中部分FPP用于合成了固醇，因此將相關(guān)基因?qū)�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(chǎn)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，則該基因鳥嘌呤脫氧核苷酸的數(shù)目為4300×2×$\frac{4}{10}$，則該基因連續(xù)復(fù)制3次至少需要游離的鳥嘌呤脫氧核苷酸數(shù)目為4300×2×$\frac{4}{10}$×（2³-1）=18060個．
故答案為：
（1）RNA聚合酶    染色質(zhì)高度螺旋化成染色體，DNA難于解旋
（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）酵母細胞中的大部分FPP用于合成了固醇    控制ERG9酶的活性（或阻斷ERG9酶基因的表達）
（4）18060

點評 本題結(jié)合圖解，考查遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯、基因自由組合定律的實質(zhì)及應(yīng)用，要求考生識記遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程、場所、條件及產(chǎn)物等，同時還要求考生能分析題圖，從中提取有效信息答題．