Question

肾上腺-脑白质营养不良（ALD）是一种伴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）图1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，科研人员进行了如下研究。

①首先提取四名女性与此基因有关的DNA片段并进行PCR，产物酶切后进行电泳（正常基因含一个限制酶切位点，突变基因增加了一个酶切位点），结果如图2。

由图2可知突变基因新增的酶切位点位于___________（310bp/217bp/118bp/93bp）DNA片段中；四名女性中___________是杂合子。

②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___________。

③分别提取四名女性的mRNA作为模板，___________出cDNA，进行PCR，计算产物量的比例，结果如表1。

综合图2与表1，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。

（3）ALD可造成脑白质功能不可逆损伤，尚无有效的治疗方法，通过___________和产前诊断可以对该病进行监测和预防。图1家系中II-1（不携带d基因）与II-2婚配后，若生男孩，是否患病？___________，原因是___________。若生女孩，是否患病？___________，原因是___________。

Answer

XdY 310bp I-1、II-3、II-4 染色体呈固缩状态无法解旋进行转录 逆（反）转录 父方 突变（Xd） 遗传咨询 不患 该个体不含有致病基因 不一定 若为女孩，则为杂合子，是否患病取决于X染色体失活情况

【解析】试题分析：根据题意“肾上腺-脑白质营养不良（ALD）是一种伴X染色体的隐性遗传病”，Ⅰ1、Ⅰ2 正常，其孩子Ⅱ2患病，说明其双亲的基因型为XDXd和XDY，Ⅱ2的基因型为Xd Y。再结合“正常基因含一个限制酶切位点，突变基因增加了一个酶切位点”和图2的电泳结果分析，只有Ⅱ5含两条DNA片段，说明个体内不含d基因，只有D基因，即Ⅱ5的基因型为XDXD。其余3个都含3条DNA片段，说明Ⅰ1、Ⅱ3、Ⅱ4三个个体都含D和d基因，即基因型为XDXd。

（1）根据前面的分析可知，II-2的基因型是Xd Y。

（2）结合“正常基因含一个限制酶切位点，突变基因增加了一个酶切位点”和图2的电泳结果分析，由于只有Ⅱ5酶切后含两条DNA片段，Ⅰ1、Ⅱ3、Ⅱ4个体酶切后都含3条DNA片段，说明Ⅱ5的基因只被酶切 1个位点，则只含有D基因；Ⅰ1、Ⅱ3、Ⅱ4三个都被酶切2个位点，则应含D和d基因，再根据310kb=217kb+93kb，进而可确定突变基因d新增的酶切位点在310kb内。②根据“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染色体呈固缩状态无法解旋进行转录。③cDNA片段是由mRNA为模板，反转录合成的。综合图2和前面的分析可知，II-3、II-4的Xd基因只能由母方遗传来，XD基因由父方遗传来，由于来自父方的X染色体失活概率较高，以来自母方Xd基因表达为主。

（3）预防遗传病的有效方法是进行遗传咨询和产前诊断。根据题意，图1家系中II-1（XDXD）与II-2（XdY）婚配后，若生男孩，基因型都为XDY，所以男孩都不患病。若生女孩，基因型有XDXD和XDXd两种，前一种基因型的女孩一定不患病，但后一种杂合子基因型的女孩则可能患病，因为杂合子女孩是否患病取决于X染色体失活情况，若XD失活，则患病；若Xd失活，则不患病。

【点睛】本题关键突破口在于图2中电泳结果图的分析，根据不同个体酶切位点得到不同的DNA 片段，从而确定个体内所含的D和d基因，进而确定其基因型，在根据题干信息“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”可知，杂合子的女性也可能患病，这与系谱图中两个患病女性正好吻合。