高中生物电泳相关知识解题归类

何红星

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，从而达到 DNA签定的目的.电泳技术与分子的物理性质有关，如分子量或分子大小、形状、等电点等.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，重在考查学生对情境信息获取和处理，进一步考查学生分析问题和解决问题的能力.较多学生由于对电泳概念及试题背景还不够熟悉，平时练习中遇到此类遗传学知识与图谱的识别相结合， 往往表现出胆怯心理，不能准确做出推断.本文收集、整理了相关试题，从不同的问题情境下和题目立意对几种常规类型分析，帮助学生学习电泳相关知识.

一、DNA亲子鉴定

原理是：采集生物检测样本，萃取DNA，用乙醇或某些盐类从溶液中沉淀DNA，采用PCR技术扩增出完整的基因组DNA，用限制性内切酶将DNA样本切成特定的小片段，放进凝胶内，其带电荷和性质、电荷量及分子大小各不相同，在电场力的作用下泳动速度也不同，用电泳推动DNA小片段分离，再使用特别的“探针”去寻找基因.相同的基因会凝聚在一起，然后利用特别的染料在X光下，便会显示由DNA探针凝聚于一起的黑色条码.每个人的条码一半与其母亲的条码吻合，另一半与其父亲的条码吻合.反复几次过程，每一种探针用于寻找DNA的不同部位并形成独特的条码，只要作十几至几十个DNA位点作检测，如果全部一样，就可以确定亲子关系，如果有3个以上的位点不同，则可排除亲子关系，有一两个位点不同，则应考虑基因突变的可能，加做一些位点的检测进行辨别.为帮助学生理解电泳，通俗解释为：指带电的物质在电场里游泳，因为带电荷不一样，他们的速度是不一样的（跑的路程是不一样的），可以把物质分开来.下图是电泳装置和电泳结果：

1.根据电泳条码比对，同源染色体一条来自父亲，一条来自母亲

例1如图为通过提取某小孩和其母亲以及待测定的三位男性的DNA，进行DNA指纹鉴定，部分结果如图所示.则该小孩的真正生物学父亲是 .

现在已知除了同卵双生双胞胎外，每个人的DNA是独一无二的，就好像指纹一样，这说明了 ：

分析通过对比，孩子的每一对同源染色体必定一条来自母亲，一条来自父亲，所以B是孩子的父亲.因为基因在DNA上，DNA具有特异性，而不在RNA上.

2.根据碱基互补配对确定亲缘关系

例下表所示为分别从尸体和死者生前的生活用品中提取的三条相同染色体同一区段DNA单链的碱基序列，根据碱基配对情况判断，A、B、C三组DNA中不是同一人的是 .

A组B组C组

尸体中的DNA碱基序列ACTGACGGTTGGCTTATCGAGCAATCGTGC

家属提供的DNA碱基序列TGACTGCCAACCGAATAGCACGGTAAGACG

A组尸体中的DNA碱基序列与家属提供的DNA碱基序列完全配对，B组和C组尸体中的DNA碱基序列与家属提供的DNA碱基序列不能完全配对，说明A组为同一人.

二、阅读DNA测序仪显示的碱基序列

规则：顺序从下向上阅读，每一泳道代表同一种基因.由已知阅读的基因可推测未知的基因.

例如图为DNA测序仪显示的某真核生物DNA片段一条链的碱基排列顺序图片，其中图甲的碱基序列已经解读，其顺序是： GGTTATGCGT.图乙的碱基序列为（ ）.

A.GGTTATGCGT B.CCAATACGCA

C.GATGCGTTCG D.GCTTGCGTAG

解析由于图A的碱基排列顺序已经解读，其顺序是：GGTTATGCGT，故可知该电泳的点样孔在上方，由左至右的顺序依次是ACGT，又由于两图方式相同，故图B碱基序列可以推测为：GATGCGTTCG.

解题的窍门 图甲中开始是两个连续的GG、TT确定泳道三为G，泳道四为T，且下面为小片段，然后先出现的是A后出现C知道了泳道一为A泳道二为T.

三、根据限制酶切基因片断电泳带判断基因型

此类题往往与遗传相关题型结合，能够结合电泳、限制性内切酶、PCR技术知识等情境，是高考命题热点，近年在安徽省、广东省高考卷中均出现相关考题，学生常常感到力不从心.

