Question

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

（1）首先提取四名女性與此基因有關的DNA片段并進行PCR，產物酶切后進行電泳（正常基因含一個限制酶切位點，突變基因增加了一個酶切位點），結果如圖。

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

（2）已知女性每個細胞所含兩條X染色體中的一條總是保持固縮狀態而失活，推測失活染色體上的基因無法表達的原因是____。

（3）分別提取四名女性的mRNA作為模板，_____出cDNA，進行PCR，計算產物量的比例，結果如表。

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

（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 染色體呈固縮狀態無法解旋進行轉錄 逆（反）轉錄 父方 突變（Xd） 不患 該個體不含有致病基因 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：正常基因含一個限制酶切位點，因此正常基因酶切后只能形成兩種長度的DNA片段；突變基因增加了一個酶切位點，則突變基因酶切后可形成3種長度的DNA片段。結合圖2可知，正常基因酶切后可形成長度為310bp和93bp的兩種DNA片段，而基因突變酶切后可形成長度為217bp、118bp和93bp的三種DNA片段。分析表格：Ⅱ-3、Ⅱ-4個體突變基因的表達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正常基因含一個限制酶切位點，因此正常基因酶切后只能形成兩種長度的DNA片段；突變基因增加了一個酶切位點，則突變基因酶切后可形成3種長度的DNA片段。結合圖2可知，正常基因酶切后可形成長度為310bp和93bp的兩種DNA片段，而基因突變酶切后可形成長度為217bp、118bp和93bp的三種DNA片段，這說明突變基因新增的酶切位點位于長度為310bp的DNA片段中。正常純化個體的基因經過酶切只能形成兩種長度的DNA片段，雜合子的基因經過酶切后可形成四種長度的DNA片段，因此圖2四名女性中Ⅰ-1、Ⅱ-3、Ⅱ-4是雜合子。

②已知女性每個細胞所含兩條X染色體中的一條總是保持固縮狀態而失活,其失活染色體上的基因無法表達的原因是染色體呈固縮狀態無法解旋進行轉錄。

③以mRNA為模板合成cDNA的過程稱為逆轉錄。表1中，Ⅱ-3、Ⅱ-4個體突變基因的表達量明顯高于正常基因，由此可推斷Ⅱ-3、Ⅱ-4發病的原因是來自父方的X染色體失活概率較高，以突變（Xd）基因表達為主。

（3）ALD屬于遺傳病，通過遺傳咨詢和產前診斷可以對該病進行監測和預防。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。