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2022届高考生物三轮复习难点突破——琼脂糖凝胶电泳
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这是一份2022届高考生物三轮复习难点突破——琼脂糖凝胶电泳，共10页。试卷主要包含了8kb、1等内容，欢迎下载使用。
2022届高考生物三轮复习难点突破——琼脂糖凝胶电泳
知识链接：
电泳(electrophoresis)是带电物质在电场中向着与其电荷相反的电极移动的现象。各种生物大分子在一定的pH条件下，可以解离成带电荷的离子，在电场中会向相反的电极移动。在分析核酸、蛋白质等生物大分子时，电泳是一个非常有效的手段。含有电解液的凝胶在电场中，其中的电离子会发生移动，此时移动的速度可因电离子大小、形态及电荷量的不同而有差异。利用移动速度差异，就可以区别各种大小不同的分子。
琼脂糖凝胶电泳是分子生物学实验室中分离鉴定核酸的常规方法。核酸是两性电解质，其等电点为pH2-2.5，在常规的电泳缓冲液中(pH约8.5)，核酸分子带负电荷，在电场中向正极移动。线状双链DNA分子在一定浓度琼脂糖凝胶中的迁移速率与DNA分子量对数成反比，分子越大则所受阻力越大，也越难于在凝胶孔隙中移动，因而迁移得越慢。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，可以分辨用其它方法（如密度梯度离心法）所无法分离的DNA片段。在中学生物学习过程中，同学们常常感到与此有关的试题有一定的难度。
全国各地模拟题（部分）
考点一、琼脂糖凝胶电泳概念内涵
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．右图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．M B．N C．Q D．W
2．人类利用PCR技术合成的DNA进行亲子鉴定，其原理是：首先获取被测试者的DNA，并进行PCR扩增，取其中一样本DNA用限制性内切酶切成特定的小片段，放进凝胶内，用电泳推动DNA小片段分离，再使用特别的“探针”去寻找基因．相同的基因会凝聚在一起，然后利用特别的染料在X光下，便会显示与DNA探针凝聚于一起的黑色条码，每个人的条码一半与其母亲的条码吻合，另一半与其父亲的条码吻合．下图为10个DNA样品的指纹图，其中哪4个为一对夫妻及他们的两个孩子的（ ）
A．a和c为夫妻，b和e为孩子 B．d和r为夫妻，f和h为孩子
C．b和g为夫妻，a和c为孩子 D．f和g为夫妻，p和r为孩子
考点二、限制酶切割片段的琼脂糖凝胶电泳
3．（2020秋•清江浦区月考）在DNA测序工作中，需要将某些限制性内切酶的限制位点在DNA上定位，使其成为DNA分子中的物理参照点。这项工作叫做“限制酶图谱的构建”。假设有以下一项实验：用限制酶HindⅢ，BamHⅠ和二者的混合物分别降解一个4kb（1kb即1千个碱基对）大小的线性DNA分子，降解产物分别进行凝胶电泳，在电场的作用下，降解产物分开，如图所示。据此分析，这两种限制性内切酶在该DNA分子上的限制位点数目是以下哪一组？（ ）
A．HindⅢ1个，BamHⅠ2个 B．HindⅢ2个，BamHⅠ3个
C．HindⅢ2个，BamHⅠ1个 D．HindⅢ2个，BamHⅠ2个
4．在DNA测序工作中，需要将某些限制酶的限制位点在DNA上定位，使其成为DNA分子中的物理参照点，这项工作叫做“限制酶图谱的构建”。假设有以下一项实验：用限制酶HindⅢ、BamHⅠ及两者的混合物分别降解一个4kb（1kb即1千个碱基对）大小的线性DNA分子，降解产物分别进行凝胶电泳，在电场的作用下，降解产物分开，如甲图所示，据此构建这两种限制酶在该DNA分子上的“限制酶图谱”如乙图，请判断相关的标示正确的是（ ）
A．2.8 B．HindⅢ C．0.3 D．BamHⅠ
5． （2022•联考模拟）对某一线性DNA分子用一系列限制酶进行酶切处理，根据酶切的电泳分析结果，对照酶切片段大小的数据进行逻辑推理，然后确定各酶切片段的排列顺序和各酶切位点的相对位置，即可绘出限制性酶切图谱。如表是某小组进行的相关实验。根据表中数据分析，下列限制性酶切图谱正确的是（ ）
已知一线性DNA序列共有5000bp
第一步水解
产物/bp
第二步水解
产物/bp
A酶切割
2100
将第一步水解产物分离后，分别用B酶切割
1900 200
1400
800 600
1000
1000
500
500
B酶切割
2500
将第一步水解产物分离后，分别用A酶切割
1900 600
1300
800 500
1200
1000 200
经A酶和B酶同时切割
1900 1000 800 600 500 200
A． B．
C．D．
考点三、利用琼脂糖凝胶（或者SDS）电泳区分PCR片段（或者蛋白质分子）
6．（2022•青岛一模）亚洲棉的突变型光籽和野生型毛籽是一对相对性状，研究发现，亚洲棉某突变体的光籽表型与8号染色体的～880kb至～903kb区间相关，研究人员根据野生型毛籽棉的该区间设计连续的重叠引物进行PCR，产物扩增结果如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．应提取该突变体和野生型亚洲棉的全部染色体DNA进行PCR
B．上图中PCR产物的鉴定是通过琼脂糖凝胶电泳来进行的
C．据图分析可知，分子量较大的扩增产物与点样处的距离较小
D．该突变体出现的根本原因是第6对引物对应区间发生了基因突变
7．（2021春•辽宁月考）现用PCR法检测转基因植株中是否成功导入了目的基因。PCR反应中加入的模板DNA依次为：2号是野生型植株DNA；3号是待检测的载体DNA；4～9号是待检测的转基因植株DNA；10号是加入等量的蒸馏水。琼脂糖凝胶电泳的结果如图所示：1号为DNA标准样液（Marker），据此做出分析不合理的是（ ）
A．PCR产物的分子大小在250至500bp之间
B．3号样品为不含目的基因的载体DNA
C．9号样品对应的植株不是所需的转基因植株
D．10号的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰
8．（2022春•西乡塘区期中）如图表示对某蛋白质溶液进行SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶电泳的结果（相似于纸层析法分离色素），下列相关叙述不正确的是（ ）
