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,该病的遗传方式最可能是_____________________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_________________的特点。四名患者都找带________________种不同的突变基因,导致体内无法合成正确的P蛋白,其中Ⅲ-1的突变基因最可能来自于_____________________。
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,说明基因在不同细跑中具有 ___________________________________的特点。P蛋白能在甲状腺细胞膜上参与I-的转移而使碘活化,而患者的碘活化障碍,表现为甲状腺肿大。推测其甲状腺肿大的原因是_________________________________________。P蛋白在内耳具有CI2-转运功能,患者内耳液体的离子平衡受损,导致听觉神经纤维萎缩,兴奋无法传到____________________,听觉丧失。
(4)结合以上研究,为缓解患者的甲状腺肿大症状,可行的方案是____________________。建议通过_____________________________________________预防该病患儿的出生。
【答案】常染色体隐性 A→G的碱基替换 不定向性 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 大脑皮层 注射(或口服)甲状腺激素 遗传咨询和产前诊断
【解析】
本题综合考查基因突变、基因表达、遗传的分离定律、激素分泌的调节和大脑的高级功能等知识,识记相关基本知识、掌握遗传题的基本方法是关键,是识记、理解和应用层次的考查。
(1)据图1可知存在“无中生有”现象,所以是隐性遗传病;假设基因位于X染色体上,II-7的父亲I-3应该是患者但没有患,所以基因位于常染色体上。
(2)观察图2可知,患者的PDS基因的2168号位点发生了A碱基被G替换。四名患者的PDS基因的碱基改变不同,体现了基因突变不定向的特点。由于是隐性遗传病,所以四名患者但没有显性基因(正常基因),据表可知都有两种不同的突变基因,导致体内无法合成正确的P蛋白;Ⅲ-1是患者,其父母也都是患者,所以其突变基因最可能来自于父母即Ⅱ-4和Ⅱ-5。
(3)控制P蛋白合成的基因主要在甲状腺和内耳等器官表达,说明基因具有选择性表达的特点。患者的碘活化障碍,血液中甲状腺激素含量减少,垂体分泌的促甲状腺激素增多,甲状腺增生,表现为甲状腺肿大。听觉是在大脑皮层的听觉中枢形成的。
(4)患者的甲状腺肿大症状与甲状腺激素含量低有关,因此可以通过注射(或口服)甲状腺激素进行治疗。避免或减少遗传病患儿的出生的有效途径是遗传咨询和产前诊断。