电泳图的考点考法

 

来源公众号：北庄生物

　　高考生物试题中关于电泳图的考法非常丰富且高频，主要围绕PCR产物鉴定、基因型分析、遗传病诊断、分子标记定位等核心应用场景。其考查方式可系统总结如下：

一、 核心原理与基础考查

     电泳的基本原理是带电粒子（如DNA片段）在电场中因分子量大小和带电量不同而迁移速率不同，从而实现分离。

基础判断：DNA分子带负电，在电场中向正极（阳极） 移动。片段越小，迁移越快。

实验操作：常与琼脂糖凝胶电泳结合，用于分离DNA片段。需使用缓冲液维持pH，用指示剂（如溴酚蓝）监控进程，用染色剂（如GelRed）在紫外灯下观察。

二、 高频考查场景与题型分析

场景一：PCR产物鉴定与基因分型（最高频）

这是电泳图最核心的应用，用于判断个体的基因型（等位基因组成）。

典型情境：对某一家系成员或不同个体的特定基因进行PCR扩增，然后电泳，根据条带的数量、位置（大小）进行判断。

考查要点：

   1. 纯合子 vs 杂合子：

      一对等位基因：纯合子通常显示1条条带（两个等位基因片段大小相同），杂合子显示2条条带（两个等位基因片段大小不同）。

      示例：2024安徽卷、2025浙江卷、2025全国卷

   2. 基因突变类型的判断：

      碱基替换：可能消除或产生一个限制酶识别位点。

      消除位点：突变基因的PCR产物不能被该酶切开，电泳条带只有1条（未切），且长度等于野生型两条带之和。

      产生位点：突变基因的PCR产物能被该酶切成更小的片段，电泳条带可能多于2条。

      示例：2024安徽卷第3题，通过比较患者与正常人的电泳条带，推断乙病是由于正常基因发生了碱基替换，导致一个限制酶切位点消失。

   3. 基因型推断与概率计算：

      结合系谱图和电泳图，综合推断各成员的基因型，并进行遗传概率计算。

      示例：2025浙江卷20题，需根据系谱图和A1/A2基因的电泳结果，推断II2、III3等个体的可能基因型及概率。

   4. 特殊遗传现象分析：

      表观遗传（甲基化）：基因序列相同，但甲基化状态可能影响限制酶切割，从而产生不同的电泳条带模式。

      示例：2025全国卷16题，H基因因甲基化失活，需结合遗传背景分析电泳结果。

场景二：限制性酶切分析与载体构建验证

     在基因工程和分子克隆中，电泳用于验证重组DNA是否构建成功。

     典型情境：用不同的限制酶切割重组质粒或PCR产物，通过电泳图谱判断酶切片段大小是否符合预期，从而验证目的基因是否插入、方向是否正确。

考查要点：

   1. 酶切方案设计：

    选择合适的限制酶，保证目的片段完整插入，并避免载体自连。

    示例：2024重庆卷19题，判断构建载体时“不宜使用的限制酶”以及“不宜同时选用酶SpeI和XbaI的原因”（因为它们产生相同的黏性末端）。

   2. 结果预测与判断：

      预测空载体、重组载体、以及用不同酶切割后的电泳条带图谱。

     示例：2024江苏卷22题，通过电泳验证是否成功构建了”pET-SOD-ELP50″重组质粒。

场景三：分子标记（如SSR）与基因定位

       利用电泳分析DNA分子标记（如SSR，简单重复序列）的多态性，进行基因定位或个体鉴定。

      典型情境：在不同个体或亲本与子代间，对特定染色体位置的SSR标记进行PCR扩增和电泳，根据条带差异判断基因连锁关系。

举例说明

假设：

    抗病亲本P1：SSR带型 200bp（M1）
    感病亲本P2：SSR带型 180bp（M2）
F2群体中：
    抗病个体共75株，其中70株带200bp条带（M1M1或M1M2），5株带180bp条带。
    感病个体共25株，其中20株带180bp条带（M2M2），5株带200bp条带。