A．蛋白质上的某些基团解离后可使蛋白质带电，电场中带电的蛋白质分子（或多肽）会向着与其所带电荷相反的电极移动
B．电泳结果表明溶液中的蛋白质可能有两种，但也可能只有一种
C．蛋白质在SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速度基本取决于其分子量大小
D．蛋白质在SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速度完全取决于其所带净电荷多少
9．（2021春•延吉市期中）已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种蛋白质分子，分子大小、电荷的性质和数量情况如图所示，下列有关蛋白质分离的叙述不正确的是（ ）
A．若用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质，则分子甲移动速度最慢
B．将样品装入透析袋中透析12h，若分子丙保留在袋内，则分子乙也保留在袋内
C．若将样品以2000r/min的速度离心10min，分子戊存在于沉淀中，则分子甲不一定存在于沉淀中
D．若用SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，则分子甲和分子丙形成的电泳带相距最远
考点四、琼脂糖凝胶电泳与遗传试题的结合
10．（2022春•河南期中）我国首次发现一种新型的人类遗传病——“卵子死亡”。基因PANXI异常会导致卵子出现萎缩、退化的现象，最终导致不孕，但该基因在男性个体中不表达。如图1是研究的一个案例，其中图2是对其家庭成员的致病基因电泳结果，图中不含黑色条带的个体无该病的致病基因。下列有关说法错误的是（ ）
A．卵子正常与否可能由一对等位基因控制
B．Ⅱ2“卵子死亡”的异常基因PANXI来自I1和I2
C．Ⅱ2孕期进行产前检查，其女性胎儿患病的概率为
D．该项发现为未来治愈女性“卵子死亡”疾病奠定理论基础
11．（2022•广东二模）某单基因遗传病在人群中的患病率为，图1是该病某患者的遗传系谱图。科研人员提取了其中4个人的DNA，用PCR扩增相关的基因，并对产物用MspⅠ酶切（正常基因含有一个限制酶切位点，致病基因增加了一个酶切位点）、电泳，结果如图2。下列相关叙述正确的是（ ）
A．该病为伴X染色体隐性遗传病
B．Ⅱ﹣5是携带者的概率为
C．致病基因新增的酶切位点位于332bp片段中
D．Ⅱ﹣1和Ⅱ﹣2所生的孩子患该病的概率为
12．（2022春•夏津县月考）苯丙酮尿症是由pH基因编码的苯丙氨酸羟化酶异常引起的遗传病。pH基因两侧限制酶 MspⅠ酶切位点的分布存在两种形式（图1）。一对夫妻生了一个患有该病的孩子，妻子再次怀孕（图2）。为确定胎儿是否患该病，提取该家庭所有成员的DNA经MspⅠ酶切后电泳分离，并利用荧光标记的pH基因片段与酶切片段杂交，得到DNA条带分布情况（图3）。下列叙述正确的是（ ）
A．推测④号个体一定是苯丙酮尿症患者
B．④号个体为pH基因杂合体的概率一定为
C．①号个体23Kb的DNA条带中一定含有正常pH基因
D．②号个体19Kb的DNA条带中一定含有异常隐性pH基因
考点五、琼脂糖凝胶电泳综合试题
13．（2022•丰台区一模）基因驱动是指特定基因有偏向性地遗传给下一代的自然现象。科学家借助CRISPR/Cas9基因编辑技术，研发出人工基因驱动系统，并在拟南芥和蚊子等生物中实现了外部引入的基因多代遗传，在作物快速育种、根除疟疾等方面具有广阔的前景。
（1）为研发拟南芥蓝光受体CRY1基因驱动系统，科学家首先构建了基因驱动元件，导入拟南芥细胞，在细胞中表达Cas9/gRNA复合物，其中gRNA按照 原则来识别和结合DNA特定序列，并引导Cas9蛋白酶切断DNA双链，将基因驱动元件精确插入到一条染色体上的CRYI基因中（如图1），获得CRY1突变基因，并利用同源定向修复功能，使另一条同源染色体上也插入基因驱动元件，从而获得CRY1基因纯合突变体。
①为确定基因驱动元件是否完整插入CRY1基因，最好选择两组引物 进行PCR。
A.P1、P2和P3、P4 B.P1、P3和P2、P4 C.P1、P4和P2、P3
②用CRY1基因纯合突变体作为母本与野生型父本杂交，F1中有多达8%的植株为纯合突变体。请解释纯合突变体产生的原因。
③分子标记是核DNA中的简单重复序列，重复次数在不同个体和品种间有较大可变性。从F1中选取5株纯合突变体，根据CRY1基因上下游的分子标记CIW5和F17A8 （如图2）设计引物，进行PCR，电泳结果如图3，可知除CRY1基因外的其他基因均来自双亲，判断依据是 。
（2）用基因驱动技术改造传播疟疾的按蚊X染色体上的A基因，获得a基因，含a基因的精子不能成活。用改造
后的雌蚊突变体与野生型雄蚊交配，子一代雌蚊的基因型是 ，子一代相互交配，子二代的性别是 。若将基因驱动雌蚊释放到疟疾疫区，疟疾发病率将会 ，原因是 。
14．（2022春•山西期中）研究发现，亨廷顿舞蹈症（HD）是一种单基因遗传病，患者患该病是由IT15基因中三个碱基（CAG）发生多次重复所致。
（1）将某HD家系（如图1）中每个个体含有CAG重复序列的DNA在体外大量复制后进行电泳，结果如图2。（电泳技术是利用电场的作用，根据分子本身大小的差异，使其产生不同的迁移速度，从而对样品进行分离的技术。）
①仅据图1判断HD不可能是 遗传病。
②结合图1和图2推测，与Ⅰ﹣1比较，Ⅱ﹣1并未患病，推测该病会伴随 呈渐进性发病。
（2）由于缺乏合适的动物模型用于药物筛选，HD患者目前尚无有效的治疗方法。我国科学家利用基因编辑技术和体细胞核移植技术，成功培育出世界首例含人类突变H基因的模型猪，操作过程如图3。
①在基因编辑的过程中，常用的两种酶有 。
②筛选含有目的基因的体细胞，再将细胞核移植到 中，构建重组细胞，然后将重组细胞发育来的 移植到代孕母猪体内，获得子代。为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行 。
（3）近年来，HD的治疗研究取得了一些重要进展。下列可作为HD治疗策略的是 （多选）。
A．诱导HD致病蛋白在细胞内特异性降解 B．杀死神经系统病变细胞
C．干扰异常IT15基因mRNA的翻译 D．基因治疗改变异常IT15基因
15．（2022•密云区一模）科研人员将水稻与高粱进行远缘杂交，选育出高产稳产的“高粱稻”。有效解决了水稻只能在南方和最好的耕地种植的弊端，而且秸秆又是最好的生物能源材料。
