第七章 线粒体疾病的遗传
一、教学大纲要求
1．掌握线粒体遗传、线粒体疾病、异质性、阈值效应等基本概念。
2．掌握线粒体DNA的结构与遗传特点。
3．熟悉线粒体基因组与核基因组的关系。
4．了解线粒体DNA的复制、转录特点。
二、习题
（一）A型选择题
1．mtDNA指
A．突变的DNA B．核DNA C．启动子顺序
D．线粒体DNA E．单一序列
2．下面关于mtDNA的描述中，那一项是不正确的
A．mtDNA的表达与核DNA无关 B．mtDNA是双链环状DNA
C．mtDNA转录方式类似于原核细胞 D．mtDNA有重链和轻链之分
E．mtDNA的两条链都有编码功能
3．mtDNA中编码mRNA基因的数目为
A．37个 B．22个 C．17个 D．13个 E．2个
4．线粒体遗传不具有的特征为
A．异质性 B．母系遗传 C．阈值效应 D．交叉遗传 E．高突变率
5．mtDNA中含有
A．37个基因 B．大量调控序列 C．内含子
D．终止子 E．高度重复序列
6．受精卵中的线粒体
A．几乎全部来自精子 B．几乎全部来自卵子 C．精子与卵子各提供1/2
D．不会来自卵子 E．大部分来自精子
7．线粒体疾病的遗传特征是
Ａ．母系遗传 Ｂ．近亲婚配的子女发病率增高
Ｃ．交叉遗传 D．发病率有明显的性别差异
Ｅ．女患者的子女约1/2发病
8．最早发现与mtDNA突变有关的疾病是
A．遗传性代谢病 B．Leber遗传性视神经病 C．白化病
D．分子病 E．苯丙酮尿症
9．最易受阈值效应的影响而受累的组织是
A．心脏 B．肝脏 C．骨骼肌 D．肾脏 E．中枢神经系统
10.遗传瓶颈效应指
A．卵细胞形成期mtDNA数量剧减 B．卵细胞形成期nDNA数量剧减
C．受精过程中nDNA.数量剧减 D．受精过程中mtDNA数量剧减
E．卵细胞形成期突变mtDNA数量剧减
（二）X型选择题
1．下面关于线粒体遗传系统的正确描述是
A．可编码线粒体中全部的tRNA、rRNA
B．能够独立复制、转录，不受nDNA的制约
C．在细胞中有多个拷贝
D．进化率极高，多态现象普遍
E．所含信息量小
2．mtDNA的D环区含有
A．H链复制的起始点 B．L链复制的起始点 C．H链转录的启动子
D．L链转录的启动子 E．终止子
3．mtDNA的转录特点是
A．两条链均有编码功能 B．两条链的初级转录产物都很大
C．两条链都从D-环区开始复制和转录 D．tRNA兼用性较强
E．遗传密码与nDNA相同
4．线粒体DNA复制的特点是
A．复制起始于H链的转录启动子 B．按顺时针方向复制
C．复制过程中，H链长时间持单链状态 D．两条链的复制起始点相隔2/3个mtDNA
E．复制方式以D-环复制为主
5．线粒体异质性
A．指长度异质性 B．指序列异质性 C．发生率与年龄相关
D．在神经、肌肉系统中发生率高 E．高发于Ｄ环区，导致线粒体疾病
6．线粒体多质性指
A．不同的细胞中线粒体数量不同 B．一个细胞中有多个线粒体
C．一个线粒体中有多个DNA D．一个细胞中有多种mtDNA拷贝
E．一个线粒体中有多种DNA拷贝
7．“阈值效应”中的阈值
A．指细胞内突变型和野生型mtDNA的相对比例 B．易受突变类型的影响
C．个体差异不大 D．有组织差异性 E．与细胞老化程度无关
8．下面关于线粒体遗传的不正确描述是
A．同质性细胞可漂变为异质性
B．低突变型mtDNA水平不会引起临床症状
C．突变mtDNA具有复制优势
D．线粒体疾病不随年龄增加而渐进性加重
E．父方的mtDNA对表型无明显作用
9．影响阈值的因素包括
A．组织器官对能量的依赖程度 B．mtDNA的突变类型
C．组织的功能状态 D．组织细胞的老化程度
E．个体的发育阶段
10．mtDNA高突变率的原因是
A．缺乏有效的修复能力 B．基因排列紧凑
C．易发生断裂 D．缺乏非组蛋白保护
E．复制频率过低
11．mtDNA的修复机制是
