Question

6．地中海貧血癥屬于常染色體遺傳病．一對(duì)夫婦生有一位重型β地中海貧血癥患兒，分析發(fā)現(xiàn)，患兒血紅蛋白β鏈第39位氨基酸的編碼序列發(fā)生了突變（C→T）．用PCR擴(kuò)增包含該位點(diǎn)的一段DNA片段l，突變序列的擴(kuò)增片段可用一種限制酶酶切為大小不同的兩個(gè)片段m和s；但正常序列的擴(kuò)增片段不能被該酶酶切，如圖11（a）．目前患兒母親再次懷孕，并接受了產(chǎn)前基因診斷．家庭成員及胎兒的PCR擴(kuò)增產(chǎn)物酶切電泳帶型示意圖見圖11（b）．（終止密碼子為UAA、UAG、UGA．）

（1）在獲得單鏈模板的方式上，PCR擴(kuò)增與體內(nèi)DNA復(fù)制不同，前者通過高溫解開雙鏈，后者通過解旋酶解開雙鏈．
（2）據(jù)圖分析，胎兒的基因型是Aa（基因用A、a表示）．患兒患病可能的原因是母親的原始生殖細(xì)胞通過減數(shù)分裂過程產(chǎn)生配子時(shí)，發(fā)生了基因突變；從基因表達(dá)水平分析，其患病是由于突變后終止密碼子提前出現(xiàn)，翻譯提前終止形成異常蛋白．
（3）研究者在另一種貧血癥的一位患者β鏈基因中檢測到一個(gè)新的突變位點(diǎn)，該突變導(dǎo)致β鏈第102位的天冬酰胺替換為蘇氨酸．如果在無親緣關(guān)系的這種貧血癥患者中檢測到該突變位點(diǎn)，但正常人未檢測到該該突變位點(diǎn)的純合子，則為證明該突變位點(diǎn)就是這種貧血癥的致病位點(diǎn)提供了一個(gè)有力證據(jù)．

Answer 1

分析 分析題圖：圖（a）中突變序列的擴(kuò)增片段可用一種限制酶酶切為大小不同的兩個(gè)片段m和s，但正常序列的擴(kuò)增片段不能被該酶酶切．圖（b）中為電泳圖譜，母親只有的一條l帶，說明基因型是AA，沒有突變位點(diǎn)，不被限制酶切割，父親的一條l帶還有一條s帶和m帶，說明父親是雜合子，基因型是Aa，患兒只有s帶和m帶，沒有l(wèi)帶，其基因型是aa，胎兒和父親一樣因型是Aa．

解答 解：（1）PCR過程中通過加熱升高溫度（95℃）打開雙鏈，即通過高溫解開雙鏈．DNA在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制通過解旋酶解開雙鏈．
（2）由以上分析可知患兒的基因型是aa，一個(gè)a來自父親，另一個(gè)來自母親，而母親的基因型是AA，所以患兒發(fā)病的可能原因是母親的卵原細(xì)胞在減數(shù)分裂時(shí)發(fā)生了基因突變．由圖中信息可知：模板鏈的GTC突變?yōu)锳TC后，轉(zhuǎn)錄的mRNA上的密碼子由GAG變?yōu)閁AG（終止密碼子），使翻譯提前終止，從而使合成的血紅蛋白異常．
（3）研究者在另一種貧血癥的一位患者β鏈基因中檢測到一個(gè)新的突變位點(diǎn)，該突變導(dǎo)致β鏈第102位的天冬酰胺替換為蘇氨酸．如果除了第102位氨基酸外，其他氨基酸都正常，但患者表現(xiàn)為貧血癥，唯一原因就是β鏈第102位的天冬酰胺替換為蘇氨酸所致，可以證明該突變位點(diǎn)就是這種貧血癥的致病位點(diǎn)．（該題屬于開放性答案，只要答案可以解釋該問題，就可以得分）
故答案為：
（1）高溫    解旋酶
（2）Aa    母親   減數(shù)分裂     突變后終止密碼子提前出現(xiàn)，翻譯提前終止形成異常蛋白
（3）在無親緣關(guān)系的這種貧血癥患者中檢測到該突變位點(diǎn)   正常人未檢測到該該突變位點(diǎn)的純合子
（患者編碼區(qū)的其他位點(diǎn)正常，第102位天冬酰胺替換為蘇氨酸）
（將患者的第102位蘇氨酸轉(zhuǎn)換為天冬酰胺，貧血癥被治愈）

點(diǎn)評(píng) 本題以信息題的形式綜合考查了PCR、DNA復(fù)制、基因突變和減數(shù)分裂等相關(guān)知識(shí)點(diǎn)及其內(nèi)在聯(lián)系和應(yīng)用，而且第三問考查了學(xué)生發(fā)散性思維的能力，運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力，具有一定的創(chuàng)新性和開放性．