（1）将水稻和高粱的花粉混合，授给 的水稻，收获的F1种子种植后选择其中表型优良且与母本差异明显的个体连续 ，从中选育出某后代品系——高粱稻RS125。该品系呈现的杆特高（2米）特粗（1厘米）、喜光耐旱等 明显与高粱相似。连续三年收获的RS125均呈现同样特征，排除了 对基因表达的影响。
（2）为判断RS125发生变异的原因，取RS125的 ，进行解离、漂洗、染色、制片，显微摄影后与 对比，发现RS125并不携带高粱的染色体。
（3）据上述信息，有研究者提出“RS125的形成是来自高粱花粉DNA断裂后部分片段整合到水稻基因组中的结果”的假设。为验证假设，研究者提取了水稻（R）、高粱（S）和高粱稻（RS）的根、叶研磨成匀浆，收集其中的蛋白质进行电泳，结果如图。
①图示实验结果 （支持/不支持）上述假设，判断的依据是 。
②三组实验结果都有条带Ⅰ和Ⅱ，从进化的角度分析，原因是 。
③若想进一步从分子水平直接验证上述假设，请写出实验思路，并预期实验结果。
。
（4）为扩大RS125的种植范围，请提出一个进一步探究的课题。 。
参考答案与试题解析
1． C
2． 【分析】：图中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，其中Q的电泳位置与P最接近，因此最有可能为禽流感。
2．C
【分析】：A、若a和c为夫妻，b和e为孩子，则e没有和a相同的条码，A错误；
B、若d和r为夫妻，f和h为孩子，则h没有和r相同的条码，B错误；
C、若b和g为夫妻，a和c为孩子，则a和c都有和父母相同的条码，C正确；
D、若f和g为夫妻，p和r为孩子，则p没有和f相同的条码，D错误。
3．A
【分析】：根据题中图示，可将4kb的DNA示意图画出，再在此DNA上将两种限制酶及二者的混合物分别降解结果的示意图画出，进行比较，即可推出HindⅢ的切点为1个，将DNA切成2.8kb和1.2kb两段，同理BamHⅠ有2个，分别在距DNA一端的0.9kb处和另一端的1.8kb处。
4．C
【分析】：根据图甲中限制酶BamHⅠ单独切割DNA能形成1.8kb、1.3kb和0.9kb三种长度的DNA分子，而图乙中已经标记了1.0，故相关的标示是1.3﹣1.0＝0.3。
5．B
【分析】：分析表格中的数据：线性DNA序列共有5000bp（2100+1400+1000+500＝5000），经A酶切割后形成2100bp、1400bp、1000bp、500bp共4个片段，说明酶A有3个切割位点；如果用B酶切割形成了2500bp、1300bp、1200bp三个片段，所以B酶有2个酶切位点；
如果先用A酶处理再经B酶切割后，2100bp被切割成了1900bp和200bp，1400bp被切割成了800bp和600bp，1000bp和500bp没有被切割，说明酶B的酶切位点位于酶A之间。
因此限制性酶切图谱是：。
6．A
【分析】：A、由于8号染色体的～880kb至～903kb区间与突变体甲的光籽表型相关，故应该提取突变体甲和野生型的8号染色体上的DNA进行扩增，A错误；
B、上图中PCR产物的鉴定是通过琼脂糖凝胶电泳来进行的，主要依据分子量不同，采用外加电场使其分开，B正确；
C、由图可知，分子量较大的扩增产物迁移速率慢，与点样处的距离较小，C正确；
D、根据野生型和突变体甲经引物6扩增的产物不同可知，8号染色体上的第6对引物对应的区间基因突变是甲光籽性状出现的根本原因，D正确。
7．B
【分析】：A、PCR过程中，可以通过设计特定的引物来扩增特定的DNA片段，4～9号是转基因植株，理论上应包含目的基因，结合2号野生型和10号蒸馏水组的结果，推测包含目的基因的片段大小应为250～500bp，所以PCR产物的分子大小在250至500bp之间，A正确；
B、3号PCR结果包含250～500bp片段，应包含目的基因，B错误；
C、9号PCR结果不包含250～500bp片段，所以不是所需转基因植株，C正确；
D、10号放入蒸馏水，可排除反应体系等对结果的干扰，由图可知，10号的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰，D正确。
8．D
【分析】：A、蛋白质的氨基与羧基可发生解离，使其带正电或负电，带电的蛋白质分子（或多肽）会向着与其所带电荷相反的电极移动，A正确；
B、SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶电泳会使蛋白质水解成肽链，故结果所示可能只有一种蛋白质（有两种肽链），也可能是两种蛋白质，B正确；
C、蛋白质在SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶电泳的迁移速度由其分子大小决定，C正确；
D、SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶电泳所加的SDS可完全掩盖蛋白质本身所带电荷，故其移动速度与本身所带电荷无关，D错误。
9．B
【分析】：A、由分析可知，若用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质，由于甲蛋白质分子量最小，最容易进入凝胶内部的通道，路程最长，移动的速度最慢，A正确；
B、由分析可知，分子丙的分子量大于分子乙的分子量，透析可以去除样品中分子量较小的杂质，若分子丙保留在袋内，则分子乙不一定保留在袋内，B错误；
C、由分析可知，分子戊的分子量大于分子甲的分子量，若将样品以2000r/min的速度离心10min目的是分离血红蛋白，分子戊在沉淀中，则分子甲不一定存在于沉淀中，C正确；
D、若用SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，由于电泳迁移率完全取决于分子的大小，因此相对分子质量相差越大，形成的电泳带相距越远，故分子甲和分子丙形成的电泳带相距最远，D正确。
10．B
【分析】：A、从电泳图信息分析，Ⅰ1、Ⅱ2和Ⅱ4均有致病基因，其余个体无致病基因，Ⅱ2的致病基因只来自Ⅰ1，结合系谱图，可确定“卵子死亡”是常染色体显性遗传病。“卵子死亡”遗传病可能由一对等位基因控制（如A/a），A正确；
B、Ⅰ2无致病基因，Ⅱ2的异常基因PANX1只能来自Ⅰ1，B错误；
C、Ⅱ2基因型为Aa，Ⅱ1基因型为aa，Ⅱ1和Ⅱ2所生孩子的基因型及概率为Aa、aa，由于是常染色体遗传，患病概率与性别无关，女性胎儿患病的概率为，C正确；
D、该发现为未来治愈女性“卵子死亡”疾病奠定了理论基础，如进行靶向药物研制等，D正确。
11．C
【分析】：A、结合分析可知，该遗传病为常染色体隐性遗传病，A错误；
B、Ⅱ﹣5正常，且结合图2可知，其不携带致病基因，基因型应为AA，B错误；
