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14.如图1为某家庭肾源性尿崩症遗传系谱,Ⅰ-2号个体不携带致病基因.回答下列问题.

(1)肾源性尿崩症是位于X染色体上隐性基因控制的.若Ⅱ-1与一正常男子婚配,生育患病小孩概率为$\frac{1}{8}$.若Ⅲ-1与一正常男性婚配,生一性染色体为XXY但无肾源性尿崩症的男孩,其原因最可能是亲代中的父亲在减数分裂过程中,由于XY染色体或性染色体没有发生分离,产生异常配子所致.
(2)大量研究表明,肾源性尿崩症与抗利尿激素的生理效应有关,作用机理如图2.
①抗利尿激素与P蛋白结合后,空间结构改变,激活G蛋白,作用于靶蛋白,促进肾小管和集合管对水的重吸收,维持细胞外液渗透压稳态.
②通过DNA测序技术,发现控制P蛋白基因碱基序列发生变化,说明该基因发生了基因突变.若mRNA中部引入了一个终止密码子,造成多肽链合成提前终止,G蛋白不会被激活,即使抗利尿激素含量正常,也无该激素效应.综上所述,从分子水平解释Ⅱ-3个体不患尿崩症的原因是Ⅱ-3是杂合子,携带显性基因,可以控制正常蛋白P的合成,能够与G蛋白结合并激活G蛋白,在有抗利尿激素情况下具有抗利尿激素生理效应.

分析 根据题意和图示分析可知:图1中Ⅰ-1和Ⅰ-2正常,但他们有一个患病的儿子,即“无中生有为隐性”,说明该病为隐性遗传病;又已知Ⅰ-2号个体不携带致病基因,说明该病为伴X染色体隐性遗传病.

解答 解:(1)根据分析,肾源性尿崩症是位于X染色体上的隐性基因控制的.若Ⅱ-1(XAXA或XAXa)与一正常男子(XAY)婚配,生育患病小孩概率为$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{4}$=$\frac{1}{8}$.若Ⅲ-1(XaXa)与一正常男性(XAY)婚配,生一性染色体为XXY但无肾源性尿崩症的男孩(XAXaY),其原因最可能是亲代中的父亲在减数分裂过程中,由于XY染色体或性染色体没有发生分离,产生异常配子所致.
(2)根据题意和图示分析可知:①抗利尿激素与P蛋白结合后,空间结构改变,激活G蛋白,作用于靶蛋白,促进肾小管和集合管对水的重吸收,维持细胞外液渗透压稳态.
②通过DNA测序技术,发现控制P蛋白基因的碱基序列发生变化,说明该基因发生了基因突变.若mRNA中部引入了一个终止密码子,造成多肽链合成提前终止,G蛋白不会被激活,即使抗利尿激素含量正常,也无该激素效应.
综上所述,从分子水平解释Ⅱ-3个体不患尿崩症的原因是合成提前终止Ⅱ-3是杂合子,携带显性基因,可以控制正常 蛋白P的合成,能够与G蛋白结合并激活G蛋白,在有抗利尿激素情况下具有抗利尿激素生理效应.
故答案为:
(1)X       隐性   $\frac{1}{8}$     父亲    XY染色体或性染色体没有发生分离
(2)①P蛋白         细胞外液渗透压     ②碱基序列     合成提前终止Ⅱ-3是杂合子,携带显性基因,可以控制正常 蛋白P的合成,能够与G蛋白结合并激活G蛋白,在有抗利尿激素情况下具有抗利尿激素生理效应

点评 本题结合系谱图,考查常见的人类遗传病、伴性遗传的有关知识,要求考生识记几种常见人类遗传病的类型及特点,能根据系谱图准确判断遗传病的遗传方式,能结合图中信息准确答题,属于考纲理解和应用层次的考查.

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9.在培养的二倍体水稻群体中发现一株黄叶色的植株甲.科研人员对此变异进行深入研究.
(1)植株甲自交,后代出现黄叶致死:黄叶:绿叶=1:2:1,表明植株甲为杂合子(杂合子/纯合子),决定此种黄叶色基因记为Chy,则Chy在细胞中的位置为细胞核中.
(2)提取植株甲与野生型植株的DNA,对两种植株的DNA进行扩增,依据的原理是DNA分子的复制.利用能与已知染色体DNA特定结合的多对引物扩增,然后逐一对比找出不同(相同/不同)的扩增产物,初步确定了此基因在11号染色体上.
(3)已11号染色体上还有一个突变基因Chl9,其指导合成的酶与正常酶存在竞争关系,影响叶绿素合成.植株中若有Chl9,则叶色偏黄.为确定Chy与Chl9的位置关系,用植株甲与Chl9纯合子杂交(F1中Chy位置若无野生型基因则幼苗期致死).
假设一:若F1中出现致死幼苗,则这两种基因的位置关系为等位基因;
假设二:若F1中无致死幼苗,则这两种基因的位置关系为非等位基因.
杂交实验结果证明假设一的位置关系成立,体现了基因突变具有不定向(特点).
(4)Chy表达产物参与图1所示的相关代谢反应过程,其中A、B、C、D表示相关化学反应.测量植株甲与野生型植株中相关物质含量的相对值,结果如图2.

由图1、2可知,与野生型相比,植株甲中原卟啉积累,其原因可能是Chy的表达产物影响A(填图1中字母)化学反应.试分析植株甲中也有叶绿素合成的原因是甲为杂合子,含有野生基因,野生基因表达产物使A化学反应仍能进行,从而合成叶绿素.
(5)将Chy转入野生型植株,获得转入1个Chy的植株,Chy未破坏野生型植株的基因.此转基因植株自交,后代叶色出现三种类型:黄叶、绿叶、叶色介于二者之间,其中黄叶植株所占比例为$\frac{1}{4}$,绿叶和叶色介于二者之间的植株比例分别为$\frac{1}{2}$.
(6)上述实验表明,水稻叶色的遗传受基因的种类和位置共同控制.

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