Question

【題目】血紅蛋白分子有兩條β肽鏈，控制正常β肽鏈合成的基因?yàn)?/span>HbA，HbS基因控制合成的β肽鏈上第6位氨基酸由谷氨酸變?yōu)槔i氨酸可導(dǎo)致紅細(xì)胞呈鐮刀型。下圖為20世紀(jì)中葉非洲地區(qū)HbS基因與瘧疾的分布圖，基因型為HbSHbS的患者幾乎都死于兒童期。

請(qǐng)回答問題：

（1）為了明確HbA基因與HbS基因的根本差異，應(yīng)該進(jìn)行_________的結(jié)果比對(duì)。

（2）基因型為HbAHbS個(gè)體的一對(duì)等位基因都能表達(dá)，其體內(nèi)一個(gè)血紅蛋白分子中最少有_________條異常肽鏈。

（3）由圖可知，非洲中部HbS基因和瘧疾的分布基本吻合。與基因型為HbAHbA的個(gè)體相比，HbAHbS個(gè)體對(duì)瘧疾病原體抵抗力較強(qiáng)，因此瘧疾疫區(qū)比非疫區(qū)的_________基因頻率高。在疫區(qū)使用青蒿素治愈瘧疾患者后，人群中基因型為_________的個(gè)體比例上升。以上事實(shí)可說明突變的有利或有害取決于所生存的環(huán)境，自然選擇使得_________發(fā)生改變，導(dǎo)致生物進(jìn)化。

Answer 1

【答案】 DNA分子測(cè)序 0 HbS HbAHbA 種群基因頻率

【解析】試題分析：本題綜合考查了基因突變與生物進(jìn)化方面的知識(shí)。需要學(xué)生掌握以下知識(shí)點(diǎn)：基因突變是指基因中堿基對(duì)的增添、缺失或替換而引起的基因結(jié)構(gòu)的改變，基因突變后轉(zhuǎn)錄形成的密碼子發(fā)生改變進(jìn)而可能會(huì)引起翻譯形成的蛋白質(zhì)的氨基酸序列改變，從而導(dǎo)致生物性狀發(fā)生改變。由題意知，基因型為HbSHbS的患者幾乎都死于兒童期，因此能進(jìn)行生殖的個(gè)體可以認(rèn)為是顯性純合子或雜合子，在瘧疾流行的地區(qū)，顯性純合子由于對(duì)瘧疾的抵抗力較弱，會(huì)因瘧疾而死亡，而隱性純合子會(huì)因鐮刀型貧血癥而死亡，因此在瘧疾流行的地區(qū)HbAHbA的個(gè)體和基因型為HbSHbS個(gè)體比例較少，而基因型為HbAHbS個(gè)體比例較大，在遺傳學(xué)上，這種現(xiàn)象稱為雜種優(yōu)勢(shì)。

（1）DNA分子測(cè)序是指分析特定DNA片段的堿基序列，也就是腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）與鳥嘌呤的（G）排列方式，因此為了明確HbA基因與HbS基因的根本差異，應(yīng)該進(jìn)行DNA分子測(cè)序的結(jié)果比對(duì)。

（2）基因型為HbAHbS個(gè)體的一對(duì)等位基因都能表達(dá)，由于等位基因均可表達(dá)，正常基因表達(dá)一個(gè)血紅蛋白分子則無(wú)異常肽鏈，突變基因表達(dá)一個(gè)血紅蛋白分子則出現(xiàn)兩條異常肽鏈。

（3）與基因型HbAHbA相比，HbAHbS個(gè)體對(duì)瘧疾病原體抵抗力較強(qiáng)，因此瘧疾區(qū)非疫區(qū)的HbS基因頻率高，在疫區(qū)使用青蒿素治愈瘧疾患者后，致病基因頻率降低，人群中基因型為HbAHbA個(gè)體比例上升，以上事實(shí)可說明突變的有利或有害取決于所生存的環(huán)境，自然選擇使得種群基因頻率發(fā)生改變，導(dǎo)致生物進(jìn)化。