据题意分析,雄性激素是固醇类,其通过自由扩散的方式进入靶细胞,与靶细胞内的受体结合后会抑制A基因的表达,从而表现为秃顶。 33答案 (1)AaXBXb AaXBY (2) 48(3)女孩 基因诊断 (4)自由扩散 A
10.(2013·重庆)某一单基因遗传病家庭,女儿患病,其父母和弟弟的表现型均正常。
(1)根据家族病史,该病的遗传方式是________;母亲的基因型是________(用A、a表示);若弟弟与人群中表现型正常的女性结婚,其子女患该病的概率为________(假设人群中致病基因频率为1/10,结果用分数表示),在人群中男女患该病的概率相等,原因是男性在形成生殖细胞时________自由组合。
(2)检测发现,正常人体中的一种多肽链(由146个氨基酸组成)在患者体内为仅含45个氨基酸的异常多肽链。异常多肽链产生的根本原因是________,由此导致正常mRNA第________位密码子变为终止密码子。
(3)分子杂交技术可用于基因诊断,其基本过程是用标记的DNA单链探针与________进行杂交。若一种探针能直接检测一种基因,对上述疾病进行产前基因诊断时,则需要________种探针。若该致病基因转录的mRNA分子为“?ACUUAG?”,则基因探针序列为________;为制备大量探针,可利用________技术。
解析 (1)因双亲正常,子代患病,无中生有推出该病为隐性遗传病且双亲为杂合子,又因女儿患病,父母正常,确定该病为常染色体隐性遗传病,父母的基因型均为Aa;正常双亲结合,其弟基因型为1/3AA、2/3Aa,与人群中表现正常女子结合,由人群中致病基因频率推出女子基因型为2×1/10×9/10Aa=18%,基因型为aa的概率为
1%,由于女性表现型正常,其基因型为AA或者Aa,其基因型为Aa的概率为18%÷(1-1%)=2/11,故其弟与人群中该女婚配,考虑患病情况:弟(2/3Aa)与女子(为2/11Aa),可算出其子女患病概率为2/3×2/11×1/4=1/33;在减数分裂产生配子的过程中,携带致病基因的常染色体和性染色体结合的概率相等,故人群中男女患该病的概率相等。
(2)根据题意,患者体内氨基酸数目比正常人少,导致该现象出现的根本原因是指导该多肽合成的基因发生突变,导致翻译提前终止,患者体内多肽合成到45号氨基酸停止,说明基因突变导致第46位密码子变为终止密码子。
(3)DNA分子杂交的原理是利用碱基互补配对原理,用带标记的DNA单链探针与目的基因进行碱基互补配对,由mRNA中?ACUUAG?推出相应的模板链为?TGAATC—进而推出相应互补链?ACTTAG,即为致病基因序列,致病基因DNA双链中任意一条均可以用来作为基因探针。制备大量探针,即扩增目的基因片段,可用PCR技术实现。
答案 (1)常染色体隐性遗传 Aa 1/33 常染色体和性染色体 (2)基因突变 46
(3)目的基因(待测基因) 2 ACTTAG(TGAATC) PCR
11.(2013·安徽)图1是一个常染色体遗传病的家系系谱。致病基因(a)是由正常基因(A)序列中一个碱基对的替换而形成的。图2显示的是A和a基因区域中某限制酶的酶切位点。分别提取家系中Ⅰ1、Ⅰ2和Ⅱ1的DNA,经过酶切、电泳等步骤,再用特异性探针做分子杂交,结果见图3。
(1)Ⅱ2的基因型是________。
(2)一个处于平衡状态的群体中a基因的频率为q。如果Ⅱ2与一个正常男性随机婚配,他们第一个孩子患病的概率为________。如果第一个孩子是患者,他们第二个孩子正常的概率为________。
(3)研究表明,世界不同地区的群体之间,杂合子(Aa)的频率存在着明显的差异。请简要解释这种现象。
