Question

【題目】腎上腺-腦白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)不良（ALD）是一種伴X染色體的隱性遺傳病（用d表示），患者發(fā)病程度差異較大，科研人員對(duì)該病進(jìn)行了深入研究。為確定該家系相關(guān)成員的基因組成與發(fā)病原因，科研人員進(jìn)行了如下研究。

（1）首先提取四名女性與此基因有關(guān)的DNA片段并進(jìn)行PCR，產(chǎn)物酶切后進(jìn)行電泳（正常基因含一個(gè)限制酶切位點(diǎn)，突變基因增加了一個(gè)酶切位點(diǎn)），結(jié)果如圖。

由圖2可知突變基因新增的酶切位點(diǎn)位于____（310bp/217bp/118bp/93bp）DNA片段中；四名女性中____是雜合子。

（2）已知女性每個(gè)細(xì)胞所含兩條X染色體中的一條總是保持固縮狀態(tài)而失活，推測(cè)失活染色體上的基因無(wú)法表達(dá)的原因是____。

（3）分別提取四名女性的mRNA作為模板，_____出cDNA，進(jìn)行PCR，計(jì)算產(chǎn)物量的比例，結(jié)果如表。

綜合圖與表，推斷II-3、II-4發(fā)病的原因是來(lái)自_____（父方/母方）的X染色體失活概率較高，以___基因表達(dá)為主。

（4）如圖家系中II-1（不攜帶d基因）與II-2婚配后，若生男孩，是否患病？____，原因是____。若生女孩，是否患病？_____，原因是______。

Answer 1

【答案】 310bp I-1、II-3、II-4 染色體呈固縮狀態(tài)無(wú)法解旋進(jìn)行轉(zhuǎn)錄 逆（反）轉(zhuǎn)錄 父方 突變（Xd） 不患 該個(gè)體不含有致病基因 不一定 若為女孩，則為雜合子，是否患病取決于X染色體失活情況

【解析】分析圖1：該病為伴X染色體隱性遺傳病。分析圖2：正常基因含一個(gè)限制酶切位點(diǎn)，因此正常基因酶切后只能形成兩種長(zhǎng)度的DNA片段；突變基因增加了一個(gè)酶切位點(diǎn)，則突變基因酶切后可形成3種長(zhǎng)度的DNA片段。結(jié)合圖2可知，正常基因酶切后可形成長(zhǎng)度為310bp和93bp的兩種DNA片段，而基因突變酶切后可形成長(zhǎng)度為217bp、118bp和93bp的三種DNA片段。分析表格：Ⅱ-3、Ⅱ-4個(gè)體突變基因的表達(dá)量明顯高于正常基因。

（1）該病為伴X染色體隱性遺傳病，Ⅱ-2為男性患者，則其基因型為XdY。

（2）①正常基因含一個(gè)限制酶切位點(diǎn)，因此正常基因酶切后只能形成兩種長(zhǎng)度的DNA片段；突變基因增加了一個(gè)酶切位點(diǎn)，則突變基因酶切后可形成3種長(zhǎng)度的DNA片段。結(jié)合圖2可知，正常基因酶切后可形成長(zhǎng)度為310bp和93bp的兩種DNA片段，而基因突變酶切后可形成長(zhǎng)度為217bp、118bp和93bp的三種DNA片段，這說(shuō)明突變基因新增的酶切位點(diǎn)位于長(zhǎng)度為310bp的DNA片段中。正常純化個(gè)體的基因經(jīng)過(guò)酶切只能形成兩種長(zhǎng)度的DNA片段，雜合子的基因經(jīng)過(guò)酶切后可形成四種長(zhǎng)度的DNA片段，因此圖2四名女性中Ⅰ-1、Ⅱ-3、Ⅱ-4是雜合子。

②已知女性每個(gè)細(xì)胞所含兩條X染色體中的一條總是保持固縮狀態(tài)而失活,其失活染色體上的基因無(wú)法表達(dá)的原因是染色體呈固縮狀態(tài)無(wú)法解旋進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。

③以mRNA為模板合成cDNA的過(guò)程稱為逆轉(zhuǎn)錄。表1中，Ⅱ-3、Ⅱ-4個(gè)體突變基因的表達(dá)量明顯高于正常基因，由此可推斷Ⅱ-3、Ⅱ-4發(fā)病的原因是來(lái)自父方的X染色體失活概率較高，以突變（Xd）基因表達(dá)為主。

（3）ALD屬于遺傳病，通過(guò)遺傳咨詢和產(chǎn)前診斷可以對(duì)該病進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)防。該病為伴X染色體隱性遺傳病，圖1家系中Ⅱ-1(不攜帶d基因，基因型為XDXD)與Ⅱ-2（XdY）婚配后，所生男孩的基因型均為XDY，不患病；所生女孩的基因型均為XDXd，其是否患病取決于X染色體失活情況，因此不一定患病。