C、Ⅰ﹣1和Ⅰ﹣2均为Aa，其酶切条带有332、228、126、104四条，而Ⅱ﹣5基因型为AA，条带有332和126两条，其中332＝228+104，说明致病基因新增的酶切位点位于332bp片段中，C正确；
D、Ⅱ﹣2患病，基因型为aa，据图2可知，Ⅱ﹣1基因型为Aa，两者婚配，生育孩子患病aa的概率＝，D错误。
12．C
【分析】：A、③为患病女孩，而其父母正常，根据无中生有为隐性判断苯丙酮尿症属于常染色体隐性遗传病，④号个体可为显性纯合子或杂合子，故其一定不是苯丙酮尿症患者，A错误；
B、④号个体体内含有的23Kb的DNA条带应该来自①号个体，所以可能含有异常隐性pH基因，也可能含有正常pH基因，19Kb的DNA条带来自②号个体，就含有正常pH基因，所以④号个体可为显性纯合子或杂合子，概率各为一半，B错误；
C、①号个体表现正常，其女儿③号个体患病，故其是杂合子，由分析可知，①号体内含有两条23Kb的DNA条带，一条含有正常pH基因，一条含有异常隐性pH基因，正常pH基因一定在23Kb的DNA条带中，C正确；
D、②号个体体内含有一条23Kb的DNA条带，一条19Kb的DNA条带，23Kb的DNA条带中一定含有异常隐性pH基因，D错误。
13．【分析】：（1）CRISPR/Cas9基因编辑过程中，gRNA按照碱基互补配对原则来识别和结合DNA特定序列，并引导Cas9蛋白酶切断DNA双链，实现基因编辑。
①由图1可知，为确定基因驱动元件CRYI是否完整插入FANCM基因，应用P1、P2 和P3、P4两组引物进行PCR获得一定长度的DNA片段，否则不会得到相应的DNA片段。
②由于F1中来自母本的基因驱动序列通过同源定向修复，使来自父本的同源染色体上也插入CRYI 基因驱动元件，所以用CRYI 基因纯合突变体作为母本与野生型父本杂交，F1中有多达8%的植株为纯合突变体。
③由电泳结果图3可知，五株F1均同时具有与父本和母本一致的分子标记条带，说明除CRY1基因外，其他基因均来自双亲。
（2）雌蚊突变体基因型为XaXa，野生型雄蚊基因型为XAY，杂交后代雌性基因型为XAXa，雄性基因型为XaY。子一代相互交配，由于含a基因的精子不能成活，只产生Y一种精子，因此子二代的性别是全雄。若将基因驱动雌蚊释放到疟疾疫区，因为破坏了按蚊种群的性别比例，导致出生率下降，种群密度下降，所以疟疾发病率将会下降。
【答案】：（1）碱基互补配对
①A
②由于F1中来自母本的基因驱动序列通过同源定向修复，使来自父本的同源染色体上也插入CRYI 基因驱动元件，所以用CRYI 基因纯合突变体作为母本与野生型父本杂交，F1中有多达8%的植株为纯合突变体
③五株F1均同时具有与父本和母本一致的分子标记条带
（2）XAXa 全雄 破坏按蚊种群的性别比例，导致出生率下降，种群密度下降
14．【分析】：（1）①仅据图1可看出，父亲患病，后代女儿有患病的，也有未患病，所以该病一定不是X染色体显性遗传病，也不是Y染色体遗传病，有可能是常染色体显性、隐性或X染色体隐性遗传病。故HD不可能是伴X染色体显性和伴Y染色体遗传病。
②从图2中看出Ⅰ﹣1重复次数超过25次，还未达到50次就患病了，所以不患病需要CAG重复次数均不超过25次。Ⅱ﹣1是暂未发病，且Ⅱ代个体的年龄在15﹣20岁之间。可推测该病会伴随年龄的增长呈渐进性发病。
（2）①在进行基因编辑操作时，需要用到的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶。
②动物的核移植技术需要将细胞核移植到动物的去核卵母细胞中，构建重组细胞，再将重组细胞发育来的早期胚胎移植到代孕母猪体内，获得子代，由于重组细胞能发育成完整个体体现了动物细胞核具有全能性。利用胚胎分割技术对图示早期胚胎进行分割，可以获得更多的基因编辑猪。
（3）近年来，HD的治疗研究取得了一些重要进展。下列可作为HD治疗策略的是：诱导HD致病蛋白在细胞内特异性降解；干扰异常IT15基因mRNA的翻译；基因治疗改变异常IT15基因，ACD正确。
【答案】：（1）伴X染色体显性和伴Y染色体 年龄增长
（2）限制性内切核酸酶（限制酶）和DNA连接酶 去核卵母细胞 早期胚胎 胚胎分割
（3）ACD
15．【分析】：（1）水稻属于两性花，要将高粱的花粉授到水稻雌蕊的柱头上，应在水稻花粉未成熟时进行人工去雄处理，授粉后获得种子种下去长成植株，为了获得自交的种子，需要将表型性优良且与母本差异明显的植株进行套袋处理，从连续自交中选育出高粱稻RS125。RS125呈现杆特高（2米）特粗（1厘米）、喜光耐旱的特征，这属于表现型的概念。连续三年RS125均呈现同样的特征说明受遗传物质的影响，由此排除了环境因素对基因表达的影响。
（2）变异的类型包括基因突变、基因重组和染色体变异，染色体数目变异在光学显微镜下可见，进行染色体的观察，需要制作临时装片，一般选择根尖分生区细胞进行实验材料，具体操作是取RS125的根尖进行解离、漂洗、染色、制片，显微摄影后与水稻和高粱的染色体组型进行比对，进而可发现RS125并不携带高粱的染色体片段。
（3）①假设RS125的形成是基因重组的结果，可进行基因表达产物蛋白质电泳观察，由图中结果显示，RS和S都有条带Ⅲ，R没有，表明RS产生了高粱特有的蛋白质，所以可以说明RS的基因组中存在来自高粱的基因。
②三组实验结果都有条带I和II，说明水稻和高粱有共同的祖先。
③若想从分子水平直接验证RS125的形成是来自高粱花粉的DNA断裂后部分片段整合到水稻基因组中的结果，可采用DNA分子杂交技术，具体思路是提取R、S、RS的DNA酶切后电泳，用带标记的高粱特有基因做探针，对R、S、RS进行DNA分子杂交检测，比较杂交带数量与位置或者提取R、S、RS的核酸，用高粱特有的基因序列设计引物，对R、S、RS进行PCR，电泳后比较电泳条带的数量与位置。预期的实验结果是只有RS和S会出现杂交带，R不出现杂交代。
（4）为扩大RS125的种植范围，可探究在原本不适宜栽种水稻的地区或北方种植RS125，是否能保证和南方相同的产量？也可通过探究的课题还可包括：稻米品质（淀粉、蛋白质种类与含量等）、抗虫抗病性等来研究扩大RS125的种植范围。
【答案】：（1）人工去雄 自交 表现型 环境因素
（2）根尖 水稻和高粱的染色体组型
（3）①支持 因为RS和S都有条带Ⅲ，R没有，表明RS产生了高粱特有的蛋白质，所以可以说明RS的基因组中存在来自高粱的基因
②水稻和高粱有共同的祖先（存在一定的亲缘关系）
③思路1：提取R、S、RS的DNA酶切后电泳，用带标记的高粱特有基因做探针，对R、S、RS进行DNA分子杂交检测，比较杂交带数量与位置。
