2026届新高考生物考前冲刺复习-PCR技术和电泳

2026届新高考生物考前冲刺复习

PCR技术和电泳【高考真题考点分布】高考考点两年考情基础原理2025·福建，2024·新课标卷，2024·湖南，2024·天津，2024·吉林，2024·湖北，2024·浙江操作细节2025·黑吉辽蒙，2024·湖南，2024·河北，2024·重庆应用拓展2025·山东，2025·江西，2025·重庆，2025·北京，2025·江苏，2025·河南，2025·浙江，2025·河北，2025·安徽，2024·黑吉辽蒙，2024·江西，2024·山东，2024·江苏，2024·北京，2024·河北PCR技术和电泳是高考生物分子生物学的核心考点，命题聚焦“原理应用+技术变式+情境探究+结果分析”，需以“深度理解原理、突破技术变式、强化情境建模”为核心备考。【命题趋势】1．考查核心：原理与细节并重聚焦PCR核心步骤（变性、退火、延伸）的温度条件、反应本质，以及电泳中DNA/蛋白质的迁移规律。深挖关键要素作用，如PCR引物的设计原则、DNA聚合酶的特性，电泳凝胶浓度与片段大小的关系。2．题型特点：技术变式与情境融合PCR技术常考查特殊类型应用，包括RT-PCR、巢式PCR、降落PCR等变式的原理与优势。依托真实科研情境命题，如基因编辑、病原体检测、品种培育等，结合实验设计或结果分析设问。电泳多与PCR联动考查，通过电泳图谱分析扩增产物的纯度、大小及实验成败原因。3．素养导向：凸显科学探究与思维要求学生根据实验目的选择合适的PCR技术或电泳方法，设计引物或优化反应条件。需解读电泳图谱、温度变化曲线等数据，分析非特异性扩增、无扩增条带等异常结果的成因。【命题预测】1．基础原理类：可能以流程图或表格形式考查PCR核心步骤的温度、反应本质及各成分作用，或对比常规PCR与RT-PCR的过程差异。电泳部分可能考查迁移规律的应用，如根据片段大小选择凝胶浓度，或分析影响迁移速度的因素。2．技术变式类：考查巢式PCR、降落PCR或高GC含量PCR的原理与优势，可能结合实验设计设问，如设计引物组合或优化反应条件。可能出现RT-PCR与病毒检测结合的情境题，考查技术应用与结果分析。3．情境探究类：热点方向为“基因编辑+PCR+电泳”联动，如通过PCR扩增目标基因，结合酶切与电泳鉴定编辑是否成功。可能创设未知模板扩增情境，要求根据电泳结果判断实验成败，并分析引物设计、温度设置等方面的问题。4．素养拓展类：可能结合科研数据（如电泳图谱、PCR循环曲线），考查学生的数据解读能力与实验推理能力。或许会出现开放性问题，如设计实验验证某一基因的存在，要求选择合适的PCR技术与电泳方法，并说明理由。一、PCR技术（酶合酶链式反应）核心原理：模拟体内DNA复制过程，在体外快速扩增特定DNA片段。（DNA半保留复制）关键条件：模板DNA、引物（2种，分别结合目的基因两端）、Taq酶（耐高温的DNA聚合酶）、dNTP（原料、提供能量）、缓冲液、Mg2+。反应过程：变性（90-95℃，DNA双链解旋）→复性（55-60℃，引物与模板结合）→延伸（72℃，Taq酶催化子链合成），循环20-30次。结果：目的DNA片段呈指数级扩增（2ⁿ，n为循环次数）。1．PCR的基本知识一、PCR技术（酶合酶链式反应）1．PCR的基本知识用PCR技术扩增目的基因，没有扩增出目标产物，请从引物设计、反应体系、反应条件三个方面分析可能的原因？引物设计引物与模板结合特异性差引物之间形成二聚体引物结合位点不存在反应体系缺少

dNTP或引物Taq酶失活模板

DNA质量差（降解或杂质多）反应条件变性温度过低（双链未完全解旋）退火温度过低（非特异性结合）延伸时间不足（长片段未合成）一、PCR技术（酶合酶链式反应）（1）引物的设计和选择：①引物需与模板两端反向互补（设计引物的依据：目的基因两端的核苷酸序列），解题时可根据模板序列直接写出引物序列（注意方向5’→3’）。②两种引物之间不能互补配对，引物内部不能互补配对。③引物与复性温度的关系：复性温度越低，引物与模板非特异性结合越多。④引物的修饰：

