Question

【題目】藏紅花素是藏紅花中的主要活性成分，具有抗腫瘤、抗氧化、抗高血壓、抗動脈粥樣硬化和抗抑郁等多種藥理作用。2019 年 7 月，中科院天津生物所研究員利用大腸桿菌合成藏紅花素方面取得進展。 下圖為藏紅花素合成過程圖，請回答有關(guān)問題：

（1）在藏紅花植株內(nèi)獲得靶 DNA 分子后用 PCR 技術(shù) 擴增目標片段， Taq 酶催化 DNA 子鏈的延伸方向為5'—3'，應選擇與模板結(jié)合的引物是（填字母）______。若向反應體系加入 a 個靶 DNA 分子， 經(jīng) 4 次循環(huán)獲得目標 DNA 片段所占的比例______。

（2）為保證目的基因在大腸桿菌中能夠表達，構(gòu)建 好的重組質(zhì)粒應含有以下______部分（填標號）。

①目的基因 ②引物 ③標記基因 ④啟動子 ⑤終止子 ⑥終止密碼子 ⑦起始密碼子 ⑧復制原點

（3）上述過程中，大腸桿菌成為生產(chǎn)藏紅花素的細胞工廠�；�因工程中用原核生物作為受體細胞的優(yōu)點是__________ 。

Answer 1

【答案】引物B、引物E 1/4 ①③④⑤⑧ 繁殖快，多為單細胞，遺傳物質(zhì)相對較少

【解析】

基因工程是狹義的遺傳工程，基因工程的基本原理是讓人們感興趣的基因（即目的基因）在宿主細胞中穩(wěn)定高效地表達。為了實現(xiàn)基因工程的目標，通常要有多種工具酶、目的基因、載體和宿主細胞等基本要素，并按照一定的程序進行操作，它包括目的基因的獲得、重組DNA的形成，重組DNA導入受體細胞也稱（宿主）細胞、篩選含有目的基因的受體細胞和目的基因的表達等幾個方面。

（1）引物的方向應該與DNA子鏈的合成方向相同，也為5'→3'，且對應目的基因的片段，因此引物B、引物E合適。由于題圖中的引物E和引物B均不在該片段的端點，因此，第一輪循環(huán)后得到的兩DNA片段中，兩條脫核苷酸鏈都不等長，通過自行繪圖，可推遲第二輪中也不會出現(xiàn)等長的，只有第三輪才開始出現(xiàn)，等長的目標DNA片段，若向反應體系中加入a個把DNA分子，經(jīng)四次循環(huán)后共獲得的DNA片段16a個，其中等長的目標DNA片段4a個，經(jīng)四次循環(huán)獲得目標DNA片段所占的比例1/4。

（2）為保證目的基因在大腸桿菌中能夠表達，構(gòu)建好的重組質(zhì)粒應含有目的基因、標記基因、啟動子、終止子、復制原點。

（3）原核生物繁殖快、多為單細胞、遺傳物質(zhì)相對較少，常用作基因工程的材料。