熱點微專題03 淺談高中生物學(xué)試題中的電泳圖（解析版）

高中生物學(xué)試題中的電泳圖電泳技術(shù)廣泛用于核酸、蛋白質(zhì)等成分的分離和鑒定。其本質(zhì)是帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程中，由于待分離樣品中各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身的大小、形狀的不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速率，從而實現(xiàn)樣品中各種分子的分離。電泳圖是物質(zhì)分離后呈現(xiàn)的結(jié)果圖，新高考注重對能力和素養(yǎng)的考查，借用電泳圖的高中生物學(xué)試題是近年高考命題的熱點題型之一，如2022年湖南卷第19題，2021年河北卷第20題，2020年山東卷第17題，2020年海南卷第23題等。本文對近年與電泳有關(guān)高考試題進行解析，以期為理解掌握電泳有關(guān)試題提供幫助。1、(2022·湖南卷·第19題節(jié)選)中國是傳統(tǒng)的水稻種植大國，有一半以上人口以稻米為主食。在培育水稻優(yōu)良品種的過程中，發(fā)現(xiàn)某野生型水稻葉片綠色由基因C控制。突變型1葉片為黃色，由基因C突變?yōu)镃1所致，測序結(jié)果表明，突變基因C1轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物編碼序列第727位堿基改變，由5＇-GAGAG-3＇變?yōu)?＇-GACAG-3＇，導(dǎo)致第243位氨基酸突變?yōu)楣劝滨０罚?部分密碼子及對應(yīng)氨基酸：GAG谷氨酸；AGA精氨酸；GAC天冬氨酸；ACA蘇氨酸；CAG谷氨酰胺)，由C突變?yōu)镃1產(chǎn)生了一個限制酶酶切位點。從突變型1葉片細(xì)胞中獲取控制葉片顏色的基因片段，用限制酶處理后進行電泳(電泳條帶表示特定長度的DNA片段)，其結(jié)果為圖中___(填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。

解析：由題意可知，突變型1的基因型為CC1，且基因C中一個堿基對替換突變?yōu)榛駽1，故基因C和突變基因C1中堿基對數(shù)目相同，C基因沒有限制酶切割位點，因此，電泳產(chǎn)生一條帶(1000bp)，而基因C突變?yōu)镃1產(chǎn)生了一個限制酶酶切位點，因此被切割后得到兩條帶(750bp+250bp)。且兩條帶的堿基對數(shù)目之和應(yīng)與C基因的堿基數(shù)目一樣多，因此只有Ⅲ符合要求，因突變型1基因型是CC1，用限制酶處理后既有C對應(yīng)的一條帶(1000bp)，也有C1切割后得到兩條帶(750bp+250bp)。2、(2020·山東卷·第17題)下圖表示甲、乙兩種單基因遺傳病的家系圖和各家庭成員基因檢測的結(jié)果。檢測過程中用限制酶處理相關(guān)基因得到大小不同的片段后進行電泳，電泳結(jié)果中的條帶表示檢出的特定長度的酶切片段，數(shù)字表示堿基對的數(shù)目。下列說法正確的是(不定項)()A．甲病的致病基因位于常染色體上，乙病的致病基因位于X染色體上B．甲病可能由正?；虬l(fā)生堿基對的替換導(dǎo)致，替換后的序列可被MstⅡ識別C．乙病可能由正?；蛏系膬蓚€BamHⅠ識別序列之間發(fā)生堿基對的缺失導(dǎo)致D．Ⅱ4不攜帶致病基因、Ⅱ8攜帶致病基因，兩者均不患待測遺傳病解析：由甲病家系圖可知甲病為常隱(假設(shè)正常基因為A，致病基因為a)，因為Ⅱ3(基因型為aa)患病，由圖可知a基因經(jīng)MstⅡ酶切后只得到條帶一(1350)，I1和I2基因型均為Aa，I1和I2經(jīng)MstⅡ酶切后得到條帶一(1350)、條帶二(1150)和條帶三(200)，和Ⅱ3對照可知，正?