Question

【題目】脆性X染色體綜合征是人類的遺傳性疾病，患者常常表現(xiàn)為智力低下。該病是由于患者X染色體上的F基因表達(dá)異常，導(dǎo)致減數(shù)分裂的過程中染色體形成一個極易斷裂的脆性部位。科研人員對該病的致病機理進行了研究�？蒲腥藛T調(diào)査得到脆性X染色體綜合征的家系圖，如圖1所示。

（1）據(jù)圖判斷，該病是________（填“顯”或“隱”)性遺傳病________（填“符合”或“不符合”）伴X染色體遺傳的特點。

（2）研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)基因的某區(qū)域存在（CGG）n三核苷酸片段重復(fù)，正�；�因（F）、前突變基因（F′）和全突變基因（f）的差異如圖2所示。據(jù)圖分析，F(xiàn)基因該區(qū)域中發(fā)生了_____________，導(dǎo)致F基因成為不能__________的f基因。若以F基因（CGG）n重復(fù)序列兩端的核苷酸序列進行擴增時，只能成功擴增數(shù)小于80次的序列，則PCR方法難以區(qū)分的女性個體的基因型是_________________（至少寫出一對）。

（3）進一步研究發(fā)現(xiàn)，女性個體在卵細(xì)胞形成過程中，F(xiàn)′基因的（CGG）n重復(fù)次數(shù)會顯著增加，而男性個體形成精子過程中則不會發(fā)生這種情況。據(jù)此分析，圖1的家系中Ⅲ一3生育時，會有__________%的幾率將f基因傳給子代，其___________（填“兒子”或“女兒”）患病概率極高。

（4）F基因編碼的F蛋白是一種能與RNA結(jié)合的蛋白�？蒲腥藛T給正常小鼠神經(jīng)細(xì)胞中敲入_________序列，獲得F基因失活的模型小鼠。檢測發(fā)現(xiàn)模型小鼠大腦皮層神經(jīng)元的樹突分支減少，樹突的總長度降低。據(jù)此推測F蛋白的作用是______________________，從而引發(fā)智力低下。

Answer 1

【答案】 隱 不符合 （CGG）n 三核苷酸片段重復(fù)次數(shù)超過200次及DNA甲基化 表達(dá)F蛋白 XFXF′、XFXF與XF′XF′、XF′XF′與XF′Xf（寫出一對即可，其他合理給分） 50 兒子 ＞200次的（CGG）n重復(fù) 調(diào)節(jié)與樹突形成相關(guān)mRNA的翻譯

【解析】試題分析：分析圖1，圖中6、7正常，他們的女兒3號有病，說明該病為常染色體隱性遺傳病。分析圖2：F基因（CGG）n重復(fù)序列<45次，F(xiàn)′基因（CGG）n重復(fù)序列在45到200次之間，f基因（CGG）n重復(fù)序列大于200次；F基因和F′基因都能編碼F蛋白，但f基因不能編碼F蛋白。

（1）根據(jù)圖1中“無中生有為隱性”可知，該病是隱性遺傳病，但由于女患者的父親正常，因此其不符合伴X染色體遺傳的特點。

（2）對比圖2中F基因和f基因可知，F(xiàn)基因啟動子區(qū)域中發(fā)生（CGG）n三核苷酸片段重復(fù)次數(shù)超過200次及DNA甲基化，導(dǎo)致F基因成為不能表達(dá)F蛋白的f基因．F基因（CGG）n重復(fù)序列<45次，F(xiàn)′基因（CGG）n重復(fù)序列在45到200次之間，f基因（CGG）n重復(fù)序列大于200次，由于以F基因（CGG）n重復(fù)序列兩端的核苷酸序列設(shè)計引物進行擴增時，只能成功擴增重復(fù)數(shù)小于80次的序列，即只能擴增F基因和部分F′基因，則PCR方法難以區(qū)分的女性個體的基因型是XFXF與XFXF′、XFXF與XF′XF′、XF′XF′與XF′Xf。

（3）女性個體在卵細(xì)胞形成過程中，F(xiàn)′基因的（CGG）n重復(fù)次數(shù)會顯著增加，導(dǎo)致F′基因變成f基因，而男性個體形成精子過程中則不會發(fā)生這種情況．據(jù)此分析，圖1的家系中Ⅲ-3生育時，會有50%的風(fēng)險將f基因傳給子代；由于兒子的X染色體只能來自母親，因此其兒子患病概率極高。

（4）由圖可知，F(xiàn)基因和F′基因都能編碼F蛋白，但f基因不能編碼F蛋白，因此給正常小鼠神經(jīng)細(xì)胞中敲入>200次的（CGG）n重復(fù)序列，可獲得F基因失活的模型小鼠；檢測發(fā)現(xiàn)模型小鼠大腦皮層神經(jīng)元的樹突分支減少，樹突的總長度降低。據(jù)此推測F蛋白調(diào)節(jié)與樹突形成相關(guān)mRNA的翻譯，從而引發(fā)智力低下。