Question

【題目】閱讀下列關于“遺傳信息表達”的相關資料，請回答：

資料一：20世紀60年代，科學家對“遺傳信息如何從DNA傳遞到蛋白質”這一問題展開了廣泛而深入的研究。1961年，南非生物學家布倫納、法國生物學家雅各布和美國遺傳學家梅瑟生經過實驗發現，用噬菌體侵染細菌，在培養基中添加含C標記的尿嘧啶，培養一段時間后，裂解細菌離心并分離出RNA與核糖體，分離出的RNA含有C標記。他們把分離得到的RNA分子分別與細菌的DNA和噬菌體的DNA雜交，發現RNA可與噬菌體的DNA形成DNA-RNA雙鏈雜交分子，不能與細菌的DNA結合。

資料二：隨著分子遺傳學的發展，“DNA甲基化影響基因表達”的研究越來越受到關注。某種小鼠體內的A基因能控制蛋白X的合成，a基因不能控制蛋白X的合成。蛋白X是小鼠正常發育必需的一種蛋白質，缺乏時小鼠表現為個體較小（侏儒鼠）。A基因的表達受到A基因上游一段DNA序列（P序列）調控。P序列甲基化（胞嘧啶上添加—CH3）后，A基因不能表達；P序列非甲基化時，A基因正常表達，如圖。A基因的P序列在精子中是非甲基化的，傳給子代后能正常表達，在卵細胞中是甲基化的，傳給子代后不能表達。

（1）資料一實驗中，選擇尿嘧啶作為標記物的原因是_________，合成含C標記的RNA分子的模板是_____________，新合成的含C標記的RNA通常和核糖體結合在一起，開始進行____________過程。

（2）資料一中實驗結果表明，DNA到蛋白質之間的遺傳信息傳遞途徑是___________（用文字和箭頭表示）。

（3）由資料二可知，DNA甲基化會改變基因的表達，導致基因控制的性狀發生改變。這種現象__________（“屬于”或“不屬于”）基因突變，理由是_____________。

（4）某基因型為Aa的小鼠是侏儒鼠，產生該侏儒鼠的原因是__________。若純合侏儒雌鼠與純合正常雄鼠雜交得F1，F1雌雄個體間隨機交配，則F2的表現型及比例為__________________。

Answer 1

【答案】尿嘧啶是RNA分子特有的堿基 噬菌體的DNA 翻譯 DNA→RNA→蛋白質 不屬于 DNA甲基化不改變基因的堿基序列 A基因來自卵細胞，P序列甲基化，A基因不能表達 正常鼠∶侏儒鼠=1∶1

【解析】

DNA所含有的堿基為腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶；RNA含有的堿基為腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶。基因突變是指由DNA分子中堿基對的增添、缺失或替換等引起的基因結構的改變。噬菌體侵染細菌時，會將DNA注入細菌細胞內，然后利用細菌的核苷酸、氨基酸、酶、核糖體等合成自身物質。DNA甲基化為DNA化學修飾的一種形式，能夠在不改變DNA序列的前提下，改變遺傳表現。

（1）資料一中的實驗探究遺傳信息的表達，而尿嘧啶是RNA分子特有的堿基，因此選擇尿嘧啶作為標記物。由材料信息可知，分離出的含C標記的RNA可與噬菌體的DNA形成DNA-RNA雙鏈雜交分子，不能與細菌的DNA結合，則合成含C標記的RNA分子的模板為噬菌體的DNA的一條鏈，新合成的含C標記的RNA通常和核糖體結合在一起，進行翻譯過程。

（2）由資料一的實驗過程可知，DNA通過轉錄生成RNA，RNA再在核糖體上通過翻譯過程合成蛋白質，則DNA到蛋白質之間的遺傳信息傳遞途徑是：DNA→RNA→蛋白質。

（3）DNA甲基化只是在胞嘧啶上添加—CH3，并未改變基因的堿基數目和排列順序，因此不屬于基因突變。

（4）由資料二可知，A基因的P序列在精子中是非甲基化的，傳給子代后能正常表達，在卵細胞中是甲基化的，傳給子代后不能表達，若基因型為Aa的小鼠是侏儒鼠，則其A基因來自卵細胞，P序列甲基化，A基因不能表達，小鼠因缺乏蛋白X而表現為個體較小。由以上分析可知，純合侏儒雌鼠基因型應為aa，純合正常雄鼠基因型為AA，二者雜交得F1基因型為Aa，設雌鼠卵細胞中P序列甲基化的A基因表示為A－，F1雌雄個體間隨機交配可表示為A－a×Aa，F2的基因型及比例為A A－（正常鼠）∶Aa（正常鼠）∶A－a（侏儒鼠）∶aa（侏儒鼠）＝1∶1∶1∶1，因此F2的表現型及比例為正常鼠∶侏儒鼠=1∶1。