生物必修二+4.2.2+表观遗传+课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

4.2.2表观遗传第4章基因的表达1.表观遗传2.基因与性状的对应关系吸烟酗酒暴食熬夜不良生活习惯我只对自己造成影响，不改变遗传物质，所以对下一代没有影响！课本73表观遗传DNA（基因）RNA蛋白质转录翻译生物的性状【问题1】能否得出基因的碱基序列不发生变化，则性状一定不变的结论？有没有实例证据？同卵双胞胎虽然具有相同的DNA序列，却存在表型的差异。同卵双胞胎一个受精卵一分为二形成的两个独立胚胎。他们基因组成相同，但是性状依然有差异，这就跟表观遗传有关，也与环境影响有关系。课本73表观遗传——小鼠的毛色遗传【问题2】为什么会出现基因不变，但是表型发生变化的情况？AvyaaaAvyAvy【资料2】根据经典遗传学，基因型为AvyAvy（黄色）和aa（黑色）的小鼠杂交，其后代基因型如何？表现型如何？介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型根据经典遗传学，子代小鼠的基因型应该都为Avya，为何会出现不同毛色？推论2：小鼠毛色性状改变是由于基因改变所致。【实验结果1】课本73表观遗传——小鼠的毛色遗传【问题3】如何证明小鼠毛色的改变是由于基因改变所致？可以进行基因测序【实验结果2】

子一代小鼠基因测序结果：子一代小鼠毛色基因的碱基排列顺序相同！推论3：由于Avy基因的表达情况不同导致性状发生改变。DNA（基因）RNA蛋白质转录翻译生物的性状不变改变基因的表达课本73表观遗传——小鼠的毛色遗传【问题4】根据上节课所学知识，如何证明小鼠毛色改变是由于Avy基因的表达情况不同所致？相应RNA++++++++++-相应蛋白质++++++++++-【实验结果3】Avy基因表达产物的检测结果：结果：不同毛色小鼠其Avy基因表达出的RNA和蛋白质的量不同结论：Avy基因的表达情况不同导致性状发生改变说明:“+”表示检测发现相应的分子，“-”表示检测未发现相应的分子。课本73表观遗传——小鼠的毛色遗传【问题5】为什么相同基因型的个体，其基因的表达情况不同？【资料2】在对子代小鼠的Avy基因进行测序时发现:体色相差较大的子代小鼠，其DNA的甲基化程度相差较大，甲基化程度越高，Avy基因的表达越弱。DNA甲基化示意图抑制转录DNA甲基化主要表现为抑制转录活性(如阻止RNA聚合酶与基因的结合)，对DNA的复制过程无明显影响课本73表观遗传——小鼠的毛色遗传无甲基化，Avy基因正常表达部分甲基化，Avy基因表达受抑制，毛色加深甲基化程度高，Avy基因表达被抑制更明显，毛色更深Avy基因前端Avy基因甲基前端Avy基因甲基前端【资料2】小鼠的Avy基因的前端(或称“上游”)有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平，这段碱基序列具有多个可发生DNA甲基化修饰的位点，当这些位点甲基化后，Avy基因的表达就受到抑制。课本73表观遗传——小鼠的毛色遗传【问题6】基因可以从亲代传递给子代，基因的甲基化能否传递给子代呢？请以小鼠毛色遗传为例尝试设计实验证明你的猜想。（小组讨论：如果可遗传，实验结果如何？如果不可遗传又如何？）基因的甲基化可遗传，但是其遗传不稳定。随着母本毛色的不同，其测交后代的毛色也出现差异。黄色斑驳色伪黑色【实验结果4】♀Avya×♂aa，亲子代中aa个体（黑色）均省略×××结果：结论：课本73表观遗传资料1柳穿鱼是一种园林花卉，其花的形态结构有两种形态。植株A植株B1.资料1中，柳穿鱼性状改变的原因是什么？植株B的Lcyc基因被高度甲基化，使其不表达。表观遗传能遗传给后代2.资料1中，在F2中有些植株的花与植株B的相似，说明DNA甲基化能否遗传给后代？2.表观遗传的特点：①DNA碱基序列的不变②可遗传性③可逆性的基因表达课本74表观遗传1.概念：探讨：根据以上资料如何定义这种遗传现象？

