4.2《基因表达与性状的关系-表观遗传》教学 ppt课件-2023新人教版（2019）《高中生物》必修第二册.pptx

1、【思考】他们的遗传物质一样吗？碱基的排列顺序有没有改变？【思考】他们的遗传物质一样吗？碱基的排列顺序有没有改变？表观遗传表观遗传一、一、表观遗传表观遗传的定义课本的定义课本P74P74：生物体基因的生物体基因的 ，但，但 和和 发生发生 变化的现象，叫做表观遗传。变化的现象，叫做表观遗传。碱基序列保持不变碱基序列保持不变基因表达基因表达可遗传可遗传表型表型二、表观遗传学两个主要特点二、表观遗传学两个主要特点1.1.碱基序列不变碱基序列不变2.2.可以遗传可以遗传【考点对应练】【考点对应练】否，因为不能遗传否，因为不能遗传【思考】该现象是否属于表观遗传？【思考】该现象是否属于表观遗传？果蝇幼虫正

2、常的培养温度为果蝇幼虫正常的培养温度为2525C C，将刚孵化的，将刚孵化的残翅残翅果蝇放在果蝇放在3131C C的环境中培养的环境中培养，得到了一些翅长接近，得到了一些翅长接近正常（正常（长翅长翅）的果蝇成虫，这些翅长接近正常的果）的果蝇成虫，这些翅长接近正常的果蝇在正常环境温度下蝇在正常环境温度下产生的后代产生的后代仍然是仍然是残翅残翅果蝇。果蝇。【思考】什么是【思考】什么是基因？基因与性状什么关系？蛋白质的定位？基因？基因与性状什么关系？蛋白质的定位？1.1.基因基因通常通常是有是有遗传效应遗传效应的的DNADNA片段片段3.3.蛋白质是生命活动的体现者、承担者蛋白质是生命活动的体现者、

3、承担者2.2.基因基因控制生物性状控制生物性状【进一步思考】【进一步思考】基因如何控制性状？基因如何控制性状？基因基因通过通过指导蛋白质的合成指导蛋白质的合成来控制生物性状来控制生物性状基因的表达基因的表达（包括转录和翻译两个过程）（包括转录和翻译两个过程）【温故知新】【温故知新】结合视频和以下资料和图片：结合视频和以下资料和图片：【相关资料【相关资料1 1】反义】反义RNARNA是指能是指能与与mRNAmRNA进行碱基互补配对的进行碱基互补配对的RNARNA分子分子，根据其作用机理可分为多种类型。其中根据其作用机理可分为多种类型。其中I I类反义类反义RNARNA可与可与mRNAmRNA结合

4、结合形成双链形成双链RNARNA，从而，从而使使mRNAmRNA被酶降解被酶降解；类反义类反义RNARNA可与可与mRNAmRNA结合结合引起引起mRNAmRNA构象变化，从而使构象变化，从而使mRNAmRNA不能与核糖体结合不能与核糖体结合。【思考并讨论】【思考并讨论】：1.1.转录和翻译影不影响基因的碱基序列？转录和翻译影不影响基因的碱基序列？2.2.如果要如果要阻断基因的表达阻断基因的表达，你可以从哪些方面下手，你可以从哪些方面下手?去去阻断什么过阻断什么过程程？或者？或者结合什么物质结合什么物质?【任务驱动】【任务驱动】转录和翻译过程中碱基序转录和翻译过程中碱基序列不变列不变三、表观遗

5、传实质：三、表观遗传实质：就是一种非常重要的就是一种非常重要的基因表达调控手段。基因表达调控手段。四、表观遗传的主要调控机制：四、表观遗传的主要调控机制：1.RNA1.RNA干扰：与基因的沉默有关干扰：与基因的沉默有关使使mRNAmRNA被酶降解被酶降解阻止核糖体结合等阻止核糖体结合等【链接高考链接高考】（20142014上海）上海）真核生物细胞内存在着种类繁多、长度为真核生物细胞内存在着种类繁多、长度为21-2321-23个核苷酸的个核苷酸的小分子小分子RNARNA（简称（简称miRmiR），它们能与相关基因转录出来的），它们能与相关基因转录出来的mRNAmRNA互补，形成局互补，形成局部双