判断依据：限制酶切基因片断种类和数量关系及电泳相关基因的移动，进而确定基因组成（纯合子与杂合子）.

例下图1是某家族中甲病（显性基因为A，隐性基因为a）和乙病（显性基因为B，隐性基因为b）两种遗传病的系谱图.控制甲乙两种遗传病的基因分别位于两对同源染色体上.经DNA分子结构分析，发现乙病基因与其相对应的正常基因相比，乙病基因缺失了某限制酶的切点.图2表示甲、乙、丙3人的乙病基因或相对应正常基因的核酸分子杂交诊断结果示意图.据图回答下列问题.

（1）已知对Ⅱ3和Ⅲ13进行核酸分子杂交诊断，Ⅱ3电泳结果与图2中甲相同，Ⅲ13电泳结果与图2中乙相同，则由此可以判断乙病的遗传方式是，9号个体的基因型是.

（2）若Ⅱ8进行核酸分子杂交诊断，其电泳结果与乙相同.则Ⅲ9和Ⅲ12结婚，生育的子女患病的概率为.

关键点解析正常基因有3个某限制酶切点，经酶切后产生两个DNA片段，突变基因只有两个某限制酶切点，经酶切后产生一个DNA片段.甲电泳后有三种DNA片段，说明甲有正常基因和突变基因，代表杂合子；乙电泳后有两种DNA片段，说明乙代表正常基因的纯合子；丙电泳后只有一种DNA片段，说明丙代表突变基因的纯合子.endprint

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，从而达到 DNA签定的目的.电泳技术与分子的物理性质有关，如分子量或分子大小、形状、等电点等.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，重在考查学生对情境信息获取和处理，进一步考查学生分析问题和解决问题的能力.较多学生由于对电泳概念及试题背景还不够熟悉，平时练习中遇到此类遗传学知识与图谱的识别相结合， 往往表现出胆怯心理，不能准确做出推断.本文收集、整理了相关试题，从不同的问题情境下和题目立意对几种常规类型分析，帮助学生学习电泳相关知识.

一、DNA亲子鉴定

原理是：采集生物检测样本，萃取DNA，用乙醇或某些盐类从溶液中沉淀DNA，采用PCR技术扩增出完整的基因组DNA，用限制性内切酶将DNA样本切成特定的小片段，放进凝胶内，其带电荷和性质、电荷量及分子大小各不相同，在电场力的作用下泳动速度也不同，用电泳推动DNA小片段分离，再使用特别的“探针”去寻找基因.相同的基因会凝聚在一起，然后利用特别的染料在X光下，便会显示由DNA探针凝聚于一起的黑色条码.每个人的条码一半与其母亲的条码吻合，另一半与其父亲的条码吻合.反复几次过程，每一种探针用于寻找DNA的不同部位并形成独特的条码，只要作十几至几十个DNA位点作检测，如果全部一样，就可以确定亲子关系，如果有3个以上的位点不同，则可排除亲子关系，有一两个位点不同，则应考虑基因突变的可能，加做一些位点的检测进行辨别.为帮助学生理解电泳，通俗解释为：指带电的物质在电场里游泳，因为带电荷不一样，他们的速度是不一样的（跑的路程是不一样的），可以把物质分开来.下图是电泳装置和电泳结果：

1.根据电泳条码比对，同源染色体一条来自父亲，一条来自母亲

例1如图为通过提取某小孩和其母亲以及待测定的三位男性的DNA，进行DNA指纹鉴定，部分结果如图所示.则该小孩的真正生物学父亲是 .

现在已知除了同卵双生双胞胎外，每个人的DNA是独一无二的，就好像指纹一样，这说明了 ：

分析通过对比，孩子的每一对同源染色体必定一条来自母亲，一条来自父亲，所以B是孩子的父亲.因为基因在DNA上，DNA具有特异性，而不在RNA上.

2.根据碱基互补配对确定亲缘关系

例下表所示为分别从尸体和死者生前的生活用品中提取的三条相同染色体同一区段DNA单链的碱基序列，根据碱基配对情况判断，A、B、C三组DNA中不是同一人的是 .

A组B组C组

尸体中的DNA碱基序列ACTGACGGTTGGCTTATCGAGCAATCGTGC

家属提供的DNA碱基序列TGACTGCCAACCGAATAGCACGGTAAGACG

A组尸体中的DNA碱基序列与家属提供的DNA碱基序列完全配对，B组和C组尸体中的DNA碱基序列与家属提供的DNA碱基序列不能完全配对，说明A组为同一人.

