题目内容
【题目】迟发性脊椎骨骺发育不良(SEDL)是一种遗传性软骨发育不良疾病,患者软骨组织中Ⅱ型胶原蛋白减少。Ⅱ型胶原蛋白存在于细胞间,与相关蛋白相互交织形成网状结构,提高软骨组织的机械强度。请回答问题:
(1)研究SEDL遗传方式的调查方法是___________。根据图1可以初步判断此病最可能的遗传方式是___________。请说明判断理由:____________________________________________。
(2)已知SEDL基因编码Sedlin蛋白,该基因中有6个可表达的片段(外显子)。科研人员对上述家庭成员Ⅲ-5的SEDL基因的外显子进行测序,部分结果如图2所示。
由图2可知,患者SEDL基因的外显子碱基序列异常是由于碱基对_______________而发生突变,最终导致Sedlin蛋白的_______________发生改变,影响内质网至高尔基体间的囊泡运输。
(3)科研人员体外培养人软骨细胞,探讨SEDL基因对人软骨细胞生理活性的影响。
①实验分组
A组:______________________________(请写出处理方案)
B组:将不能干扰SEDL基因表达的病毒转染人软骨细胞
C组:将能干扰SEDL基因表达的病毒转染人软骨细胞
②培养一段时间后,收集人软骨细胞,检测结果如图3所示。
图3电镜观察各组人软骨细胞,箭头指示为内质网
实验结果为___________________。推测Sedlin蛋白缺乏导致___________,引起软骨发育不良。
【答案】对患者家系进行调查 伴X染色体隐性遗传 系谱比较大,父母正常儿子患病,且家系中四位患者均为男性 缺失 空间结构 未经病毒转染的正常人软骨细胞 A组和B组内质网正常,C组内质网扩张 Ⅱ型胶原蛋白滞留在内质网
【解析】
据图分析,图中是正常双亲生出了有病的孩子,说明迟发性脊椎骨骺发育不良(简称SEDL)是隐性遗传病,且有病的个体都是男性,则该病最可能为伴X隐性遗传病。
(1)研究某种遗传病遗传方式的调查方法是对(多个)患者家系进行调查;根据以上分析已知,该遗传系谱比较大,且父母正常儿子患病,故SEDL是隐性遗传病,家系中四位患者均为男性,故最可能为伴X隐性遗传病。
(2)该甲组成员Ⅲ-5为患者,其SEDL基因的外显子与正常人相比序列要短,故推测其序列异常是由于碱基对缺失而发生突变,最终导致Sedlin蛋白的空间结构发生改变造成的。
(3)①实验目的是探讨SEDL基因对人软骨细胞生理活性的影响,故自变量为SEDL基因的有无,实验组分别为B组将不能干扰SEDL基因表达的病毒转染人软骨细胞,C组将能干扰SEDL基因表达的病毒转染人软骨细胞,此外还需与正常的软骨细胞作为对照,故A组为未经病毒转染的正常人软骨细胞。
②据题图箭头所指可得出:A组和B组内质网正常,C组内质网扩张,又由题干信息“迟发性脊椎骨骺发育不良患者软骨组织中Ⅱ型胶原蛋白减少。Ⅱ型胶原蛋白存在于细胞间,与相关蛋白相互交织形成网状结构,提高软骨组织的机械强度”可知,推测软骨发育不良可能是由于Sedlin蛋白缺乏导致Ⅱ型胶原蛋白滞留在内质网引起的。