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高考热点专题—
《电泳图谱》分析题型归类
电泳
许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团会带上正电或负电。在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。
1.什么是电泳？
电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。
2.电泳的原理是什么？
琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳是两种常用的电泳方法
3.电泳常用的方法
凝胶电泳技术在亲子签定、公安侦破案件、生物亲缘关系远近、DNA指纹技术等各方面运用已经非常普遍。只要提供血迹、毛发、骨骼碎片、精斑等组织或分泌物，就能通过凝胶电泳技术，用一种探针寻找DNA的不同部位并形成独特的条码进行基因比对，从而达 DNA鉴定的目的。
高考命题注重能力考查，强调新情境与能力立意相结合，往往起点高，落点低，重在考查对情境信息获取和处理，进一步考查分析问题和解决问题的能力。只要对电泳概念理解透彻，全面掌握电泳相关试题情境和题目立意就能准确做出推断，得心应手地解决这类题！
4.电泳技术的应用
1.（2021山东潍坊一中质检）盐藻是一种单细胞真核藻类，其鞭毛是由微管蛋白聚合而成的。为研究泛素和蛋白酶体是否参与盐藻鞭毛的解聚过程，科研人员进行了相关研究。
(1)借助荧光显微镜，观察到盐藻鞭毛上存在泛素，它是由76个_________组成的多肽，可与微管蛋白形成泛素化蛋白。
(2)科研人员检测了不同处理下盐藻鞭毛中泛素化蛋白的含量,其电泳结果如图1。(对照组:正常生长状态的盐藻细胞;组装组:鞭毛组装状态的盐藻细胞;解聚组:鞭毛解聚状态的盐藻细胞)
据图1分析，与对照组相比，鞭毛解聚时细胞内泛素化蛋白含量_________，由此推测，泛素参与了________ 过程。
一.电泳与蛋白质结构和功能
氨基酸
增加
盐藻鞭毛的解聚
电泳条带表示不同的泛素化蛋白的含量！
（2021山东潍坊一中质检） 盐藻是一种单细胞真核藻类，其鞭毛是由微管蛋白聚合而成的。为研究泛素和蛋白酶体是否参与盐藻鞭毛的解聚过程，科研人员进行了相关研究。
(3)进一步用带有荧光的物质检测盐藻蛋白酶体的活性，结果如图2。据图分析，鞭毛解聚组蛋白酶体的活性________对照组。
(4)综合图1和图2说明________________________________。
高于
泛素和蛋白酶体均参与盐藻鞭毛的解聚过程
命题要点
电泳是利用带电分子或离子所带电荷或分子量不同,在电场中移动距离(或速度)不同的原理分离分子或离子的方法。在人类遗传病分析中,确定个体基因型可以采用电泳分离的方法以确定待测个体的基因型。如某个体的基因型为Aa,等位基因Aa经限制酶切开后,由于相关片段分子量等的差异,在电场中移动的距离不同,从而使两种基因得以分离,出现两种条带;某个体基因型为AA(或aa),电泳后只能得到一种条带。
二.电泳与遗传系谱图
1.(不定项)(2020山东卷)如图表示甲、乙两种单基因遗传病的家系图和各家庭成员基因检测的结果。检测过程中用限制酶处理相关基因得到大小不同的片段后进行电泳,电泳结果中的条带表示检出的特定长度的酶切片段,数字表示碱基对的数目。下列说法正确的是(　　)
A.甲病的致病基因位于常染色体上,乙病的致病基因位于X染色体上
B.甲病可能由正常基因发生碱基对的替换导致,替换后的序列可被MstⅡ识别
C.乙病可能由正常基因上的两个BamHⅠ识别序列之间发生碱基对的缺失导致
D.Ⅱ4不携带致病基因、Ⅱ8携带致病基因,两者均不患待测遗传病
