Question

【題目】遲發性脊椎骨骺發育不良（簡稱SEDL）是一類軟骨發育不良遺傳病。因其發病較晚（一般10歲后才出現典型癥狀）而很難對癥狀前患者進行診斷。研究者對某SEDL家系進行了調查，結果如圖1（省略的家系成員均與此病無關），圖中除第V代個體外其余均已成年。

（1）據圖1分析，SEDL是由___________性基因控制的遺傳病，其致病基因最可能位于___________染色體上。圖中第V代個體中，可以確定為雜合子的是_____________________。

（2）為了實現對SEDL的早期診斷和遺傳預測，研究者利用遺傳標記DXS16對該家系成員進行分析。已知DXS16是一類含有CA雙核苷酸重復序列的標記，根據長度不同表示為D1、D2、D3……。該家系部分成員DXS16標記如圖2所示。

①由圖推測，遺傳標記_____________（填“D2”、“D8”或“D10”）可作為SEDL致病基因的標記。

②14、15、22號個體中，需要在孕期對胎兒進行基因診斷的是_____________。

③結合圖1、圖2，推測家系中未能提供檢測樣本的13號個體的DXS16標記是_____________。

（3）為了闡明SEDL發病的分子機制，研究人員對SEDL的致病基因和相應正常基因的結構及表達過程進行了研究。

①根據圖3信息，mRNA前體加工過程中，____________序列均被完全剪除，一般認為它們與Sedlin蛋白的氨基酸序列不存在對應關系。

②提取患者、攜帶者和正常人的mRNA，經逆轉錄獲得cDNA后PCR擴增其正常基因和致病基因，結果如下表所示。

mRNA來源	患者	攜帶者	正常人
擴增產物長度（bp）	567、425	679、567、537、425	679、537

結合圖3和表中數據可知，與正常基因相比，致病基因的成熟mRNA________________。由于mRNA的起始密碼子位于E3序列內，可推測SEDL患者發病的原因是_________________。

③基因測序結果表明:與正常基因相比，致病基因僅在Ⅰ2區域發生了A/T→C/G堿基對的替換，這種變異方式______________________（填“屬于”或“不屬于”）基因突變。

④綜合上述研究結果推測，致病基因Ⅰ2區域的堿基變化導致SEDL的原因____________。

Answer 1

【答案】 隱 X 20號 D2 14號和22號 D2和D8 Ⅰ（Ⅰ1Ⅰ5） 缺失E3序列 無法合成Sedlin蛋白 屬于 Ⅰ序列的堿基變化可引起mRNA前體加工過程剪接方式的改變，最終影響蛋白質的合成

【解析】試題分析：據圖分析，圖中是正常雙親生出了有病的孩子，說明遲發性脊椎骨骺發育不良（簡稱SEDL）是隱性遺傳病，且有病的個體都是男性，則該病最可能為伴X隱性遺傳病。

（1）根據以上分析已知，SEDL是隱性遺傳病，由于患病的都是男性，則該病的致病基因最可能位于X染色體上。由于12是患者，則圖中第V代個體中，可以確定為雜合子的是20號。

（2）①根據遺傳系譜圖可知，在5、6、12、14、15、20、21、22個體中，肯定含有致病基因的有5、12、20，而14、15、22可能含有致病基因；結合圖2分析，5、12、20都含有D2基因，說明D2基因為致病基因，因此遺傳標記D2可作為SEDL致病基因的標記。

②根據圖2分析可知，14、15、22號個體中，14、22號個體含有致病基因，而15號個體肯定不含致病基因，因此需要在孕期對胎兒進行基因診斷的是14、22號。

③根據圖1分析可知，13、14、15號都可能是攜帶者，而圖2顯示14號含有致病基因（D2），則14號為攜帶者，其同時含有D8，因此說明13號個體的DXS16標記是D2和D8。

（3）①根據圖3分析可知，mRNA前體加工過程中，Ⅰ（Ⅰ1Ⅰ5）序列均被完全剪除。

②結合圖3和表中數據可知，與正常基因相比，致病基因的成熟mRNA缺失E3序列；而mRNA的起始密碼子位于E3序列內，則患者將無法合成Sedlin蛋白。

③基因突變包括基因中堿基對增添、缺失和替換。

④根據以上分析可知，致病基因Ⅰ2區域的堿基變化導致SEDL的原因是：Ⅰ序列的堿基變化可引起mRNA前體加工過程剪接方式的改變，最終影響蛋白質的合成。