二、阅读DNA测序仪显示的碱基序列

规则：顺序从下向上阅读，每一泳道代表同一种基因.由已知阅读的基因可推测未知的基因.

例如图为DNA测序仪显示的某真核生物DNA片段一条链的碱基排列顺序图片，其中图甲的碱基序列已经解读，其顺序是： GGTTATGCGT.图乙的碱基序列为（ ）.

A.GGTTATGCGT B.CCAATACGCA

C.GATGCGTTCG D.GCTTGCGTAG

解析由于图A的碱基排列顺序已经解读，其顺序是：GGTTATGCGT，故可知该电泳的点样孔在上方，由左至右的顺序依次是ACGT，又由于两图方式相同，故图B碱基序列可以推测为：GATGCGTTCG.

解题的窍门 图甲中开始是两个连续的GG、TT确定泳道三为G，泳道四为T，且下面为小片段，然后先出现的是A后出现C知道了泳道一为A泳道二为T.

三、根据限制酶切基因片断电泳带判断基因型

此类题往往与遗传相关题型结合，能够结合电泳、限制性内切酶、PCR技术知识等情境，是高考命题热点，近年在安徽省、广东省高考卷中均出现相关考题，学生常常感到力不从心.

判断依据：限制酶切基因片断种类和数量关系及电泳相关基因的移动，进而确定基因组成（纯合子与杂合子）.

例下图1是某家族中甲病（显性基因为A，隐性基因为a）和乙病（显性基因为B，隐性基因为b）两种遗传病的系谱图.控制甲乙两种遗传病的基因分别位于两对同源染色体上.经DNA分子结构分析，发现乙病基因与其相对应的正常基因相比，乙病基因缺失了某限制酶的切点.图2表示甲、乙、丙3人的乙病基因或相对应正常基因的核酸分子杂交诊断结果示意图.据图回答下列问题.

（1）已知对Ⅱ3和Ⅲ13进行核酸分子杂交诊断，Ⅱ3电泳结果与图2中甲相同，Ⅲ13电泳结果与图2中乙相同，则由此可以判断乙病的遗传方式是，9号个体的基因型是.

（2）若Ⅱ8进行核酸分子杂交诊断，其电泳结果与乙相同.则Ⅲ9和Ⅲ12结婚，生育的子女患病的概率为.

关键点解析正常基因有3个某限制酶切点，经酶切后产生两个DNA片段，突变基因只有两个某限制酶切点，经酶切后产生一个DNA片段.甲电泳后有三种DNA片段，说明甲有正常基因和突变基因，代表杂合子；乙电泳后有两种DNA片段，说明乙代表正常基因的纯合子；丙电泳后只有一种DNA片段，说明丙代表突变基因的纯合子.endprint

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，从而达到 DNA签定的目的.电泳技术与分子的物理性质有关，如分子量或分子大小、形状、等电点等.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，重在考查学生对情境信息获取和处理，进一步考查学生分析问题和解决问题的能力.较多学生由于对电泳概念及试题背景还不够熟悉，平时练习中遇到此类遗传学知识与图谱的识别相结合， 往往表现出胆怯心理，不能准确做出推断.本文收集、整理了相关试题，从不同的问题情境下和题目立意对几种常规类型分析，帮助学生学习电泳相关知识.

一、DNA亲子鉴定

原理是：采集生物检测样本，萃取DNA，用乙醇或某些盐类从溶液中沉淀DNA，采用PCR技术扩增出完整的基因组DNA，用限制性内切酶将DNA样本切成特定的小片段，放进凝胶内，其带电荷和性质、电荷量及分子大小各不相同，在电场力的作用下泳动速度也不同，用电泳推动DNA小片段分离，再使用特别的“探针”去寻找基因.相同的基因会凝聚在一起，然后利用特别的染料在X光下，便会显示由DNA探针凝聚于一起的黑色条码.每个人的条码一半与其母亲的条码吻合，另一半与其父亲的条码吻合.反复几次过程，每一种探针用于寻找DNA的不同部位并形成独特的条码，只要作十几至几十个DNA位点作检测，如果全部一样，就可以确定亲子关系，如果有3个以上的位点不同，则可排除亲子关系，有一两个位点不同，则应考虑基因突变的可能，加做一些位点的检测进行辨别.为帮助学生理解电泳，通俗解释为：指带电的物质在电场里游泳，因为带电荷不一样，他们的速度是不一样的（跑的路程是不一样的），可以把物质分开来.下图是电泳装置和电泳结果：

1.根据电泳条码比对，同源染色体一条来自父亲，一条来自母亲

例1如图为通过提取某小孩和其母亲以及待测定的三位男性的DNA，进行DNA指纹鉴定，部分结果如图所示.则该小孩的真正生物学父亲是 .