思路2：提取R、S、RS的核酸，用高粱特有的基因序列设计引物，对R、S、RS进行PCR，电泳后比较电泳条带的数量与位置。只有RS和S会出现杂交带，R不出现杂交代
（4）探究在原本不适宜栽种水稻的地区或北方种植RS125，是否能保证和南方相同的产量？探究的因变量还包括：稻米品质（淀粉、蛋白质种类与含量等）、抗虫抗病性等
2022届高考生物三轮复习难点突破——琼脂糖凝胶电泳
知识链接：
电泳(electrophoresis)是带电物质在电场中向着与其电荷相反的电极移动的现象。各种生物大分子在一定的pH条件下，可以解离成带电荷的离子，在电场中会向相反的电极移动。在分析核酸、蛋白质等生物大分子时，电泳是一个非常有效的手段。含有电解液的凝胶在电场中，其中的电离子会发生移动，此时移动的速度可因电离子大小、形态及电荷量的不同而有差异。利用移动速度差异，就可以区别各种大小不同的分子。
琼脂糖凝胶电泳是分子生物学实验室中分离鉴定核酸的常规方法。核酸是两性电解质，其等电点为pH2-2.5，在常规的电泳缓冲液中(pH约8.5)，核酸分子带负电荷，在电场中向正极移动。线状双链DNA分子在一定浓度琼脂糖凝胶中的迁移速率与DNA分子量对数成反比，分子越大则所受阻力越大，也越难于在凝胶孔隙中移动，因而迁移得越慢。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，可以分辨用其它方法（如密度梯度离心法）所无法分离的DNA片段。在中学生物学习过程中，同学们常常感到与此有关的试题有一定的难度。
全国各地模拟题（部分）
考点一、琼脂糖凝胶电泳概念内涵
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．右图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．M B．N C．Q D．W
2．人类利用PCR技术合成的DNA进行亲子鉴定，其原理是：首先获取被测试者的DNA，并进行PCR扩增，取其中一样本DNA用限制性内切酶切成特定的小片段，放进凝胶内，用电泳推动DNA小片段分离，再使用特别的“探针”去寻找基因．相同的基因会凝聚在一起，然后利用特别的染料在X光下，便会显示与DNA探针凝聚于一起的黑色条码，每个人的条码一半与其母亲的条码吻合，另一半与其父亲的条码吻合．下图为10个DNA样品的指纹图，其中哪4个为一对夫妻及他们的两个孩子的（ ）
A．a和c为夫妻，b和e为孩子 B．d和r为夫妻，f和h为孩子
C．b和g为夫妻，a和c为孩子 D．f和g为夫妻，p和r为孩子
考点二、限制酶切割片段的琼脂糖凝胶电泳
3．（2020秋•清江浦区月考）在DNA测序工作中，需要将某些限制性内切酶的限制位点在DNA上定位，使其成为DNA分子中的物理参照点。这项工作叫做“限制酶图谱的构建”。假设有以下一项实验：用限制酶HindⅢ，BamHⅠ和二者的混合物分别降解一个4kb（1kb即1千个碱基对）大小的线性DNA分子，降解产物分别进行凝胶电泳，在电场的作用下，降解产物分开，如图所示。据此分析，这两种限制性内切酶在该DNA分子上的限制位点数目是以下哪一组？（ ）
A．HindⅢ1个，BamHⅠ2个 B．HindⅢ2个，BamHⅠ3个
C．HindⅢ2个，BamHⅠ1个 D．HindⅢ2个，BamHⅠ2个
4．在DNA测序工作中，需要将某些限制酶的限制位点在DNA上定位，使其成为DNA分子中的物理参照点，这项工作叫做“限制酶图谱的构建”。假设有以下一项实验：用限制酶HindⅢ、BamHⅠ及两者的混合物分别降解一个4kb（1kb即1千个碱基对）大小的线性DNA分子，降解产物分别进行凝胶电泳，在电场的作用下，降解产物分开，如甲图所示，据此构建这两种限制酶在该DNA分子上的“限制酶图谱”如乙图，请判断相关的标示正确的是（ ）
A．2.8 B．HindⅢ C．0.3 D．BamHⅠ
5． （2022•联考模拟）对某一线性DNA分子用一系列限制酶进行酶切处理，根据酶切的电泳分析结果，对照酶切片段大小的数据进行逻辑推理，然后确定各酶切片段的排列顺序和各酶切位点的相对位置，即可绘出限制性酶切图谱。如表是某小组进行的相关实验。根据表中数据分析，下列限制性酶切图谱正确的是（ ）
已知一线性DNA序列共有5000bp
第一步水解
产物/bp
第二步水解
产物/bp
A酶切割
2100
将第一步水解产物分离后，分别用B酶切割
1900 200
1400
800 600
1000
1000
500
500
B酶切割
2500
将第一步水解产物分离后，分别用A酶切割
1900 600
1300
800 500
1200
1000 200
经A酶和B酶同时切割
1900 1000 800 600 500 200
A． B．
C．D．
考点三、利用琼脂糖凝胶（或者SDS）电泳区分PCR片段（或者蛋白质分子）
6．（2022•青岛一模）亚洲棉的突变型光籽和野生型毛籽是一对相对性状，研究发现，亚洲棉某突变体的光籽表型与8号染色体的～880kb至～903kb区间相关，研究人员根据野生型毛籽棉的该区间设计连续的重叠引物进行PCR，产物扩增结果如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．应提取该突变体和野生型亚洲棉的全部染色体DNA进行PCR
B．上图中PCR产物的鉴定是通过琼脂糖凝胶电泳来进行的
C．据图分析可知，分子量较大的扩增产物与点样处的距离较小
D．该突变体出现的根本原因是第6对引物对应区间发生了基因突变
7．（2021春•辽宁月考）现用PCR法检测转基因植株中是否成功导入了目的基因。PCR反应中加入的模板DNA依次为：2号是野生型植株DNA；3号是待检测的载体DNA；4～9号是待检测的转基因植株DNA；10号是加入等量的蒸馏水。琼脂糖凝胶电泳的结果如图所示：1号为DNA标准样液（Marker），据此做出分析不合理的是（ ）
A．PCR产物的分子大小在250至500bp之间
B．3号样品为不含目的基因的载体DNA
C．9号样品对应的植株不是所需的转基因植株
D．10号的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰
8．（2022春•西乡塘区期中）如图表示对某蛋白质溶液进行SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶电泳的结果（相似于纸层析法分离色素），下列相关叙述不正确的是（ ）
A．蛋白质上的某些基团解离后可使蛋白质带电，电场中带电的蛋白质分子（或多肽）会向着与其所带电荷相反的电极移动
