Question

12．某一单基因遗传病家庭，女儿患病，其父母和弟弟的表现型均正常．
（1）根据家族病史，该病的遗传方式是常染色体隐性遗传；母亲的基因型是Aa（用A、a表示）；若弟弟与人群中表现型正常的女性结婚，其子女患该病的概率为$\frac{1}{33}$（假设人群中致病基因频率为$\frac{1}{10}$，结果用分数表示），在人群中男女患该病的概率相等，原因是男性在形成生殖细胞时常染色体和性染色体自由组合．
（2）检测发现，正常人体中的一种多肽链（由146个氨基酸组成）在患者体内为仅含45个氨基酸的异常多肽链．异常多肽链产生的根本原因是基因突变，由此导致正常mRNA第46位密码子变为终止密码子．
（3）分子杂交技术可用于基因诊断，其基本过程是用标记的DNA单链探针与目的基因（待测基因）进行杂交．若一种探针能直接检测一种基因，对上述疾病进行产前基因诊断时，则需要2种探针．若该致病基因转录的mRNA分子为“…ACUUAG…”，则基因探针序列为ACTTAG（TGAATC）．

Answer 1

分析 无病的父母生出有病的女儿，即“无中生有为隐性，隐性看女病，女病男正非伴性”，所以此病应该为常染色体隐性遗传病，其父母均为该致病基因的携带者，因此母亲的基因型Aa，则弟弟的基因型及概率为$\frac{1}{3}$AA和$\frac{2}{3}$Aa．

解答 解：（1）若弟弟与人群中表现型正常的女性结婚，因假设人群中致病基因频率是$\frac{1}{10}$，即a=$\frac{1}{10}$，A=$\frac{9}{10}$，由遗传平衡定律可知人群中AA=$\frac{9}{10}$×$\frac{9}{10}$=$\frac{81}{100}$，aa=$\frac{1}{10}$×$\frac{1}{10}$=$\frac{1}{100}$，Aa=2×$\frac{1}{10}$×$\frac{9}{10}$=$\frac{18}{100}$，人群中表现型正常的基因型为AA和Aa，其比例为AA=AA÷（AA+Aa）=$\frac{81}{100}$÷（$\frac{81}{100}$+$\frac{18}{100}$）=$\frac{9}{11}$，则Aa=$\frac{2}{11}$，又因人群中男女的概率相等，所以人群中表现型正常的女性的基因型及比例也是Aa=$\frac{2}{11}$、AA=$\frac{9}{11}$，这样弟弟与人群中表现型正常的女性结婚，其子女患病的父母基因型组合概率为$\frac{2}{3}$Aa×$\frac{2}{11}$Aa，产生aa的概率为$\frac{2}{3}$×$\frac{2}{11}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{33}$；在人群中男女的概率相等，原因是男性在形成生殖细胞时性染色体X和Y与常染色体自由组合，形成含X和Y的精子量相等．
（2）碱基组成或者位置的改变都有可能改变密码子的种类，这属于基因突变．仅含有前45个氨基酸说明之后的氨基酸并未合成，即第46位密码子变成了终止密码子．
（3）分子杂交技术可用于基因诊断，其基本过程是用标记的DNA单链探针与目的基因（待测基因）进行杂交．若一种探针能直接检测一种基因，对上述疾病进行产前基因诊断时，需要诊断A和a两种基因，即需要2种检测基因的探针．若该致病基因转录的mRNA分子为“…ACUUAG…”，则对应的致病基因的碱基序列为“…TGAATC…”（或是对应的链为“…ACTTAG…”），所以探针碱基序列应与致病基因的碱基序列互补配对，所以应为ACTTAG（或TGAATC）．
故答案为：
（1）常染色体隐性遗传  Aa   $\frac{1}{33}$  常染色体和性染色体
（2）基因突变  46 
（3）目的基因（待测基因）  2  ACTTAG（TGAATC）

点评 本题考查综合考查常见的人类遗传病、基因突变和基因工程的相关知识，首先要求考生根据题干信息“女儿患病，其父母和弟弟的表现型均正常”判断遗传病的遗传方式，再利用基因频率计算相关概率；识记基因突变的概率和遗传信息的转录、翻译过程，能根据题干信息做出判断；还要求考生识记基因工程的相关知识解答．