Question

20．Meckel綜合征是一種致死性遺傳病，我國(guó)研究者對(duì)某患病家系開展研究（相關(guān)基因用M、m表示），系譜如圖1所示．請(qǐng)分析回答下列問題：

（1）據(jù)系譜圖分析，該病為常染色體上的隱性性基因控制的遺傳�。�推測(cè)Ⅱ-4的基因型是Mm或MM．
（2）研究人員采集了部分家系成員的組織樣本，對(duì)該病相關(guān)基因-mks基因進(jìn)行研究．提取了這些成員的DNA，采用PCR技術(shù)對(duì)該基因的特異性片段（長(zhǎng)度400bp，bp代表堿基對(duì)）進(jìn)行擴(kuò)增，然后用限制性核酸內(nèi)切酶HhaⅠ對(duì)其切割，進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳分析，結(jié)果如圖2，分析可知：
①病患者的MKS3基因片段有0個(gè)HhaⅠ酶切點(diǎn)．
②提取DNA的部分家系成員中，I-2、I-3、II-2、II-3是致病基因的攜帶者．
③若Ⅱ-2與Ⅱ-3再孕育一個(gè)胎兒，這個(gè)胎兒正常的概率是$\frac{3}{4}$．
（3）提取患病胎兒（III-4）的DNA測(cè)序，發(fā)現(xiàn)患病胎兒mks基因指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)第549位氨基酸從精氨酸（密碼子：CGG、CGC、CGA、CGU）變?yōu)榘腚装彼幔�密碼子：UGU、UGC），導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，這是由于mks基因模板鏈上的一個(gè)堿基改變，即由G替換為A．
（4）進(jìn)一步檢測(cè)患病胎兒（III-4）mks基因表達(dá)情況，正常胎兒做對(duì)照，結(jié)果如圖3，分析檢測(cè)結(jié)果可知，與正常胎兒相比，患病胎兒mks基因的表達(dá)在表達(dá)部位（組織、器官）與表達(dá)量方面存在差異．
（5）綜上述所述可知，Meckel綜合征胎兒致死原因是：mks基因的突變導(dǎo)致基因編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)異常，基因的表達(dá)部位、表達(dá)量異常；（或基因表達(dá)異常）．

Answer 1

分析 1、常染色體隱性遺傳�。喝绨谆�病、先天聾啞、苯丙酮尿癥等，其發(fā)病特點(diǎn)：患者少，個(gè)別代有患者，一般不連續(xù)．  
2、PCR全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)，所利用的原理為DNA分子的復(fù)制．
3、分析遺傳系譜圖：Ⅱ-3、Ⅱ-2沒有病，生出有病的子女，該病為常染色體隱性遺傳病．

解答 解：（1）根據(jù)試題分析，該病為常染色體隱性遺傳病，因?yàn)棰?3基因型為Mm，則Ⅱ-4的基因型是 Mm或MM．
（2）基因基因片段進(jìn)行大量擴(kuò)增的常用方法是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，即PCR技術(shù)．
根據(jù)系譜圖和電泳圖分析可知：①Ⅲ-3沒有被限制性核酸內(nèi)切酶HhaⅠ切割，說明該病患者M(jìn)KS3基因片段上沒有HhaⅠ酶切位點(diǎn)．
②在家系成員中，肯定是致病基因的攜帶者的有 I-2、I-3、II-2、II-3．
③從電泳圖中可知Ⅱ-2與Ⅱ-3都是該致病基因的攜帶者，若Ⅱ-2與Ⅱ-3再孕育一個(gè)胎兒，這個(gè)胎兒正常的概率是$\frac{3}{4}$．
（3）提取患病胎兒（III-4）的DNA測(cè)序，發(fā)現(xiàn)患病胎兒mks基因指導(dǎo)合成的蛋白質(zhì)第549位氨基酸從精氨酸（密碼子：CGG、CGC、CGA、CGU）變?yōu)榘腚装彼幔�密碼子：UGU、UGC），從密碼子來看是堿基C變?yōu)閁，從基因（DNA）來看是G替換為A．
（4）分析圖3可知：與正常胎兒相比，患病胎兒mks基因的表達(dá)在表達(dá)部位（組織、器官）與表達(dá)量方面存在差異．
（5）綜上述所述可知，Meckel綜合征胎兒致死原因是：mks基因的突變導(dǎo)致基因編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)異常，基因的表達(dá)部位、表達(dá)量異常（或基因表達(dá)異常）．
故答案為：
（1）常     隱性    Mm或MM
（2）PCR        0        I-2、I-3、II-2、II-3      $\frac{3}{4}$
（3）G替換為A
（4）表達(dá)部位（組織、器官）      表達(dá)量
（5）基因編碼的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)異常，基因的表達(dá)部位、表達(dá)量異常；（或基因表達(dá)異常）

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查遺傳病的相關(guān)知識(shí)，意在考查學(xué)生理解遺傳病圖譜的知識(shí)要點(diǎn)、識(shí)圖分析能力和綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題的能力．