B．电泳结果表明溶液中的蛋白质可能有两种，但也可能只有一种
C．蛋白质在SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速度基本取决于其分子量大小
D．蛋白质在SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶中的迁移速度完全取决于其所带净电荷多少
9．（2021春•延吉市期中）已知某样品中存在甲、乙、丙、丁、戊五种蛋白质分子，分子大小、电荷的性质和数量情况如图所示，下列有关蛋白质分离的叙述不正确的是（ ）
A．若用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质，则分子甲移动速度最慢
B．将样品装入透析袋中透析12h，若分子丙保留在袋内，则分子乙也保留在袋内
C．若将样品以2000r/min的速度离心10min，分子戊存在于沉淀中，则分子甲不一定存在于沉淀中
D．若用SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，则分子甲和分子丙形成的电泳带相距最远
考点四、琼脂糖凝胶电泳与遗传试题的结合
10．（2022春•河南期中）我国首次发现一种新型的人类遗传病——“卵子死亡”。基因PANXI异常会导致卵子出现萎缩、退化的现象，最终导致不孕，但该基因在男性个体中不表达。如图1是研究的一个案例，其中图2是对其家庭成员的致病基因电泳结果，图中不含黑色条带的个体无该病的致病基因。下列有关说法错误的是（ ）
A．卵子正常与否可能由一对等位基因控制
B．Ⅱ2“卵子死亡”的异常基因PANXI来自I1和I2
C．Ⅱ2孕期进行产前检查，其女性胎儿患病的概率为
D．该项发现为未来治愈女性“卵子死亡”疾病奠定理论基础
11．（2022•广东二模）某单基因遗传病在人群中的患病率为，图1是该病某患者的遗传系谱图。科研人员提取了其中4个人的DNA，用PCR扩增相关的基因，并对产物用MspⅠ酶切（正常基因含有一个限制酶切位点，致病基因增加了一个酶切位点）、电泳，结果如图2。下列相关叙述正确的是（ ）
A．该病为伴X染色体隐性遗传病
B．Ⅱ﹣5是携带者的概率为
C．致病基因新增的酶切位点位于332bp片段中
D．Ⅱ﹣1和Ⅱ﹣2所生的孩子患该病的概率为
12．（2022春•夏津县月考）苯丙酮尿症是由pH基因编码的苯丙氨酸羟化酶异常引起的遗传病。pH基因两侧限制酶 MspⅠ酶切位点的分布存在两种形式（图1）。一对夫妻生了一个患有该病的孩子，妻子再次怀孕（图2）。为确定胎儿是否患该病，提取该家庭所有成员的DNA经MspⅠ酶切后电泳分离，并利用荧光标记的pH基因片段与酶切片段杂交，得到DNA条带分布情况（图3）。下列叙述正确的是（ ）
A．推测④号个体一定是苯丙酮尿症患者
B．④号个体为pH基因杂合体的概率一定为
C．①号个体23Kb的DNA条带中一定含有正常pH基因
D．②号个体19Kb的DNA条带中一定含有异常隐性pH基因
考点五、琼脂糖凝胶电泳综合试题
13．（2022•丰台区一模）基因驱动是指特定基因有偏向性地遗传给下一代的自然现象。科学家借助CRISPR/Cas9基因编辑技术，研发出人工基因驱动系统，并在拟南芥和蚊子等生物中实现了外部引入的基因多代遗传，在作物快速育种、根除疟疾等方面具有广阔的前景。
（1）为研发拟南芥蓝光受体CRY1基因驱动系统，科学家首先构建了基因驱动元件，导入拟南芥细胞，在细胞中表达Cas9/gRNA复合物，其中gRNA按照 原则来识别和结合DNA特定序列，并引导Cas9蛋白酶切断DNA双链，将基因驱动元件精确插入到一条染色体上的CRYI基因中（如图1），获得CRY1突变基因，并利用同源定向修复功能，使另一条同源染色体上也插入基因驱动元件，从而获得CRY1基因纯合突变体。
①为确定基因驱动元件是否完整插入CRY1基因，最好选择两组引物 进行PCR。
A.P1、P2和P3、P4 B.P1、P3和P2、P4 C.P1、P4和P2、P3
②用CRY1基因纯合突变体作为母本与野生型父本杂交，F1中有多达8%的植株为纯合突变体。请解释纯合突变体产生的原因。
③分子标记是核DNA中的简单重复序列，重复次数在不同个体和品种间有较大可变性。从F1中选取5株纯合突变体，根据CRY1基因上下游的分子标记CIW5和F17A8 （如图2）设计引物，进行PCR，电泳结果如图3，可知除CRY1基因外的其他基因均来自双亲，判断依据是 。
（2）用基因驱动技术改造传播疟疾的按蚊X染色体上的A基因，获得a基因，含a基因的精子不能成活。用改造
后的雌蚊突变体与野生型雄蚊交配，子一代雌蚊的基因型是 ，子一代相互交配，子二代的性别是 。若将基因驱动雌蚊释放到疟疾疫区，疟疾发病率将会 ，原因是 。
14．（2022春•山西期中）研究发现，亨廷顿舞蹈症（HD）是一种单基因遗传病，患者患该病是由IT15基因中三个碱基（CAG）发生多次重复所致。
（1）将某HD家系（如图1）中每个个体含有CAG重复序列的DNA在体外大量复制后进行电泳，结果如图2。（电泳技术是利用电场的作用，根据分子本身大小的差异，使其产生不同的迁移速度，从而对样品进行分离的技术。）
①仅据图1判断HD不可能是 遗传病。
②结合图1和图2推测，与Ⅰ﹣1比较，Ⅱ﹣1并未患病，推测该病会伴随 呈渐进性发病。
（2）由于缺乏合适的动物模型用于药物筛选，HD患者目前尚无有效的治疗方法。我国科学家利用基因编辑技术和体细胞核移植技术，成功培育出世界首例含人类突变H基因的模型猪，操作过程如图3。
①在基因编辑的过程中，常用的两种酶有 。
②筛选含有目的基因的体细胞，再将细胞核移植到 中，构建重组细胞，然后将重组细胞发育来的 移植到代孕母猪体内，获得子代。为获得更多基因编辑猪，可在胚胎移植前对胚胎进行 。
（3）近年来，HD的治疗研究取得了一些重要进展。下列可作为HD治疗策略的是 （多选）。
A．诱导HD致病蛋白在细胞内特异性降解 B．杀死神经系统病变细胞
C．干扰异常IT15基因mRNA的翻译 D．基因治疗改变异常IT15基因
15．（2022•密云区一模）科研人员将水稻与高粱进行远缘杂交，选育出高产稳产的“高粱稻”。有效解决了水稻只能在南方和最好的耕地种植的弊端，而且秸秆又是最好的生物能源材料。
（1）将水稻和高粱的花粉混合，授给 的水稻，收获的F1种子种植后选择其中表型优良且与母本差异明显的个体连续 ，从中选育出某后代品系——高粱稻RS125。该品系呈现的杆特高（2米）特粗（1厘米）、喜光耐旱等 明显与高粱相似。连续三年收获的RS125均呈现同样特征，排除了 对基因表达的影响。