A．转移修复 B．光复活修复 C．切除修复 D．SOS修复 E．重组修复
（三）名词解释
1．mtDNA
2．异质性
3．阈值效应
（四）问答题
1．什么是mtDNA？它有什么特性？
2．说明线粒体的遗传规律和发病规律。
3．简述nDNA在线粒体遗传中的作用。
三、参考答案
（一）A型选择题
1．D 2.A 3.D 4.D 5.A 6.B 7.A 8.B 9.E 10.A
（二）X型选择题
1．ACDE 2,ACD 3,ABD 4,CDE 5,ABCD
6,D 7,BD 8,ABD 9.ABCDE 10,ABD 11,AC
（三）名词解释略。
（四）问答题
1．线粒体DNA约16.5kb，为一种双链环状DNA，由一条重链和一条轻链组成，含37个基因：22个tRNA基因、2个rRNA基因、13个mRNA基因。与nDNA相比，具有高度简洁型、高突变率、母系遗传、异质性等特点。
2．①高度简洁性：基因内无内含子，整个DNA分子中很少非编码顺序；②高突变率：mtDNA分子裸露；复制时长时间处于单链状态，分子不稳定；缺少有效的修复系统；③异质性：同一个细胞中野生型mtDNA和突变型mtDNA共存；④阈值效应：细胞中突变型mtDNA达到一定数量，能量代谢不足以满足细胞生命活动需要时，才会表现出临床症状；⑤母系遗传：受精卵中的线粒体几乎全部来自卵子，因此，只有母亲的突变线粒体可以传给后代，临床上表现为母亲发病，子代可能发病，父亲发病，子代正常；⑥与nDNA的遗传密码不完全相同；⑦mtDNA的转录过程类似于原核生物。
3．mtDNA具有自我复制、转录功能，但需要由核DNA（nuclear DNA，nDNA）编码的酶蛋白参与这些过程。可见mtDNA基因的表达受核DNA的制约；而且线粒体只能合成少部分线粒体蛋白，大部分蛋白由核基因组编码，在细胞质核糖体上合成后转运到线粒体中。mtDNA必须与nDNA协同作用，才能完成能量代谢过程。
（李晓雯）
一、教学大纲要求
1．掌握线粒体遗传、线粒体疾病、异质性、阈值效应等基本概念。
2．掌握线粒体DNA的结构与遗传特点。
3．熟悉线粒体基因组与核基因组的关系。
4．了解线粒体DNA的复制、转录特点。
二、习题
（一）A型选择题
1．mtDNA指
A．突变的DNA B．核DNA C．启动子顺序
D．线粒体DNA E．单一序列
2．下面关于mtDNA的描述中，那一项是不正确的
A．mtDNA的表达与核DNA无关 B．mtDNA是双链环状DNA
C．mtDNA转录方式类似于原核细胞 D．mtDNA有重链和轻链之分
E．mtDNA的两条链都有编码功能
3．mtDNA中编码mRNA基因的数目为
A．37个 B．22个 C．17个 D．13个 E．2个
4．线粒体遗传不具有的特征为
A．异质性 B．母系遗传 C．阈值效应 D．交叉遗传 E．高突变率
5．mtDNA中含有
A．37个基因 B．大量调控序列 C．内含子
D．终止子 E．高度重复序列
6．受精卵中的线粒体
A．几乎全部来自精子 B．几乎全部来自卵子 C．精子与卵子各提供1/2
D．不会来自卵子 E．大部分来自精子
7．线粒体疾病的遗传特征是
Ａ．母系遗传 Ｂ．近亲婚配的子女发病率增高
Ｃ．交叉遗传 D．发病率有明显的性别差异
Ｅ．女患者的子女约1/2发病
8．最早发现与mtDNA突变有关的疾病是
A．遗传性代谢病 B．Leber遗传性视神经病 C．白化病
D．分子病 E．苯丙酮尿症
9．最易受阈值效应的影响而受累的组织是
A．心脏 B．肝脏 C．骨骼肌 D．肾脏 E．中枢神经系统
10.遗传瓶颈效应指
A．卵细胞形成期mtDNA数量剧减 B．卵细胞形成期nDNA数量剧减
C．受精过程中nDNA.数量剧减 D．受精过程中mtDNA数量剧减
E．卵细胞形成期突变mtDNA数量剧减
（二）X型选择题
1．下面关于线粒体遗传系统的正确描述是
A．可编码线粒体中全部的tRNA、rRNA
