Question

18．脆性X染色體綜合征是人類的遺傳性疾病，患者常常表現(xiàn)為智力低下．該病是由于患者X染色體上的F基因表達(dá)異常，導(dǎo)致減數(shù)分裂的過程中染色體形成一個(gè)極易斷裂的脆性部位．科研人員對(duì)該病的致病機(jī)理進(jìn)行了研究．
（1）科研人員調(diào)查得到脆性X染色體綜合征的家系圖，如圖1所示．

（1）據(jù)圖判斷，該病是隱性遺傳病，不符合（填“符合”或“不符合”）伴X染色體遺傳的特點(diǎn)．
（2）研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)基因的啟動(dòng)子區(qū)域存在（CGG）_n三核苷酸片段重復(fù)，正�；�因（F）、前突變基因（F′）和全突變基因（f）的差異如圖2所示．
據(jù)圖分析，F(xiàn)基因啟動(dòng)子區(qū)域中發(fā)生了（CGG）_n三核苷酸片段重復(fù)次數(shù)超過200次及DNA甲基化，導(dǎo)致F基因成為不能表達(dá)F蛋白的f基因．若以F基因（CGG）_n重復(fù)序列兩端的核苷酸序列設(shè)計(jì)引物進(jìn)行擴(kuò)增時(shí)，只能成功擴(kuò)增重復(fù)數(shù)小于80次的序列，則PCR方法難以區(qū)分的女性個(gè)體的基因型是X^FX^F與X^FX^F′、X^FX^F與X^F′X^F′、X^F′X^F′與X^F′X^f．
（3）進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，女性個(gè)體在卵細(xì)胞形成過程中，F(xiàn)′基因的（CGG）_n重復(fù)次數(shù)會(huì)顯著增加，而男性個(gè)體形成精子過程中則不會(huì)發(fā)生這種情況．據(jù)此分析，圖1的家系中Ⅲ-3生育時(shí)，會(huì)有50%的風(fēng)險(xiǎn)將f基因傳給子代，其兒子患病概率極高．
（4）F基因編碼的F蛋白是一種RNA結(jié)合蛋白．科研人員給正常小鼠神經(jīng)細(xì)胞中敲入＞200次的（CGG）_n重復(fù)序列，獲得F基因失活的模型小鼠．檢測(cè)發(fā)現(xiàn)模型小鼠大腦皮層神經(jīng)元的樹突分支減少，樹突的總長度降低．據(jù)此推測(cè)F蛋白調(diào)節(jié)與樹突形成相關(guān)mRNA的翻譯，從而引發(fā)智力低下．

Answer 1

分析 分析圖1：“無中生有為隱性”，因此該病是隱性遺傳病，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(diǎn)．
分析圖2：F基因（CGG）_n重復(fù)序列＜45次，F(xiàn)′基因（CGG）_n重復(fù)序列在45到200次之間，f基因（CGG）_n重復(fù)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．

解答 解：（1）根據(jù)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(diǎn)．
（2）對(duì)比圖2中F基因和f基因可知，F(xiàn)基因啟動(dòng)子區(qū)域中發(fā)生（CGG）_n三核苷酸片段重復(fù)次數(shù)超過200次及DNA甲基化，導(dǎo)致F基因成為不能表達(dá)F蛋白的f基因．F基因（CGG）_n重復(fù)序列＜45次，F(xiàn)′基因（CGG）_n重復(fù)序列在45到200次之間，f基因（CGG）_n重復(fù)序列大于200次，由于以F基因（CGG）_n重復(fù)序列兩端的核苷酸序列設(shè)計(jì)引物進(jìn)行擴(kuò)增時(shí)，只能成功擴(kuò)增重復(fù)數(shù)小于80次的序列，即只能擴(kuò)增F基因和部分F′基因，則PCR方法難以區(qū)分的女性個(gè)體的基因型是X^FX^F與X^FX^F′、X^FX^F與X^F′X^F′、X^F′X^F′與X^F′X^f．
（3）女性個(gè)體在卵細(xì)胞形成過程中，F(xiàn)′基因的（CGG）_n重復(fù)次數(shù)會(huì)顯著增加，導(dǎo)致F′基因變成f基因，而男性個(gè)體形成精子過程中則不會(huì)發(fā)生這種情況．據(jù)此分析，圖1的家系中Ⅲ-3生育時(shí)，會(huì)有50%的風(fēng)險(xiǎn)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(xiàn)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(jīng)細(xì)胞中敲入＞200次的（CGG）_n重復(fù)序列，可獲得F基因失活的模型小鼠．檢測(cè)發(fā)現(xiàn)模型小鼠大腦皮層神經(jīng)元的樹突分支減少，樹突的總長度降低．據(jù)此推測(cè)F蛋白調(diào)節(jié)與樹突形成相關(guān)mRNA的翻譯，從而引發(fā)智力低下．
故答案為：
（1）隱    不符合
（2）（CGG）_n三核苷酸片段重復(fù)次數(shù)超過200次及DNA甲基化    表達(dá)F蛋白    X^FX^F與X^FX^F′、X^FX^F與X^F′X^F′、X^F′X^F′與X^F′X^f
（3）50    兒子
（4）＞200次的（CGG）_n重復(fù)    調(diào)節(jié)與樹突形成相關(guān)mRNA的翻譯

點(diǎn)評(píng) 本題結(jié)合圖解，考查常見的人類遺傳病、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯，要求考生識(shí)記幾種常見人類遺傳病的類型及特點(diǎn)，能根據(jù)題圖準(zhǔn)確判斷其遺傳方式；識(shí)記遺傳信息轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，能結(jié)合圖中信息準(zhǔn)確答題．