Question

18．脆性X染色体综合征是人类的遗传性疾病，患者常常表现为智力低下．该病是由于患者X染色体上的F基因表达异常，导致减数分裂的过程中染色体形成一个极易断裂的脆性部位．科研人员对该病的致病机理进行了研究．
（1）科研人员调查得到脆性X染色体综合征的家系图，如图1所示．

（1）据图判断，该病是隐性遗传病，不符合（填“符合”或“不符合”）伴X染色体遗传的特点．
（2）研究发现，F基因的启动子区域存在（CGG）_n三核苷酸片段重复，正常基因（F）、前突变基因（F′）和全突变基因（f）的差异如图2所示．
据图分析，F基因启动子区域中发生了（CGG）_n三核苷酸片段重复次数超过200次及DNA甲基化，导致F基因成为不能表达F蛋白的f基因．若以F基因（CGG）_n重复序列两端的核苷酸序列设计引物进行扩增时，只能成功扩增重复数小于80次的序列，则PCR方法难以区分的女性个体的基因型是X^FX^F与X^FX^F′、X^FX^F与X^F′X^F′、X^F′X^F′与X^F′X^f．
（3）进一步研究发现，女性个体在卵细胞形成过程中，F′基因的（CGG）_n重复次数会显著增加，而男性个体形成精子过程中则不会发生这种情况．据此分析，图1的家系中Ⅲ-3生育时，会有50%的风险将f基因传给子代，其儿子患病概率极高．
（4）F基因编码的F蛋白是一种RNA结合蛋白．科研人员给正常小鼠神经细胞中敲入＞200次的（CGG）_n重复序列，获得F基因失活的模型小鼠．检测发现模型小鼠大脑皮层神经元的树突分支减少，树突的总长度降低．据此推测F蛋白调节与树突形成相关mRNA的翻译，从而引发智力低下．

Answer 1

分析 分析图1：“无中生有为隐性”，因此该病是隐性遗传病，但由于女患者的父亲正常，因此其不符合伴X染色体遗传的特点．
分析图2：F基因（CGG）_n重复序列＜45次，F′基因（CGG）_n重复序列在45到200次之间，f基因（CGG）_n重复序列大于200次；F基因和F′基因都能编码F蛋白，但f基因不能编码F蛋白．

解答 解：（1）根据图1中“无中生有为隐性”可知，该病是隐性遗传病，但由于女患者的父亲正常，因此其不符合伴X染色体遗传的特点．
（2）对比图2中F基因和f基因可知，F基因启动子区域中发生（CGG）_n三核苷酸片段重复次数超过200次及DNA甲基化，导致F基因成为不能表达F蛋白的f基因．F基因（CGG）_n重复序列＜45次，F′基因（CGG）_n重复序列在45到200次之间，f基因（CGG）_n重复序列大于200次，由于以F基因（CGG）_n重复序列两端的核苷酸序列设计引物进行扩增时，只能成功扩增重复数小于80次的序列，即只能扩增F基因和部分F′基因，则PCR方法难以区分的女性个体的基因型是X^FX^F与X^FX^F′、X^FX^F与X^F′X^F′、X^F′X^F′与X^F′X^f．
（3）女性个体在卵细胞形成过程中，F′基因的（CGG）_n重复次数会显著增加，导致F′基因变成f基因，而男性个体形成精子过程中则不会发生这种情况．据此分析，图1的家系中Ⅲ-3生育时，会有50%的风险将f基因传给子代；由于儿子的X染色体只能来自母亲，因此其儿子患病概率极高．
（4）由图可知，F基因和F′基因都能编码F蛋白，但f基因不能编码F蛋白，因此给正常小鼠神经细胞中敲入＞200次的（CGG）_n重复序列，可获得F基因失活的模型小鼠．检测发现模型小鼠大脑皮层神经元的树突分支减少，树突的总长度降低．据此推测F蛋白调节与树突形成相关mRNA的翻译，从而引发智力低下．
故答案为：
（1）隐    不符合
（2）（CGG）_n三核苷酸片段重复次数超过200次及DNA甲基化    表达F蛋白    X^FX^F与X^FX^F′、X^FX^F与X^F′X^F′、X^F′X^F′与X^F′X^f
（3）50    儿子
（4）＞200次的（CGG）_n重复    调节与树突形成相关mRNA的翻译

点评 本题结合图解，考查常见的人类遗传病、遗传信息的转录和翻译，要求考生识记几种常见人类遗传病的类型及特点，能根据题图准确判断其遗传方式；识记遗传信息转录和翻译的过程，能结合图中信息准确答题．