Question

【题目】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。科研人员调査得到脆性X染色体综合征的家系图，如图1所示。

（1）据图判断，该病是________（填“显”或“隐”)性遗传病________（填“符合”或“不符合”）伴X染色体遗传的特点。

（2）研究发现，F基因的某区域存在（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基因该区域中发生了_____________，导致F基因成为不能__________的f基因。若以F基因（CGG）n重复序列两端的核苷酸序列进行扩增时，只能成功扩增数小于80次的序列，则PCR方法难以区分的女性个体的基因型是_________________（至少写出一对）。

（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一3生育时，会有__________%的几率将f基因传给子代，其___________（填“儿子”或“女儿”）患病概率极高。

（4）F基因编码的F蛋白是一种能与RNA结合的蛋白。科研人员给正常小鼠神经细胞中敲入_________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蛋白的作用是______________________，从而引发智力低下。

Answer 1

【答案】 隐 不符合 （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 XFXF′、XFXF与XF′XF′、XF′XF′与XF′Xf（写出一对即可，其他合理给分） 50 儿子 ＞200次的（CGG）n重复 调节与树突形成相关mRNA的翻译

【解析】试题分析：分析图1，图中6、7正常，他们的女儿3号有病，说明该病为常染色体隐性遗传病。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。

（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XFXF与XFXF′、XFXF与XF′XF′、XF′XF′与XF′Xf。

（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。