Question

藏红花素是藏红花中的主要活性成分，具有抗肿瘤、抗氧化、抗高血压、抗动脉粥样硬化和抗抑郁等多种药理作用。2019 年 7 月，中科院天津生物所研究员利用大肠杆菌合成藏红花素方面取得进展。 下图为藏红花素合成过程图，请回答有关问题：

（1）在藏红花植株内获得靶 DNA 分子后用 PCR 技术 扩增目标片段， Taq 酶催化 DNA 子链的延伸方向为5'—3'，应选择与模板结合的引物是（填字母）______。若向反应体系加入 a 个靶 DNA 分子， 经 4 次循环获得目标 DNA 片段所占的比例______。

（2）为保证目的基因在大肠杆菌中能够表达，构建 好的重组质粒应含有以下______部分（填标号）。

①目的基因    ②引物    ③标记基因 ④启动子    ⑤终止子    ⑥终止密码子    ⑦起始密码子    ⑧复制原点

（3）上述过程中，大肠杆菌成为生产藏红花素的细胞工厂。基因工程中用原核生物作为受体细胞的优点是__________ 。

Answer

引物B、引物E 1/4 ①③④⑤⑧ 繁殖快，多为单细胞，遗传物质相对较少

【解析】

基因工程是狭义的遗传工程，基因工程的基本原理是让人们感兴趣的基因（即目的基因）在宿主细胞中稳定高效地表达。为了实现基因工程的目标，通常要有多种工具酶、目的基因、载体和宿主细胞等基本要素，并按照一定的程序进行操作，它包括目的基因的获得、重组DNA的形成，重组DNA导入受体细胞也称（宿主）细胞、筛选含有目的基因的受体细胞和目的基因的表达等几个方面。

（1）引物的方向应该与DNA子链的合成方向相同，也为5'→3'，且对应目的基因的片段，因此引物B、引物E合适。由于题图中的引物E和引物B均不在该片段的端点，因此，第一轮循环后得到的两DNA片段中，两条脱核苷酸链都不等长，通过自行绘图，可推迟第二轮中也不会出现等长的，只有第三轮才开始出现，等长的目标DNA片段，若向反应体系中加入a个把DNA分子，经四次循环后共获得的DNA片段16a个，其中等长的目标DNA片段4a个，经四次循环获得目标DNA片段所占的比例1/4。

（2）为保证目的基因在大肠杆菌中能够表达，构建好的重组质粒应含有目的基因、标记基因、启动子、终止子、复制原点。

（3）原核生物繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少，常用作基因工程的材料。