高三生物一輪復習學案：表觀遺傳及其作用機制

第第頁2.3遺傳信息控制生物的性狀表觀遺傳及其作用機制學習目標核心素養(yǎng)1.表觀遺傳兩種重要的調(diào)控機制。（重點）2.闡述表觀遺傳現(xiàn)象。（難點）1.分析表觀遺傳現(xiàn)象，認同許多現(xiàn)象無法用經(jīng)典遺傳學解釋（科學思維、生命觀念）。2.通過經(jīng)典表觀遺傳現(xiàn)象分析，說出表觀遺傳學的概念，學會總結(jié)。（科學思維、生命觀念）3.通過分析吸煙會使人體細胞和精子細胞中DNA甲基化水平升高，認識到吸煙有害健康。養(yǎng)成健康良好的生活習慣。（社會責任）【情景導入】同卵雙生的雙胞胎有相同的DNA序列，在同一個家庭中長大，但是他們的表型卻存在個體差異。譬如：性格的不同和疾病易感性的差異。思考：為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象呢？【問題探究一】柳穿魚花形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳通常柳穿魚的花是兩側(cè)對稱的，但部分柳穿魚的花是輻射對稱的。Lcyc基因控制柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)Lcyc基因控制柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)A型植株B型植株 （兩側(cè)對稱）（輻射對稱）【思考】兩種柳穿魚花在相同環(huán)境下種植，為什么花的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同呢？【學習反饋】（遺傳信息）DNARNA蛋白質(zhì)（性狀）【資料1】PilarCubas等人的研究結(jié)果：檢測的mRNA種類A型植株B型植株LcycmRNA分子檢測+-說明：“+”表示可以檢測到相應(yīng)的分子；“-”表示不能檢測到相應(yīng)的分子問題：PilarCubas等人的研究結(jié)果說明了什么？CH35'-TAAT...GATA...CTAA...ATG...ACGT...GATC...CCGG...CTGC...TAG...CTTG-3'CH35'-TAAT...GATA...CTAA...ATG...ACGT...GATC...CCGG...CTGC...TAG...CTTG-3'3'-ATTA...CTAT...GATT...TAC...TGCA...CTAG...GGCC...GACG...ATC...GAAC-3'CH3A型CH3CH3CH3CH3CH3CHCH3CH3CH3CH3CH3CH3CH35'-TAAT...GATA...CTAA...ATG...ACGT...GATC...CCGG...CTGC...TAG...CTTG-3'3'-ATTA...CTAT...GATT...TAC...TGCA...CTAG...GGCC...GACG...ATC...GAAC-3'CH3B型問題：對比A型植株與B型植株的DNA序列，你能發(fā)現(xiàn)什么？問題：對比A型植株和B型植株的DNA序列，你能發(fā)現(xiàn)什么？【資料3】PilarCubas等人使得A型植株與B型植株雜交，在相同環(huán)境下培育，子一代全為A型植株，接著讓子一代的A型植株自交，發(fā)現(xiàn)子二代中既有A型植株，又有B型植株。除此以外，還有幾株性狀不穩(wěn)定的植株，它們的形狀處于A型植株與B型植株之間的過渡態(tài)?！居懻摗繂栴}1：F2中出現(xiàn)B型植株說明什么？問題2：F2中為什么會出現(xiàn)A型植株與B型植株之間的過渡態(tài)植株呢？