Question

【題目】青光眼是導(dǎo)致人類失明的三大致盲眼病之一，其中發(fā)育性青光眼具有明顯的家族遺傳傾向。下面是某家系發(fā)育型青光眼的系譜圖，請(qǐng)回答。

（1）系譜分析表明，發(fā)育型青光眼最可能是單基因顯性遺傳病。根據(jù)上面的系譜圖推測，致病基因應(yīng)位于___________染色體上，其遺傳時(shí)遵循___________定律。

（2）檢查發(fā)現(xiàn)，發(fā)育型青光眼患者角膜小梁細(xì)胞中M蛋白異常。為研究其病因，研究者用含綠色熒光蛋白基因G或紅色熒光蛋白基因R的質(zhì)粒、正常人M蛋白基因（M+）或青光眼患者M(jìn)蛋白基因（M-），構(gòu)建基因表達(dá)載體，分別將其導(dǎo)入Hela細(xì)胞中進(jìn)行培養(yǎng)，一段時(shí)間后檢測培養(yǎng)液和細(xì)胞中熒光的分布情況，實(shí)驗(yàn)分組及檢測結(jié)果如下表所示表示（表示只含熒光蛋白基因的質(zhì)粒片段；表示含熒光蛋白基因和M蛋白基因的質(zhì)粒片段，此時(shí)兩基因表達(dá)的產(chǎn)物是一個(gè)整體）。

組別		1組	2組	3組	4組	5	6組
導(dǎo)入Hela細(xì)胞 的質(zhì)粒（局部）
熒光 檢測	細(xì)胞內(nèi)	有紅色 熒光	有綠色 熒光	有紅色 熒光	有綠色 熒光	有紅色 熒光	有紅色熒光和綠色熒光
	培養(yǎng)液	無熒光	無熒光	有紅色 熒光	有綠色 熒光	無熒光	無熒光

①構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)必需的工具酶是___________。

a.解旋酶 b.DNA連接酶 c.Taq酶 d.限制酶 e.逆轉(zhuǎn)錄酶

②熒光蛋白在此實(shí)驗(yàn)中的作用是______________________。

③據(jù)上表推測，發(fā)育型青光眼的病因是____________________________________________，最終導(dǎo)致小梁細(xì)胞功能異常。

（3）上表中第______________________實(shí)驗(yàn)可以為“發(fā)育型青光眼是顯性遺傳病”這一結(jié)論提供重要證據(jù)。

（4）為進(jìn)一步研究M蛋白出現(xiàn)異常的原因，研究者提取了M-基因進(jìn)行測序，然后與M+基因進(jìn)行比對(duì)，其結(jié)果如下圖所示。

分析可知，發(fā)育型青光眼的發(fā)病原因是基因中的堿基對(duì)發(fā)生了改變，即___________，最終導(dǎo)致M蛋白的___________發(fā)生了改變。

Answer 1

【答案】 常 基因的分離 b和d 標(biāo)記M蛋白在細(xì)胞內(nèi)外的分布情況 蛋白基因異常導(dǎo)致其指導(dǎo)合成的M蛋白異常，導(dǎo)致小梁細(xì)胞中的M蛋白不能正常地分泌到細(xì)胞外而在細(xì)胞中大量積累 4組、5組、6組 C//G替換成了T//A 結(jié)構(gòu)

【解析】本題考查了基因工程以及人類遺傳病的有關(guān)知識(shí)，解題要點(diǎn)是對(duì)題干信息的提取和對(duì)圖示內(nèi)容的分析。

（1）分析系譜圖可知，Ⅰ1患病，而Ⅱ4不患病，則該病一定不是伴X染色體顯性遺傳病；Ⅱ3患病，而Ⅲ3不患病，則該病一定不是伴X染色體隱性遺傳病，因此該病只能是常染色體遺傳病，其遺傳時(shí)遵循基因的分離定律．

（2）①構(gòu)建基因表達(dá)載體時(shí)必需的工具酶為限制酶d和DNA連接酶b。

②熒光蛋白在此實(shí)驗(yàn)中的作用是標(biāo)記M蛋白在細(xì)胞內(nèi)外的分布情況。

③根據(jù)1和2組實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在沒有M蛋白的情況下，熒光標(biāo)記只存在于細(xì)胞內(nèi)，而和正常M蛋白基因連接后，熒光標(biāo)記出現(xiàn)在了培養(yǎng)液中，即正常M蛋白合成后會(huì)分泌到細(xì)胞外，但是和青光眼患者M蛋白基因連接后，細(xì)胞外將不會(huì)出現(xiàn)熒光標(biāo)記，由此可見，發(fā)育型青光眼的病因是M蛋白基因異常導(dǎo)致其指導(dǎo)合成的M蛋白異常，導(dǎo)致小梁細(xì)胞中的M蛋白不能正常地分泌到細(xì)胞外而在細(xì)胞中大量積累，最終導(dǎo)致小梁細(xì)胞功能異常．

（3）由（2）題的分析可知，表中第4組、5組、6組組實(shí)驗(yàn)可以為“發(fā)育型青光眼是顯性遺傳病”這一結(jié)論提供重要證據(jù)．

（4）分析圖2可知，患發(fā)育型青光眼的根本原因是基因中的堿基對(duì)由C∥G變成了T∥A，最終導(dǎo)致M蛋白的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變．

[點(diǎn)睛]：本題解題關(guān)鍵是：1.根據(jù)系譜圖判斷遺傳病的遺傳方式，可根據(jù)親代、子代的表現(xiàn)型推測致病基因的顯隱性及基因所在位置；2.識(shí)記基因工程的操作工具；3.分析表格實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：分析問題時(shí)遵循單一變量原則，兩兩對(duì)照分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，確定發(fā)育型青光眼的病因。