综合题10.0分
生物

25. 在哺乳动物体细胞核中,有的X染色体常浓缩成染色较深的染色质体,此即为巴氏小体。研究者普遍认为,巴氏小体的形成是与XIST基因的特异性表达有关,大量的XIST顺式作用在其中一条X染色体上,引发了该条染色质的广泛甲基化,从而导致异染色质的形成。请分析回答下列问题:

(1)显微镜下观察巴氏小体时,需用      染色后制片。某些性染色体数目异常的细胞核具有不同数目的巴氏小体,如XXY有1个、XXX有2个、XXXX有3个,而XO没有巴氏小体,由此推测X染色体浓缩成巴氏小体的生物学意义是维持雌性个体与雄性个体的X染色体上      量相同。

(2)为探究胚胎发育早期X染色体上Xist基因的表达与X染色体失活的关系,科研人员将某种雌鼠的胚胎干细胞(PGK细胞)中两条X染色体分别记为X1和X2(如图1),通过基因工程方法将其中X2上的Xist基因敲除,获得XT细胞。对PGK细胞、XT细胞及由它们分化形成的细胞中E和e基因的表达量进行定量分析,实验结果如图2所示。 ①由图2分析,大多数PGK和XT细胞中的X染色体      。PGK分化细胞中E基因和e基因表达量高于80%的细胞数目接近相等,说明X染色体失活是      的。 ②由图2分析,XT分化细胞中   染色体失活,实验结果表明      。 ③PGK分化细胞的不同细胞中E、e基因表达的差异,是由于这些细胞的    不同。

(3)据上述实验推测,在胚胎发育过程中,雄性哺乳动物体细胞中Xist基因    (填“会”或“不会”)转录。一般情况下,红绿色盲基因携带者的表现型是    

正确答案及相关解析

正确答案

(1)碱性染料(龙胆紫、醋酸洋红)  (表达的)基因   

解析

(1)由题意知,巴氏小体是X染色体高度浓缩形成的,观察染色体时常用碱性染料如“龙胆紫”、“醋酸洋红”进行染色观察;由题意知,XXY有1个、XXX有2个、XXXX有3个,而XO没有巴氏小体,因此可以推断巴氏小体数目等于 X染色体数目-1;X染色体浓缩成巴氏小体使雌性生物的X染色体只有一条X染色体上的基因表达,保证了与雄性个体中X染色体上的基因表达的数目相同。

(2)①分析题图2可知,PGK和XT细胞中大多数细胞的E和e基因的表达量相同,说明大多数PGK和XT细胞中的X染色体都没有失活;PGK分化细胞中E基因和e基因表达量高于80%的细胞数目接近相等,说明X染色体失活是随机的。②分析题图2可知,XT分化细胞中,E、e表达相同数量的细胞数目较少,e基因表达80%以上较多,E表达80%以上的细胞为0,由图知,E位于X1上,由此可以推知XT分化细胞中X1失活;又由题意知,X2上的Xist基因敲除,因此说明Xist基因的表达会导致该基因所在的X染色体失活。③PGK分化细胞的不同细胞中E、e基因表达的差异,是由于这些细胞的分化程度不同造成的。

(3)由于Xist基因的表达会导致该基因所在的X染色体失活,因此在胚胎发育过程中,雄性哺乳动物体细胞中Xist基因不会表达,所以不能进行转录过程;一般情况下,红绿色盲基因携带者的表现型是正常或色弱。

考查方向

本题主要考查了性染色体及伴性遗传的相关知识,考查考生的理解、分析与综合的能力。

解题思路

1、根据题干信息可知,巴氏小体是X染色体高度浓缩形成的,用染色体的染色剂即可。分析X染色体数目与巴氏小体数目之间的关系,得出结论。

2、根据图2中大多数PGK和XT细胞以及PGK分化细胞中E、e基因的表达量分析,回答第①问。

3、分析图2中XT细胞中E基因表达量为0,分析回答第②问

。4、分析不同PGK分化细胞中E、e基因表达的差异,回答第③问。5、根据题干信息“Xist基因的表达会导致该基因所在的X染色体失活”和雄性哺乳动物,分析回答第(3)问。

易错点

1、本题因为题干信息量较大,容易在题干信息的理解和分析上出现疑惑;2、第二问中对图2中不同细胞的基因表达量分析不准确;对基因表达量与染色体失活、细胞分化程度的关系不理解。3、第三问中不能理解Xist基因是否表达与红绿色盲表现型的关系。