（2）为判断RS125发生变异的原因，取RS125的 ，进行解离、漂洗、染色、制片，显微摄影后与 对比，发现RS125并不携带高粱的染色体。
（3）据上述信息，有研究者提出“RS125的形成是来自高粱花粉DNA断裂后部分片段整合到水稻基因组中的结果”的假设。为验证假设，研究者提取了水稻（R）、高粱（S）和高粱稻（RS）的根、叶研磨成匀浆，收集其中的蛋白质进行电泳，结果如图。
①图示实验结果 （支持/不支持）上述假设，判断的依据是 。
②三组实验结果都有条带Ⅰ和Ⅱ，从进化的角度分析，原因是 。
③若想进一步从分子水平直接验证上述假设，请写出实验思路，并预期实验结果。
。
（4）为扩大RS125的种植范围，请提出一个进一步探究的课题。 。
参考答案与试题解析
1． C
2． 【分析】：图中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，其中Q的电泳位置与P最接近，因此最有可能为禽流感。
2．C
【分析】：A、若a和c为夫妻，b和e为孩子，则e没有和a相同的条码，A错误；
B、若d和r为夫妻，f和h为孩子，则h没有和r相同的条码，B错误；
C、若b和g为夫妻，a和c为孩子，则a和c都有和父母相同的条码，C正确；
D、若f和g为夫妻，p和r为孩子，则p没有和f相同的条码，D错误。
3．A
【分析】：根据题中图示，可将4kb的DNA示意图画出，再在此DNA上将两种限制酶及二者的混合物分别降解结果的示意图画出，进行比较，即可推出HindⅢ的切点为1个，将DNA切成2.8kb和1.2kb两段，同理BamHⅠ有2个，分别在距DNA一端的0.9kb处和另一端的1.8kb处。
4．C
【分析】：根据图甲中限制酶BamHⅠ单独切割DNA能形成1.8kb、1.3kb和0.9kb三种长度的DNA分子，而图乙中已经标记了1.0，故相关的标示是1.3﹣1.0＝0.3。
5．B
【分析】：分析表格中的数据：线性DNA序列共有5000bp（2100+1400+1000+500＝5000），经A酶切割后形成2100bp、1400bp、1000bp、500bp共4个片段，说明酶A有3个切割位点；如果用B酶切割形成了2500bp、1300bp、1200bp三个片段，所以B酶有2个酶切位点；
如果先用A酶处理再经B酶切割后，2100bp被切割成了1900bp和200bp，1400bp被切割成了800bp和600bp，1000bp和500bp没有被切割，说明酶B的酶切位点位于酶A之间。
因此限制性酶切图谱是：。
6．A
【分析】：A、由于8号染色体的～880kb至～903kb区间与突变体甲的光籽表型相关，故应该提取突变体甲和野生型的8号染色体上的DNA进行扩增，A错误；
B、上图中PCR产物的鉴定是通过琼脂糖凝胶电泳来进行的，主要依据分子量不同，采用外加电场使其分开，B正确；
C、由图可知，分子量较大的扩增产物迁移速率慢，与点样处的距离较小，C正确；
D、根据野生型和突变体甲经引物6扩增的产物不同可知，8号染色体上的第6对引物对应的区间基因突变是甲光籽性状出现的根本原因，D正确。
7．B
【分析】：A、PCR过程中，可以通过设计特定的引物来扩增特定的DNA片段，4～9号是转基因植株，理论上应包含目的基因，结合2号野生型和10号蒸馏水组的结果，推测包含目的基因的片段大小应为250～500bp，所以PCR产物的分子大小在250至500bp之间，A正确；
B、3号PCR结果包含250～500bp片段，应包含目的基因，B错误；
C、9号PCR结果不包含250～500bp片段，所以不是所需转基因植株，C正确；
D、10号放入蒸馏水，可排除反应体系等对结果的干扰，由图可知，10号的电泳结果能确定反应体系等对实验结果没有干扰，D正确。
8．D
【分析】：A、蛋白质的氨基与羧基可发生解离，使其带正电或负电，带电的蛋白质分子（或多肽）会向着与其所带电荷相反的电极移动，A正确；
B、SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶电泳会使蛋白质水解成肽链，故结果所示可能只有一种蛋白质（有两种肽链），也可能是两种蛋白质，B正确；
C、蛋白质在SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶电泳的迁移速度由其分子大小决定，C正确；
D、SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶电泳所加的SDS可完全掩盖蛋白质本身所带电荷，故其移动速度与本身所带电荷无关，D错误。
9．B
【分析】：A、由分析可知，若用凝胶色谱柱分离样品中的蛋白质，由于甲蛋白质分子量最小，最容易进入凝胶内部的通道，路程最长，移动的速度最慢，A正确；
B、由分析可知，分子丙的分子量大于分子乙的分子量，透析可以去除样品中分子量较小的杂质，若分子丙保留在袋内，则分子乙不一定保留在袋内，B错误；
C、由分析可知，分子戊的分子量大于分子甲的分子量，若将样品以2000r/min的速度离心10min目的是分离血红蛋白，分子戊在沉淀中，则分子甲不一定存在于沉淀中，C正确；
D、若用SDS﹣聚丙烯酰胺凝胶电泳分离样品中的蛋白质分子，由于电泳迁移率完全取决于分子的大小，因此相对分子质量相差越大，形成的电泳带相距越远，故分子甲和分子丙形成的电泳带相距最远，D正确。
10．B
【分析】：A、从电泳图信息分析，Ⅰ1、Ⅱ2和Ⅱ4均有致病基因，其余个体无致病基因，Ⅱ2的致病基因只来自Ⅰ1，结合系谱图，可确定“卵子死亡”是常染色体显性遗传病。“卵子死亡”遗传病可能由一对等位基因控制（如A/a），A正确；
B、Ⅰ2无致病基因，Ⅱ2的异常基因PANX1只能来自Ⅰ1，B错误；
C、Ⅱ2基因型为Aa，Ⅱ1基因型为aa，Ⅱ1和Ⅱ2所生孩子的基因型及概率为Aa、aa，由于是常染色体遗传，患病概率与性别无关，女性胎儿患病的概率为，C正确；
D、该发现为未来治愈女性“卵子死亡”疾病奠定了理论基础，如进行靶向药物研制等，D正确。
11．C
【分析】：A、结合分析可知，该遗传病为常染色体隐性遗传病，A错误；
B、Ⅱ﹣5正常，且结合图2可知，其不携带致病基因，基因型应为AA，B错误；
C、Ⅰ﹣1和Ⅰ﹣2均为Aa，其酶切条带有332、228、126、104四条，而Ⅱ﹣5基因型为AA，条带有332和126两条，其中332＝228+104，说明致病基因新增的酶切位点位于332bp片段中，C正确；
D、Ⅱ﹣2患病，基因型为aa，据图2可知，Ⅱ﹣1基因型为Aa，两者婚配，生育孩子患病aa的概率＝，D错误。
12．C
