Question

5．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②需要的物質(zhì)有ATP、tRNA、mRNA、氨基酸核糖體等．（至少填出兩樣）
（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ADS酶基因、CYP71AV1酶基因等基因．構(gòu)建重組表達(dá)載體需要限制酶和DNA連接酶酶的幫助．
（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酵母細(xì)胞中部分FPP用于合成固醇，為提高酵母菌合成的青蒿素的產(chǎn)量，請(qǐng)?zhí)岢鲆粋�(gè)合理的思路降低ERG9酶的合成量（干擾ERG9酶合成的過(guò)程或降低ERG9酶活性）．
（4）青蒿種群中花的白色和黃色是一對(duì)相對(duì)性狀，但白花植株抗病性弱易死亡且青蒿素含量低，則經(jīng)多代培養(yǎng)之后，該種群是否發(fā)生了進(jìn)化？是．低溫處理野生型青蒿（二倍體）可獲得四倍體植株，四倍體青蒿與野生型青蒿不是（是、不是）同一物種，原因是其雜交后代三倍體不育．

Answer 1

分析 分析題圖：圖中實(shí)線方框中表示青蒿細(xì)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(xì)胞合成FPP合成酶及固醇的過(guò)程，酵母細(xì)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）圖中②是翻譯過(guò)程，該過(guò)程需要的條件有：原料（氨基酸）、模板（mRNA）、tRNA、核糖體（場(chǎng)所）、酶等．
（2）由圖可知，酵母細(xì)胞能合成FPP合成酶，但不能合成ADS酶和CYP71AV1酶，即酵母細(xì)胞缺乏ADS酶基因和CYP71AV1酶基因．構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)，首先需要用限制酶切割外源DNA分子和運(yùn)載體，其次還需要DNA連接酶將目的基因與運(yùn)載體連接形成重組DNA分子．
（3）由圖可知，酵母細(xì)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(dá)，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(gè)思路為降低ERG9酶的合成量（干擾ERG9酶合成的過(guò)程或降低ERG9酶活性）．
（4）生物進(jìn)化的實(shí)質(zhì)是基因頻率的改變，在自然選擇或人工選擇的作用下，控制花色的基因頻率發(fā)生了改變，所以經(jīng)多代培養(yǎng)之后，該種群發(fā)生了進(jìn)化．四倍體青蒿與野生型青蒿雜交后代為三倍體，其減數(shù)分裂時(shí)染色體配對(duì)紊亂，不能產(chǎn)生正常的配子，所以不育，因而不是同一物種．
故答案為：
（1）氨基酸     核糖體
（2）ADS酶基因、CYP71AV1酶基因      限制酶和DNA連接酶
（3）酵母細(xì)胞中部分FPP用于合成固醇   降低ERG9酶的合成量（干擾ERG9酶合成的過(guò)程或降低ERG9酶活性）
（4）是      不是         其雜交后代三倍體不育

點(diǎn)評(píng) 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(shí)質(zhì)及應(yīng)用，要求考生識(shí)記遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程、場(chǎng)所、條件及產(chǎn)物等；掌握基因自由組合定律的實(shí)質(zhì)，能運(yùn)用逐對(duì)分析法解題；同時(shí)還要求考生能分析題圖，從中提取有效信息答題．