5’短加限制酶识别序列⑤不同应用情境下引物的选择：判断目的基因正反向连接，反向PCR2．PCR解题技巧一、PCR技术（酶合酶链式反应）（2）PCR过程中的计算：①消耗引物数量的计算：注意量词是个还是对，是计算两种引物还是一种引物。②扩增产物计算：注意初始模板数量和循环的次数，注意要求计算产物的类型。（3）PCR过程的考查：变性→复性→延伸步骤中的操作和条件。（4）PCR结果的考查：出现“特异性差”，优先考虑引物设计不合理如引物互补、引物自身折叠）；其次是材料污染问题。没有扩增出条带，考虑引物选择和设计是否合理。2．PCR解题技巧（2025·湖南T21节选）为确定基因A已连接到质粒中且插入方向正确，应选用图中的一对引物___________对待测质粒进行PCR扩增，预期扩增产物的片段大小为________bp。

P1和P3【典例】

782【典例】（2025·新课标卷T34）为在大肠杆菌中表达酶X，某同学将编码酶X的基因（目的基因）插入质粒P0，构建重组质粒Px，并转入大肠杆菌。该同学设计引物用PCR方法验证重组质粒构建成功（引物1~4结合位置如图所示，→表示引物5＇→3＇方向）。回答下列问题：(1)PCR是根据DNA复制原理在体外扩增DNA的技术。在细胞中DNA复制时解开双链的酶是______________，而PCR过程中解开双链的方法是____________。(2)PCR过程中，因参与合成反应、不断消耗而浓度下降的组分有____________________________。(3)该同学进行PCR实验时，所用模板与引物见下表。实验中①和④的作用是：________________________；②无扩增产物，原因是____________________________________________；③、⑤和⑥有扩增产物，扩增出的DNA产物分别是____________________。解旋酶高温变性引物、脱氧核苷酸（dNTP）鉴定反应体系是否有外源DNA污染管号①②③④⑤⑥模板无P0Px无P0Px引物对引物1和引物2引物3和引物4P0不含与引物1和引物2互补的碱基序列目的基因、质粒片段、含目的基因和部分质粒序列的片段(4)设计实验验证大肠杆菌表达的酶X有活性，简要写出实验思路和预期结果________。提取酶X，催化相应底物（反应物）的反应，检测是否有产物生成。有产物生成，则证明酶X有活性【典例】（2025·河南T20节选）某二倍体植物松散株型与紧凑株型是一对相对性状，紧凑株型适合高密度种植，利于增产。研究人员获得了一个紧凑株型的植株，为研究控制该性状的基因，将其与纯合松散株型植株杂交，F1均为松散株型，F2中松散株型：紧凑株型=3：1，控制该相对性状的基因为A/a。回答下列问题：(3)研究人员设计了3条引物（P1~P3），位置如图1（→表示引物5´→3´方向）。以3个F2单株（甲、乙、丙）的DNA为模板，使用不同引物组合进行PCR扩增，琼脂糖凝胶电泳结果分别为图2-A和2-B（不考虑PCR结果异常）。①图2-A中使用的引物组合是__________；丙单株无扩增条带的原因是_______________________________。②结合图2-A的扩增结果，在图2-B中，参照甲的条带补充乙与丙的电泳条带（将正确条带涂黑）____。③使用图2-A中的引物组合扩增F2全部样本，有扩增条带松散株型：无扩增条带松散株型=______。P2和P3丙的基因型为AA，无引物P3的结合序列，利用引物P2和P3扩增时，无法得到扩增产物2∶1【典例】（2025·四川T19节选）杆菌M2合成的短肽拉索西丁能有效杀死多种临床耐药细菌。拉索西丁能与细菌的核糖体结合，阻止携带氨基酸的tRNA进入核糖体位点2。有人将合成拉索西丁的相关基因（lrcA-lrcF）导入链霉菌，基因克隆流程及拉索西丁的作用机制如下图。回答下列问题。注：①F1、F2、F3和F4为与相应位置的DNA配对的单链引物，“→”指引物5-3方向。②密码子对应的氨基酸：AAA-赖氨酸；AUG-甲硫氨酸（起始）；UUC-苯丙氨酸；ACA-苏氨酸：UCG-丝氨酸。(1)用PCR技术从杆菌M2基因组中扩增lrcA-lrcF目的基因时，应选用________引物。本研究载体使用了链霉菌的复制原点，其目的是____________________________________________________________。F2、F4保证载体能在链霉菌细胞中能正常复制【典例】（2025·安徽T20节选）(2)经筛选获得一株内生放线菌，该菌株高效合成铁载体小分子，能辅助内生放线菌吸收铁离子。R基因是合成铁载体的关键基因之一。科研小组构建R基因敲除株，探究铁载体的功能。主要步骤如下：首先克隆R基因的上游片段R-U和下游片段R-D；然后构建重组质粒；最后利用重组质粒和内生放线菌DNA片段中同源区段可发生交换的原理，对目标基因进行敲除。如图1所示。采用PCR技术鉴定R基因的敲除结果。PCR通过变性、复性和延伸三步，反复循环，可实现基因片段的__________________。R基因敲除过程中，可发生多种形式的同源区段交换，PCR检测结果如图2所示，其中R基因敲除株为菌落________（填序号），出现菌落④的可能原因是____________________________。