结论：

    明显连锁，因为抗病表型与200bp条带共分离，感病表型与180bp条带共分离。少数不一致个体可能是交换或实验误差造成。

考查要点：

   1. 基因染色体定位：

     通过分析目标性状与特定SSR标记的共分离现象，将控制该性状的基因定位到特定染色体上。

     示例：2024河北卷24题，通过检测F2浅绿瓜植株的SSR1和SSR2标记，推断控制瓜皮颜色的基因位于9号染色体（因为所有浅绿植株都含有P2亲本的SSR1标记）。

   2. 遗传机制分析：

    结合电泳结果，分析交叉互换和自由组合。

     示例：同上题，解释15号植株同时含有两亲本SSR1和SSR2的根本原因：SSR1的共出现是由于减数分裂I前期发生了交叉互换；SSR2的共出现是由于减数分裂时同源染色体分离，非同源染色体自由组合。

   3. 个体鉴定与亲缘关系分析：

    示例：2025北京卷，利用多个微卫星DNA（SSR）位点的电泳图谱进行个体识别和种群数量估算（标记重捕法）。

场景四：DNA指纹图谱与种群遗传

     用于物种鉴定、亲缘关系比较、种群遗传多样性分析等。

      典型情境：比较不同物种、品种或个体间特定基因片段的电泳图谱差异。

考查要点：

   1. 进化关系分析：条带模式的相似性反映亲缘关系的远近。

   2. 品种鉴定：如2025安徽卷，通过比较野生稻和栽培稻Bh基因的测序峰图（一种特殊的电泳显示），判断栽培稻2发生了缺失突变，栽培稻1发生了碱基替换突变。

三、 解题关键与思维流程

1. 明确实验目的：是基因分型？验证重组载体？基因定位？还是个体鉴定？

2. 分析电泳条件：用了什么酶切？扩增了什么区域？标记是什么？

3. 解读条带信息：

   条带数量：代表不同的等位基因或DNA片段。

   条带位置（迁移距离）：代表片段大小（分子量）。条带位置越高（距加样孔越远），片段越小。

   条带亮度：通常与DNA量成正比，但高考题中一般不作定量分析重点。

4. 结合遗传背景：紧密联系系谱图、杂交实验数据、基因工程操作步骤等背景信息。

5. 进行逻辑推理：根据孟德尔遗传定律、基因连锁与交换、基因工程原理等进行综合推断。

总结：

      电泳图是高考生物将分子生物学技术与经典遗传学、现代生物工程知识深度融合的重要载体。其考法灵活，但核心是考查学生将抽象的遗传信息转化为可视的电泳图谱，并依据图谱进行逆向推理和综合判断的能力。复习时，应重点掌握PCR、限制酶、基因型、连锁互换等核心概念，并通过典型例题训练图文转换和逻辑推理能力。

练习

1．图甲表示限制酶切割某双链DNA分子的图示，其中Y为某种限制酶，X表示切割的DNA长度，限制酶对应切点一定能切开。图乙表示图甲用不同酶切后的产物电泳分离结果。下列相关叙述正确的是（　　）

A．若经电泳分离后图乙没有相应电泳条带，则是PCR中延伸温度太高所致

B．由图可知，限制酶A、限制酶B分别酶切产生的黏性末端的碱基能互补配对

C．根据图乙中酶切电泳分离结果可推测，Y为限制酶B，X长度为4500bp

D．限制酶A酶切电泳结果与图乙中的①相符，限制酶B酶切电泳结果与图乙中的②相符

【答案】D

2．已知甲、乙遗传病分别由等位基因A/a和B/b控制（其中一种病的遗传方式为伴性遗传）。图1表示某家系中有关甲病和乙病的遗传系谱图；图2表示该家系部分成员与上述乙病有关基因的电泳结果（每种基因电泳后出现1个条带，且不同基因的电泳条带不同。例如，基因型为Bb的个体的基因电泳后显示2个不同的条带）。不考虑基因突变和染色体变异的发生，下列叙述错误的是（    ）

