表觀遺傳課件高一下學(xué)期生物人教版必修2

必修2?第四章?基因的表達(dá)第2節(jié)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系（第2課時(shí)）同卵雙胞胎的“秘密”

唐奕帆

唐奕輝

【資料1】柳穿魚花形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳-----閱讀教材P73輻射對稱花輻射對稱花輻射對稱花兩側(cè)對稱花植株A植株B輻射對稱型兩側(cè)對稱型Lcyc基因【資料1】柳穿魚花形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳-----閱讀教材P73輻射對稱花輻射對稱花輻射對稱花兩側(cè)對稱花

柳穿魚是一種園林花卉。如圖所示的兩株柳穿魚，除了花的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同，其他方面基本相同。

柳川魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)與Lcyc基因的表達(dá)直接相關(guān)。如圖所示的兩株柳穿魚，它們體內(nèi)的Lcyc基因的序列相同，只是植株A的Lcyc基因在開花時(shí)表達(dá)，植株B的Lcyc基因不表達(dá)。研究表明，植株B的Lcyc基因不表達(dá)的原因是它被高度甲基化了?？茖W(xué)家將這兩個(gè)植株作為親本進(jìn)行雜交，F(xiàn)1的花與植株A的相似，F(xiàn)1自交的F2中，絕大部分植株的花與植株A的相似，少部分植株的花與植株B的相似。植株A植株B對Lcyc基因進(jìn)行測序，結(jié)果是？【資料1】柳穿魚花形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳-----閱讀教材P73

柳穿魚是一種園林花卉。如圖所示的兩株柳穿魚，除了花的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同，其他方面基本相同。

柳川魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)與Lcyc基因的表達(dá)直接相關(guān)。如圖所示的兩株柳穿魚，它們體內(nèi)的Lcyc基因的序列相同，只是植株A的Lcyc基因在開花時(shí)表達(dá)，植株B的Lcyc基因不表達(dá)。研究表明，植株B的Lcyc基因不表達(dá)的原因是它被高度甲基化了?？茖W(xué)家將這兩個(gè)植株作為親本進(jìn)行雜交，F(xiàn)1的花與植株A的相似，F(xiàn)1自交的F2中，絕大部分植株的花與植株A的相似，少部分植株的花與植株B的相似。植株A植株B檢測Lcyc基因的表達(dá)情況，結(jié)果是？【資料1】柳穿魚花形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳-----閱讀教材P73問題1：兩種植株花的形態(tài)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)差異的原因是什么？兩側(cè)對稱型植株A輻射對稱型植株BLcyc基因甲基化DNA甲基化是指在DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNMT）的催化作用下，將甲基（-CH3)轉(zhuǎn)移到DNA分子胞嘧啶堿基上，將其修飾成為5-甲基胞嘧啶的反應(yīng)過程，一般發(fā)生于CG二核苷酸序列處。DNA甲基轉(zhuǎn)移酶DNA甲基化示意圖正常植株ALcyc基因高度甲基化植株B×F1F2少部分植株A相似絕大部分PLcyc基因?問題2：F1的花為什么與植株A的相似？在F2中，為什么有些植株的花與植株B的相似？這說明甲基化的Lcyc基因能夠遺傳嗎？問題3：在F2中，兩側(cè)對稱花（34株）與輻射對稱花（5株）比值偏離3：1,可能原因？34株5株【資料1】柳穿魚花形態(tài)結(jié)構(gòu)的遺傳-----閱讀教材P73黑色體毛aa黃色體毛AvyAvyAvya

介于黃色和黑色之間的一系列過渡類型【資料2】小鼠毛色的遺傳-----閱讀教材P73問題4：子一代小鼠的基因型都是Avya，卻表現(xiàn)出不同的毛色的原因是什么？PF1【資料2】小鼠毛色的遺傳-----閱讀教材P73問題4：子一代小鼠的基因型都是Avya，卻表現(xiàn)出不同的毛色的原因是什么？問題5：Avy基因甲基化可遺傳嗎？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證？5’3’Avy基因特殊堿基序列Avy基因前端未被甲基化Avy基因前端部分甲基化Avy基因前端完全甲基化【資料2】小鼠毛色的遺傳-----閱讀教材P73小組活動(dòng):小組討論3min,如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證Avy基因甲基化是否遺傳，并說出預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果？測交F1Avya×aa黑色體毛黃色斑駁色偽黑色F1♀Avy注：子代只展示了基因型為Avya的小鼠低高甲基化F1♀AvyF1♀Avy問題6：資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點(diǎn)？這對你認(rèn)識(shí)基因和性狀的關(guān)系有什么啟示？1、表觀遺傳的概念生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象，叫做表觀遺傳。2、表觀遺傳的常見調(diào)控機(jī)制（1）DNA的甲基化DNA甲基化物理模型的構(gòu)建:利用拉鏈模擬DNA雙鏈、用拉鏈頭模擬轉(zhuǎn)綠時(shí)的RNA聚合酶、長尾夾模擬甲基化位點(diǎn)，長尾夾數(shù)量模擬甲基化水平，建構(gòu)柳穿魚Lcyc基因和小鼠Avy基因甲基化模型。編碼區(qū)非編碼區(qū)非編碼區(qū)終止子真核細(xì)胞基因