答案 CD　
解析 由甲病遗传系谱图可知,该病为常染色体隐性遗传病,由乙病电泳图可知,该家系中4个个体都含有致病基因,因此可判断乙病致病基因位于常染色体上,A项错误;由甲病电泳图可知,Ⅰ1和Ⅰ2经酶切电泳后有3种条带,而Ⅱ3却只有1种条带,说明变异后不再被限制酶MstⅡ识别切割,B项错误;由乙病电泳图可知,表型正常的Ⅰ5基因酶切电泳条带有2种,患者Ⅰ6和Ⅱ7的基因被酶切电泳后只有1种条带,且条带碱基对数减少,可判断乙病可能由正常基因上的两个BamHⅠ识别序列之间发生碱基对的缺失导致,C项正确;由电泳图可知,Ⅱ4与Ⅱ3电泳条带完全不同,可判断Ⅱ4不携带致病基因且不患待测遗传病,Ⅱ8与Ⅰ5电泳条带相同,可判断Ⅱ8携带致病基因且不患待测遗传病,D项正确。
2.（2021八省联考适应考湖南卷· 19） DNA标记是DNA中一些稳定的特征性碱基序列，DNA中是否含特定的DNA标记，可通过DNA标记体外复制产物的电泳图谱来判断。
（1）已知三个个体的DNA标记电泳结果如图1所示，个体1和个体2的DNA标记组成分别为S1S1和S2S2，据图推断个体3的DNA标记组成为___________。
S1S2
电泳条带表示不同的DNA标记组成！
（2021八省联考适应考湖南卷· 19） DNA标记是DNA中一些稳定的特征性碱基序列，DNA中是否含特定的DNA标记，可通过DNA标记体外复制产物的电泳图谱来判断。
（2）DNA标记常用来进行遗传性疾病的基因定位。现有一常染色体显性遗传病家系（疾病基因用A表示）如图2所示，选择上述DNA标记体外复制后电泳，结果如图3所示。不考虑突变和交叉互换，___________（填“能”或“不能”）判断该DNA标记与该疾病基因在同一染色体上，用遗传图解及文字说明原因（配子、表现型及比例不作要求）___________。
不能
当该DNA标记与该病致病基因不在同一条染色体上时，也能产生符合题意的结果，所以不能判断该DNA标记与该疾病基因在同一条染色体上
电泳条带表示不同的DNA标记组成！
（2021八省联考适应考湖南卷· 19） DNA标记是DNA中一些稳定的特征性碱基序列，DNA中是否含特定的DNA标记，可通过DNA标记体外复制产物的电泳图谱来判断。
（3）如果该DNA标记与此疾病基因在同一条染色体上，图4中Ⅱ2和Ⅱ3的DNA标记组成分别为__________和___________。
。
S1S2
S2S2
3.（2021八省联考江苏生物.多选）18. 苯丙酮尿症是一种严重的单基因遗传病。图1是某患者的家族系谱图，其中部分成员Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ1和Ⅱ2的DNA经限制酶MspⅠ酶切，产生不同的片段，经电泳后用苯丙氨酸羟化酶cDNA探针杂交，结果见图2.下列分析正确的是（ ）
A. 个体Ⅱ1是杂合体的概率为2/3
B. 个体Ⅱ2与一杂合体婚配生患病孩子的概率为0
C. 个体Ⅱ3是隐性纯合体，有19kb探针杂交条带
D. 个体Ⅱ4可能为杂合体，有2个探针杂交条带
BCD
常染色体隐性遗传
A
a
A a AA
A a 或 AA
1
×
电泳条带代表不同的基因 ！
【分析】
苯丙酮尿症是一种严重的单基因遗传病，假设该病受一对等位基因A、a控制，分析图1，Ⅰ1、Ⅰ2都无病，但其女儿Ⅱ3却有病，所以该病为常染色体隐性遗传病，Ⅱ3基因型为aa，Ⅰ1和Ⅰ2的基因型都为Aa，再结合图2的酶切结果可知，Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅱ1的基因型相同，因此Ⅱ1的基因型为Aa，Ⅱ2表现正常，且从酶切结果看，Ⅱ2与Ⅱ1基因型（Aa）不同，所以Ⅱ2的基因型为AA，由此可以推知，23kb探针杂交条带对应正常显性基因A，19kb探针杂交条带对应隐性基因a。
