Question

【題目】【生物——選修3：現代生物科技專題】青蒿素為名貴藥材，由青蒿生產。科研人員嘗試從以下方面獲得青蒿素：

(1)利用 __________技術，由青蒿外植體通過_________ (生理過程) 形成愈傷組織。經檢測愈傷組織不含青蒿素，而叢芽含少量，造成這種差異的根本原因是_____________。

(2)下圖1表示青蒿和酵母菌細胞內的物質代謝過程，DXP、FPP、青蒿二烯均為青蒿素前體產物，各種酶由相應基因指導合成。圖二表示基因工程實驗結果。

①據圖1，如果要通過基因工程技術讓酵母菌生產青蒿二烯，則目的基因是______基因，基因表達載體除目的基因外，還需要有______基因便于后期篩選。

②將DXR基因導入青蒿，讓DXR基因在青蒿中過量表達，通過增加FPP量最終提高青蒿素產量。除了提高青蒿素前體產物的方法，要獲得高產青蒿植株，據圖1分析，思路還有：____________。圖2中，導入空白運載體的實驗數據能用來說明_____________。

Answer 1

【答案】 （植物）組織培養 脫分化 基因選擇性表達 ADS（酶） 標記 通過抑制GAS酶、SQS酶活性，減少香葉烯、角鯊烯的生成量，讓FPP轉化成更多的青蒿二烯，達到提高青蒿素產量目的 轉入的不含DXR基因的空載體并沒有影響青蒿素產量或青蒿導入DXR基因后產量提高，與目的基因表達有關

【解析】試題分析：圖1中實線方框中表示青蒿細胞中青蒿素的合成途徑，青蒿素的合成過程為，DXP在DXR等酶的作用下生成FPP，然后在ADS酶的作用下生成青蒿二烯，最終生成青蒿素，同時也可以在GAS酶和SQS酶的催化作用下生成香葉烯和角鯊烯。虛線方框表示酵母細胞合成FPP的過程；圖2 中A組為空白對照組，BC組的變量是是否導入DXR基因的運載體。

（1）利用植物組織培養技術進行工廠化生產青蒿素時，青蒿外植體通過脫分化形成愈傷組織，通常從培養的愈傷組織中提取青蒿素；若愈傷組織不含青蒿素，而叢芽含少量，這是基因選擇性表達的結果。

（2）①據圖1，如果要通過基因工程技術讓酵母菌生產青蒿二烯，則目的基因是ADS（酶）基因；基因表達載體中標記基因的作用是檢測目的基因是否導入了受體細胞，便于篩選。

②據圖1分析，可以通過抑制GAS酶、SQS酶活性，減少香葉烯、角鯊烯的生成量，讓FPP轉化成更多的青蒿二烯，達到提高青蒿素產量目的。圖2中，導入空白運載體的實驗數據，說明轉入的不含DXR基因的空載體并沒有影響青蒿素產量或青蒿導入DXR基因后產量提高，與目的基因表達有關。