题目内容
【题目】一个Pendred综合征(又称耳聋-甲状腺肿综合征)家系如图所示。请回答下列问题:
(1)据图1判断,该病的遗传方式是__________遗传。
(2)科研人员研究发现该病致病基因为PDS基因,对Ⅱ-4进行基因检测,部分结果如图2。该患者的PDS基因的2168号位点发生了__________,导致其编码的肽链第723位的组氨酸变为精氨酸。
采用同样的方法对Ⅱ-5、Ⅲ-1和Ⅲ-2进行基因检测,发现该家系的四名患者的PDS基因发生了不同的突变(结果如下表),体现了基因突变具有__________性。四名患者都携带__________种突变的PDS基因的等位基因,导致体内无法合成正确的P蛋白,这与Pendred综合征的遗传模式一致。Ⅲ-1突变基因的最可能来源是____________________。
患者编号 | PDS基因的等位基因一 | PDS基因的等位基因二 | ||
核苷酸改变 | 氨基酸改变 | 核苷酸改变 | 氨基酸改变 | |
Ⅱ-4 | 1174A→T | N392Y | 2168A→G | H723R |
Ⅱ-5 | 1548插入C | 移码 | 1541A→C | Q514P |
Ⅲ-1 | 1541A→C | Q514P | 2168A→G | H723R |
Ⅲ-2 | 1174A→T | N392Y | 1548插入C | 移码 |
(3)研究者发现,P蛋白是膜上的一种阴离子转运蛋白,主要在甲状腺和内耳等器官表达,说明基因在不同细胞中具有__________________的特点。P蛋白在甲状腺细胞膜上参与I-的转移而使碘活化,PDS患者的碘活化障碍。患者表现为甲状腺肿大,推测其原因是:____________________。P蛋白在内耳具有Cl-转运功能,PDS患者内耳液体的离子平衡受损,导致听神经纤维萎缩,兴奋无法传到__________,听觉丧失。
(4)结合以上研究,神经性耳聋没有好的治疗方法,为缓解PDS患者的甲状腺肿大症状,提出可行的方案:__________。建议通过__________预防该病患儿的出生。
【答案】 常染色体隐性 碱基的替换/A-G 不定向 两 Ⅱ-4和Ⅱ-5 选择性表达 甲状腺激素的合成不足,促甲状腺激素增加,甲状腺代偿性肿大 神经中枢/大脑皮层听觉中枢 注射甲状腺激素 遗传咨询/产前诊断/基因检测
【解析】试题分析:本题考查基因突变、人类遗传病、体液调节,考查对遗传病遗传方式的判断、对基因突变特点、类型的理解、对激素分泌调节方式的理解。解答此题,可根据系谱图中“无中生有”的片段判断致病基因的显隐性,利用反证法判断致病基因在常染色体上还是性染色体上。
(1)根据Ⅰ—3和Ⅰ—4表现正常,其女儿Ⅱ—5和Ⅱ—7患病,可判断该病为常染色体隐性遗传病。
(2)据图可知,该患者的PDS基因的2168号位点发生了碱基替换。该家系四名患者的PDS基因发生了不同的突变,产生了不同的等位基因,体现了基因突变具有不定向性。四名患者都携带两种突变的PDS基因的等位基因,隐性基因纯合导致隐性性状的出现。Ⅲ-1的突变基因来源于Ⅱ-4和Ⅱ-5。
(3)P蛋白主要在甲状腺和内耳等器官表达,说明基因在不同细胞中具有选择性表达的特点。PDS患者的碘活化障碍,甲状腺激素含量较少,对下丘脑、垂体的抑制作用减弱,垂体分泌的促甲状腺激素增加,促进甲状腺增生,导致患者甲状腺肿大。听觉中枢位于大脑皮层。
(4)甲状腺肿大是由于甲状腺激素含量较少所致,缓解PDS患者的甲状腺肿大症状,可以注射甲状腺激素。可通过遗传咨询、产前诊断(基因检测)预防该病患儿的出生。
【题目】脂肪酶广泛应用于工业生产,某科研小组以原始菌株1444粗壮假丝酵母为材料进行紫外线诱变,选育脂肪酶高产的菌株。请回答下列问题:
(1)脂肪酶在酵母菌的____________上合成,经过内质网和___________的加工和运输分泌到细胞外。
(2)原始菌株经紫外线诱变后,采用___________法将菌液接种在添加乳化油脂的固体培养基上进行培养获得单菌落,通过比较菌落周围___________,进行初步筛选。
(3)原始菌株经连续两次紫外线诱变,反复筛选,选出4株脂肪酶活性较高的变异菌株,在40℃、pH为7.5的条件下对其进行传代培养,以测定产脂肪酶能力的稳定性,结果如下表所示(酶活力单位:U/mL)。结果表明,产脂肪酶能力较稳定的两种菌株是_____________________。
菌株 | 第一代 | 第二代 | 第三代 | 第四代 | 第五代 |
Z1 | 27.9 | 25.4 | 11.4 | 12.1 | 12.6 |
Z4 | 17.5 | 13.7 | 11.0 | 6.0 | 8.6 |
Z6 | 22.0 | 22.5 | 21.7 | 23.0 | 21.9 |
Z8 | 25.2 | 24.5 | 26.0 | 25.0 | 24.6 |
(4)科研人员测定了三种菌株在3055℃条件下的酶活性,以___________℃时的酶活性为100%,绘制相对酶活曲线如图1所示。进一步研究在50℃下三种菌株所产生的脂肪酶活性的热稳定性,结果如图2,可以得出结论:_________________________________。
【题目】在细胞周期中,染色体的两条姐妹染色单体之间在相同的位置上可能发生部分交换(SCE)。为研究被动吸烟对小鼠骨髓细胞SCE率的影响,科研小组将小鼠置于密闭小室内,每日两次香烟烟雾染毒30分钟,分别在第9、18、27天采集小鼠骨髓细胞,镜检观察SCE率,结果如下:
表1.不同染毒时间对小鼠骨髓细胞SCE率的影响
组别 | 染毒时间/天 | SCE 率/% |
染毒组 | 9 | 6.89 |
18 | 7.77 | |
27 | 8.29 | |
对照组 | 9 | 5.87 |
18 | 5.92 | |
27 | 5.87 |
(1)本实验的自变量是____________________,表中数据表明:____________________。
(2)为镜检小鼠骨髓细胞的SCE,需对染色体进行染色。实验前向小鼠注射BrdU,BrdU与胸腺嘧啶脱氧核苷酸(TdR)结构类似。细胞增殖时,BrdU可取代TdR掺入到新合成的DNA中。用Giemsa染料染色,双链都掺入BrdU的DNA分子所形成的姐妹染色单体着色较浅;而DNA分子中仅有一条链掺入BrdU或两条链都不掺入BrdU,所形成的姐妹染色单体着色深。两条姐妹染色单体有色差,才可观察到交换现象,如下图。
若要观察某个染色体的两条姐妹染色单体之间是否发生交换,通常选择______个细胞周期_______时期的细胞。
(3)通常SCE并不改变遗传物质的组成,原因是___________。但SCE是染色体发生___________而产生的,可能造成DNA的损伤,因此SCE率可作为检测诱变剂致畸变的指标。
(4)综上所述,请提出远离二手烟的理由______________________。