B．能够独立复制、转录，不受nDNA的制约
C．在细胞中有多个拷贝
D．进化率极高，多态现象普遍
E．所含信息量小
2．mtDNA的D环区含有
A．H链复制的起始点 B．L链复制的起始点 C．H链转录的启动子
D．L链转录的启动子 E．终止子
3．mtDNA的转录特点是
A．两条链均有编码功能 B．两条链的初级转录产物都很大
C．两条链都从D-环区开始复制和转录 D．tRNA兼用性较强
E．遗传密码与nDNA相同
4．线粒体DNA复制的特点是
A．复制起始于H链的转录启动子 B．按顺时针方向复制
C．复制过程中，H链长时间持单链状态 D．两条链的复制起始点相隔2/3个mtDNA
E．复制方式以D-环复制为主
5．线粒体异质性
A．指长度异质性 B．指序列异质性 C．发生率与年龄相关
D．在神经、肌肉系统中发生率高 E．高发于Ｄ环区，导致线粒体疾病
6．线粒体多质性指
A．不同的细胞中线粒体数量不同 B．一个细胞中有多个线粒体
C．一个线粒体中有多个DNA D．一个细胞中有多种mtDNA拷贝
E．一个线粒体中有多种DNA拷贝
7．“阈值效应”中的阈值
A．指细胞内突变型和野生型mtDNA的相对比例 B．易受突变类型的影响
C．个体差异不大 D．有组织差异性 E．与细胞老化程度无关
8．下面关于线粒体遗传的不正确描述是
A．同质性细胞可漂变为异质性
B．低突变型mtDNA水平不会引起临床症状
C．突变mtDNA具有复制优势
D．线粒体疾病不随年龄增加而渐进性加重
E．父方的mtDNA对表型无明显作用
9．影响阈值的因素包括
A．组织器官对能量的依赖程度 B．mtDNA的突变类型
C．组织的功能状态 D．组织细胞的老化程度
E．个体的发育阶段
10．mtDNA高突变率的原因是
A．缺乏有效的修复能力 B．基因排列紧凑
C．易发生断裂 D．缺乏非组蛋白保护
E．复制频率过低
11．mtDNA的修复机制是
A．转移修复 B．光复活修复 C．切除修复 D．SOS修复 E．重组修复
（三）名词解释
1．mtDNA
2．异质性
3．阈值效应
（四）问答题
1．什么是mtDNA？它有什么特性？
2．说明线粒体的遗传规律和发病规律。
3．简述nDNA在线粒体遗传中的作用。
三、参考答案
（一）A型选择题
1．D 2.A 3.D 4.D 5.A 6.B 7.A 8.B 9.E 10.A
（二）X型选择题
1．ACDE 2,ACD 3,ABD 4,CDE 5,ABCD
6,D 7,BD 8,ABD 9.ABCDE 10,ABD 11,AC
（三）名词解释略。
（四）问答题
1．线粒体DNA约16.5kb，为一种双链环状DNA，由一条重链和一条轻链组成，含37个基因：22个tRNA基因、2个rRNA基因、13个mRNA基因。与nDNA相比，具有高度简洁型、高突变率、母系遗传、异质性等特点。
2．①高度简洁性：基因内无内含子，整个DNA分子中很少非编码顺序；②高突变率：mtDNA分子裸露；复制时长时间处于单链状态，分子不稳定；缺少有效的修复系统；③异质性：同一个细胞中野生型mtDNA和突变型mtDNA共存；④阈值效应：细胞中突变型mtDNA达到一定数量，能量代谢不足以满足细胞生命活动需要时，才会表现出临床症状；⑤母系遗传：受精卵中的线粒体几乎全部来自卵子，因此，只有母亲的突变线粒体可以传给后代，临床上表现为母亲发病，子代可能发病，父亲发病，子代正常；⑥与nDNA的遗传密码不完全相同；⑦mtDNA的转录过程类似于原核生物。
3．mtDNA具有自我复制、转录功能，但需要由核DNA（nuclear DNA，nDNA）编码的酶蛋白参与这些过程。可见mtDNA基因的表达受核DNA的制约；而且线粒体只能合成少部分线粒体蛋白，大部分蛋白由核基因组编码，在细胞质核糖体上合成后转运到线粒体中。mtDNA必须与nDNA协同作用，才能完成能量代谢过程。
（李晓雯）
