(完整版)与凝胶电泳有关的生物学试题例析

1、与凝胶电泳有关的生物学试题例析李进京 河南省汝阳县第一高级中学 （发表于新高考杂志）471200凝胶电泳技术用于分离不同物理性质（如大小、形状、等电点等）的分子。该技术操 作简便快速，可以分辨用其它方法（如密度梯度离心法）所无法分离的dna 片段。在中学 生物学习过程中，同学们常常感到与此有关的试题有一定的难度。因此本文进行例析。例 1 对禽流感的确诊，先用 pcr 技术将标本基因大量扩增，然后利用基因探针，测知待测标本与探针核酸的碱基异同。下图 p 表示禽流感病毒探针基因在凝胶的电泳标记位置，m、n、q、w 是四份送检样品在测定后的电泳标记位置， 哪份标本最有可能确诊为禽流感 （ ）am b

2、n cq dw解析：相同的 dna 应的相同的电泳图谱，禽流感病毒探针基因在凝胶的电泳标记位置应与禽流感患者的最相似，因此选 c例 2 在 2004 年 12 月 26 日发生的印度洋地震海啸灾难中，死亡人数已达到 15 万，为了 帮助辨别遇难者身份，我国政府派出了 dna 鉴定专家组到泰国为遇难遗体做法医病理检 验。下列是一组法医检验 dna 时常用到的生物技术或物质：（1） pcr 技术是把某一 dna 片段在体外酶的作用下，合成许多相同片段的一种方法，利 用它能迅速而特异的扩增任何要求的目的基因或 dna 分子片段；（2） 限制性内切酶能识别特定的 dna 序列并进行剪切，不同的限制性内

3、切酶可以对不同 的核酸序列进行剪切以选择目的基因或 dna 片段；（3） 电泳技术则是在外电场作用下，利用分子携带电荷不同，把待测分子的混合物放在一 定介质（如琼脂糖凝胶）中进行分离和分析的实验技术，利用它能分离氨基酸、多肽、蛋白 质、核苷酸、核酸等物质，也可用作亲子法学鉴定。请阅读上述内容并回答下列问题：（1）pcr 技术能把某一 dna 片段进行扩增，是依据什么原理？ ；利 用 pcr 技术扩增 dna 片段时用到的“体外酶”通常是指什么酶？ 。 （2）电泳过程中分子的迁移率除与本身所带电荷的多少有关以外，你认为还受什么因素影 响？（至少列出一种） 。（3）如果将含有 2 条多肽链共 48

4、 个氨基酸的蛋白质进行彻底的水解，然后再将得到的氨基 酸混合物进行电泳，结果如下图 1 所示。则可推知该蛋白质由 种氨基酸构成，该蛋白 质水解时需要的水分子数是 。2（4）由于每个人的 dna 条带（经电泳后）分布图是独一无二的，因此“dna 指纹法”可 帮助进行亲子鉴定或帮助司法部门进行案件侦破。 如果取某小孩和其母亲、以及另外四位 待测男性的 dna，经合适的酶处理以后得到若干 dna 片段，再经电泳以后得到“dna 指纹图 谱”如上图 2 所示，请分析：四位男性中谁最可能是该小孩的生物学父亲？ 。 （5）现以 3 种不同的限制性内切酶对 6.2kb 大小的线状 dna 进行剪切后，用凝胶

5、电泳分离 各 dna 片段，实验结果图 3 所示。请问：3 种不同的限制性内切酶在此 dna 片段上相应切点 的位置是 。（请从下列各项中选择）解析：pcr 技术的本质是 dna 的体外复制，在 dna 复制过程中用到 dna 聚合酶。 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。从图 1 可看出电泳图中共有 6 种结果，推知由 6 种氨基酸组成。蛋白质水解脱去的水分 子数等于氨基酸数减去肽链数。从图 2 分析，由于一个人的一半染色体来自父方一半来自母方，因此一个人的dna 电 泳图谱应一半与父方一样一半与母方一样，图 2 中的 c 的 dna 指纹图谱其中一半与母亲相

6、同，另一部分与其最相近或相同的应是他的父亲。最可能是 f2.从图 3 的凝胶电泳分离图进行分析 ，只用限制性内切酶 b 进行酶切时得到了 2 个且 2 种 的 dna 片段，说明该酶只有一个酶切位点，排除 b、c 选项。同样只用限制性内切酶 a 进行 酶切时得到了 3 个且 3 种的 dna 片段，说明该酶有二个酶切位点，对应不同的切点得到的 dna 片段不同，只有选 d 得到的片段与图 3 一致。答案：（1）dna 复制 dna 聚合酶 （2）层析液 分子的大小、形状（或凝 胶的种类、密度；或电泳的电压大小）（3）6 46 变式提高：（4）f （5） d1 单基因遗传病可以通过核酸杂交技术进

7、行早期诊断。镰刀型细胞贫血症是一种在地中 海地区发病率较高的单基因遗传病。已知红细胞正常个体的基因型为 bb、bb，镰刀型细胞 贫血症患者的基因型为 bb。有一对夫妇被检测出均为该致病基因的携带者，为了能生下健 康的孩子，每次妊娠早期都进行产前诊断。下图为其产前核酸分子杂交诊断和结果示意图。（1）从图中可见，该基因突变是由于引起的。巧合的是，这个位点的突变使得原来正常基因的限制酶切割位点丢失。正常基因该区域上有 3 个酶切位点，突变基 因上只有 2 个酶切位点，经限制酶切割后，凝胶电泳分裂酶切片段，与探针杂交后可显示出 不同的带谱正常基因显示 条，突变基因显示 条。（2）dna 或 rna 分子探针要用 等标记。利用核酸分子杂交原理，根据图中 突变基因的核苷酸序列（-acgtgtt-），写出作用探针的核糖核苷酸序列 。 （3）根据凝胶电泳带谱分析可以确定胎儿是否会患有镰刀型细胞贫血症。这对夫妇 4