6、链。由此可以推断这些部双链。由此可以推断这些miRmiR抑制基因表达的分子机制是抑制基因表达的分子机制是 A A阻断阻断rRNArRNA装配成核糖体装配成核糖体 B B妨碍双链妨碍双链DNADNA分子的解旋分子的解旋 C C干扰干扰tRNAtRNA识别密码子识别密码子 D D影响影响RNARNA分子的远距离转运分子的远距离转运C C即阻止密码子与反密码子识别的过程即阻止密码子与反密码子识别的过程三、表观遗传实质：三、表观遗传实质：就是一种非常重要的就是一种非常重要的基因表达调控手段。基因表达调控手段。四、表观遗传的主要调控机制：四、表观遗传的主要调控机制：阻止转录（与基因沉默有关）阻止转录（与

7、基因沉默有关）CpGCpG2.DNA2.DNA的甲基化：的甲基化：1.RNA1.RNA干扰：与基因的沉默有关干扰：与基因的沉默有关例例1 1：柳穿鱼变成：柳穿鱼变成“章鱼花章鱼花”正常的柳穿鱼花（正常的柳穿鱼花（左左）的左右对称，由于）的左右对称，由于LcycLcyc基因被高度甲基化而沉默基因被高度甲基化而沉默，变成了辐，变成了辐射对称的射对称的“章鱼花章鱼花”（右右）【考点对应练】【考点对应练】P:P:植物植物A A植物植物BF1：与植与植物物A相似。相似。F2：大部分与植物：大部分与植物A相似，少部相似，少部分与植物分与植物B相似相似【判断】【判断】A A.Lc.Lcycyc基因的基因的D

8、NADNA甲基化修饰可能阻碍了基因的转录过程甲基化修饰可能阻碍了基因的转录过程B.LcycB.Lcyc基因的基因的DNADNA甲基化修饰会遗传给后代甲基化修饰会遗传给后代 AB例例2 2：小鼠毛色的遗传小鼠毛色的遗传AvyAvyaaAvyaF1抑制作用增强抑制作用增强研究表明，在研究表明，在AvyAvy基因的前端（或称基因的前端（或称“上游上游”）有一段特殊的碱基）有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平，该段碱基序列序列决定着该基因的表达水平，该段碱基序列具有多个可发生具有多个可发生DNADNA甲基化修饰的位点甲基化修饰的位点。当这些位点没有甲基化时，。当这些位点没有甲基化时，AvyAvy

9、基因正常表达，基因正常表达，小鼠表现为黄色；当这些位点甲基化后，小鼠表现为黄色；当这些位点甲基化后，AvyAvy基因的表达就会受到基因的表达就会受到抑制。这段碱基序列的抑制。这段碱基序列的甲基化程度越高，甲基化程度越高，AvyAvy基因的表达受到的抑基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深。制越明显，小鼠体毛的颜色就越深。三、表观遗传实质：三、表观遗传实质：就是一种非常重要的就是一种非常重要的基因表达调控手段。基因表达调控手段。四、表观遗传的主要调控机制：四、表观遗传的主要调控机制：阻止转录（与基因沉默有关）阻止转录（与基因沉默有关）2.DNA2.DNA的甲基化：的甲基化：3.3.组蛋

10、白修饰：构成染色体的组蛋白甲基化（激活或抑制）、乙酰组蛋白修饰：构成染色体的组蛋白甲基化（激活或抑制）、乙酰化（抑制）等修饰影响基因的表达。化（抑制）等修饰影响基因的表达。1.RNA1.RNA干扰：与基因的沉默有关干扰：与基因的沉默有关三、表观遗传实质：三、表观遗传实质：就是一种非常重要的就是一种非常重要的基因表达调控手段。基因表达调控手段。四、表观遗传的主要调控机制：四、表观遗传的主要调控机制：阻止转录（与基因沉默有关）阻止转录（与基因沉默有关）2.DNA2.DNA的甲基化：的甲基化：3.3.构成染色体的组蛋白甲基化（激活或抑制）、乙酰化（抑制）等构成染色体的组蛋白甲基化（激活或抑制）、乙酰

11、化（抑制）等修饰影响基因的表达。修饰影响基因的表达。1.RNA1.RNA干扰：与基因的沉默有关干扰：与基因的沉默有关4.4.染色体失活染色体失活例子：例子：X X染色体失活染色体失活同配性别的同配性别的2 2份性染色体份性染色体(XX(XX或或ZZ)ZZ)和异配性别的一份性染色体和异配性别的一份性染色体(X(X或或Z Z；Y Y或或W W染染色体很小，这里先不考虑色体很小，这里先不考虑)必然潜藏着基因剂量的失衡。于是，生物进化中必然潜藏着基因剂量的失衡。于是，生物进化中形成了剂量补偿效应形成了剂量补偿效应(dosage compensation effect)(dosage compensat