指数级扩增②重组质粒通过同源重组整合到了内生放线菌的基因组中【典例】（2025·河北T22节选）为治理水体中对生物有毒害的镉污染，研究者构建了分泌信号肽SP7、镉离子结合蛋白CADR、定位于细胞壁的蛋白GP1和黄色荧光蛋白YFP编码序列融合表达的载体，转入单细胞衣藻，实现CADR大量合成、分泌并定位于细胞壁，以吸附水体中的镉离子。回答下列问题：(1)在DNA聚合酶、引物、模板DNA和脱氧核苷酸中，随着PCR反应进行，分子数量逐渐减少的是___________________________和____________。模板与引物在PCR反应的________________阶段开始结合。PCR中使用的DNA聚合酶需耐高温，其原因为__________________________________________________________________。脱氧核苷酸（dNTP）引物复性PCR反应需要在高温条件下，普通的DNA聚合酶在高温下会变性失活，而耐高温的DNA聚合酶能在高温环境中保持活性，保证PCR反应的正常进行。【典例】（2025·河北T23节选）T-DNA插入失活是研究植物基因功能的常用方法，研究者将带有卡那霉素抗性基因的T-DNA插入拟南芥2号染色体的A基因内，使其突变为丧失功能的a基因，花粉中A基因功能的缺失会造成其不育。回答下列问题：(3)为进一步验证基因A的功能，将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体。仅考虑基因A和a，该植株会产生______种基因型的可育花粉，其中具有a基因的花粉占比为_______。该植株自交得到F1。利用图1所示引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测，电泳结果如图2所示。根据电泳结果F1植株分为Ⅰ型和Ⅱ型，其中Ⅰ型植株占比为________。F1中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株，其原因为________________________________________________________。31/3a花粉不育，无法形成纯合的aa个体2/3【典例】（2025·河北T22节选）某二倍体两性花植物的花色由2对等位基因A、a和B、b控制，该植物有2条蓝色素合成途径。基因A和基因B分别编码途径①中由无色前体物质M合成蓝色素所必需的酶A和酶B；另外，只要有酶A或酶B存在，就能完全抑制途径②的无色前体物质N合成蓝色素。已知基因a和基因b不编码蛋白质，无蓝色素时植物的花为白花。相关杂交实验及结果如表所示，不考虑其他突变和染色体互换；各配子和个体活力相同。组别亲本杂交组合F1F2实验一甲（白花植株）×乙（白花植株）全为蓝花植株蓝花植株：白花植株=10:6实验二AaBb（诱变）（♂）×aabb（♀）发现1株三体蓝花植株，该三体仅基因A或a所在染色体多了1条(3)已知基因B→b只由1种染色体结构变异导致，且该结构变异发生时染色体只有2个断裂的位点。为探究该结构变异的类型，依据基因B所在染色体的DNA序列，设计了如图所示的引物，并以实验一中的甲、乙及F2中白花植株（丙）的叶片DNA为模板进行了PCR，同1对引物的扩增产物长度相同，结果如图所示，据图分析，该结构变异的类型是___________。丙的基因型可能为______________；若要通过PCR确定丙的基因型，还需选用的1对引物是___________。倒位aaBB或aaBbF1F2或R1R2【典例】（2025·浙江1月T24）3-磷酸甘油脱氢酶（GPD）是酵母细胞中甘油合成的关键酶。利用某假丝酵母菌株为材料，克隆具有高效催化效率的3-磷酸甘油脱氢酶的基因（Gpd）。采用的方案是：先通过第1次PCR扩增出该基因的中间部分，再通过第2次PCR分别扩增出该基因的两侧，经拼接获得完整基因的序列，如图所示，回答下列问题：(1)分析不同物种的GPD蛋白序列，确定蛋白质上相同的氨基酸区段，依据这些氨基酸所对应的___________，确定DNA序列，进而设计1对引物。以该菌株基因组DNA为模板进行第1次PCR，利用___________凝胶电泳分离并纯化DNA片段，进一步测定PCR产物的序列。在制备PCR反应体系时，每次用微量移液器吸取不同试剂前，需要确认或调整刻度和量程，还需要___________________________。密码子琼脂糖更换微量移液器的枪头(2)若在上述PCR扩增结果中，除获得一条阳性条带外，还出现了另外一条条带，不可能的原因是__________。A．DNA模板被其他酵母细胞的基因组DNA污染B．每个引物与DNA模板存在2个配对结合位点C．在基因组中Gpd基因有2个拷贝D．在基因组中存在1个与Gpd基因序列高度相似的其他基因C(3)为获得完整的Gpd基因，分别用限制性核酸内切酶PstⅠ和SalⅠ单酶切基因组DNA后，各自用DNA连接酶连接形成环形DNA，再用苯酚-氯仿抽提除去杂质，最后加入________________________________沉淀环形DNA。根据第一次PCR产物测定获得的序列，重新设计一对引物，以环形DNA为模板进行第二次PCR，最后进行测序。用于第二次PCR的一对引物，其序列应是DNA链上的________（A．P1和P2

