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

第三章遺傳的分子基礎(chǔ)第五節(jié)生物體存在表觀遺傳現(xiàn)象經(jīng)典遺傳學(xué)告訴我們，生物的性狀的表現(xiàn)和遺傳是由DNA（基因）控制的。那我們?cè)O(shè)想下，如果父母有某種生活經(jīng)歷或不良嗜好，是否會(huì)對(duì)子女產(chǎn)生影響？例如如果父母中有的是吸毒人員，那子女長(zhǎng)大后也可能會(huì)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(yàn)?；蛲ㄟ^(guò)控制蛋白質(zhì)的合成決定了其性狀表現(xiàn)，一般來(lái)說(shuō)，在基因型相同的情況下，表型也應(yīng)該相同，生活習(xí)慣的改變不會(huì)影響下一代的性狀。但是在現(xiàn)實(shí)中，卻存在另外一些現(xiàn)象。一、基因序列不變，表型可能改變課本小資料

20世紀(jì)90年代，瑞典科學(xué)家拜格林（LarsOlovBygren）對(duì)瑞典北部的諾伯頓地區(qū)的居民壽命進(jìn)行了調(diào)查和研究。諾伯頓位于北極圈以內(nèi)，地廣人稀，交通不便，那里糧食收成極不穩(wěn)定，對(duì)人的生活影響很大。當(dāng)年景不佳而歉收時(shí)，人們就會(huì)忍饑挨餓；當(dāng)風(fēng)調(diào)雨順而豐收時(shí)，人們又會(huì)大吃大喝。拜格林的調(diào)查研究結(jié)果表明：1.如果祖父輩在青春期有大吃大喝的經(jīng)歷，那么，他們的子孫的壽命就比較短，患糖尿病的概率也會(huì)相應(yīng)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(huì)相應(yīng)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(huì)明顯增加。3.如果父親在11歲前就開(kāi)始抽煙，那么他的兒子在9歲時(shí)體重超標(biāo)的概率會(huì)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(xué)家在動(dòng)物中也發(fā)現(xiàn)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(méi)有改變，親代在生活中由于生活環(huán)境或生活習(xí)慣的改變，而引起的身體狀況變化，也會(huì)通過(guò)某種途徑傳給下一代。（1）表觀遺傳概念：父母的生活經(jīng)歷可以通過(guò)DNA序列以外的方式遺傳給后代。（2）與遺傳學(xué)的區(qū)別與聯(lián)系兩者相互作用，共同控制生物的性狀表觀遺傳學(xué)：是非基因序列改變引起基因表達(dá)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(dá)，遺傳給下一代，但不改變DNA序列。遺傳學(xué)：細(xì)胞核的基因序列發(fā)生改變，引起基因表達(dá)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(xué)的現(xiàn)象呢？我們?nèi)梭w由200多種類型的細(xì)胞組成的，這200多種類型的細(xì)胞都是由受精卵增殖分化過(guò)來(lái)的，他們的遺傳物質(zhì)（DNA）完全相同。只不過(guò)細(xì)胞分化時(shí)（基因的選擇性表達(dá)）形成不同種類細(xì)胞。，也就是轉(zhuǎn)錄和翻譯的基因不同。那基因的轉(zhuǎn)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(jī)制DNA甲基化負(fù)正隱藏①在真核生物的細(xì)胞中，DNA分子與一些蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，帶__電的DNA分子纏繞在帶__電的蛋白質(zhì)分子上，使原來(lái)細(xì)長(zhǎng)的DNA分子盤(pán)繞成緊密的結(jié)構(gòu)。這樣，基因及其“開(kāi)關(guān)”就被_____起來(lái)了。乙酰基屏蔽轉(zhuǎn)錄在細(xì)胞里，基因轉(zhuǎn)錄的一個(gè)重要步驟是組蛋白的乙?；?，就是用______把氨基上的正電荷____起來(lái)，好像給組蛋白中的一些帶正電的基團(tuán)(—NH2)戴上一頂帽子。組蛋白的正電荷一旦減少，與帶負(fù)電的DNA分子片段(某基因)纏繞的力量就會(huì)減弱，隨之松開(kāi)，里面的信息就可以被讀取，即進(jìn)行____。胞嘧啶DNA的甲基化②真核細(xì)胞基因具有的啟動(dòng)子——相當(dāng)于轉(zhuǎn)錄的開(kāi)關(guān)——也可以被修飾。如果給啟動(dòng)子中的______加上甲基基團(tuán)(—CH3)，會(huì)使染色質(zhì)高度螺旋化，凝縮成團(tuán)，這個(gè)基因就無(wú)法被識(shí)別，失去轉(zhuǎn)錄活性，因而不能完成轉(zhuǎn)錄。這個(gè)過(guò)程稱為_(kāi)_____________，相當(dāng)于給DNA戴上隱身帽子，使基因內(nèi)存儲(chǔ)的信息無(wú)法被讀取。乙酰化甲基化表觀遺傳修飾可見(jiàn)，DNA內(nèi)存儲(chǔ)的信息能否被讀取，還與DNA甲基化的狀況和組蛋白乙?；某潭扔嘘P(guān)。人們的生活經(jīng)驗(yàn)，無(wú)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(duì)人們的精神生活和身體狀況產(chǎn)生影響。這些不通過(guò)DNA序列改變而影響身體的性狀有時(shí)能遺傳給后代，這樣的變化稱為_(kāi)___________，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(nèi)抑制特定基因表達(dá)的一種現(xiàn)象。當(dāng)細(xì)胞中導(dǎo)入或內(nèi)源產(chǎn)生與某個(gè)特定mRNA同源的雙鏈RNA時(shí)，該mRNA發(fā)生降解或者翻譯阻滯，導(dǎo)致基因表達(dá)沉默。這種現(xiàn)象發(fā)生在轉(zhuǎn)錄后水平，又稱為轉(zhuǎn)錄后基因沉默，是表觀遺傳的重要機(jī)制之一。表達(dá)修飾(2)表觀遺傳的特點(diǎn)表觀遺傳修飾對(duì)身體的影響很大。即使遺傳信息完全一樣的兩個(gè)個(gè)體，由于________上的差異，也會(huì)表現(xiàn)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(jī)制可以使生物打破DNA變化____的限制，使后代能____獲得親代應(yīng)對(duì)環(huán)境因素做出的反應(yīng)而發(fā)生的變化，這對(duì)生物種群的生存和繁衍也許是有利的。但是，通過(guò)表觀遺傳傳遞下去的性狀并不總是有利的，如親代經(jīng)歷的不良環(huán)境和生活習(xí)慣對(duì)后代的健康會(huì)產(chǎn)生不利的影響。