生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传。大本68课本74表观遗传3.表观遗传影响基因表达常见的调控机制：DNA甲基化主要表现为抑制转录活性(如阻止RNA聚合酶与基因的结合)，对DNA的复制过程无明显影响课本74表观遗传3.表观遗传影响基因表达常见的调控机制：DNA甲基化(抑制转录)组蛋白修饰组蛋白修饰（如组蛋白的甲基化、组蛋白的乙酰化）染色体=组蛋白修饰（甲基化、乙酰化）DNA+蛋白质(组蛋白)课本74表观遗传3.表观遗传影响基因表达常见的调控机制：影响基因表达的机制：RNA干扰(如miRNA)RNA干扰(抑制翻译)DNA甲基化(抑制转录)组蛋白修饰非编码RNADNAmRNA蛋白质阻止翻译（抑制基因表达）非编码RNA可与mRNA互补配对，从而导致核糖体无法与mRNA结合课本74表观遗传发生时期：课本74表观遗传其他实例——蜂王和工蜂的差异蜂王浆可以降低Dnmt3基因的表达水平，从而降低DNA的甲基化程度，调控雌蜂幼虫的分化。蜂王浆在蜂王和工蜂发育中的作用是什么?DNA甲基化程度低DNA甲基化程度高甲基化时，可影响基因的表达；去甲基化时，可恢复基因的表达。——可逆性蜜蜂蜂王和工蜂的发育机理与Dnmt3基因有关，其表达产物(Dnmt3酶)能催化DNA的甲基化。甲基化程度低发育为蜂王，甲基化程度高则发育为工蜂。5.蜜蜂蜂王和工蜂的发育机理如图所示。该现象与Dnmt3基因有关，其表达产物(Dnmt3酶)能催化DNA的甲基化。若敲除幼虫细胞中的Dnmt3基因，幼虫都能发育成蜂王。下列有关叙述错误的是(

) A.工蜂发育过程中，细胞分化

导致基因的选择性表达 B.蜜蜂个体发育过程中，表型

差异与环境因素有关 C.DNA甲基化不会使DNA分子中的遗传信息发生改变 D.蜂王浆中可能含有某种抑制Dnmt3基因表达的物质大本69练习A课本74与社会的联系基因RNA蛋白质DNA转录翻译选择性表达体现性状调控表观遗传环境包括父母的精神生活、习惯和环境的改变而引起的身体状况变化，并通过某种途径遗传给了后代有哪些因素会影响表观遗传?课本74与社会的联系有研究表明：吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响。不仅如此，还有研究发现男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高。环境DNA甲基化诱发表观遗传调控机制对我们的生活有什么启示？养成良好的饮食习惯、健康的生活方式课本73-74表观遗传小结4.特点：2.发生时期：5.实例：1.概念：

生物体基因的碱基序列__________，但__________和_______发生______________的现象；保持不变基因表达表型可遗传变化普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。①柳穿鱼花形遗传②某种小鼠毛色遗传③同卵双胞胎生长发育过程中所具有的差异④蜂王和工蜂的差异①DNA碱基序列不改变②可遗传性③可逆性3.表观遗传形成的机制：DNA甲基化；组蛋白的甲基化、乙酰化；RNA干扰等。DNA甲基化主要表现为抑制转录活性对DNA的复制过程无明显影响●基因上游序列的胞嘧啶被甲基化后转变成5－甲基胞嘧啶，导致相应的基因失活而不能转录；未被甲基化的基因仍可以控制合成相应的蛋白质。DNA的甲基化可调控基因的表达，调控简图如下，下列分析正确的是(

