DNA片段的扩增及电泳鉴定高二生物课件（人教版2019选择性必修3）

DNA片段的扩增及电泳鉴定电泳许多重要的生物大分子，如多肽、核酸等都具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团会带上正电或负电。在电场的作用下，这些带电分子会向着与其所带电荷相反的电极移动。电泳利用了待分离样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。概念原理阅读P84，思考问题1.你是否成功扩增出DNA片段？判断的依据是什么？

可以在紫外灯下直接观察到DNA条带的分布及粗细程度来评价扩增的结果。进行电泳鉴定的结果应该是一条条带，该片段大小约为750bp。2.你进行电泳鉴定的结果是几条条带？如果不止一条条带，请分析产生这个结果的可能原因。如果扩增不成功，可能的原因有：漏加了PCR的反应成分，各反应成分的用量不当，PCR程序设置不当等。如果扩增结果不止一条条带，可能的原因有：引物设计不合理，它们与非目的序列有同源性或容易形成二聚体；退火温度过低；DNA聚合酶的质量不好等。应用凝胶电泳技术在亲子鉴定、公安侦破案件、生物亲缘关系远近、DNA指纹技术等各方面运用已经非常普遍。只要提供血迹、毛发、骨骼碎片、精斑等组织或分泌物，就能通过凝胶电泳技术，用一种探针寻找DNA的不同部位并形成独特的条码进行基因比对，从而达

DNA鉴定的目的。高考命题注重能力考查，强调新情境与能力立意相结合，往往起点高，落点低，重在考查对情境信息获取和处理，进一步考查分析问题和解决问题的能力。只要对电泳概念理解透彻，全面掌握电泳相关试题情境和题目立意就能准确做出推断，得心应手地解决这类题！1.DNA标记是DNA中一些稳定的特征性碱基序列，DNA中是否含特定的DNA标记，可通过DNA标记体外复制产物的电泳图谱来判断。(1)已知三个个体的DNA标记电泳结果如图1所示，个体1和个体2的DNA标记组成分别为S1S1和S2S2，据图推断个体3的DNA标记组成为___________。S1S2(2)DNA标记是DNA中一些稳定的特征性碱基序列，DNA中是否含特定的DNA标记，可通过DNA标记体外复制产物的电泳图谱来判断。如果该DNA标记与此疾病基因在同一条染色体上，图4中Ⅱ2和Ⅱ3的DNA标记组成分别为__________和___________。

S1S2S2S22.DNA指纹技术可用于进行身份鉴定，法医部门对一次事故中死亡的某男子进行了DNA指纹分析。随后对4对该男子可能的父母做了DNA分析。与这名男子的DNA指纹相匹配的一对父母是（）B3.用XhoⅠ和SalⅠ两种限制性核酸内切酶分别处理同一DNA片段，酶切位点及酶

切产物电泳分离结果如图。以下叙述不正确的是（

）

A.如图中两种酶识别的核苷酸序列不同

B.如图中酶切产物可用于构建重组DNA

C.泳道①中是用SalⅠ处理得到的酶切产物

D.图中被酶切的DNA片段是单链DNADA、不同的限制酶能识别不同的核苷酸序列，由电泳图可知XhoⅠ和SalⅠ两种酶分别切割时，酶切产物不同，说明它们识别的序列不同，A项正确；