柳穿魚(yú)植株A柳穿魚(yú)植株B性狀表現(xiàn)開(kāi)兩側(cè)對(duì)稱花開(kāi)輻射對(duì)稱花Lcyc基因測(cè)序結(jié)果植株A和植株B堿基組成及序列一樣，沒(méi)有差異合作探究：下表為柳穿魚(yú)花的形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳，據(jù)圖回答相關(guān)問(wèn)題：

柳穿魚(yú)植株A柳穿魚(yú)植株BLcyc基因表達(dá)情況檢測(cè)表達(dá)不表達(dá)Lcyc基因甲基化檢測(cè)與植株A相比，植株B的Lcyc基因高度甲基化雜交實(shí)驗(yàn)植株A與植株B雜交，F(xiàn)1開(kāi)兩側(cè)對(duì)稱花，F(xiàn)2絕大部分植株開(kāi)兩側(cè)對(duì)稱花，少部分植株開(kāi)輻射對(duì)稱花請(qǐng)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出分析。提示：DNA的甲基化將會(huì)抑制該基因的表達(dá)，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(dòng)子(轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn))內(nèi)富含CG重復(fù)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(huì)抑制基因的轉(zhuǎn)錄。下列與之相關(guān)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(guò)氫鍵連接B．胞嘧啶甲基化導(dǎo)致表達(dá)的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)改變C．胞嘧啶甲基化會(huì)阻礙RNA聚合酶與啟動(dòng)子結(jié)合D．基因的表達(dá)水平與基因的甲基化程度無(wú)關(guān)C2．真核生物細(xì)胞內(nèi)存在著種類繁多、長(zhǎng)度為21～23個(gè)核苷酸的小分子RNA(簡(jiǎn)稱miRNA)，它們能與相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄形成的mRNA互補(bǔ)，形成局部雙鏈。這些miRNA抑制基因表達(dá)的機(jī)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(jié)合D．影響RNA分子的遠(yuǎn)距離轉(zhuǎn)運(yùn)C思考與練習(xí)1.研究發(fā)現(xiàn)，某些特定的行為和生活經(jīng)歷能夠被遺傳，如小鼠在聞到以前給予它們父輩電擊而產(chǎn)生恐懼感的氣味時(shí)，表表現(xiàn)出恐懼。下列與這個(gè)實(shí)例有關(guān)的是：（）A.小鼠被喂以高脂肪食物而出現(xiàn)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(jīng)歷會(huì)在遺傳物質(zhì)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(xiàn)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(chóng)發(fā)育而來(lái)，但是兩者在體型、壽命、功能等方面存在巨大差異。據(jù)研究，蜂王的分化發(fā)育是一種表觀遺傳現(xiàn)象。兩者出現(xiàn)差異的原因是（）A.雌蜂幼蟲(chóng)的生活環(huán)境發(fā)生變化B.蜂王的生活習(xí)慣發(fā)生了變化C.蜂王的活動(dòng)使得性狀改變，并影響到后代相應(yīng)的性狀D.DNA甲基化影響其中的遺傳信息的表達(dá)D簡(jiǎn)答題請(qǐng)根據(jù)表觀遺傳學(xué)的原理解釋，