【详解】
A、由以上分析可知，个体Ⅱ1的基因型为Aa，是杂合体的概率为1，A错误；
B、由以上分析可知，个体Ⅱ2的基因型为AA，她与一杂合体Aa婚配，生患病孩子（aa）的概率为0，B正确；
C、个体Ⅱ3是患者，是隐性纯合体（aa），有19kb探针杂交条带，C正确；
D、个体Ⅱ4是Ⅰ1（Aa）和Ⅰ2（Aa）所生的表现正常的后代，其可能为纯合体AA，也可能为杂合体Aa，若为杂合体就有2个探针杂交条带，D正确。
三.电泳与DNA指纹、亲子鉴定
1.DNA指纹技术可用于进行身份鉴定，法医部门对一次事故中死亡的某男子进行了DNA指纹分析。随后对4对该男子可能的父母做了DNA分析。与这名男子的DNA指纹相匹配的一对父母是（ ）
B
这名男子的DNA条带一半与B组父亲相同，另一半与B组母亲相同
电泳条带表示不同的DNA片段！
1.现有一长度为3000碱基对(bp)的线性DNA分子，用限制性核酸内切酶酶切后，进行凝胶电泳，使降解产物分开。用酶H单独酶切，结果如图1。用酶B单独酶切，结果如图2。用酶H和酶B同时酶切，结果如图3。该DNA分子的结构及其酶切图谱是


四.电泳与基因工程
A
电泳条带表示不同长度的DNA片段！
BCD选项与用酶B单独酶切结果不符!
说明有2个酶B切口
解析：线性DNA分子总长为3000碱基对(bp)，酶切后得到的所有片段的总长也应为3000碱基对(bp)。用酶H单独酶切如图1，得到2000 bp和1000 bp两种两个片段，说明该线性DNA分子有一个酶H的酶切位点；用酶B单独酶切如图2，得到2000bp、600bp和400bp三种三个片段，说明该线性DNA分子有两个酶B的酶切位点；用酶B和酶H同时酶切如图3，得到长度分别为1400bp、600bp和400bp三种片段，而线性DNA分子总长为3000bp，说明长度为600bp的片段有两个。根据电泳结果，对照各选项，正确答案为A。
2.（2021辽宁卷· 24节选） PHB2蛋白具有抑制细胞增殖的作用。为初步探究某动物PHB2蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖的原因，研究者从基因数据库中获取了该蛋白的基因编码序列（简称phb2基因），大小为0．9kb（1kb=1000碱基对），利用大肠杆菌表达该蛋白。回答下列问题：
（1）为获取phb2基因，提取该动物肝脏组织的总RNA，再经_______________过程得到cDNA，将其作为PCR反应的模板，并设计一对特异性引物来扩增目的基因。
逆转录
（2021辽宁卷· 24节选） PHB2蛋白具有抑制细胞增殖的作用。为初步探究某动物PHB2蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖的原因，研究者从基因数据库中获取了该蛋白的基因编码序列（简称phb2基因），大小为0．9kb（1kb=1000碱基对），利用大肠杆菌表达该蛋白。回答下列问题：
（2）图1为所用载体图谱示意图，图中限制酶的识别序列及切割位点见下表。为使phb2基因（该基因序列不含图1中限制酶的识别序列）与载体正确连接，在扩增的phb2基因两端分别引入__________和__________两种不同限制酶的识别序列。经过这两种酶酶切的phb2基因和载体进行连接时，可选用__________（填“E．coliDNA连接酶”或“T4DNA连接酶”）。
EcoRI PvitⅡ
T4DNA连接酶
（2021辽宁卷· 24） PHB2蛋白具有抑制细胞增殖的作用。为初步探究某动物PHB2蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖的原因，研究者从基因数据库中获取了该蛋白的基因编码序列（简称phb2基因），大小为0．9kb（1kb=1000碱基对），利用大肠杆菌表达该蛋白。回答下列问题：