B、同种限制酶切割出的DNA片段，具有相同的末端，再用DNA连接酶进行连接，可以构成重组DNA，B项正确；

C、从酶切位点图可知，SalⅠ酶将DNA片段切成4段，XhoⅠ酶将DNA片段切成3段，结合电泳结果可知泳道①为SalⅠ，泳道②为XhoⅠ，C项正确；

D、限制酶切割后的DNA片段仍然是双链DNA，D项错误。4.对RNA病毒来讲，基因就是有遗传效应的RNA片段。PCR技术可用于病毒基因检测，具有敏感性高、特异性强的特点。一步法RT－PCR是通过反转录将RNA扩增得到大量DNA片段的技术。回答下列问题：(1)提取RNA病毒甲的H基因时，提取液中需要加入盐酸胍以抑制RNA酶的活性，加入盐酸胍的目的是_________________________。（2)以病毒甲的H基因为模板，设计上游引物H1和下游引物H2，用一步法RT－PCR对目的基因进行扩增。PCR反应体系如下：防止RNA酶降解病毒RNA，便于提取到完整的病毒H基因H基因2.5μL缓冲液等5μL4种脱氧核苷酸0.5μL上游引物H11μL下游引物H21μL①酶1μL双蒸H2O14μL上表中的①酶包括____________________________________。在PCR仪上依次设置不同的循环温度参数：45℃—45min，94℃—30s、55℃—45s、72℃—60s，多轮循环。其中45℃处理和72℃处理的目的分别是______________和___________。逆/反转录酶和Taq酶使病毒H基因的RNA逆转录得到DNA片段H基因的DNA片段子链延伸

（3）将一步法RT－PCR扩增后的产物进行电泳处理，结果如图所示。其中可能感染病毒甲的样品是________________________。（4）一步法RT－PCR技术也可用于基因工程目的基因的检测与鉴定。该技术主要用于检测__________________。2、3、4目的基因是否转录出mRNA5.下图1是某遗传病家系的系谱图，对该家系中1～4号个体进行基因检测，将含有该遗传病基因或正常基因的相关DNA片段用电泳法分离。正常基因显示一个条带，患病基因显示为另一个不同的条带，结果如图2所示。下列有关分析判断错误的是()A．图2中的编号c对应系谱图中的4号个体B．条带2的DNA片段含有该遗传病致病基因C．8号个体的基因型与3号个体的基因型相同的概率为2/3D．9号个体与该遗传病致病基因携带者结婚，孩子患病的概率为1/8D分析系谱图：1号和2号（或5号和6号）都正常，但他们的女儿患病，即：“无中生有为隐性，隐性遗传看女病，女病男正非伴性”，说明该病为常染色体隐性遗传病。该家系中1～4号个体中，只有4号个体患病，是隐性纯合子，只含有一种基因（致病基因）。基因检测结果中：编号a、b和d均含有条带1和2，均为杂合子，编号c只含有条带2，只含有一种基因，是纯合子。A、图中4号为常染色体隐性遗传病患者，属于隐性纯合子，对应于表格中的c，A项正确；B、分析系谱图可知1、2号都是杂合子，分析表格：对1～4号个体分别进行基因检测，4号为隐性纯合子，对应编号c，而表格中a、b和d均为杂合子，则1、2、3号可以对应其中之一，所以3号也为杂合子，则条带2的DNA片段含有该遗传病致病基因，B项正确；C、相关基因用A、a表示，根据图2可知，3号的基因型为Aa，根据图1可知，8号的基因型及概率为AA(1/3)或Aa(2/3)，因此两者相同的概率为2/3，C项正确；D、9号的基因型及概率为AA(1/3)或Aa(2/3)，他与一个携带者(Aa)结婚，孩子患病的概率为2/3×1/4＝1/6，D项错误。6.下图表示来自两个家系的甲、乙两种单基因遗传病的家系图和各家庭成员基因检测的结果。检测过程中用限制酶处理相关基因，得到大小不同的片段后进行电泳（电泳可以使不同大小的DNA片段分离），电泳结果中的条带表示检出的特定长度的酶切片段。数字表示碱基对的数目。（1）由系谱图可知，甲病的遗传方式为____________，乙病产生的根本原因是____________（填变异类型）。依据乙病家系成员的电泳结果推测，乙病致病基因为正常基因结构中发生了___________。常染色体隐性遗传基因突变碱基对缺失（2）根据图中信息可知，Ⅱ4_________（填“有”或“无”）携带甲病致病基因，Ⅱ8_________（填“有”或“无”）患乙病。（3）若这两对等位基因位于不同的常染色体上（来自不同家系的个体不携带相同致病基因），则Ⅱ3和Ⅱ7婚配，推测后代不患病的概率为______。无无100%（1）根据甲病家系图，Ⅱ3为患病女性，其父母均正常，由此可知甲病为常染色体隐性遗传病，Ⅱ4只有1150和200两个条带，是显性纯合子，不携带致病基因。乙病基因不能从家系图判断显隐性，遗传方式也有多种可能。但从电泳结果判断，Ⅱ7患病，只有一种1.0×104的基因片段带，说明Ⅱ7只有一种基因，为患病基因；Ⅰ5有1.0×104和1.4×104的两种条带，说明Ⅰ5为杂合子，但Ⅰ5表现正常，说明乙病为隐性遗传病，又因为Ⅰ5为男性，所以乙病不可能是伴X染色体遗传病，是常染色体隐性遗传病。正常基因片段比患病基因片段多0.4×104碱基对，正常基因转变成患病基因过程中，发生了碱基对的缺失，属于基因突变。（2）Ⅱ3为患病，只有1350一种条带（致病基因），Ⅱ4电泳结果有1150、200两条带（正常基因），Ⅱ4是纯合子，不携带致病基因；Ⅱ8电泳结果与Ⅰ5一样，都有1.0×104和1.4×104的两种条带，是乙病基因携带者不患病。（3）假设甲病基因为A/a、甲病基因为B/b，由于来自不同家系的个体不携带相同致病基因，Ⅱ3的基因型为aaBB，Ⅱ7基因型为AAbb，Ⅱ3和Ⅱ7婚配，其后代基因型为AaBb，不患病的概率为100%。

