Question

9．早发型帕金森病（AREP）是一种神经变性病，通常在40岁前发病．如图1是某AREP家系，请回答有关问题：

（1）据家系图判断，该病为常染色体隐性遗传，Ⅱ₂和Ⅱ₃的基因型分别是AA或Aa、aa（基因用A，a表示）．
（2）但是进一步研究发现，AREP发病与Parkin基因有关．科研人员对该家系成员进行基因检测，通过PCR技术获得大量Parkin基因片段，DNA测序后发现：Ⅰ₁、Ⅰ₂、Ⅱ₃、Ⅱ₅的该基因为杂合，而Ⅱ₂、Ⅲ₄为纯合，这6个人都发生了碱基对的替换，导致翻译过程中167位丝氨酸变为天门冬酰胺．
（3）Ⅱ₃长期接触汞，有8次汞中毒病史，但其同事中的其他汞中毒患者没有出现帕金森症状．Ⅱ₅有一氧化碳中毒史，该家系其他成员无一氧化碳中毒和明显毒物接触史．推测，本家系两位患者发病是基因和环境共同作用的结果；Ⅲ₄未出现帕金森症状的原因可能是未到发病年龄或未接触环境毒物．
（4）帕金森发病与神经元的变性受损有关．进一步的研究发现，Parkin蛋白是一种泛素-蛋白连接酶（E3），其作用途径如图2所示．
推测帕金森发病的原因可能是：一方面，在AREP 患者的神经元内，突变的Parkin蛋白失去了活性，导致目标蛋白无法泛素化，出现降解障碍，在神经元内病理性沉积而导致神经元死亡．另一方面，Parkin蛋白还能对凋亡蛋白Bax进行泛素化，使线粒体免受Bax的损伤．在AREP 患者体内，线粒体损伤增加，导致ATP供应不足，进而触发神经元的凋亡过程．

Answer 1

分析 根据题意和图示分析可知：父母正常，而子代中女儿有患病个体，说明早发型帕金森病属于常染色体隐性遗传病．

解答 解：（1）根据家系图判断，该病为常染色体隐性遗传病，由于Ⅱ₃是患者，其基因型为aa，则Ⅰ₁和Ⅰ₂都是杂合体Aa．因此，Ⅱ₂和Ⅱ₃的基因型分别是AA或Aa、aa．
（2）科研人员对该家系成员进行基因检测，通过PCR技术获得大量Parkin基因片段，DNA测序后发现：Ⅰ₁、Ⅰ₂、Ⅱ₃、Ⅱ₅的该基因为杂合，而Ⅱ₂、Ⅲ₄为纯合，这6个人都发生了碱基对的替换，导致翻译过程中167位丝氨酸变为天门冬酰胺，而氨基酸数目不变．
（3）根据Ⅱ₃长期接触汞，有8次汞中毒病史，但其同事中的其他汞中毒患者没有出现帕金森症状．Ⅱ₅有一氧化碳中毒史，该家系其他成员无一氧化碳中毒和明显毒物接触史，可以推测，本家系两位患者发病是基因和环境共同作用的结果；而Ⅲ₄未出现帕金森症状的原因可能是未到发病年龄或未接触环境毒物．
（4）由于Parkin蛋白是一种泛素-蛋白连接酶（E3），其作用途径如图2所示，根据图示，推测帕金森发病的原因可能是：一方面，在AREP 患者的神经元内，突变的Parkin蛋白失去了活性，导致目标蛋白无法泛素化，出现降解障碍，在神经元内病理性沉积而导致神经元死亡．另一方面，Parkin蛋白还能对凋亡蛋白Bax进行泛素化，使线粒体免受Bax的损伤．在AREP 患者体内，线粒体损伤增加，导致ATP供应不足，进而触发神经元的凋亡过程．
故答案为：
（1）常染色体隐性           AA或Aa、aa
（2）PCR    替换
（3）基因和环境共同作用      未到发病年龄或未接触环境毒物
（4）无法泛素化，出现降解障碍     ATP

点评 本题以早发型帕金森病为材料背景，考查人类遗传病的相关知识，意在考查学生的识图能力和判断能力，运用所学知识综合分析问题和解决问题的能力．