（3）转化前需用CaCl2处理大肠杆菌细胞，使其处于__________的生理状态，以提高转化效率。
感受态
（2021辽宁卷· 24节选） PHB2蛋白具有抑制细胞增殖的作用。为初步探究某动物PHB2蛋白抑制人宫颈癌细胞增殖的原因，研究者从基因数据库中获取了该蛋白的基因编码序列（简称phb2基因），大小为0．9kb（1kb=1000碱基对），利用大肠杆菌表达该蛋白。回答下列问题：
（4）将转化后的大肠杆菌接种在含氨苄青霉素的培养基上进行培养，随机挑取菌落（分别编号为1、2、3、4）培养并提取质粒，用（2）中选用的两种限制酶进行酶切，酶切产物经电泳分离，结果如图2，________号菌落的质粒很可能是含目的基因的重组质粒。
注：M为指示分子大小的标准参照物；小于0．2kb的DNA分子条带未出现在图中
3
电泳条带表示不同长度的DNA片段！
五.电泳与基因测序
1.（2021河北卷·T15多选）杜氏肌营养不良（DMD）是由单基因突变引起 伴X隐性遗传病，男性中发病率约为1/4000。甲、乙家系中两患者的外祖父均表现正常，家系乙Ⅱ-2还患有红绿色盲。两家系部分成员DMD基因测序结果（显示部分序列，其他未显示序列均正常）如图。下列叙述错误的是（ ）
A. 家系甲Ⅱ-1和家系乙Ⅱ-2分别遗传其母亲的DMD致病基因
B. 若家系乙Ⅰ-1和Ⅰ-2再生育一个儿子，儿子患两种病的概率比患一种病的概率低
C. 不考虑其他突变，家系甲Ⅱ-2和家系乙Ⅱ-1婚后生出患DMD儿子的概率为1/8
D. 人群中女性DMD患者频率远低于男性，女性中携带者的频率约为1/4000
ABD
【答案】ABD
【解析】据题意可知，杜氏肌营养不良（DMD）是由单基因突变引起的伴X隐性遗传病，红绿色盲也是伴X隐性遗传病，这两种病均位于X染色体上，属于连锁遗传。根据家系甲部分成员DMD基因测序结果可知，Ⅰ-2个体基因序列正常，Ⅱ-1个体基因序列异常，假设DMD的致病基因用b表示，则Ⅰ-2的基因型为XBXB，Ⅱ-1的基因型为XbY，则Ⅱ-1患病的原因可能是父亲或者母亲产生配子时发生了基因突变。根据家系乙部分成员DMD基因测序结果可知，用a表示红绿色盲致病基因，则Ⅰ-2的基因型为XABXab，Ⅱ-2的基因型为XabY。
A、根据以上分析可知，家系甲Ⅱ-1的致病基因可能来自父亲，也可能来自母亲，家系乙Ⅱ-2遗传其母亲的DMD致病基因，A项错误；
B、若家系乙Ⅰ-1XABY和Ⅰ-2XABXab再生育一个儿子，由于ab基因连锁，交叉互换的概率较低，因此，儿子患两种病的概率高于患一种病的概率，B项错误；
C、不考虑其他突变，家系甲Ⅱ-2的基因型为XBY，家系乙中Ⅰ-1的基因型为XBY，Ⅰ-2的基因型为XBXb，则Ⅱ-1基因型为XBXb的概率是1/2，家系甲Ⅱ-2和家系乙Ⅱ-1婚后生出患DMD儿子的概率为1/2×1/4=1/8，C项正确；
D、由于DMD是由单基因突变引起的伴X隐性遗传病，人群中女性DMD患者（XbXb）频率远低于男性（XbY），由题干可知，男性中发病率约为1/4000，即Xb=1/4000，依据哈代温伯格定律，则XB=3999/4000，女性中携带者的频率约为2×1/4000×3999/4000≈1/2000，D项错误。
2.(2022广东卷)遗传病监测和预防对提高我国人口素质有重要意义。一对表型正常的夫妇,生育了一个表型正常的女儿和一个患镰状细胞贫血的儿子(致病基因位于11号染色体上,由单对碱基突变引起)。为了解后代的发病风险,该家庭成员自愿进行了相应的基因检测(如下图所示)。下列叙述错误的是(　　)
A.女儿和父母基因检测结果相同的概率是2/3
B.若父母生育第三胎,此孩携带该致病基因的概率是3/4
C.女儿将该致病基因传递给下一代的概率是1/2