B．P3和P4C．P1和P4D．P2和P3）。根据测序结果拼接获得完整的Gpd基因序列，其中的启动子和终止子具有____________功能。预冷的体积分数95%的酒精D调控(4)为确定克隆获得的Gpd基因的准确性，可将获得的基因序列与已建立的_____________进行比对。将Gpd基因的编码区与_______________连接，构建重组质粒，再将重组质粒导入酿酒酵母细胞中，实现利用酿酒酵母高效合成甘油的目的。基因数据库表达载体二、电泳技术（以琼脂糖凝胶电泳为例）核心原理：利用核酸分子（带负电）在电场中向正极移动，迁移速率与DNA分子大小、构象和凝胶浓度有关。关键条件：琼脂糖凝胶、电泳缓冲液、凝胶载样缓冲液（内含指示剂）、核酸染料（如EB，显色用）、电源（正极接凝胶下游）。分离规律：分子越小，迁移速率越快，离加样孔越远。应用：鉴定PCR产物（是否扩增出目的片段、片段大小是否符合预期）、DNA片段纯化、基因分型等。1．电泳的基本知识二、电泳技术（以琼脂糖凝胶电泳为例）1．电泳的基本知识利用琼脂糖凝胶电泳技术对PCR产物进行检测，若电泳后未观察到任何条带，可能的原因有哪些？PCR模板DNA量过少；引物设计不合理；Taq酶失活；电泳缓冲液浓度不当；核酸染色未成功等空白对照的电泳结果出现了条带，可能的原因有哪些？模板和试剂存在污染等二、电泳技术（以琼脂糖凝胶电泳为例）2．电泳解题技巧（1）电泳结果分析：先看“Marker（标准分子量条带）”，再对比目的条带位置，判断片段大小（迁移距离与分子量呈负相关）。（2）电场方向与条带移动：

