2022-2023学年浙科版（2019）必修二 3.5 生物体存在表观遗传现象- 课件（23张）

第三章遗传的分子基础第五节生物体存在表观遗传现象经典遗传学告诉我们，生物的性状的表现和遗传是由DNA（基因）控制的。那我们设想下，如果父母有某种生活经历或不良嗜好，是否会对子女产生影响？例如如果父母中有的是吸毒人员，那子女长大后也可能会步入后尘。父母因故情绪受到重创，子女有可能被多愁善感缠绕一生，缺乏愉悦的能力和体验。基因通过控制蛋白质的合成决定了其性状表现，一般来说，在基因型相同的情况下，表型也应该相同，生活习惯的改变不会影响下一代的性状。但是在现实中，却存在另外一些现象。一、基因序列不变，表型可能改变课本小资料

20世纪90年代，瑞典科学家拜格林（LarsOlovBygren）对瑞典北部的诺伯顿地区的居民寿命进行了调查和研究。诺伯顿位于北极圈以内，地广人稀，交通不便，那里粮食收成极不稳定，对人的生活影响很大。当年景不佳而歉收时，人们就会忍饥挨饿；当风调雨顺而丰收时，人们又会大吃大喝。拜格林的调查研究结果表明：1.如果祖父辈在青春期有大吃大喝的经历，那么，他们的子孙的寿命就比较短，患糖尿病的概率也会相应增加。2.在青春期前挨饿的祖父，其孙子患心血管疾病的概率就会相应降低；在青春前期大吃大喝的祖母，其孙女死于心血管疾病的概率会明显增加。3.如果父亲在11岁前就开始抽烟，那么他的儿子在9岁时体重超标的概率会增加。以上资料表明，祖辈或父辈的生活印记以某种方式遗传给了子孙。科学家在动物中也发现类似的情况。以上的研究表明，即使亲代传递给子代的DNA序列没有改变，亲代在生活中由于生活环境或生活习惯的改变，而引起的身体状况变化，也会通过某种途径传给下一代。（1）表观遗传概念：父母的生活经历可以通过DNA序列以外的方式遗传给后代。（2）与遗传学的区别与联系两者相互作用，共同控制生物的性状表观遗传学：是非基因序列改变引起基因表达水平的变化，子代性状相同于亲代。即环境变化引起性状改变，影响基因表达，遗传给下一代，但不改变DNA序列。遗传学：细胞核的基因序列发生改变，引起基因表达水平的变化，如基因突变等。子代性状相同于亲代。那如何解释表观遗传学的现象呢？我们人体由200多种类型的细胞组成的，这200多种类型的细胞都是由受精卵增殖分化过来的，他们的遗传物质（DNA）完全相同。只不过细胞分化时（基因的选择性表达）形成不同种类细胞。，也就是转录和翻译的基因不同。那基因的转录和翻译受哪些因素的影响呢？二、改变了的表型有些可以遗传组蛋白修饰DNA甲基化DNA甲基化(1)可以遗传的机制DNA甲基化负正隐藏①在真核生物的细胞中，DNA分子与一些蛋白质结合在一起，带__电的DNA分子缠绕在带__电的蛋白质分子上，使原来细长的DNA分子盘绕成紧密的结构。这样，基因及其“开关”就被_____起来了。乙酰基屏蔽转录在细胞里，基因转录的一个重要步骤是组蛋白的乙酰化，就是用______把氨基上的正电荷____起来，好像给组蛋白中的一些带正电的基团(—NH2)戴上一顶帽子。组蛋白的正电荷一旦减少，与带负电的DNA分子片段(某基因)缠绕的力量就会减弱，随之松开，里面的信息就可以被读取，即进行____。胞嘧啶DNA的甲基化②真核细胞基因具有的启动子——相当于转录的开关——也可以被修饰。如果给启动子中的______加上甲基基团(—CH3)，会使染色质高度螺旋化，凝缩成团，这个基因就无法被识别，失去转录活性，因而不能完成转录。这个过程称为______________，相当于给DNA戴上隐身帽子，使基因内存储的信息无法被读取。乙酰化甲基化表观遗传修饰可见，DNA内存储的信息能否被读取，还与DNA甲基化的状况和组蛋白乙酰化的程度有关。人们的生活经验，无论是精神上还是身体上的，都能改变组蛋白______和DNA______的程度，从而对人们的精神生活和身体状况产生影响。这些不通过DNA序列改变而影响身体的性状有时能遗传给后代，这样的变化称为____________，即发生在DNA序列外的变化。RNA干扰RNA干扰是正常生物体内抑制特定基因表达的一种现象。当细胞中导入或内源产生与某个特定mRNA同源的双链RNA时，该mRNA发生降解或者翻译阻滞，导致基因表达沉默。这种现象发生在转录后水平，又称为转录后基因沉默，是表观遗传的重要机制之一。表达修饰(2)表观遗传的特点表观遗传修饰对身体的影响很大。即使遗传信息完全一样的两个个体，由于________上的差异，也会表现出完全不同的性状。缓慢迅速(3)表观遗传的意义表观遗传机制可以使生物打破DNA变化____的限制，使后代能____获得亲代应对环境因素做出的反应而发生的变化，这对生物种群的生存和繁衍也许是有利的。但是，通过表观遗传传递下去的性状并不总是有利的，如亲代经历的不良环境和生活习惯对后代的健康会产生不利的影响。

