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青蒿素是治疗疟疾的重要药物,中国科学家屠呦呦拼接青蒿素的研究成果获得了2015年诺贝尔生理学或医学奖.现代生物技术已经弄清了青蒿细胞中青蒿素的合成途径(如图中实线方框内所示
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问题描述:

青蒿素是治疗疟疾的重要药物,中国科学家屠呦呦拼接青蒿素的研究成果获得了2015年诺贝尔生理学或医学奖.现代生物技术已经弄清了青蒿细胞中青蒿素的合成途径(如图中实线方框内所示),并且发现酵母细胞也能够产生合成青蒿素的中间产物FPP(如图中虚线方框内所示).回答下列问题:

(1)若利用植物组织培养技术进行青蒿素的工厂化生产,可将青蒿细胞经脱分化培养获得的___细胞置于发酵罐中培养,青蒿细胞经___(方式)实现细胞数目的增多并产生大量的青蒿素.

(2)根据图示代谢过程,科学家在培育能产生青蒿素的酵母细胞过程中,要向___中导入的基因是___,具体操作中可利用___技术检测转基因生物的DNA上是否插入目的基因.

(3)图中①和②过程无论发生在青蒿细胞中,还是发生在酵母细胞中,都能产生相同的物质FPP,原因是___(至少写出2点).

(4)实验发现,酵母细胞导入相关基因后,该基因能正常表达,但酵母菌合成的青蒿素仍很少,根据图解分析原因可能是___.

郭若杉回答:
  (1)若利用植物组织培养技术进行青蒿素的工厂化生产,可将青蒿细胞经脱分化培养获得的愈伤组织细胞置于发酵罐中培养,青蒿细胞经有丝分裂实现细胞数目的增多并产生大量的青蒿素.   (2)酵母细胞能合成FPP合成酶,但不能合成ADS酶,即酵母细胞缺乏ADS酶基因.因此,要培育能产生青蒿素的酵母细胞,需要向酵母细胞中导入ADS酶基因.在具体操作中可利用DNA分子杂交技术检测转基因生物的DNA上是否插入目的基因.   (3)图中①和②过程分别是基因的转录和翻译过程,无论发生在青蒿细胞中,还是发生在酵母细胞中,都能产生相同的物质FPP,原因是都具有FPP合成酶基因,FPP合成酶基因所携带的遗传信息相同;不同细胞中转录相同的模板链,转录和翻译过程中都遵循碱基互补配对原则,两种生物共有一套遗传密码,都具有底物IPP.   (4)实验发现,酵母细胞导入相关基因后,该基因能正常表达,由于酵母细胞中部分FPP用于合成固醇,所以酵母菌合成的青蒿素仍很少.   故答案为:   (1)愈伤组织 有丝分裂   (2)酵母细胞 ADS酶基因 DNA分子杂交   (3)都具有FPP合成酶基因,FPP合成酶基因所携带的遗传信息相同;不同细胞中转录相同的模板链,转录和翻译过程中都遵循碱基互补配对原则,两种生物共有一套遗传密码,都具有底物IPP   (4)酵母细胞中部分FPP用于合成固醇
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