7.人类有一种隐性遗传病（M），其致病基因a是由基因A编码序列部分缺失产生的。从人组织中提取DNA，经酶切、电泳和DNA探针杂交得到条带图，再根据条带判断个体的基因型。如果只呈现一条带，说明只含有基因A或a；如果呈现两条带，说明同时含有基因A和a。对图所示某家族成员1~6号分别进行基因检测，得到的条带图如图所示。（1）基因A的编码序列部分缺失产生基因a，这种变异属于______________。（2）基因A、a位于_________（填“常”或“X”或“Y”）染色体上，判断依据是___________。（3）成员8号的基因型是__________。（4）已知控制白化病和M病的基因分别位于两对同源染色体上，若7号是白化病基因携带者，与一个仅患白化病的男性结婚，他们生出一个同时患白化病和M病孩子的概率是_______________。基因突变X

条带图中成员1只含基因A，成员2只含基因a，成员4只含基因A

XAY或XaY1/16（1）DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变叫做基因突变，基因A的编码序列部分缺失产生基因a，这种变异属于基因突变。（2）由条带图中成员1只含基因A，成员2只含基因a，而成员4只含基因A。若为伴Y遗传1号为女性不应携带相应等位基因；若为常染色体遗传，则AA×aa不可能出现子代基因型为AA的个体；故致病基因位于X染色体上，即亲代为XAXA×XaY，得到子代4号为XAY。（3）由分析可知：成员5、6的基因型为XAXa和XAY，则成员8的基因型为XAY或XaY。（4）已知控制白化病和M病的基因分别位于两对同源染色体上，则两对基因符合自由组合定律；若7号是白化病基因携带者，与一个仅患白化病的男性结婚，设白化病基因由等位基因B/b控制，则7号基因型为1/2BbXAXA或1/2BbXAXa，其丈夫基因型为bbXAY，后代患白化病的概率为bb=1/2，患M病的概率为XaY=1/2x1/4=1/8，则他们生出一个同时患白化病和M病孩子，即bbXaY的概率是1/2x1/8=1/16。8.下图表示甲、乙两种单基因遗传病的家系图和各家庭成员基因检测的结果。检测过程中用限制酶处理相关基因得到大小不同的片段后进行电泳，电泳结果中的条带表示检出的特定长度的酶切片段