【分析】：A、③为患病女孩，而其父母正常，根据无中生有为隐性判断苯丙酮尿症属于常染色体隐性遗传病，④号个体可为显性纯合子或杂合子，故其一定不是苯丙酮尿症患者，A错误；
B、④号个体体内含有的23Kb的DNA条带应该来自①号个体，所以可能含有异常隐性pH基因，也可能含有正常pH基因，19Kb的DNA条带来自②号个体，就含有正常pH基因，所以④号个体可为显性纯合子或杂合子，概率各为一半，B错误；
C、①号个体表现正常，其女儿③号个体患病，故其是杂合子，由分析可知，①号体内含有两条23Kb的DNA条带，一条含有正常pH基因，一条含有异常隐性pH基因，正常pH基因一定在23Kb的DNA条带中，C正确；
D、②号个体体内含有一条23Kb的DNA条带，一条19Kb的DNA条带，23Kb的DNA条带中一定含有异常隐性pH基因，D错误。
13．【分析】：（1）CRISPR/Cas9基因编辑过程中，gRNA按照碱基互补配对原则来识别和结合DNA特定序列，并引导Cas9蛋白酶切断DNA双链，实现基因编辑。
①由图1可知，为确定基因驱动元件CRYI是否完整插入FANCM基因，应用P1、P2 和P3、P4两组引物进行PCR获得一定长度的DNA片段，否则不会得到相应的DNA片段。
②由于F1中来自母本的基因驱动序列通过同源定向修复，使来自父本的同源染色体上也插入CRYI 基因驱动元件，所以用CRYI 基因纯合突变体作为母本与野生型父本杂交，F1中有多达8%的植株为纯合突变体。
③由电泳结果图3可知，五株F1均同时具有与父本和母本一致的分子标记条带，说明除CRY1基因外，其他基因均来自双亲。
（2）雌蚊突变体基因型为XaXa，野生型雄蚊基因型为XAY，杂交后代雌性基因型为XAXa，雄性基因型为XaY。子一代相互交配，由于含a基因的精子不能成活，只产生Y一种精子，因此子二代的性别是全雄。若将基因驱动雌蚊释放到疟疾疫区，因为破坏了按蚊种群的性别比例，导致出生率下降，种群密度下降，所以疟疾发病率将会下降。
【答案】：（1）碱基互补配对
①A
②由于F1中来自母本的基因驱动序列通过同源定向修复，使来自父本的同源染色体上也插入CRYI 基因驱动元件，所以用CRYI 基因纯合突变体作为母本与野生型父本杂交，F1中有多达8%的植株为纯合突变体
③五株F1均同时具有与父本和母本一致的分子标记条带
（2）XAXa 全雄 破坏按蚊种群的性别比例，导致出生率下降，种群密度下降
14．【分析】：（1）①仅据图1可看出，父亲患病，后代女儿有患病的，也有未患病，所以该病一定不是X染色体显性遗传病，也不是Y染色体遗传病，有可能是常染色体显性、隐性或X染色体隐性遗传病。故HD不可能是伴X染色体显性和伴Y染色体遗传病。
②从图2中看出Ⅰ﹣1重复次数超过25次，还未达到50次就患病了，所以不患病需要CAG重复次数均不超过25次。Ⅱ﹣1是暂未发病，且Ⅱ代个体的年龄在15﹣20岁之间。可推测该病会伴随年龄的增长呈渐进性发病。
（2）①在进行基因编辑操作时，需要用到的工具酶有限制性核酸内切酶和DNA连接酶。
②动物的核移植技术需要将细胞核移植到动物的去核卵母细胞中，构建重组细胞，再将重组细胞发育来的早期胚胎移植到代孕母猪体内，获得子代，由于重组细胞能发育成完整个体体现了动物细胞核具有全能性。利用胚胎分割技术对图示早期胚胎进行分割，可以获得更多的基因编辑猪。
（3）近年来，HD的治疗研究取得了一些重要进展。下列可作为HD治疗策略的是：诱导HD致病蛋白在细胞内特异性降解；干扰异常IT15基因mRNA的翻译；基因治疗改变异常IT15基因，ACD正确。
【答案】：（1）伴X染色体显性和伴Y染色体 年龄增长
（2）限制性内切核酸酶（限制酶）和DNA连接酶 去核卵母细胞 早期胚胎 胚胎分割
（3）ACD
15．【分析】：（1）水稻属于两性花，要将高粱的花粉授到水稻雌蕊的柱头上，应在水稻花粉未成熟时进行人工去雄处理，授粉后获得种子种下去长成植株，为了获得自交的种子，需要将表型性优良且与母本差异明显的植株进行套袋处理，从连续自交中选育出高粱稻RS125。RS125呈现杆特高（2米）特粗（1厘米）、喜光耐旱的特征，这属于表现型的概念。连续三年RS125均呈现同样的特征说明受遗传物质的影响，由此排除了环境因素对基因表达的影响。
（2）变异的类型包括基因突变、基因重组和染色体变异，染色体数目变异在光学显微镜下可见，进行染色体的观察，需要制作临时装片，一般选择根尖分生区细胞进行实验材料，具体操作是取RS125的根尖进行解离、漂洗、染色、制片，显微摄影后与水稻和高粱的染色体组型进行比对，进而可发现RS125并不携带高粱的染色体片段。
（3）①假设RS125的形成是基因重组的结果，可进行基因表达产物蛋白质电泳观察，由图中结果显示，RS和S都有条带Ⅲ，R没有，表明RS产生了高粱特有的蛋白质，所以可以说明RS的基因组中存在来自高粱的基因。
②三组实验结果都有条带I和II，说明水稻和高粱有共同的祖先。
③若想从分子水平直接验证RS125的形成是来自高粱花粉的DNA断裂后部分片段整合到水稻基因组中的结果，可采用DNA分子杂交技术，具体思路是提取R、S、RS的DNA酶切后电泳，用带标记的高粱特有基因做探针，对R、S、RS进行DNA分子杂交检测，比较杂交带数量与位置或者提取R、S、RS的核酸，用高粱特有的基因序列设计引物，对R、S、RS进行PCR，电泳后比较电泳条带的数量与位置。预期的实验结果是只有RS和S会出现杂交带，R不出现杂交代。
（4）为扩大RS125的种植范围，可探究在原本不适宜栽种水稻的地区或北方种植RS125，是否能保证和南方相同的产量？也可通过探究的课题还可包括：稻米品质（淀粉、蛋白质种类与含量等）、抗虫抗病性等来研究扩大RS125的种植范围。
【答案】：（1）人工去雄 自交 表现型 环境因素
（2）根尖 水稻和高粱的染色体组型
（3）①支持 因为RS和S都有条带Ⅲ，R没有，表明RS产生了高粱特有的蛋白质，所以可以说明RS的基因组中存在来自高粱的基因
②水稻和高粱有共同的祖先（存在一定的亲缘关系）
③思路1：提取R、S、RS的DNA酶切后电泳，用带标记的高粱特有基因做探针，对R、S、RS进行DNA分子杂交检测，比较杂交带数量与位置。
思路2：提取R、S、RS的核酸，用高粱特有的基因序列设计引物，对R、S、RS进行PCR，电泳后比较电泳条带的数量与位置。只有RS和S会出现杂交带，R不出现杂交代
（4）探究在原本不适宜栽种水稻的地区或北方种植RS125，是否能保证和南方相同的产量？探究的因变量还包括：稻米品质（淀粉、蛋白质种类与含量等）、抗虫抗病性等
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