Question

【题目】青光眼是导致人类失明的三大致盲眼病之一，其中发育性青光眼（婴幼儿型和青少年型）具有明显族遗传倾向。下面是某家系发育型青光眼的系谱图。

（1）系谱分析表明，发育型青光眼最可能是单基因显性遗传病。根据上面系谱推测，致病基因位于__________染色体上，其遗传时遵循__________定律。

（2）检查发现，发育型青光眼患者角膜小梁细胞中M蛋白异常。为研究其病因，研究者用含绿色荧光蛋白基因G或红色荧光蛋白基因R的质粒、正常人M蛋白基因（M+）或青光

眼患者M蛋白基因（M-），构建基因表达载体，分别导入Hela细胞中进行培养，一段时间后检测培养液和细胞中荧光的分布情况，实验分组及检测结果如下表（示只含荧光蛋白基因的质粒片段；示含荧光蛋白基因和M蛋白基因的质粒片段，此时两基因表达的产物是一个整体）。

		1组	2组	3组	4组	5组	6组
导入Hela细胞的质粒（局部）							和
荧光	细胞内	有红色荧光	有绿色荧光	有红色荧光	有绿色荧光	有红色荧光	有红色荧光和绿色荧光
检测	培养液	无荧光	无荧光	有红色荧光	有绿色荧光	无荧光	无荧光

①构建基因表达载体时必需的工具酶是__________。

a．解旋酶 b．DNA连接酶 c．DNA聚合酶 d．限制酶 e．逆转录酶

②荧光蛋白在此实验中的作用是________________。

③据上表推测，发育型青光眼的病因是__________，最终导致小梁细胞功能异常。

（3）上表中第__________组实验可以为“发育型青光眼是显性遗传病”这一结论提供重要证据。

（4）为进一步研究M蛋白出现异常的原因，研究者提取了M基因进行测序，然后与M+基因进行比对，其结果如下：

分析可知，患发育型青光眼的根本原因是基因中的碱基对由__________变成了__________，最终导致M蛋白的__________发生了改变。

Answer 1

【答案】常 （基因）分离 b和d 标记M蛋白在细胞内外的分布情况 M蛋白基因异常导致其指导合成的M蛋白异常，导致小梁细胞中的M蛋白不能正常地分泌到细胞外而在细胞中大量积累 4组、5组、6组 结构

【解析】

常见单基因遗传病分类：①伴X染色体隐性遗传病，如红绿色盲、血友病等，特点：男患者多于女患者，隔代交叉遗传；②伴X染色体显性遗传病，如抗维生素D佝偻病，特点：女患者多于男患者；③常染色体显性遗传病，如多指、并指、软骨发育不全，特点：患者多，多代连续患病；④常染色体隐性遗传病，如白化病、先天聋哑、苯丙酮尿症，特点：患者少，个别代有患者，一般不连续。

（1）已知发育型青光眼最可能是单基因显性遗传病，根据遗传系谱图分析，Ⅰ-2正常，其儿子Ⅱ-1有病，说明该病的基因不在X染色体上，所以该病为常染色体显性遗传病。该病遗传时遵循基因的分离定律。

（2）①构建基因表达载体是基因工程的核心步骤，需要限制酶和DNA连接酶的参与。

②荧光蛋白在此实验中的作用是作为标记，检测M蛋白在细胞内外的分布情况。

③根据1和2组实验结果可知，在没有M蛋白的情况下，荧光标记只存在于细胞内，而和正常M蛋白基因连接后，荧光标记出现在了培养液中，即正常M蛋白合成后会分泌到细胞外，但是和青光眼患者M蛋白基因连接后，细胞外将不会出现荧光标记，由此可见，发育型青光眼的病因是M蛋白基因异常导致其指导合成的M蛋白异常，导致小梁细胞中的M蛋白不能正常地分泌到细胞外而在细胞中大量积累，最终导致小梁细胞功能异常。

（3）由③题的分析可知，表中第4组、5组、6组实验可以为“发育型青光眼是显性遗传病”这一结论提供重要证据。

（4）分析可知，患发育型青光眼的根本原因是基因中的碱基对由C∥G变成了T∥A，最终导致M蛋白的结构发生了改变。