与凝胶电泳有关的生物学试题例析

凝胶电泳技术用于分离不同物理性质（如大小、形状、等电点等）的分子。该技术操作简便快速，可以分辨用其他方法（如密度梯度离心法）所无法分离的DNA片段。因此本文进行例析。

例1对禽流感的确诊，先用PCR技术将标本基因大量扩增，然后利用基因探针，测知待测标本与探针核酸的碱基异同。左图P表示禽流感病毒探针基因在凝胶的电泳标记位置，M、N、Q、W是四份送检样品在测定后的电泳标记位置， 哪份标本最有可能确诊为禽流感（ ）

A． MB． NC． QD． W

答案C

例2在2004年12月26日发生的印度洋地震海啸灾难中，死亡人数已达到15万，为了帮助辨别遇难者身份，我国政府派出了DNA 鉴定专家组到泰国为遇难遗体做法医病理检验。下列是一组法医检验DNA时常用到的生物技术或物质：

（1） PCR技术是把某一DNA片段在体外酶的作用下，合成许多相同片段的一种方法，利用它能迅速而特异的扩增任何要求的目的基因或DNA分子片段；

（2） 限制性内切酶能识别特定的DNA序列并进行剪切，不同的限制性内切酶可以对不同的核酸序列进行剪切以选择目的基因或DNA片段；

（3） 电泳技术则是在外电场作用下，利用分子携带电荷不同，把待测分子的混合物放在一定介质（如琼脂糖凝胶）中进行分离和分析的实验技术，利用它能分离氨基酸、多肽、蛋白质、核苷酸、核酸等物质，也可用作亲子法学鉴定。

请阅读上述内容并回答下列问题：

（1） PCR技术能把某一DNA 片段进行扩增，是依据什么原理？ ；利用PCR技术扩增DNA片段时用到的“体外酶”通常是指什么酶？ 。

（2） 电泳过程中分子的迁移率除与本身所带电荷的多少有关以外，你认为还受什么因素影响？（至少列出一种）。

（3） 如果将含有2条多肽链共48个氨基酸的蛋白质进行彻底的水解，然后再将得到的氨基酸混合物进行电泳，结果如下图1所示。则可推知该蛋白质由种氨基酸构成，该蛋白质水解时需要的水分子数是 。

（4） 由于每个人的DNA条带（经电泳后）分布图是独一无二的，因此“DNA指纹法”可帮助进行亲子鉴定或帮助司法部门进行案件侦破。如果取某小孩和其母亲、以及另外四位待测男性的DNA，经合适的酶处理以后得到若干DNA片段，再经电泳以后得到“DNA指纹图谱”如上图2所示，请分析：四位男性中谁最可能是该小孩的生物学父亲？

。

（5） 现以3种不同的限制性内切酶对6.2 kb大小的线状DNA进行剪切后，用凝胶电泳分离各DNA片段，实验结果图3所示。请问：3种不同的限制性内切酶在此DNA片段上相应切点的位置是

（ ）

解析从图1可看出电泳图中共有6种结果，推知由6种氨基酸组成。蛋白质水解脱去的水分子数等于氨基酸数减去肽链数。

从图2分析，由于一个人的一半染色体来自父方一半来自母方，因此一个人的DNA电泳图谱应一半与父方一样一半与母方一样，图2中C的DNA指纹图谱其中一半与母亲相同，另一部分与其最相近或相同的应是他的父亲。最可能是F2。

从图3的凝胶电泳分离图进行分析 ，只用限制性内切酶B进行酶切时得到了2个且2种的DNA片段，说明该酶只有一个酶切位点，排除B、C选项。同样只用限制性内切酶A进行酶切时得到了3个且3种的DNA片段，说明该酶有二个酶切位点，对应不同的切点得到的DNA片段不同，只有选D得到的片段与图3一致。

答案（1） DNA复制 DNA聚合酶

（2） 层析液 分子的大小、形状（或凝胶的种类、密度；或电泳的电压大小） （3） 6 46 （4） F2

（5） D

巩固练习

单基因遗传病可以通过核酸杂交技术进行早期诊断。镰刀型细胞贫血症是一种在地中海地区发病率较高的单基因遗传病。已知红细胞正常个体的基因型为BB、Bb，镰刀型细胞贫血症患者的基因型为bb。有一对夫妇被检测出均为该致病基因的携带者，为了能生下健康的孩子，每次妊娠早期都进行产前诊断。下图为其产前核酸分子杂交诊断和结果示意图。

（1） 从图中可见，该基因突变是由于 引起的。巧合的是，这个位点的突变使得原来正常基因的限制酶切割位点丢失。正常基因该区域上有3个酶切位点，突变基因上只有2个酶切位点，经限制酶切割后，凝胶电泳分裂酶切片段，与探针杂交后可显示出不同的带谱正常基因显示条，突变基因显示 条。

（2） DNA或RNA分子探针要用等标记。利用核酸分子杂交原理，根据图中突变基因的核苷酸序列（…ACGTGTT…），写出作用探针的核糖核苷酸序列 。

（3） 根据凝胶电泳带谱分析可以确定胎儿是否会患有镰刀型细胞贫血症。这对夫妇4次妊娠的胎儿Ⅱ-1～Ⅱ-4中基因型BB的个体是 ，Bb的个体是 ，bb的个体是。

答案（1） 碱基对改变（或A变成T） 2 1 （2） 放射性同位素（或荧光分子等） （3） …UGCACAA… （4） Ⅱ-1和Ⅱ-4

Ⅱ-3 Ⅱ-2

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