Question

【题目】阅读下列关于“遗传信息表达”的相关资料，请回答：

资料一：20世纪60年代，科学家对“遗传信息如何从DNA传递到蛋白质”这一问题展开了广泛而深入的研究。1961年，南非生物学家布伦纳、法国生物学家雅各布和美国遗传学家梅瑟生经过实验发现，用噬菌体侵染细菌，在培养基中添加含C标记的尿嘧啶，培养一段时间后，裂解细菌离心并分离出RNA与核糖体，分离出的RNA含有C标记。他们把分离得到的RNA分子分别与细菌的DNA和噬菌体的DNA杂交，发现RNA可与噬菌体的DNA形成DNA-RNA双链杂交分子，不能与细菌的DNA结合。

资料二：随着分子遗传学的发展，“DNA甲基化影响基因表达”的研究越来越受到关注。某种小鼠体内的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是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠表现为个体较小（侏儒鼠）。A基因的表达受到A基因上游一段DNA序列（P序列）调控。P序列甲基化（胞嘧啶上添加—CH3）后，A基因不能表达；P序列非甲基化时，A基因正常表达，如图。A基因的P序列在精子中是非甲基化的，传给子代后能正常表达，在卵细胞中是甲基化的，传给子代后不能表达。

（1）资料一实验中，选择尿嘧啶作为标记物的原因是_________，合成含C标记的RNA分子的模板是_____________，新合成的含C标记的RNA通常和核糖体结合在一起，开始进行____________过程。

（2）资料一中实验结果表明，DNA到蛋白质之间的遗传信息传递途径是___________（用文字和箭头表示）。

（3）由资料二可知，DNA甲基化会改变基因的表达，导致基因控制的性状发生改变。这种现象__________（“属于”或“不属于”）基因突变，理由是_____________。

（4）某基因型为Aa的小鼠是侏儒鼠，产生该侏儒鼠的原因是__________。若纯合侏儒雌鼠与纯合正常雄鼠杂交得F1，F1雌雄个体间随机交配，则F2的表现型及比例为__________________。

Answer 1

【答案】尿嘧啶是RNA分子特有的碱基 噬菌体的DNA 翻译 DNA→RNA→蛋白质 不属于 DNA甲基化不改变基因的碱基序列 A基因来自卵细胞，P序列甲基化，A基因不能表达 正常鼠∶侏儒鼠=1∶1

【解析】

DNA所含有的碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶；RNA含有的碱基为腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶。基因突变是指由DNA分子中碱基对的增添、缺失或替换等引起的基因结构的改变。噬菌体侵染细菌时，会将DNA注入细菌细胞内，然后利用细菌的核苷酸、氨基酸、酶、核糖体等合成自身物质。DNA甲基化为DNA化学修饰的一种形式，能够在不改变DNA序列的前提下，改变遗传表现。

（1）资料一中的实验探究遗传信息的表达，而尿嘧啶是RNA分子特有的碱基，因此选择尿嘧啶作为标记物。由材料信息可知，分离出的含C标记的RNA可与噬菌体的DNA形成DNA-RNA双链杂交分子，不能与细菌的DNA结合，则合成含C标记的RNA分子的模板为噬菌体的DNA的一条链，新合成的含C标记的RNA通常和核糖体结合在一起，进行翻译过程。

（2）由资料一的实验过程可知，DNA通过转录生成RNA，RNA再在核糖体上通过翻译过程合成蛋白质，则DNA到蛋白质之间的遗传信息传递途径是：DNA→RNA→蛋白质。

（3）DNA甲基化只是在胞嘧啶上添加—CH3，并未改变基因的碱基数目和排列顺序，因此不属于基因突变。

（4）由资料二可知，A基因的P序列在精子中是非甲基化的，传给子代后能正常表达，在卵细胞中是甲基化的，传给子代后不能表达，若基因型为Aa的小鼠是侏儒鼠，则其A基因来自卵细胞，P序列甲基化，A基因不能表达，小鼠因缺乏蛋白X而表现为个体较小。由以上分析可知，纯合侏儒雌鼠基因型应为aa，纯合正常雄鼠基因型为AA，二者杂交得F1基因型为Aa，设雌鼠卵细胞中P序列甲基化的A基因表示为A－，F1雌雄个体间随机交配可表示为A－a×Aa，F2的基因型及比例为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的表现型及比例为正常鼠∶侏儒鼠=1∶1。