①__________________________________________________; ②____________________________________________________。 (4)B和b是一对等位基因。为了研究A、a与B、b的位置关系,遗传学家对若干基因型为AaBb和AABB个体婚配的众多后代的基因型进行了分析。结果发现这些后代的基因型只有AaBB和AABb两种。据此,可以判断这两对基因位于________染色体上,理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(5)基因工程中限制酶的作用是识别双链DNA分子的________,并切割DNA双链。
(6)根据图2和图3,可以判断分子杂交所用探针与A基因结合的位置位于________。
解析 (1)无中生有,该病为常染色体隐性遗传病,则Ⅱ2的基因型是AA或Aa。
(2)a的基因频率为q,则有Aa占2q(1-q),aa占q2,则正常男性中Aa占
2qq
,所以他们的第一个孩子患病的概率为;由于第1+q3(1+q)
一个孩子患病,可以确定该正常男性的基因型为Aa,则第二个孩子3正常的概率为。
4
(3)世界不同地区的群体之间,杂合子(Aa)的频率存在着明显的差异,其原因是:不同地区基因突变频率因环境的差异而不同,不同的环境条件下,选择作用会有所不同等。
(4)这两对等位基因的遗传不遵循自由组合定律(存在着明显的连锁现象),所以这两对等位基因位于同一对同源染色体上。
(5)基因工程中限制酶的作用是识别双链DNA分子的特定核苷酸序列,并切割DNA双链。
(6)根据图2和图3,可以判断分子杂交所用探针与A基因结合的位置位于酶切位点①与②之间。 答案 (1)AA或Aa 3q(2) 3(1+q)4
(3)不同地区基因突变频率因环境的差异而不同 不同的环境条件下,选择作用会有所不同
(4)同源 基因型AaBb个体只产生Ab、aB两种类型配子,不符合自
由组合定律 (5)特定核苷酸序列 (6)酶切位点①与②之间
12.在开展高中生物研究性学习时,某校部分学生对高度近视的家系进行调查,调查结果如下表。
双亲性状 双亲均正常 母方高度近视 父方正常 父方高度近 视母方正常 双亲高度近视 总计 4 4 84 12 11 234 3 4 46 3 7 47 5 14 3 5 调查的家 庭个数 71 子女 总人数 197 子女高度近视人数 男 26 女 24 若控制高度近视的基因为D和d,请据表回答下列问题: (1)请据表分析高度近视的遗传方式是________________________。 (2)在调查过程中,该研究小组同学对一患高度近视的女生进行家系调查,该女生的父母视力正常,且有一视力正常的哥哥。 ①请根据题意画出该家庭的系谱图并注明每个成员的基因型。 ②已知在正常视力人群中,杂合子的概率为1/100,该女生的哥哥与一视力正常的女性结婚,所生子女患高度近视的概率是________。 ③已知抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病,该女生的父母表现正常,则该女生患抗维生素D佝偻病的概率为________。 (3)人类遗传病均可经“基因检测”确诊吗?________(填“是”或“不一定”)。
解析 (1)根据双亲正常子女高度近视,且男女比例相当可判断高度近视为常染色体隐性遗传病。
(2)根据题意所述结合遗传系谱图的绘制要求可绘出遗传系谱图,从图中可知该女生的哥哥基因型为DD或Dd,且DD占1/3,Dd占2/3,它与正常女性结婚,该正常女性为杂合子Dd的几率为1/100,则它们所生子女高度近视的几率=2/3×1/100×1/4=1/600,由于抗维生素D佝偻病为伴X染色体显性遗传病,该女生的正常父母的基因型为XaY、XaXa,它们不可能生出患抗维生素D佝偻病的孩子,人类遗传病有三种,染色体遗传病不能通过基因检测确诊。 答案 (1)常染色体隐性遗传 (2)①
②1/600 ③0 (3)不一定