Question

【题目】青光眼是导致人类失明的三大致盲眼病之一，其中发育性青光眼（婴幼儿型和青少年型）具有明显的家族遗传倾向．如图1是某家系发育型青光眼的系谱图．
（1）系谱分析表明，发育型青光眼最可能是单基因显性遗传病．根据上面系谱推测，致病基因应位于染色体上，其遗传时遵循定律．
（2）检查发现，发育型青光眼患者角膜小梁细胞中M蛋白异常．为研究其病因，研究者用含绿色荧光蛋白基因G或红色荧光蛋白基因R的质粒、正常人M蛋白基因（M+）或青光眼患者M蛋白基因（M﹣），构建基因表达载体，分别导入Hela细胞中进行培养，一段时间后检测培养液和细胞中荧光的分布情况，实验分组及检测结果如表（ 示只含荧光蛋白基因的质粒片段； 示含荧光蛋白基因和M蛋白基因的质粒片段，此时两基因表达的产物是一个整体）．

		1组	2组	3组	4组	5组	6组
导入Hela细胞的质粒（局部）							和
荧光检测	细胞内	有红色荧光	有绿色荧光	有红色荧光	有绿色荧光	有红色荧光	有红色荧光和绿色荧光
	培养液	无荧光	无荧光	有红色荧光	有绿色荧光	无荧光	无荧光

①构建基因表达载体时必需的工具酶是 ．
a．解旋酶 b．DNA连接酶 c．Taq酶 d．限制酶 e．逆转录酶
②荧光蛋白在此实验中的作用是 ．
③据上表推测，发育型青光眼的病因是 ， 最终导致小梁细胞功能异常．
（3）表中第实验可以为“发育型青光眼是显性遗传病”这一结论提供重要证据．
（4）为进一步研究M蛋白出现异常的原因，研究者提取了M﹣基因进行测序，然后与M+基因进行比对，其结果如图2：分析可知，患发育型青光眼的根本原因是基因中的碱基对由变成了 ， 最终导致M蛋白的发生了改变．

Answer 1

【答案】
（1）常；基因的分离
（2）b和d；标记M蛋白在细胞内外的分布情况；M蛋白基因异常导致其指导合成的M蛋白异常，导致小梁细胞中的M蛋白不能正常地分泌到细胞外而在细胞中大量积累
（3）4组、5组、6组
（4）C/G；T/A；结构
【解析】解：（1）系谱分析表明，发育型青光眼最可能是单基因显性遗传病．Ⅰ1患病，而Ⅱ4不患病，则该病一定不是伴X染色体显性遗传病；Ⅱ3患病，而Ⅲ3不患病，则该病一定不是伴X染色体隐性遗传病，因此该病只能是常染色体遗传病，其遗传时遵循基因的分离定律．（2）①构建基因表达载体时必需的工具酶为限制酶和DNA连接酶．②根据题干信息可知，“两基因表达的产物是一个整体”，并且表格中进行荧光检测时检测了“细胞内”和“培养液”中的荧光标记情况，因此荧光蛋白在此实验中的作用是标记M蛋白在细胞内外的分布情况．③根据1和2组实验结果可知，在没有M蛋白的情况下，荧光标记只存在于细胞内，而和正常M蛋白基因连接后，荧光标记出现在了培养液中，即正常M蛋白合成后会分泌到细胞外，但是和青光眼患者M蛋白基因连接后，细胞外将不会出现荧光标记，由此可见，发育型青光眼的病因是M蛋白基因异常导致其指导合成的M蛋白异常，导致小梁细胞中的M蛋白不能正常地分泌到细胞外而在细胞中大量积累，最终导致小梁细胞功能异常．（3）由（3）题的分析可知，表中第4组、5组、6组组实验可以为“发育型青光眼是显性遗传病”这一结论提供重要证据．（4）分析图2可知，患发育型青光眼的根本原因是基因中的碱基对由C/G变成了T/A，最终导致M蛋白的结构发生了改变． 所以答案是：（1）常 基因的分离（2）①b和d②标记M蛋白在细胞内外的分布情况③M蛋白基因异常导致其指导合成的M蛋白异常，导致小梁细胞中的M蛋白不能正常地分泌到细胞外而在细胞中大量积累（3）4组、5组、6组（4）C/G T/A 结构
【考点精析】解答此题的关键在于理解常见的人类遗传病的相关知识，掌握常见遗传病包括抗维生素Ｄ佝偻病、多指、并指、软骨发育不全、色盲、血友病、先天性聋哑、白化病、镰刀型细胞贫血症、黑尿症、苯丙酮尿症腭裂、无脑儿、原发性高血压、青少年型糖尿病、21三体综合征等，以及对基因工程的原理及技术的理解，了解基因工程的原理是利用DNA重组技术．