A．甲病的遗传方式是常染色体隐性遗传

B．乙病的遗传方式是伴X染色体隐性遗传

C．条带①和条带②依次代表基因B、b电泳的结果

D．Ⅱ₁中的乙病致病基因来自Ⅰ代中的2号个体

【答案】D

3．某家族患甲乙两种单基因遗传病，其遗传系谱图如左图所示。甲病由等位基因A/a控制，乙病由等位基因B/b控制。检测该家族中部分个体的B/b基因，得到的条带结果如图所示。已知甲病在人群中的发病率为1/400，II₅不携带甲病致病基因。不考虑基因突变和染色体畸变，下列正确的是（    ）

A．乙病为常染色体显性遗传病

B．Ⅰ₁体细胞中最多含有2个A和2个B基因

C．Ⅲ₄带有来自Ⅰ₂的甲病致病基因的概率为1/3

D．Ⅲ₁与正常男性婚配，生育一个只患甲病女孩的概率为1/168

【答案】B

4．Sanger双脱氧链终止法是DNA测序的一种基本方法，双脱氧核苷三磷酸（如图甲）在人工合成DNA体系中，可脱去两个磷酸基团形成双脱氧核苷酸并释放能量，双脱氧核苷酸可使DNA子链延伸终止。在人工合成DNA体系中，有适量某单链模板、某一种双脱氧核苷三磷酸（ddNTP）和四种正常脱氧核苷三磷酸（dNTP），反应终止时对合成的不同长度子链进行电泳（结果如图乙）。下列说法错误的是（    ）

A．新合成的子链均只含一个游离的磷酸基团

B．测得单链模板的未知碱基序列为

C．ddNTP与dNTP竞争的结合位点位于核苷酸链的3’端

D．双脱氧核苷酸与模板链上的碱基配对后无法与下一位核苷酸反应形成磷酸二酯键

【答案】B

5．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基因型相同，表型相同的个体电泳结果相同

B．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

C．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

D．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1/3

【答案】D

6．水稻雄性不育、可育由等位基因A、a控制，不育性状受温度的影响（见左下表）；米质优、劣由等位基因B、b控制。不育株S₁米质劣但抗病，不育株S₂米质优但易感病。为了选育综合性状好的不育系，用S₁和S₂杂交获得F₁，F₁均为不育且米质优。选F₁两单株杂交获得的F₂中出现稳定可育株，PCR检测部分世代中相关基因，电泳结果如下图所示，下列说法错误的是（　　）

植株种类	温度	花粉不育率（%）
不育株S1	高温	100%
	低温	0
不育株S2	高温	100%
	低温	0
稳定可育株	高温	0
	低温	0

A．S₁是基因型为AAbb的纯合子

B．选择F₁任意两单株进行杂交均会出现如图F₂的育性分离

C．F₂在高温条件下表现不育且米质优的纯合植株占比1/16

D．在S₁和S₂杂交得到F₁时，亲本植株中的父本需在低温下种植

【答案】B

7．质粒P含有2个EcoRⅠ、1个SacⅠ和1个BamHⅠ的限制酶切割位点。已知BamHⅠ位点位于2个EcoRⅠ位点的正中间，用上述3种酶切割该质粒，酶切产物的凝胶电泳结果如图，其中泳道①条带是未酶切的质粒P，泳道②③④条带为3种单酶切产物，泳道⑤⑥⑦条带为双酶切产物。下列叙述正确的是（    ）

A．DNA分子在该凝胶的迁移方向是从电源正极到负极

B．可确认泳道②③条带分别是SacⅠ和EcoRⅠ的单酶切产物

C．泳道⑤条带是SacⅠ和EcoRⅠ的双酶切产物

D．泳道①②说明未酶切质粒的碱基数小于酶切后质粒的碱基数

【答案】C

8．马凡综合征是一种单基因遗传病，图1是某家族的遗传系谱图，图2是家族个体的相关基因经特定限制酶处理产生不同长度片段后电泳的结果。下列叙述正确的是（　　）

A．图1中男患者多于女患者，该病可能是伴X染色体隐性遗传病

B．根据图2推测致病基因是由正常基因发生碱基对替换产生

C．无法判断被限制酶切割的是正常基因还是致病基因

D．Ⅱ₄所怀胎儿若为女孩，患病率为0，若为男孩，患病率为1

【答案】B

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