；駻被MstⅡ酶切成條帶二(1150)和條帶三(200)，且1150+200=1350，因此甲病致病基因a是由正常基因A發(fā)生堿基對的替換形成，替換前的正常基因A序列能被MstⅡ識別，替換后致病基因a的序列則不能被MstⅡ識別，故B錯誤。Ⅱ4只有1150和200兩個條帶，是顯性純合子AA，不攜帶致病基因。乙病基因不能從家系圖判斷顯隱性，由電泳結(jié)果可知：Ⅱ7患病，只有一種1.0×104的基因片段帶，說明Ⅱ7只有一種基因，且為患病基因純合子，I5有1.0×104和1.4×104的兩種條帶，說明I5為雜合子，且I5表現(xiàn)正常，說明乙病為隱性遺傳病，又因為I5為男性，所以乙病不可能是伴X染色體遺傳病，故A錯誤。正?；蚱伪然疾』蚱味?.4×104堿基對，正?；蜣D(zhuǎn)變成患病基因過程中，發(fā)生了堿基對的缺失。Ⅱ8電泳結(jié)果有兩條帶，與I5完全相同，是乙病基因攜帶者不患病。故答案：CD。3、某家族涉及甲、乙兩種單基因遺傳病（相關(guān)基因依次為A、a和B、b）如圖1所示。科研機構(gòu)對該家族部分個體的這兩對基因進行凝膠電泳分離，所得帶譜如圖2所示（四種條帶各代表一種基因）。據(jù)圖分析，下列說法正確的是()A、乙病的遺傳方式為常染色體B、Ⅰ1∶與Ⅱ4基因型相同C、電泳帶譜中條帶1代表的是基因aD、圖2中Ⅰ4一定含有三條條帶參考答案BC，解析：

由圖可知，Ⅰ1和Ⅰ2無甲病，生出患甲病女兒Ⅱ2，說明甲病為常染色體隱性遺傳病。從電泳圖上看Ⅱ2的基因只有兩種，表明與乙病有關(guān)的基因為純合子，所以乙病的遺傳方式為常染色體顯性遺傳或伴X染色體顯性遺傳。Ⅱ2的基因型為(aabb或aaXbXb)，A錯誤由于Ⅰ4患甲病，所以Ⅰ4所生正常子女都是甲病基因攜帶者Aa，Ⅱ2為aa，所以Ⅰ1為Aa，所以Ⅰ1與Ⅱ4有關(guān)甲病基因型相同；Ⅰ1患乙病，但能生出不患乙病男孩，說明Ⅰ1有關(guān)乙病基因型為Bb或XBXb，Ⅱ4患乙病，能生出不患病女孩和患病男孩，所以Ⅱ4有關(guān)乙病基因型一定是Bb或XBXb，所以Ⅰ1與Ⅱ4基因型相同，B正確；圖中Ⅱ2和Ⅱ3均不患乙病，因此條帶4表示乙病的隱性基因，而Ⅱ2患甲病，Ⅱ3不患甲病，因此電泳帶譜中，條帶1代表基因a，C正確D、如果乙病為常染色體顯性遺傳病，則對Ⅰ4進行基因的凝膠電泳分離，所得帶譜含有條帶為1、3、4；如果乙病為伴X染色體顯性遺傳病，Ⅰ4所得帶譜含有條帶為1、3，D錯誤。4、下圖1是某遺傳病家系的系譜圖，對該家系中1～4號個體進行基因檢測，將含有該遺傳病基因或正?；虻南嚓P(guān)DNA片段用電泳法分離。正?；蝻@示一個條帶，患病基因顯示為另一個不同的條帶，結(jié)果如圖2所示。下列有關(guān)分析判斷錯誤的是()A．圖2中的編號c對應(yīng)系譜圖中的4號個體B．條帶2的DNA片段含有該遺傳病致病基因C．8號個體的基因型與3號個體的基因型相同的概率為2/3D．9號個體與該遺傳病致病基因攜帶者結(jié)婚，孩子患病的概率為1/8參考答案D，解析：分析系譜圖：1號和2號（或5號和6號）都正常，但他們的女兒患病，即：“無中生有為隱性，隱性遺傳看女病，女病男正非伴性”，說明該病為常染色體隱性遺傳病。該家系中1～4號個體中，只有4號個體患病，是隱性純合子，只含有一種基因（致病基因）?；驒z測結(jié)果中：編號a、b和d均含有條帶1和2，均為雜合子，編號c只含有條帶2，只含有一種基因，是純合子。