Question

【題目】閱讀下列關(guān)于“遺傳信息表達(dá)”的相關(guān)資料，請(qǐng)回答：

資料一：20世紀(jì)60年代，科學(xué)家對(duì)“遺傳信息如何從DNA傳遞到蛋白質(zhì)”這一問(wèn)題展開(kāi)了廣泛而深入的研究。1961年，南非生物學(xué)家布倫納、法國(guó)生物學(xué)家雅各布和美國(guó)遺傳學(xué)家梅瑟生經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用噬菌體侵染細(xì)菌，在培養(yǎng)基中添加含C標(biāo)記的尿嘧啶，培養(yǎng)一段時(shí)間后，裂解細(xì)菌離心并分離出RNA與核糖體，分離出的RNA含有C標(biāo)記。他們把分離得到的RNA分子分別與細(xì)菌的DNA和噬菌體的DNA雜交，發(fā)現(xiàn)RNA可與噬菌體的DNA形成DNA-RNA雙鏈雜交分子，不能與細(xì)菌的DNA結(jié)合。

資料二：隨著分子遺傳學(xué)的發(fā)展，“DNA甲基化影響基因表達(dá)”的研究越來(lái)越受到關(guān)注。某種小鼠體內(nèi)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(fā)育必需的一種蛋白質(zhì)，缺乏時(shí)小鼠表現(xiàn)為個(gè)體較�。ㄙ�儒鼠）。A基因的表達(dá)受到A基因上游一段DNA序列（P序列）調(diào)控。P序列甲基化（胞嘧啶上添加—CH3）后，A基因不能表達(dá)；P序列非甲基化時(shí)，A基因正常表達(dá)，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(dá)，在卵細(xì)胞中是甲基化的，傳給子代后不能表達(dá)。

（1）資料一實(shí)驗(yàn)中，選擇尿嘧啶作為標(biāo)記物的原因是_________，合成含C標(biāo)記的RNA分子的模板是_____________，新合成的含C標(biāo)記的RNA通常和核糖體結(jié)合在一起，開(kāi)始進(jìn)行____________過(guò)程。

（2）資料一中實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，DNA到蛋白質(zhì)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(huì)改變基因的表達(dá)，導(dǎo)致基因控制的性狀發(fā)生改變。這種現(xiàn)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(chǎn)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(gè)體間隨機(jī)交配，則F2的表現(xiàn)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(zhì) 不屬于 DNA甲基化不改變基因的堿基序列 A基因來(lái)自卵細(xì)胞，P序列甲基化，A基因不能表達(dá) 正常鼠∶侏儒鼠=1∶1

【解析】

DNA所含有的堿基為腺嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶；RNA含有的堿基為腺嘌呤、鳥(niǎo)嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶。基因突變是指由DNA分子中堿基對(duì)的增添、缺失或替換等引起的基因結(jié)構(gòu)的改變。噬菌體侵染細(xì)菌時(shí)，會(huì)將DNA注入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，然后利用細(xì)菌的核苷酸、氨基酸、酶、核糖體等合成自身物質(zhì)。DNA甲基化為DNA化學(xué)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(xiàn)。

（1）資料一中的實(shí)驗(yàn)探究遺傳信息的表達(dá)，而尿嘧啶是RNA分子特有的堿基，因此選擇尿嘧啶作為標(biāo)記物。由材料信息可知，分離出的含C標(biāo)記的RNA可與噬菌體的DNA形成DNA-RNA雙鏈雜交分子，不能與細(xì)菌的DNA結(jié)合，則合成含C標(biāo)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(biāo)記的RNA通常和核糖體結(jié)合在一起，進(jìn)行翻譯過(guò)程。

（2）由資料一的實(shí)驗(yàn)過(guò)程可知，DNA通過(guò)轉(zhuǎn)錄生成RNA，RNA再在核糖體上通過(guò)翻譯過(guò)程合成蛋白質(zhì)，則DNA到蛋白質(zhì)之間的遺傳信息傳遞途徑是：DNA→RNA→蛋白質(zhì)。

（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(shù)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(dá)，在卵細(xì)胞中是甲基化的，傳給子代后不能表達(dá)，若基因型為Aa的小鼠是侏儒鼠，則其A基因來(lái)自卵細(xì)胞，P序列甲基化，A基因不能表達(dá)，小鼠因缺乏蛋白X而表現(xiàn)為個(gè)體較小。由以上分析可知，純合侏儒雌鼠基因型應(yīng)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(shè)雌鼠卵細(xì)胞中P序列甲基化的A基因表示為A－，F1雌雄個(gè)體間隨機(jī)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(xiàn)型及比例為正常鼠∶侏儒鼠=1∶1。