生物实验专题：DNA电泳习题集

生物实验专题：DNA电泳习题集引言DNA电泳技术是分子生物学研究中分离、鉴定核酸片段的核心手段，广泛应用于基因克隆、突变分析、PCR产物验证等实验场景。掌握DNA电泳的原理、操作规范及结果分析方法，是开展分子生物学实验的基础能力。本习题集通过精选习题，涵盖理论辨析、操作实践与案例分析等维度，助力读者深化对DNA电泳技术的理解，提升实验技能的应用水平。一、选择题（每题仅有1个正确选项）1.关于DNA在琼脂糖凝胶电泳中的迁移规律，下列描述正确的是A.超螺旋质粒DNA的迁移速度一定慢于线性DNAB.相同分子量的单链DNA与双链DNA迁移率一致C.凝胶浓度越高，可分离的DNA片段长度范围越小D.溴化乙锭（EB）的加入会显著加快DNA的迁移速度解析：选项A错误：超螺旋质粒因构象紧凑，迁移速度通常快于线性DNA（除非凝胶浓度极高或电压特殊）。选项B错误：单链DNA构象不规则，迁移率与双链DNA（如PCR产物）存在差异，通常双链DNA迁移更规律。选项C正确：凝胶浓度与分离范围负相关（如1%琼脂糖适合200bp-20kb，2%适合50bp-4kb），浓度越高，孔径越小，仅能分离短片段。选项D错误：EB嵌入DNA双链，虽增加分子量，但主要作用是染色，对迁移速度的影响远小于分子大小、构象等因素。2.下列关于电泳缓冲液的作用，描述最全面的是A.仅维持电泳过程中的pH稳定B.提供离子以维持电流传导C.螯合Mg²⁺以抑制核酸酶活性D.同时具备pH稳定、离子传导、抑制酶活等功能解析：常用电泳缓冲液（如TAE、TBE）的核心作用包括：①维持pH稳定（避免DNA变性或电泳环境酸化）；②提供离子（如Tris⁺、Ac⁻/Borate⁻）保证电流传导；③TAE中的EDTA可螯合Mg²⁺，抑制依赖Mg²⁺的核酸酶活性。因此选项D涵盖了缓冲液的多重功能，A、B、C均为片面描述。3.某实验中，DNAMarker的条带出现“微笑”（中间亮、两边暗）现象，最可能的原因是A.上样量过多导致条带扩散B.凝胶灌制时底部存在气泡C.电泳时电压过高，凝胶局部过热D.缓冲液循环不良，两极离子强度不均解析：“微笑”现象（条带中间弯曲、两端上翘）通常由凝胶局部过热导致，多因电压过高（如琼脂糖凝胶电泳电压超过5V/cm时，凝胶中心散热差）。选项A导致条带拖尾或smear；选项B导致条带在气泡处中断；选项D导致条带整体偏移或不均，而非“微笑”。二、简答题1.简述DNA电泳中“条带拖尾”（smear）的常见原因及对应解决策略。解析：条带拖尾是实验中常见的异常现象，核心原因与样品纯度、上样量、凝胶/电泳条件相关：样品不纯：模板含蛋白、RNA或残留有机溶剂（如乙醇），干扰DNA迁移。解决：重新纯化样品（如酚氯仿抽提、RNase消化RNA）。上样量过多：DNA浓度过高导致分子间相互作用增强，迁移时扩散。解决：减少上样体积或稀释样品。凝胶浓度不匹配：片段大小与凝胶孔径不匹配（如小片段用高浓度胶，大片段用低浓度胶）。解决：调整凝胶浓度（如分离200bp片段用2%琼脂糖，分离10kb用0.8%琼脂糖）。电泳条件不当：电压过高（导致DNA扩散）或过低（条带展宽），缓冲液陈旧（离子强度不足）。解决：优化电压（通常1-5V/cm）、更换新鲜缓冲液。2.比较琼脂糖凝胶电泳与聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）的适用场景差异。解析：两者因凝胶特性（孔径、分辨率）不同，适用场景互补：琼脂糖电泳：孔径较大（____nm），适合分离大片段DNA（50bp-50kb），操作简便、耗时短，常用于质粒鉴定、PCR产物验证、基因组DNA分析等。聚丙烯酰胺电泳（PAGE）：孔径极小（1-2nm），分辨率远高于琼脂糖，适合分离小片段核酸（5-500bp），可区分1bp差异（如SSCP分析、小RNA分离），但操作复杂（需制胶板、聚合反应），且有毒试剂（如丙烯酰胺）需谨慎处理。三、实验设计题1.设计实验验证“重组质粒pUC19-Insert经EcoRI酶切后，是否释放出预期的500bp目的片段”（已知pUC19载体大小为2.7kb，EcoRI为单酶切位点）。实验思路：通过酶切处理+电泳分离，对比酶切产物与Marker、载体/片段对照的条带位置。实验步骤：1.酶切体系设置：实验组：重组质粒（~1μg）+EcoRI酶（1-2U）+10×酶切缓冲液+ddH₂O，总体积20μL，37℃孵育1h。对照组1：pUC19空载体（~1μg）+EcoRI酶，同条件酶切（验证载体条带位置）。对照组2：500bpDNA片段（已知浓度，作为阳性对照）。2.电泳准备：配制1%琼脂糖凝胶（含EB或电泳后染色），倒入制胶板，插入梳子形成加样孔。3.上样与电泳：依次上样：孔1：DNAMarker（含2.7kb、500bp附近条带）；孔2：实验组酶切产物；孔3：对照组1（酶切后pUC19，预期条带~2.7kb）；孔4：对照组2（500bp片段）。以TAE为缓冲液，电压5V/cm，电泳30-40min。4.结果分析：若实验组出现2.7kb（载体）和500bp（目的片段）两条带，且500bp条带与对照组2位置一致，则证明酶切释放了预期片段；若仅出现2.7kb条带（无500bp），则可能未成功插入或酶切失败；若条带位置异常（如拖尾、smear），需排查酶切效率、电泳条件等。四、参考答案与解析（对应习题）选择题答案：1.C；2.D；3.C简答题1解析（见上文“条带拖尾”部分）简答题2解析（见上文“琼脂糖vsPAGE”部分）实验设计题解析（见上文“重组质粒酶切验证”部分）总结DNA电泳技术的掌握需