D.该家庭的基因检测信息应受到保护,避免基因歧视
答案 C　
解析 根据题意可知,镰状细胞贫血属于常染色体隐性遗传病,用A、a表示相关基因,父母的基因型是Aa,女儿的表型正常,所以女儿的基因型是1/3AA、2/3Aa,即和父母的基因型相同的概率为2/3,A项正确。由于父母的基因型是Aa,所以若生育第三胎,此孩携带致病基因(Aa或aa)的概率是3/4,B项正确。女儿的基因型是1/3AA、2/3Aa,将致病基因传递给下一代的概率是2/3×1/2=1/3,C项错误。基因信息是每个人的隐私,所以要受到保护,以免受到基因歧视,D项正确。
3. 下图是利用PCR技术和电泳技术进行的某一次亲子鉴定结果图谱，请根据图谱和所学知识回答问题：
(1)PCR技术能把某一DNA分子片段进行扩增。它是利用了DNA的________的原理，通过控制________来控制DNA的________与结合。
(2)利用PCR技术扩增DNA的过程中还需要________酶的作用，但它必须要在相应的________的作用下才能完成对DNA的复制。假若有一段DNA序列为：
5′—GTTAACCTTAG—3′
3′—CAATTGGAATC—5′
所用引物I为：5′—GTTA—OH，则引物Ⅱ为：______________。
(3)图1是把含有21个氨基酸的多肽进行水解，得到的氨基酸混合物进行电泳的结果，故可推知该多肽由________种氨基酸构成。
(4)图2为通过提取某小孩和其母亲，以及待测定的四位男性的DNA，分别由酶处理后，生成含有若干DNA片段，并进行扩增得到的混合物，然后进行电泳所得到的一组DNA指纹图谱，请分析：F1～F4中，你认为图2中________是该小孩真正生物学上的父亲？为什么？______________________________________________。
【答案】
(1)热变性　 温度　 解聚(解旋)　
(2)DNA聚合　 引物　 5′—CTAA—OH　
(3)6　
(4)F2　 因为C和F2两者之间的DNA指纹图谱相同
【分析】氨基酸或多肽、DNA片段等都可以利用电泳法进行分离鉴定。通过电泳胶片上的不同区带，可以判断分离的结果。PCR技术是利用 DNA双链复制的原理，将基因的核苷酸序列不断地加以复制，使其数量呈指数方式增加。利用PCR技术扩增目的基因的前提，是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根据这一序列合成引物。扩增的过程是：目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在耐高温DNA聚合酶作用下进行延伸，如此重复循环多次。由于延伸后得到的产物同样可以和引物结合，因而每一次循环后目的基因的量可以增加一倍，即成指数形式扩增。
【详解】
（1）PCR技术是在体外模拟体内DNA复制过程，利用DNA的热变性原理，替代原有的解旋酶的作用，增加了耐高温的DNA聚合酶。
（2）PCR技术是在体外模拟体内DNA复制过程，要提供现成的引物，引物序列和目的基因的两端的碱基互补配对。引物I为：5′—GTTA—OH与一条链的一端3′—CAAT互补配对，则引物Ⅱ必需与另一条链的一端CTTAG—3′互补配对，所以引物Ⅱ为 5′—CTAA—OH　。
（3）氨基酸混合物进行电泳时，相同的氨基酸因为相对分子质量和所带电荷数相同，所以在凝胶上只出现1条带，图①所示图谱出现6条带，所以该多肽由6种氨基酸组成。
（4）从遗传角度分析，儿子的DNA一半来自父方，一半来自母方，仔细观察图②不难发现，F1～F4中F1、F3、F4不可能是孩子的父亲，C和F2两者之间的DNA指纹图谱相同，所以F2最可能是其父亲。

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