2022-2023學年浙科版（2019）必修二 3.5 生物體存在表觀遺傳現象- 課件（23張）

第三章遺傳的分子基礎第五節(jié)生物體存在表觀遺傳現象經典遺傳學告訴我們，生物的性狀的表現和遺傳是由DNA（基因）控制的。那我們設想下，如果父母有某種生活經歷或不良嗜好，是否會對子女產生影響？例如如果父母中有的是吸毒人員，那子女長大后也可能會步入后塵。父母因故情緒受到重創(chuàng)，子女有可能被多愁善感纏繞一生，缺乏愉悅的能力和體驗。基因通過控制蛋白質的合成決定了其性狀表現，一般來說，在基因型相同的情況下，表型也應該相同，生活習慣的改變不會影響下一代的性狀。但是在現實中，卻存在另外一些現象。一、基因序列不變，表型可能改變課本小資料

20世紀90年代，瑞典科學家拜格林（LarsOlovBygren）對瑞典北部的諾伯頓地區(qū)的居民壽命進行了調查和研究。諾伯頓位于北極圈以內，地廣人稀，交通不便，那里糧食收成極不穩(wěn)定，對人的生活影響很大。當年景不佳而歉收時，人們就會忍饑挨餓；當風調雨順而豐收時，人們又會大吃大喝。拜格林的調查研究結果表明：1.如果祖父輩在青春期有大吃大喝的經歷，那么，他們的子孫的壽命就比較短，患糖尿病的概率也會相應增加。2.在青春期前挨餓的祖父，其孫子患心血管疾病的概率就會相應降低；在青春前期大吃大喝的祖母，其孫女死于心血管疾病的概率會明顯增加。3.如果父親在11歲前就開始抽煙，那么他的兒子在9歲時體重超標的概率會增加。以上資料表明，祖輩或父輩的生活印記以某種方式遺傳給了子孫?？茖W家在動物中也發(fā)現類似的情況。以上的研究表明，即使親代傳遞給子代的DNA序列沒有改變，親代在生活中由于生活環(huán)境或生活習慣的改變，而引起的身體狀況變化，也會通過某種途徑傳給下一代。（1）表觀遺傳概念：父母的生活經歷可以通過DNA序列以外的方式遺傳給后代。（2）與遺傳學的區(qū)別與聯系兩者相互作用，共同控制生物的性狀表觀遺傳學：是非基因序列改變引起基因表達水平的變化，子代性狀相同于親代。即環(huán)境變化引起性狀改變，影響基因表達，遺傳給下一代，但不改變DNA序列。遺傳學：細胞核的基因序列發(fā)生改變，引起基因表達水平的變化，如基因突變等。子代性狀相同于親代。那如何解釋表觀遺傳學的現象呢？我們人體由200多種類型的細胞組成的，這200多種類型的細胞都是由受精卵增殖分化過來的，他們的遺傳物質（DNA）完全相同。只不過細胞分化時（基因的選擇性表達）形成不同種類細胞。，也就是轉錄和翻譯的基因不同。那基因的轉錄和翻譯受哪些因素的影響呢？二、改變了的表型有些可以遺傳組蛋白修飾DNA甲基化DNA甲基化(1)可以遺傳的機制DNA甲基化負正隱藏①在真核生物的細胞中，DNA分子與一些蛋白質結合在一起，帶__電的DNA分子纏繞在帶__電的蛋白質分子上，使原來細長的DNA分子盤繞成緊密的結構。這樣，基因及其“開關”就被_____起來了。乙酰基屏蔽轉錄在細胞里，基因轉錄的一個重要步驟是組蛋白的乙酰化，就是用______把氨基上的正電荷____起來，好像給組蛋白中的一些帶正電的基團(—NH2)戴上一頂帽子。組蛋白的正電荷一旦減少，與帶負電的DNA分子片段(某基因)纏繞的力量就會減弱，隨之松開，里面的信息就可以被讀取，即進行____。胞嘧啶DNA的甲基化②真核細胞基因具有的啟動子——相當于轉錄的開關——也可以被修飾。如果給啟動子中的______加上甲基基團(—CH3)，會使染色質高度螺旋化，凝縮成團，這個基因就無法被識別，失去轉錄活性，因而不能完成轉錄。這個過程稱為______________，相當于給DNA戴上隱身帽子，使基因內存儲的信息無法被讀取。乙?；谆碛^遺傳修飾可見，DNA內存儲的信息能否被讀取，還與DNA甲基化的狀況和組蛋白乙酰化的程度有關。人們的生活經驗，無論是精神上還是身體上的，都能改變組蛋白______和DNA______的程度，從而對人們的精神生活和身體狀況產生影響。這些不通過DNA序列改變而影響身體的性狀有時能遺傳給后代，這樣的變化稱為____________，即發(fā)生在DNA序列外的變化。RNA干擾RNA干擾是正常生物體內抑制特定基因表達的一種現象。當細胞中導入或內源產生與某個特定mRNA同源的雙鏈RNA時，該mRNA發(fā)生降解或者翻譯阻滯，導致基因表達沉默。這種現象發(fā)生在轉錄后水平，又稱為轉錄后基因沉默，是表觀遺傳的重要機制之一。表達修飾(2)表觀遺傳的特點表觀遺傳修飾對身體的影響很大。即使遺傳信息完全一樣的兩個個體，由于________上的差異，也會表現出完全不同的性狀。緩慢迅速(3)表觀遺傳的意義表觀遺傳機制可以使生物打破DNA變化____的限制，使后代能____獲得親代應對環(huán)境因素做出的反應而發(fā)生的變化，這對生物種群的生存和繁衍也許是有利的。但是，通過表觀遺傳傳遞下去的性狀并不總是有利的，如親代經歷的不良環(huán)境和生活習慣對后代的健康會產生不利的影響。