A、圖中4號為常染色體隱性遺傳病患者，屬于隱性純合子，對應(yīng)于表格中的c，A項正確；B、分析系譜圖可知1、2號都是雜合子，分析表格：對1～4號個體分別進行基因檢測，4號為隱性純合子，對應(yīng)編號c，而表格中a、b和d均為雜合子，則1、2、3號可以對應(yīng)其中之一，所以3號也為雜合子，則條帶2的DNA片段含有該遺傳病致病基因，B項正確；C、相關(guān)基因用A、a表示，根據(jù)圖2可知，3號的基因型為Aa，根據(jù)圖1可知，8號的基因型及概率為AA(1/3)或Aa(2/3)，因此兩者相同的概率為2/3，C項正確；D、9號的基因型及概率為AA(1/3)或Aa(2/3)，他與一個攜帶者(Aa)結(jié)婚，孩子患病的概率為2/3×1/4＝1/6，D項錯誤。5、已知甲、乙兩種病均為單基因遺傳病，其中一種病為伴性遺傳，Ⅱ9性染色體缺失了一條(XO)，現(xiàn)對Ⅰ1、Ⅰ3、Ⅰ4個體的相關(guān)基因進行電泳(電泳可將不同類型的基因進行分離)，結(jié)果如下圖。下列有關(guān)敘述不正確的是()A．甲病不可能為伴X染色體隱性遺傳病B．若Ⅱ9患有乙病，則致其染色體異常的原因只有可能是Ⅰ3的減數(shù)分裂過程發(fā)生異常C．若Ⅱ6與Ⅱ7婚配，則生出患乙病孩子的概率為1/8D．若對Ⅱ8進行基因電泳，可得到3條條帶參考答案C，解析：對于甲病而言：分析系譜圖，Ⅰ3和Ⅰ4都正常，但他們的女兒Ⅰ8患病，即：“無中生有為隱性，隱性遺傳看女病，女病男正非伴性”，說明該病為常染色體隱性遺傳病。Ⅰ1和Ⅰ2都正常，但他們的兒子5號患甲病，則Ⅰ1、Ⅰ3、Ⅰ4個體均攜帶甲病致病基因，結(jié)合基因電泳分離結(jié)果可知，基因類型1和2是控制甲病的一對等位基因。對于乙病而言：分析系譜圖，Ⅰ1和Ⅰ2都患病，但他們的兒子Ⅱ5正常，即：“有中生無為顯性”，而且Ⅰ8也患乙病，同時依據(jù)題干信息“其中一種病為伴性遺傳”可知，乙病為X染色體顯性遺傳病，假設(shè)控制乙病的基因用B、b表示，Ⅰ4號個體基因型為XBY，結(jié)合基因電泳分離結(jié)果可知，基因類型3是XB，基因類型4是Xb，Ⅰ1、Ⅰ3基因型分別是XBXb、XbXb。A、Ⅱ8為甲病患者，其父親Ⅰ4不患甲病，故甲病不可能為伴X染色體隱性遺傳病，A項正確；B、從上述分析可知，乙病為伴X顯性遺傳病，若Ⅱ9患有乙病，則根據(jù)Ⅰ4患乙病，則Ⅱ9的染色體組和基因型為XBO，其X染色體來自Ⅰ4，導(dǎo)致其染色體異常的原因只有可能是Ⅰ3的減數(shù)分裂過程發(fā)生異常，產(chǎn)生了不含X染色體的卵細(xì)胞，B項正確；C、假設(shè)控制乙病的基因用B、b表示，則Ⅱ6的基因型及概率為1/2XBXB，1/2XBXb，Ⅱ7的基因型為XbY，若Ⅱ6與Ⅱ7婚配，則生出不患乙病孩子的概率為1/4，患乙病孩子的概率為3/4，C項錯誤；D、假設(shè)控制甲病的基因用A、a表示，則根據(jù)系譜圖分析，Ⅰ3、Ⅰ4個體關(guān)于甲病的基因型都為Aa；假設(shè)控制乙病的基因用B、b表示，Ⅰ4號個體基因型為XBY，Ⅰ3基因型是XbXb，Ⅱ8為兩病兼發(fā)者，則Ⅱ8的基因型為aaXBXb，若對Ⅱ8進行基因電泳，可得到3條條帶(基因a是一個條帶，XB是一個條帶，Xb是一個條帶)，D項正確。6、(2022·新疆克拉瑪依市教育研究所三模)下圖為某漸凍癥家系圖和各家庭成員基因檢測的結(jié)果，檢測過程中用限制酶MstⅡ處理相關(guān)基因得到大小不同的片段后進行電泳，電泳結(jié)果中的條帶表示檢出的特定長度的酶切片段，數(shù)字表示堿基對的數(shù)目。下列相關(guān)敘述錯誤的是()A、漸凍癥為常染色體顯性遺傳病B、據(jù)電泳結(jié)果分析，Ⅱ4不攜帶致病基因C、Ⅰ1和Ⅰ2再生一個漸凍癥女孩的概率為1/8D、堿基的替換產(chǎn)生該致病基因，替換后的序列可被MstⅡ識別參考答案AD，解析：據(jù)圖可知：Ⅰ1和Ⅰ2都正常，生出女兒Ⅱ3患病，符合“無中生有為隱性，生女患病為常隱”，說明漸凍癥為常染色體隱性遺傳病，A錯誤；分析題圖可知，Ⅱ4的基因型為AA，不攜帶致病基因，B正確；Ⅰ1(Aa)和Ⅰ2(Aa)再生一個漸凍癥女孩(aa)的概率為1/4×1/2＝1/8，C正確；由電泳結(jié)果可知，A基因被酶切成長為1150bp和200bp的兩種片段，則A基因長為1350bp，a基因長為1350bp，二者長度相同，說明a基因是A基因堿基替換的結(jié)果，但a致病基因未被酶切，所以MstⅡ無法識別替換后的序列，D錯誤。