核酸带负电，从“加样孔端（负极）”向“另一端（正极）”移动，错题常考“方向颠倒”。（3）实验异常分析：无条带可能是引物设计错误、Taq酶失活（PCR环节）或电泳缓冲液失效、染料未加（电泳环节）；条带模糊可能是凝胶浓度不当（片段小用高浓度凝胶，片段大用低浓度凝胶）。【典例】（2025·浙江）某遗传病家系的系谱图如图甲所示，已知该遗传病由正常基因A突变成A1或A2引起，且A1对A和A2为显性，A对A2为显性。为确定家系中某些个体的基因型，分别根据A1和A2两种基因的序列，设计鉴定该遗传病基因的引物进行PCR扩增，电泳结果如图乙所示。下列叙述正确的是（

）A．电泳结果相同的个体表型相同，表型相同的个体电泳结果不一定相同B．若Ⅱ3的电泳结果有2条条带，则Ⅱ2和Ⅲ3基因型相同的概率为1/3C．若Ⅲ1与正常女子结婚，生了1个患病的后代，则可能是A2导致的D．若Ⅲ5的电泳结果仅有1条条带，则Ⅱ6的基因型只有1种可能B【典例】（2025·河北）（多选）X染色体上的D基因异常可导致人体患病，在男性中发病率为1/3500，某患病男孩（其母亲没有患病）X染色体上的基因D和H内各有一处断裂，断裂点间的染色体片段发生颠倒重接。研究者对患儿和母亲的DNA进行了PCR检测，所用引物和扩增产物电泳结果如图。不考虑其他变异，下列分析错误的是（

）注：引物组合S1和S2，R1和R2可分别用于对正常基因D和H序列的扩增检测A．该病患者中男性显著多于女性，女性中携带者的占比为1/3500B．用R1和R2对母亲和患儿DNA进行PCR检测的结果相同C．与正常男性相比，患病男孩X染色体上的基因排列顺序发生改变D．利用S1和S2进行PCR检测，可诊断母亲再次孕育的胎儿是否患该病AB【典例】（2024·新课标卷）某种二倍体植物的P1和P2植株杂交得F1，F1自交得F2。对个体的DNA进行PCR检测，产物的电泳结果如图所示，其中①～⑧为部分F2个体，上部2条带是一对等位基因的扩增产物，下部2条带是另一对等位基因的扩增产物，这2对等位基因位于非同源染色体上。下列叙述错误的是（

）A．①②个体均为杂合体，F2中③所占的比例大于⑤B．还有一种F2个体的PCR产物电泳结果有3条带C．③和⑦杂交子代的PCR产物电泳结果与②⑧电泳结果相同D．①自交子代的PCR产物电泳结果与④电泳结果相同的占1/2D（2024·湖南改编）（多选）最早的双脱氧测序法是在PCR反应体系中，分别加入一种少量的双脱氧核苷三磷酸（ddATP、ddCTP、ddGTP或ddTTP），子链延伸时，双脱氧核苷三磷酸遵循碱基互补配对原则。以加入ddATP的体系为例：若配对的为ddATP，延伸终止；若配对的为脱氧腺苷三磷酸（dATP），继续延伸。PCR产物变性后电泳检测，通过该方法测序某疾病患者及对照个体的一段序列，结果如图所示。下列叙述正确的是（

）【典例】A.上述PCR反应体系中只加入一种引物B.电泳时产物的片段越小，迁移速率越慢C.5'-CTACCCGTGAT-3'为对照个体的一段序列D.患者该段序列中某位点的碱基C突变为GAC【典例】（2025·黑吉辽蒙）香树脂醇具有抗炎等功效，从植物中提取难度大、产率低。通过在酵母菌中表达外源香树脂醇合酶基因N，可高效生产香树脂醇。回答下列问题。(1)可从______________中查询基因N的编码序列，设计特定引物。如图1所示，a链为转录模板链，为保证基因N与质粒pYL正确连接，需在引物1和引物2