柳穿魚植株A柳穿魚植株B性狀表現開兩側對稱花開輻射對稱花Lcyc基因測序結果植株A和植株B堿基組成及序列一樣，沒有差異合作探究：下表為柳穿魚花的形態(tài)結構的遺傳，據圖回答相關問題：

柳穿魚植株A柳穿魚植株BLcyc基因表達情況檢測表達不表達Lcyc基因甲基化檢測與植株A相比，植株B的Lcyc基因高度甲基化雜交實驗植株A與植株B雜交，F1開兩側對稱花，F2絕大部分植株開兩側對稱花，少部分植株開輻射對稱花請對上述實驗結果作出分析。提示：DNA的甲基化將會抑制該基因的表達，從而影響生物的性狀；DNA的甲基化是可以遺傳給下一代的。1．許多基因的啟動子(轉錄起始位點)內富含CG重復序列，若其中的部分胞嘧啶(C)被甲基化成為5－甲基胞嘧啶，就會抑制基因的轉錄。下列與之相關的敘述中，正確的是(

)A．在一條單鏈上相鄰的C和G之間通過氫鍵連接B．胞嘧啶甲基化導致表達的蛋白質結構改變C．胞嘧啶甲基化會阻礙RNA聚合酶與啟動子結合D．基因的表達水平與基因的甲基化程度無關C2．真核生物細胞內存在著種類繁多、長度為21～23個核苷酸的小分子RNA(簡稱miRNA)，它們能與相關基因轉錄形成的mRNA互補，形成局部雙鏈。這些miRNA抑制基因表達的機制是(

)A．阻斷rRNA裝配成核糖體B．妨礙雙鏈DNA分子的解旋C．干擾核糖體與mRNA結合D．影響RNA分子的遠距離轉運C思考與練習1.研究發(fā)現，某些特定的行為和生活經歷能夠被遺傳，如小鼠在聞到以前給予它們父輩電擊而產生恐懼感的氣味時，表表現出恐懼。下列與這個實例有關的是：（）A.小鼠被喂以高脂肪食物而出現肥胖癥B.雙胞胎的遺傳信息基本相同，患病的可能性也相似C.親代早期的生活經歷會在遺傳物質上打下烙印，并可遺傳下去D.果蠅的親代用某種藥物處理，使DNA（基因）發(fā)生改變，后代果蠅也表現出與親代一樣的變化C2.蜂群中的蜂王和工蜂均由基因型相同的雌峰幼蟲發(fā)育而來，但是兩者在體型、壽命、功能等方面存在巨大差異。據研究，蜂王的分化發(fā)育是一種表觀遺傳現象。兩者出現差異的原因是（）A.雌蜂幼蟲的生活環(huán)境發(fā)生變化B.蜂王的生活習慣發(fā)生了變化C.蜂王的活動使得性狀改變，并影響到后代相應的性狀D.DNA甲基化影響其中的遺傳信息的表達D簡答題請根據表觀遺傳學的原理解釋，