【简答题】镰状细胞贫血是一种在地中海地区发病率较高的单基因遗传病，是由位于人类6号染色体上的血红蛋白基因发生隐性突变导致的，纯合子患者多数在幼年时期因红细胞严重溶血而亡。某夫妻双方都为该致病基因的携带者，为了生下健康孩子，每次妊娠早期都进行产前诊断。下图为这对夫妇及腹中孩子核酸分子杂交诊断的结果示意图。
请回答下列问题：

（1）由图中可知，正常基因B有三个酶切位点，由于发生了_____________导致突变基因b 上只有两个酶切位点。凝胶电泳分离酶切片段，与探针杂交后可显示出不同的带谱。与图中正常基因模板链杂交的碱基对应序列为__________。
（2）根据凝胶电泳带谱分析，腹中胎儿的基因型为_______。
（3）若通过基因治疗将正常的血红蛋白基因导入患者的骨髓造血干细胞将有望彻底治愈镰状细胞贫血。某科研团队设想运用重叠延伸PCR 技术来实现对致病基因的定点诱变，原理如右图所示：

①PCR过程中需要的物质有DNA 模板、引物、____________________
_____________________（至少写出两个）。
②该过程共用到4种引物，引物B的突起处的碱基应设计为______（假设引物为单链DNA ，且上方这条链为模板链）。
③在第一阶段获得两种具有重叠片段DNA 的过程中，两个反应系统中均进行一次复制，共产生______种DNA 分子。请分析该阶段两个反应系统必须分开进行的原因是_______________。
④第二阶段PCR4 反应系统选择的引物为______________。

 

 

【答案】：

(1)碱基对的替换(1分)    5'一AACTCGT-3(1分)    

(2)bb(1分)

(3)①耐高温的DNA聚合酶、四种脱氧核苷酸、含镁离子的缓冲液(2分,答对两个才给分)
②T(2分)
③3(2分)    引物B和C中存在互补配对片段,置于同一反应系统时它们会发生结合而失去作用(2分)
引物A、引物 D(2分)

【解析】：[解析](1)图示血红蛋白基因的突变是由于碱基A→T,所以该突变属于碱基对的替换;用于检测基因的DNA分子探针应与检测片段互补配对,因此检测正常基因的探针核苷酸序列为5-AACTCGT一3'。
(2)正常基因有三个限制酶酶切位点,因此正常基因被限制酶切成两个片段,显示两条带;而突变基因的限制酶酶切位点仅位于血红蛋白基因两侧,切割后基因b只显示一条带。因此腹中胎儿的基因型为bb。
(3)重叠延伸PCR是一种定点的基因诱变技术，结合题意可分析得知各反应系统用的引物如下图。
①PCR 过程就是在生物体外模拟体内的DNA复制过程，其需要的条件为:DNA模板、引物、耐高温的DNA 聚合酶、四种脱氧核苷酸、含镁离子的缓冲液等。
②图中上方这条链为模板链，原本突变基因该处为T碱基，需通过设计特定引物B将该处碱基诱变为正常基因的A碱基,因此引物B突起处应设计为T碱基。
③若PCR1和PCR2两个反应系统均进行一次复制,则会产生3种不同的DNA分子,因为引物A和D产生的DNA分子是一样的。PCR1和PCR2两个反应系统不能放在一起,是因为引物B和C中存在互补配对片段,置于同一反应系统时它们会发生结合而失去作用。

④如下图,PCR4反应系统选择的引物为引物A、引物D。