12、ion effect)。雌性哺乳动物的体细雌性哺乳动物的体细胞胞X X染色体会随机失活一条。染色体会随机失活一条。例如玳瑁猫的毛色例如玳瑁猫的毛色X XA A控制黑色控制黑色X Xa a控制黄色生成。控制黄色生成。请解释花斑猫的出现？请解释花斑猫的出现？【资料分析，思维训练】【资料分析，思维训练】【能力提升】【能力提升】猫的性别决定是猫的性别决定是XYXY型，当体细胞中存在两条或两条以上的型，当体细胞中存在两条或两条以上的X X染色体时，只有一条染色体时，只有一条X X染色体上的基因能表达，其余染色体上的基因能表达，其余X X染色体高度螺旋化失染色体高度螺旋化失活成为巴氏小体，如图所示。已知猫

13、的毛色黑色对黄色显性，且由位于活成为巴氏小体，如图所示。已知猫的毛色黑色对黄色显性，且由位于X X染色体上的基因染色体上的基因A A、a a控制。下列说法不正确的是（）控制。下列说法不正确的是（）A.A.可以利用高倍显微镜观察巴氏小体的有无，确定正常猫的性别可以利用高倍显微镜观察巴氏小体的有无，确定正常猫的性别C.C.由该早期胚胎细胞发育而成的猫，其毛色最可能是黑色由该早期胚胎细胞发育而成的猫，其毛色最可能是黑色D.D.黄色雌猫与黑色雄猫杂交产生的正常后代，可根据毛色判断其性别黄色雌猫与黑色雄猫杂交产生的正常后代，可根据毛色判断其性别C【思考并讨论】【思考并讨论】：正常情况下会不会出现黑黄相间

14、的雄猫？：正常情况下会不会出现黑黄相间的雄猫？【进一步思考】【进一步思考】：若出现黑黄相间的雄猫，其基因型可能是：若出现黑黄相间的雄猫，其基因型可能是X XA AX Xa aY Y，则出现该个体的原因可能是？提示从减数分裂角度考虑则出现该个体的原因可能是？提示从减数分裂角度考虑XXYXXY这样个这样个体出现的原因（不考虑基因突变和互换）体出现的原因（不考虑基因突变和互换）猫的性别决定是猫的性别决定是XYXY型，当体细胞中存在两条或两条以上的型，当体细胞中存在两条或两条以上的X X染色体染色体时，只有一条时，只有一条X X染色体上的基因能表达，其余染色体上的基因能表达，其余X X染色体高度螺旋化

15、染色体高度螺旋化失活成为巴氏小体，如图所示。已知猫的毛色黑色对黄色显性，失活成为巴氏小体，如图所示。已知猫的毛色黑色对黄色显性，且由位于且由位于X X染色体上的基因染色体上的基因A A、a a控制。控制。【前挂后连，考点突破】【前挂后连，考点突破】不会不会可能母方减可能母方减同源染色体没有分开；同源染色体没有分开；可能父方减可能父方减同源染色体没有分开同源染色体没有分开【与社会的联系】【与社会的联系】【思考】表观遗传与环境有没有关系？【思考】表观遗传与环境有没有关系？有研究表明，吸烟会使人的体细胞内有研究表明，吸烟会使人的体细胞内DNADNA的甲基化水平升高，对染的甲基化水平升高，对染色体上的

16、组蛋白色体上的组蛋白也会产生影响。不仅如此，还有研究发现，也会产生影响。不仅如此，还有研究发现，男性吸男性吸烟者的精子活力下降，精子中烟者的精子活力下降，精子中DNADNA的甲基化水平明显升高的甲基化水平明显升高。请查阅。请查阅相关资料，结合表观遗传、烟草烟雾中含有的化学物质及其危害等相关资料，结合表观遗传、烟草烟雾中含有的化学物质及其危害等知识，向亲友和周围人群深入宣传戒烟的道理。知识，向亲友和周围人群深入宣传戒烟的道理。课本课本P74P74【学生反馈，升华总结】【学生反馈，升华总结】表观遗传学特点表观遗传学特点:1.1.碱基序列不变碱基序列不变2.2.可以遗传可以遗传3.3.与环境有关与环境有关4.4.可逆性（甲基化和去甲基化）可逆性（甲基化和去甲基化）