Question

【題目】[生物—選修3:現代生物科技專題]

下圖1為青蒿細胞中青蒿素的合成途徑,其中FPP是合成青蒿素必需的前體物質，在青蒿細胞和酵母細胞中都存在,而ADS酶和CYP71AV1酶只存在于青蒿細胞中，酵母菌細胞內FPP在有關酶的作用下可轉化成乙醇。請回答下列問題：

（1）若要培育能產生青蒿素的轉基因酵母細胞，理論上需要向酵母細胞中導入的目的基因是_______。

要實現這一過程需要借助_________(工具酶)來構建基因表達載體,構建的基因表達載體中除了目的基

因、啟動子外,還包括______和終止子.其中啟動子是_________識別和結合的位點，以驅動目的基因的轉錄。

（2）上述轉基因酵母菌產青蒿素的量較少,可利用________工程技術來改造酵母菌細胞內催化FPP轉化成乙醇的酶，進而使FPP盡可能轉化成青蒿素。

（3）青蒿素是青蒿的一種代謝產物,可以利用植物組織培養實現青蒿素的大規模生產。上圖2表示植物組

織培養的大致過程。流程中分別表示________和_________，對[乙]_______進行擴大培養，進而從乙中提取青蒿素。

Answer 1

【答案】 ADS酶基因，CYP71AV1酶基因 限制酶和DNA連接酶 標記基因 RNA聚合酶 蛋白質 脫分化 再分化 愈傷組織

【解析】

（1）根據題意，FPP是合成青蒿素必需的前體物質，在青蒿細胞和酵母細胞中都存在，而ADS酶和CYP71AV1酶只存在于青蒿細胞中，因此若要培育能產生青蒿素的轉基因酵母細胞,理論上需要向酵母細胞中導入的目的基因是ADS酶基因、CYP71AV1酶基因。要實現這一過程需要借助限制酶和DNA連接酶來構建基因表達載體，構建的基因表達載體中除了目的基因、啟動子外,還包括標記基因和終止子。其中啟動子是RNA聚合酶識別和結合的位點，以驅動目的基因的轉錄過程。

（2）若通過上述轉基因酵母菌產青蒿素的量較少,則可利用蛋白質工程技術來改造酵母菌細胞內催化FPP轉化成乙醇的酶，進而使FPP盡可能轉化成青蒿素。

（3）圖2中①②分別表示脫分化和再分化，甲是外植體，乙是愈傷組織，丙是幼苗，丁是轉基因植株；要利用植物組織培養實現代謝產物青蒿素的大規模生產，可利用植物組織培養技術，即對[乙] 愈傷組織進行擴大培養，進而從培養基中分離提取青蒿素。