柳穿鱼植株A柳穿鱼植株B性状表现开两侧对称花开辐射对称花Lcyc基因测序结果植株A和植株B碱基组成及序列一样，没有差异合作探究：下表为柳穿鱼花的形态结构的遗传，据图回答相关问题：

柳穿鱼植株A柳穿鱼植株BLcyc基因表达情况检测表达不表达Lcyc基因甲基化检测与植株A相比，植株B的Lcyc基因高度甲基化杂交实验植株A与植株B杂交，F1开两侧对称花，F2绝大部分植株开两侧对称花，少部分植株开辐射对称花请对上述实验结果作出分析。提示：DNA的甲基化将会抑制该基因的表达，从而影响生物的性状；DNA的甲基化是可以遗传给下一代的。1．许多基因的启动子(转录起始位点)内富含CG重复序列，若其中的部分胞嘧啶(C)被甲基化成为5－甲基胞嘧啶，就会抑制基因的转录。下列与之相关的叙述中，正确的是(

)A．在一条单链上相邻的C和G之间通过氢键连接B．胞嘧啶甲基化导致表达的蛋白质结构改变C．胞嘧啶甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子结合D．基因的表达水平与基因的甲基化程度无关C2．真核生物细胞内存在着种类繁多、长度为21～23个核苷酸的小分子RNA(简称miRNA)，它们能与相关基因转录形成的mRNA互补，形成局部双链。这些miRNA抑制基因表达的机制是(

)A．阻断rRNA装配成核糖体B．妨碍双链DNA分子的解旋C．干扰核糖体与mRNA结合D．影响RNA分子的远距离转运C思考与练习1.研究发现，某些特定的行为和生活经历能够被遗传，如小鼠在闻到以前给予它们父辈电击而产生恐惧感的气味时，表表现出恐惧。下列与这个实例有关的是：（）A.小鼠被喂以高脂肪食物而出现肥胖症B.双胞胎的遗传信息基本相同，患病的可能性也相似C.亲代早期的生活经历会在遗传物质上打下烙印，并可遗传下去D.果蝇的亲代用某种药物处理，使DNA（基因）发生改变，后代果蝇也表现出与亲代一样的变化C2.蜂群中的蜂王和工蜂均由基因型相同的雌峰幼虫发育而来，但是两者在体型、寿命、功能等方面存在巨大差异。据研究，蜂王的分化发育是一种表观遗传现象。两者出现差异的原因是（）A.雌蜂幼虫的生活环境发生变化B.蜂王的生活习惯发生了变化C.蜂王的活动使得性状改变，并影响到后代相应的性状D.DNA甲基化影响其中的遗传信息的表达D简答题请根据表观遗传学的原理解释，