Question

【題目】脆性X染色體綜合征是人類的遺傳性疾病，患者常常表現為智力低下。該病是由于患者X染色體上的F基因表達異常，導致減數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。科研人員調査得到脆性X染色體綜合征的家系圖，如圖1所示。

（1）據圖判斷，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）研究發現，F基因的某區域存在（CGG）n三核苷酸片段重復，正常基因（F）、前突變基因（F′）和全突變基因（f）的差異如圖2所示。據圖分析，F基因該區域中發生了_____________，導致F基因成為不能__________的f基因。若以F基因（CGG）n重復序列兩端的核苷酸序列進行擴增時，只能成功擴增數小于80次的序列，則PCR方法難以區分的女性個體的基因型是_________________（至少寫出一對）。

（3）進一步研究發現，女性個體在卵細胞形成過程中，F′基因的（CGG）n重復次數會顯著增加，而男性個體形成精子過程中則不會發生這種情況。據此分析，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結合的蛋白。科研人員給正常小鼠神經細胞中敲入_________序列，獲得F基因失活的模型小鼠。檢測發現模型小鼠大腦皮層神經元的樹突分支減少，樹突的總長度降低。據此推測F蛋白的作用是______________________，從而引發智力低下。

Answer 1

【答案】 隱 不符合 （CGG）n 三核苷酸片段重復次數超過200次及DNA甲基化 表達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 調節與樹突形成相關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重復序列<45次，F′基因（CGG）n重復序列在45到200次之間，f基因（CGG）n重復序列大于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基因啟動子區域中發生（CGG）n三核苷酸片段重復次數超過200次及DNA甲基化，導致F基因成為不能表達F蛋白的f基因．F基因（CGG）n重復序列<45次，F′基因（CGG）n重復序列在45到200次之間，f基因（CGG）n重復序列大于200次，由于以F基因（CGG）n重復序列兩端的核苷酸序列設計引物進行擴增時，只能成功擴增重復數小于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）女性個體在卵細胞形成過程中，F′基因的（CGG）n重復次數會顯著增加，導致F′基因變成f基因，而男性個體形成精子過程中則不會發生這種情況．據此分析，圖1的家系中Ⅲ-3生育時，會有50%的風險將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細胞中敲入>200次的（CGG）n重復序列，可獲得F基因失活的模型小鼠；檢測發現模型小鼠大腦皮層神經元的樹突分支減少，樹突的總長度降低。據此推測F蛋白調節與樹突形成相關mRNA的翻譯，從而引發智力低下。