Question

【题目】肾上腺—脑白质营养不良（ALD）是一种半X染色体的隐性遗传病（用d表示）。患者发病程度差异较大，科研人员对该病进行了深入研究。

（1）下图为某患者家系图，其中Ⅱ-2的基因型是______________________。

（2）为确定该家系相关成员的基因组成与发病原因，科研人员提取四名女性与此基因有关的DNA片段进行PCR（生物体外DNA复制技术），产物酶切后进行电泳（利用带电离子在电场中移动速度不同而达到分离的技术称为电泳技术，如等位基因D和d经限制酶切开后，由于相关片段分子量等差异，在电场中移动距离不同，从而使两种基因得以分离）。已知正常基因含一个限制酶切位点，结果如下图。由下图 可知四名女性中______________是杂合子。

（3）已知女性每个细胞所含两条X染色体中的一条总是保持固缩状态而失活，推测失活染色体上的基因无法表达的原因是________________________。

（4）分别提取四名女性的mRNA作为模板，反转录出cDNA，进行PCR，计算产物量的比例，结果如下表。

综合上图与下表，推断Ⅱ-3、Ⅱ-4发病的原因是来自__________（父方/母方）的X染色体 失活概率较高，以__________基因表达为主。

样本来源	PCR产物量的比例（突变：正常）
Ⅰ—1	24:76
Ⅱ-3	80:20
Ⅱ-4	100:0
Ⅱ-5	0:100

（5）图图家系中Ⅱ-1（不携带d基因）与Ⅱ-2 婚配后，若生女孩，请判断其是否患病并说明判断原因________________________________________。

Answer 1

【答案】 XdY Ⅰ-1、Ⅱ-3、Ⅱ-4 染色体呈固缩状态无法解旋进行转录 父方 突变（Xd） 不一定，女孩为杂合子，是否患病取决于X染色体失活情况

【解析】分析图1：根据题意可知，该病为伴X染色体隐性遗传病。分析图2：正常基因含一个限制酶切位点，因此正常基因酶切后只能形成两种长度的DNA片段；突变基因增加了一个酶切位点，则突变基因酶切后可形成3种长度的DNA片段。结合图2可知，正常基因酶切后可形成长度为310bp和118bp的两种DNA片段，而突变基因酶切后可形成长度为217bp、118bp和93bp的三种DNA片段。分析表格：Ⅱ-3、Ⅱ-4个体突变基因的表达量明显高于正常基因。

（1）该病为伴X染色体隐性遗传病，Ⅱ-2为男性患者，则其基因型为XdY。

（2）正常基因含一个限制酶切位点，因此正常基因酶切后只能形成两种长度的DNA片段；突变基因增加了一个酶切位点，则突变基因酶切后可形成3种长度的DNA片段。结合图2可知，正常基因酶切后可形成长度为310bp和118bp的两种DNA片段，而突变基因酶切后可形成长度为217bp、118bp和93bp的三种DNA片段，这说明突变基因新增的酶切位点位于长度为310bp的DNA片段中。正常纯合个体的基因经过酶切只能形成两种长度的DNA片段，杂合子的基因经过酶切后可形成四种长度的DNA片段，因此图2四名女性中Ⅰ-1、Ⅱ-3、Ⅱ-4是杂合子。

（3）已知女性每个细胞所含两条X染色体中的一条总是保持固缩状态而失活，其失活染色体上的基因无法表达的原因是染色体呈固缩状态，无法解旋进行转录。

（4）以mRNA为模板合成cDNA的过程称为逆转录。表1中，Ⅱ-3、Ⅱ-4个体突变基因的表达量明显高于正常基因，由此可推断Ⅱ-3、Ⅱ-4发病的原因是来自父方的X染色体失活概率较高，以突变（Xd）基因表达为主。

（5）ALD属于遗传病，通过遗传咨询和产前诊断可以对该病进行监测和预防。该病为伴X染色体隐性遗传病，图1家系中Ⅱ-1(不携带d基因，基因型为XDXD)与Ⅱ-2（XdY）婚配后，所生男孩的基因型均为XDY，不患病；所生女孩的基因型均为XDXd，其是否患病取决于X染色体失活情况，因此不一定患病。