【問題探究二】小鼠的毛色遺傳小鼠的毛色黃色對黑色為顯性，該性狀由Avy基因控制，在相同環(huán)境下，現(xiàn)使純合的黃色小鼠（AvyAvy）與黑色小鼠（aa）雜交，子一代小鼠的基因型為_______，理論上表現(xiàn)為__________【實驗】P×黃色黑色AvyAvy aaF1Avya研究者們對子一代小鼠的Avy基因進行測序，發(fā)現(xiàn)子一代小鼠的基因序列一致，接著對子一代小鼠Avy甲基化水平進行檢測，發(fā)現(xiàn)子一代小鼠基因的甲基化水平存在差異【解釋】Avy基因甲基化程度越_____基因轉(zhuǎn)錄水平越低小鼠毛色越偏黑色【思考】請結(jié)合以上事實，說明柳穿魚花結(jié)構(gòu)的遺傳與小鼠毛色遺傳的共同點【表觀遺傳的概念】生物的____________相同，而表型發(fā)生___________的現(xiàn)象【練習】下列屬于表觀遺傳修飾形式的是（）在DNA序列中插入一個堿基對在DNA序列中敲除一個堿基對在DNA某些區(qū)域的胞嘧啶上的第5位碳原子進行甲基化修飾姐妹染色單體發(fā)生交叉互換下列有關(guān)表觀遺傳作用機制的敘述中，正確的是（）表觀遺傳中DNA的序列不發(fā)生改變，但是基因的表達發(fā)生了改變表觀遺傳中DNA的序列發(fā)生改變，基因的表達也發(fā)生了改變DNA序列信息和表觀遺傳信息不可能同時發(fā)揮作用表觀遺傳是一種錯誤的遺傳方式【交流提升】蜜蜂的異型分化在蜂巢中，未受精的卵細胞發(fā)育成雄蜂，受精卵細胞發(fā)育成雌蜂，而雌蜂又可以異型分化為蜂王和工蜂。所有的蜜蜂幼蟲在前三天都會喂食蜂王漿，而只有極少數(shù)的幼蟲可以一直取食蜂王漿，發(fā)育成蜂王，其余幼蟲取食花粉與花蜜，發(fā)育成工蜂?！締栴}】蜜蜂的飲食是如何影響其表型的？研究發(fā)現(xiàn)蜂王與工蜂中基因甲基化水平存在明顯差異【探究】如何證明確實由DNA甲基化水平差異引起的？【知識鏈接】除DNA甲基化外，組成染色體的組蛋白甲基化、乙?；刃揎椧矔绊懟虻谋磉_。組蛋白乙?；旧|(zhì)結(jié)構(gòu)由緊縮變得______，_____基因表達組蛋白去乙?；旧|(zhì)結(jié)構(gòu)由松散變得________，_____基因表達【練習】屬于表觀遺傳學研究的內(nèi)容有（）①DNA甲基化②選擇性剪切DNA③翻譯后加工蛋白質(zhì)④組蛋白的化學修飾A、①②B、③④C、①③D、①④不良的生活習慣如吸煙、酗酒、過度肥胖也會影響體細胞DNA的甲基化香煙煙霧會導致細胞發(fā)生異常的甲基化，進而使抑癌基因表達量下降，這會引起促進細胞生長的K-ras基因表達量升高，從而可能啟動肺癌的發(fā)生。請據(jù)以上事實：【討論】請嘗試用表觀遺傳學解釋吸煙的危害。并利用所學，對你身邊的“煙民”開展戒煙宣傳也有科學家發(fā)現(xiàn)，與沒有戒煙的人相比，戒煙10年以上的人異常甲基化水平明顯降低。從這個研究中，你有什么結(jié)論？（3）你能否根據(jù)表觀遺傳學，設(shè)計一則戒煙宣傳的“宣傳語”【總結(jié)延展】【延伸資料1】癌癥治療藥物的開發(fā)也是從DNA的復制、轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上切入的，如抑制DNA復制的藥物吉西他濱，抑制DNA甲基化的藥物阿扎胞苷，抑制組蛋白乙?；乃幬锓⒅Z他，那么有沒有抑制翻譯的藥物呢？【延伸資料2】近年來發(fā)現(xiàn)，有種小的雙鏈RNA可以在DNA翻譯水平上進行調(diào)控，這種小雙鏈RNA可以與mRNA鏈堿基互補配對，從而降解mRNA，這種技術(shù)稱為RNA干擾技術(shù)。有一些臨床藥物通過RNA干擾從而達到對基因調(diào)控的目的【小結(jié)】表觀遺傳的概念：生物體基因的堿基序列________