现在已知除了同卵双生双胞胎外，每个人的DNA是独一无二的，就好像指纹一样，这说明了 ：

分析通过对比，孩子的每一对同源染色体必定一条来自母亲，一条来自父亲，所以B是孩子的父亲.因为基因在DNA上，DNA具有特异性，而不在RNA上.

2.根据碱基互补配对确定亲缘关系

例下表所示为分别从尸体和死者生前的生活用品中提取的三条相同染色体同一区段DNA单链的碱基序列，根据碱基配对情况判断，A、B、C三组DNA中不是同一人的是 .

A组B组C组

尸体中的DNA碱基序列ACTGACGGTTGGCTTATCGAGCAATCGTGC

家属提供的DNA碱基序列TGACTGCCAACCGAATAGCACGGTAAGACG

A组尸体中的DNA碱基序列与家属提供的DNA碱基序列完全配对，B组和C组尸体中的DNA碱基序列与家属提供的DNA碱基序列不能完全配对，说明A组为同一人.

二、阅读DNA测序仪显示的碱基序列

规则：顺序从下向上阅读，每一泳道代表同一种基因.由已知阅读的基因可推测未知的基因.

例如图为DNA测序仪显示的某真核生物DNA片段一条链的碱基排列顺序图片，其中图甲的碱基序列已经解读，其顺序是： GGTTATGCGT.图乙的碱基序列为（ ）.

A.GGTTATGCGT B.CCAATACGCA

C.GATGCGTTCG D.GCTTGCGTAG

解析由于图A的碱基排列顺序已经解读，其顺序是：GGTTATGCGT，故可知该电泳的点样孔在上方，由左至右的顺序依次是ACGT，又由于两图方式相同，故图B碱基序列可以推测为：GATGCGTTCG.

解题的窍门 图甲中开始是两个连续的GG、TT确定泳道三为G，泳道四为T，且下面为小片段，然后先出现的是A后出现C知道了泳道一为A泳道二为T.

三、根据限制酶切基因片断电泳带判断基因型

此类题往往与遗传相关题型结合，能够结合电泳、限制性内切酶、PCR技术知识等情境，是高考命题热点，近年在安徽省、广东省高考卷中均出现相关考题，学生常常感到力不从心.

判断依据：限制酶切基因片断种类和数量关系及电泳相关基因的移动，进而确定基因组成（纯合子与杂合子）.

例下图1是某家族中甲病（显性基因为A，隐性基因为a）和乙病（显性基因为B，隐性基因为b）两种遗传病的系谱图.控制甲乙两种遗传病的基因分别位于两对同源染色体上.经DNA分子结构分析，发现乙病基因与其相对应的正常基因相比，乙病基因缺失了某限制酶的切点.图2表示甲、乙、丙3人的乙病基因或相对应正常基因的核酸分子杂交诊断结果示意图.据图回答下列问题.

（1）已知对Ⅱ3和Ⅲ13进行核酸分子杂交诊断，Ⅱ3电泳结果与图2中甲相同，Ⅲ13电泳结果与图2中乙相同，则由此可以判断乙病的遗传方式是，9号个体的基因型是.

（2）若Ⅱ8进行核酸分子杂交诊断，其电泳结果与乙相同.则Ⅲ9和Ⅲ12结婚，生育的子女患病的概率为.

关键点解析正常基因有3个某限制酶切点，经酶切后产生两个DNA片段，突变基因只有两个某限制酶切点，经酶切后产生一个DNA片段.甲电泳后有三种DNA片段，说明甲有正常基因和突变基因，代表杂合子；乙电泳后有两种DNA片段，说明乙代表正常基因的纯合子；丙电泳后只有一种DNA片段，说明丙代表突变基因的纯合子.endprint