柳穿魚Lcyc基因和小鼠Avy基因的DNA甲基化模型啟動(dòng)子與RNA聚合酶結(jié)合位點(diǎn)2、表觀遺傳的常見調(diào)控機(jī)制甲基（2）組蛋白的修飾（甲基化、乙?；?、表觀遺傳的常見調(diào)控機(jī)制（2）組蛋白的修飾（甲基化、乙?；?、表觀遺傳的常見調(diào)控機(jī)制【資料3】1900年科學(xué)家給矮牽?；ú迦胍环N催生紅色素的基因，希望讓花朵更鮮艷。但意想不到的事發(fā)生了：矮牽?；ㄍ噬ò曜兂闪税咨?！這個(gè)謎團(tuán)直到美國科學(xué)家安德魯．菲爾和克雷格．梅洛（2006年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)）發(fā)現(xiàn)RNA干擾機(jī)制才得到科學(xué)的解釋。（3）非編碼RNA干擾DNADNAmRNA非編碼RNA蛋白質(zhì)阻止翻譯(抑制基因表達(dá))互補(bǔ)配對如下圖所示的一種非編碼RNA3、表觀遺傳的發(fā)生時(shí)期表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體的生長、發(fā)育和衰老的整個(gè)生命活動(dòng)過程中?！举Y料4】一個(gè)蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵發(fā)育而來的，但它們在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和行為等方面截然不同，表觀遺傳在其中發(fā)揮了重要作用。研究發(fā)現(xiàn)：蜂王漿可以降低DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（Dnmt3）基因的表達(dá)水平，從而降低的甲基化程度，調(diào)控雌蜂幼蟲的分化為具有繁殖能力的蜂王。蜂王工蜂持續(xù)獲得蜂王漿不能持續(xù)獲得蜂王漿3、表觀遺傳的發(fā)生時(shí)期【資料5】巴西紅耳龜是一種典型的溫度依賴型性別決定，溫度26℃為雄性孵化溫度（maleproducingtemperature,MPT）,溫度32℃為雌性孵化溫度（femaleproducingtemperature,FPT）。研究發(fā)明：在不同溫度下DNA甲基化程度不同，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的表達(dá)差異，從而影響性別決定。孵化過程的不同階段DNA甲基化程度3、表觀遺傳的發(fā)生時(shí)期【資料6】有研究表明：吸煙會(huì)使人的體細(xì)胞內(nèi)DNA的甲基化水平升高，對染色體上的組蛋白也會(huì)產(chǎn)生影響，而戒煙多年后，DNA甲基化的水平會(huì)降低。還有研究發(fā)現(xiàn)男性吸煙者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明顯升高?！举Y料7】來自瑞典科學(xué)家拜格林的調(diào)查研究結(jié)果：①如果祖父輩在青春期前有大吃大喝的經(jīng)歷，那么他們的子孫的壽命就比較短，患糖尿病的概率大大增加。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；在青春期前大吃大喝的祖母，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歲前就開始抽煙，那么他的兒子在9歲時(shí)體重超重的概率就會(huì)增加。研究表明：高糖高脂飲食、吸煙、酗酒、抑郁等都會(huì)通過表觀遺傳傳遞給子代。問題：表觀遺傳受環(huán)境的影響嗎？我們的不良生活方式是否影響后代？經(jīng)典遺傳、表觀遺傳、環(huán)境等對表型的影響DNAmRNA蛋白質(zhì)性狀轉(zhuǎn)錄翻譯體現(xiàn)經(jīng)典遺傳表觀遺傳調(diào)控環(huán)境影響影響