)A.甲基化直接抑制基因的翻译，从而使基因无法控制合成相应的蛋白质B.甲基化的基因片段不能解开双链并与DNA聚合酶结合C.甲基化改变了DNA分子的化学元素组成和碱基中嘌呤的比例D.人体肌细胞中与血红蛋白合成有关的基因可能被甲基化D课本74基因和性状的关系如白化病、红绿色盲等单基因遗传病。如：人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作用。研究发现水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控，而且对水稻的生长、发育和产量都有重要的作用。①一个基因

控制③一个基因

多种性状控制②多个基因

一种性状控制基因与性状并不是简单的一一对应关系一种性状

表型=基因型+环境④生物的性状也不完全是由基因决定的，环境对性状也有着重要作用。大本69练习B1.(2024·山东泰安高三期末)下列有关基因和性状的叙述，正确的是(

)A.S型肺炎链球菌的有毒性状受基因表达产物的直接控制B.基因可通过其转录产物控制代谢过程，进而控制生物体的性状C.老年人白发的原因是相关基因不能控制酪氨酸酶的合成，导致黑色素不能正常合成D.环境相同的情况下，基因型相同的个体间不会发生可遗传的表型差异S型肺炎链球菌的有毒性状是受多糖类荚膜控制的，它不是蛋白质，故不是基因表达的直接产物，A错误；绝大多数酶的化学本质是蛋白质，极少数酶的化学本质是RNA，属于转录产物，B正确；环境相同的情况下，基因型相同的个体可能因为出现表观遗传，如DNA甲基化、构成染色体的组蛋白发生甲基化或乙酰化等修饰，进而使个体间发生可遗传的表型差异，D错误。课本75思维训练果蝇翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因控制下合成的，酶的活性受温度、pH等条件的影响。课本75思维训练刚孵化的残翅果蝇幼虫31℃培养翅长接近正常的果蝇残翅果蝇25℃下培养它们产生的后代果蝇翅的发育需要经过酶催化的反应，而酶是在基因控制下合成的，酶的活性受温度、pH等条件的影响。1.假说：2.这个实验说明基因与性状的关系是怎样的？一般来说，性状是基因型和环境共同作用的结果。3.残翅果蝇幼虫基因的碱基序列不变，但表型发生变化，是否符合表观遗传？残翅果蝇幼虫表型发生变化，是由于受到环境温度的影响，其表型发生了变化，该实验中温度诱导的翅长变化属于不可遗传的表型适应，因表型改变未通过生殖细胞传递给后代，未涉及可遗传的表观修饰，故不符合表观遗传的特征。课本76基因和性状的关系遗传学家曾做过这样的实验：果蝇幼虫正常的培养温度为25℃，将刚孵化的残翅果蝇幼虫放在31℃的环境中培养，得到了一些翅长接近正常的果蝇成虫，这些翅长接近正常的果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是残翅果蝇。下列分析中，正确的是（

）A.果蝇的正常翅长和残翅是由环境温度来决定的B.残翅受显性基因控制，其性状不一定得到表现C.残翅果蝇幼虫基因的碱基序列保持不变但表型发生了变化，符合表观遗传D.翅长接近正常的果蝇的出现，可能与发育过程中某些酶的活性改变有关D由环境温度和基因型共同决定由题干信息无法确定显隐性残翅果蝇幼虫基因的碱基序列保持不变，但表型发生变化，是由于受到环境温度的影响，其表型发生了变化，不符合表观遗传(表型改变并可遗传)课本75课后习题一、概念检测1.个体的性状和细胞的分化都取决于基因的表达及其调控。判断下列相关表述是否正确。(1)基因与性状之间是一一对应的关系。（）(2)细胞分化产生不同类型的细胞，是因为不同类型的细胞内基因的表达存在差异。（）×√2.我国科学家将含有人凝血因子基因的DNA片段注射到羊的受精卵中，由该受精卵发育而成的羊，分泌的乳汁中含有人的凝血因子，可治疗血友病。下列叙述错误的是（）

A.这项研究说明人和羊共用一套遗传密码

B.该羊的乳腺细胞中含有人的凝血因子基因

C.该羊分泌的乳汁中含有人的凝血因子基因

D.该羊