7、(2020·山東高考改編)下圖表示甲、乙兩種單基因遺傳病的家系圖和各家庭成員基因檢測的結(jié)果。檢測過程中用限制酶處理相關(guān)基因得到大小不同的片段后進行電泳，電泳結(jié)果中的條帶表示檢出的特定長度的酶切片段，數(shù)字表示堿基對的數(shù)目。下列說法錯誤的是()A、甲病的致病基因位于常染色體上，乙病的致病基因位于X染色體上B、甲病可能由正?；虬l(fā)生堿基對的替換導(dǎo)致，替換后的序列不能被MstⅡ識別C、乙病可能由正?；蛏系膬蓚€BamHⅠ識別序列之間發(fā)生堿基對的缺失導(dǎo)致D、Ⅱ4不攜帶致病基因、Ⅱ8攜帶致病基因，兩者均不患待測遺傳病參考答案A，解析：觀察甲病家系圖，Ⅰ1、Ⅰ2正常而Ⅱ3患病，說明甲病屬于常染色體隱性遺傳病，甲病的致病基因位于常染色體上；觀察乙病家系電泳結(jié)果，Ⅰ6、Ⅱ7只有一種DNA片段(含1.0×104對堿基)，而Ⅰ5含有兩種DNA片段，說明Ⅰ6、Ⅱ7只含有致病基因，Ⅰ5含有正常基因和致病基因，所以乙病屬于隱性遺傳病，乙病的致病基因位于常染色體上，A錯誤；電泳后Ⅱ3出現(xiàn)一種DNA條帶(含1350對堿基)，Ⅰ1、Ⅰ2多出現(xiàn)兩條DNA條帶(含1150、200對堿基)，說明甲病可能由正?；虬l(fā)生堿基對替換導(dǎo)致，替換后的序列不能被MstⅡ識別，B正確；乙病的致病基因?qū)?yīng)的DNA條帶含有的堿基對數(shù)目少(1.0×104對堿基)，而正?；?qū)?yīng)的DNA條帶含有的堿基對數(shù)目多(1.4×104對堿基)，說明乙病可能由正?；蛏系膬蓚€BamHⅠ識別序列之間發(fā)生堿基對的缺失導(dǎo)致，C正確；觀察電泳結(jié)果，Ⅱ4不含有Ⅱ3致病基因?qū)?yīng)的DNA條帶，所以Ⅱ4不攜帶致病基因，Ⅱ8含有Ⅱ7致病基因?qū)?yīng)的DNA條帶，也含有正?；?qū)?yīng)的DNA條帶，所以Ⅱ8含有正?；蚝椭虏』?，因此兩個體均不患待測遺傳病，D正確。8、研究表明，正常女性細(xì)胞核內(nèi)兩條X染色體中的一條會隨機失活，濃縮形成染色較深的巴氏小體。腎上腺—腦白質(zhì)營養(yǎng)不良(ALD)是伴X染色體隱性遺傳病(致病基因用a表示)，女性雜合子中有5%的個體會患病。圖1為某患者家族遺傳系譜圖，利用圖中四位女性細(xì)胞中與此病有關(guān)的基因片段進行PCR，產(chǎn)物經(jīng)酶切后的電泳結(jié)果如圖2所示(A基因含一個限制酶酶切位點，a基因新增了一個酶切位點)。下列敘述正確的是()A、女性雜合子患ALD的原因很可能是巴氏小體上的基因無法正常表達(dá)B、Ⅱ-3個體的基因型是XAXa，患ALD的原因可能是來自父方的X染色體失活C、a基因酶切后會出現(xiàn)3個大小不同的DNA片段，新增的酶切位點位于310bpDNA片段中D、若Ⅱ-1和一個基因型與Ⅱ-4相同的女性婚配，后代患ALD的概率為0參考答案ABC，解析：腎上腺—腦白質(zhì)營養(yǎng)不良(ALD)是伴X染色體隱性遺傳病(致病基因用a表示)，女性雜合子的基因型為XAXa，正常女性細(xì)胞核內(nèi)兩條X染色體中的一條會隨機失活，濃縮形成染色較深的巴氏小體，所以雜合子患ALD的原因很可能是XA這條染色體失活，其上基因無法正常表達(dá)，Xa表達(dá)后表現(xiàn)為患病，A正確；據(jù)圖示分析可知，Ⅱ-3個體的基