Question

【題目】腎上腺—腦白質(zhì)營養(yǎng)不良（ALD）是一種半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。

（1）下圖為某患者家系圖，其中Ⅱ-2的基因型是______________________。

（2）為確定該家系相關(guān)成員的基因組成與發(fā)病原因，科研人員提取四名女性與此基因有關(guān)的DNA片段進(jìn)行PCR（生物體外DNA復(fù)制技術(shù)），產(chǎn)物酶切后進(jìn)行電泳（利用帶電離子在電場(chǎng)中移動(dòng)速度不同而達(dá)到分離的技術(shù)稱為電泳技術(shù)，如等位基因D和d經(jīng)限制酶切開后，由于相關(guān)片段分子量等差異，在電場(chǎng)中移動(dòng)距離不同，從而使兩種基因得以分離）。已知正常基因含一個(gè)限制酶切位點(diǎn)，結(jié)果如下圖。由下圖 可知四名女性中______________是雜合子。

（3）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法表達(dá)的原因是________________________。

（4）分別提取四名女性的mRNA作為模板，反轉(zhuǎn)錄出cDNA，進(jìn)行PCR，計(jì)算產(chǎn)物量的比例，結(jié)果如下表。

綜合上圖與下表，推斷Ⅱ-3、Ⅱ-4發(fā)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(dá)為主。

樣本來源	PCR產(chǎn)物量的比例（突變：正常）
Ⅰ—1	24:76
Ⅱ-3	80:20
Ⅱ-4	100:0
Ⅱ-5	0:100

（5）圖圖家系中Ⅱ-1（不攜帶d基因）與Ⅱ-2 婚配后，若生女孩，請(qǐng)判斷其是否患病并說明判斷原因________________________________________。

Answer 1

【答案】 XdY Ⅰ-1、Ⅱ-3、Ⅱ-4 染色體呈固縮狀態(tài)無法解旋進(jìn)行轉(zhuǎn)錄 父方 突變（Xd） 不一定，女孩為雜合子，是否患病取決于X染色體失活情況

【解析】分析圖1：根據(jù)題意可知，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118bp的兩種DNA片段，而突變基因酶切后可形成長(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）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118bp的兩種DNA片段，而突變基因酶切后可形成長(zhǎng)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(diǎn)位于長(zhǎng)度為310bp的DNA片段中。正常純合個(gè)體的基因經(jīng)過酶切只能形成兩種長(zhǎng)度的DNA片段，雜合子的基因經(jīng)過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。

（3）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法表達(dá)的原因是染色體呈固縮狀態(tài)，無法解旋進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。

（4）以mRNA為模板合成cDNA的過程稱為逆轉(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。

（5）ALD屬于遺傳病，通過遺傳咨詢和產(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。