浙科版必修2生物体存在表观遗传现象教案

第五节' 生物体存在表观遗传现象考试内容核心素养1•基因序列不变，表型可能改变科学思维通过资料阅读，运用归纳与概括，总结表观遗传的概念及特点、发生机理，并与传统遗传学进行比较。社会责任——认同表观遗传对生物进化的意义，形成严诵的进化观，并能对与表观遗传相关的社会现象进行解释和分析。2.改变了的表型有些可以遗传知识点I表观遗传分析基因序列不变，表型可能改变表观遗传现象的概念指亲代传递给后代的DNA序列没有改变,亲代在生活中由于生活环境或生活习惯的改变而引起的身体状况变化，也会通过某种途径遗传给下一代。表观遗传学与传统遗传学的比较项目表观遗传学遗传学基因序列不改变DNA序列，属于非基因序列改变所致基因表达水平变化基于基因序列改变所致基因表达水平的变化遗传性可以遗传可以遗传2.改变了的表型有些可以遗传组蛋白的乙酰化乙酰基把氮基(一NH2)上的正电荷屏蔽起来,组蛋白的正电荷减少，与带负电的DNA分子片段(某基因)缠绕的力量减弱，基因可以被读取、转录。DNA的甲基化基因启动部位中的她産加上甲基基团(一CH",会使染色质高度螺旋化,凝缩成团，此时基因无法被识别，失去转录活性。我观遗传机制的意义打破DNA变化缓慢的限制,使后代能迅速获得亲代应对坯境因素做出的反应而发生的变化，这对生物种群的生存和繁衍也许是更有利的。但是，通过表观遗传传递下去的性状并不总是有利的。、基础小题’判断题⑴表观遗传发生是因为改变基因序列造成的遗传性状改变。(X)某些生活习惯可能也会在下一代中出现。(J)DNA的甲基化和组蛋白的乙酰化引起基因沉默。(X)改变了的表型都可以遗传。(X)DNA的甲基化或者组蛋白乙酰化都能一定程度上改变基因的表达水平。(V)下列关于表观遗传的叙述错谋的是()可以在亲子代间遗传可能导致基因组碱基的改变可能引起某些疾病的发生DNA序列没有发生改变解析：选B表观遗传虽未改变生物的遗传物质，即不改变DNA序列，但是具有亲子代遗传特征，A、D正确；表观遗传学基因组碱基序列不发生改变，B错误；表观遗传学涉及染色质重编程和整体的基因表达调控，可能引起疾病,C正确。下列哪项不属于表观遗传的特点()对表型的影响可遗传给后代DNA分子碱基可能连接多个甲基基团甲基化导致DNA緘基序列发生改变可由组蛋白的某些修饰导致解析：选C对表型的影响可遗传给后代，属于表观遗传的特点，A正确；DNA分子碱基可能连接多个甲基基团，属于表观遗传的特点，B正确；甲基化导致DNA碱基序列发生改变，不属于表观遗传的特点，C错误；可由组蛋白的某些修饰导致，属于表观遗传的特点，D正确。脊椎动物的一些基因活性与其周围特定胞喘陀的甲基化有关，甲基化使基因失活，非甲基化能活化基因的表达。以下推测正确的是()肝细胞胰岛B细胞A呼吸酶基因甲基化非甲基化B呼吸酶基因非甲基化非甲基化C胰岛素基因非甲基化甲基化D諛岛素基因甲基化甲基化解析：选B呼吸酶基因在肝细胞和胰岛B细胞中都表达，所以呼吸酶基因在肝细胞

和胰岛B细胞中都应该非甲基化，A错误，B正确；胰岛素只能在胰岛B细胞合成.所以胰岛素基因只能在胰岛B细胞表达，因此该基因在胰岛B细胞中应该非甲基化，在肝细胞中甲基化,C.D错误。互动探究 »►问题以“议"为铀冬突出洽作交浓表观遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变，DNA甲基化是表观遗传中最常见的现彖之一。某些基因在启动部位上存在富含双核昔酸“CG”的区域，称为“CG岛”。其中的胞唏唉在发生甲基化后转变成5—甲基胞喘噪但仍能与鸟噪吟互补配对。细胞中存在两种DNA甲基化酶(如图1所示)，从头甲基化酶只作用于非甲基化的DNA,使其半甲基化；维持甲基化酶只作用于DNA的半甲基化位点，使其全甲基化。-CG- GC 从头甲瓜化醉I二鎚维持甲基化际)ch3——CG————GC——Ich3图1请思考并回答以下问题：DNA甲基化是否会改变基因转录产物的碱基序列？试说明原因。提示：不会。DNA甲基化是表观遗传中最常见的现象之一，而表观遗传是指DNA序列不改变，而基因的表达发生可遗传的改变，所以DNA甲基化不会改变基因转录产物的碱基序列。试从图2中过程①、②的变化中，分析细胞是如何维持亲子代基因甲基化稳定的。提示：图2中过程①的模板链都含甲基，而复制后都只含一个甲基，说明过程①的方式是半保留复制，所以其产物都是半甲基化的。因此过程②必须经过维持甲基化酶的催化才能获得与亲代分子相同的甲基化状态。启动部位中“CG岛”的甲基化对基因的表达有何影响？提示：由于RNA聚合酶与启动部位结合，催化基因进行转录。研究发现，启动部位中“CG歐的甲基化会影响相关蛋白质(RNA聚合酶)与启动部位的结合，不能合成niRNA,从而抑制基因的表达。占5S 以噥”为关论突出“跡主导”有关表观遗传机制分析的易错组蛋白乙酰化：酶处理的对象为组蛋白，为组蛋白的氨基加帽，改变组蛋白的电荷分布，进而造成组蛋白与DNA的结合能力减弱，以便于基因能被转录，提升基因的表达水平。DNA甲基化：酶处理对象为DNA分子，为DNA分子的启动部位加甲基，进而造成染色质的螺旋化，失去转录能力，降低基因的表达水平。点练 Aj以哟”为实战，突出'•学生主体”表观遗传是指生物基因的碱基序列保持不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象，对此现象的理解错误的是()基因的启动部位被甲基化修饰属于表观遗传同卵双胞胎之间的微小差异与表观遗传无关细胞质中的调控因子对基因的表达起调节作用正常细胞的分化可体现出细胞层次上的表观遗传解析：选B基因的启动部位被甲基化修饰，基因的转录被限制，属于表观遗传，A正确；同卵双胞胎之间的基因型相同，因此他们之间的微小差异与表观遗传有关，B错误；细胞质中的调控因子对基因的表达起调节作用，C正确；正常细胞的分化可体现岀细胞层次上的表观遗传,D正确。可遗传变异是生物的遗传物质发生改变而导致的变异，但是科学家却发现一些特别的变异：虽然DNA的序列没有改变，但是变异却可以遗传给后代，并把这种现象称为表观遗传。关于基因和性状的关系说法错误的是()基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，也可以通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物体的性状基因与基因，基因与基因产物，基因和环境之间相互作用，共同调控生物的性状表观遗传中，核内遗传物质在亲子代之间传递不再遵循孟德尔遗传规律表观遗传的一种解释：基因在转录和翻译过程中发生了一些稳定性的改变解析：选C基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，也可以通过控制酶的合成来控制代谢过程迸而控制生物体的性状，A正确；基因与基因，基因与基因产物,基因和环境之间相互作用共同调控生物的性状，B正确；表观遗传中，核内遗传物质在亲子代之间传递仍探遵循孟德尔遗传规律,C错误；生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达(转录和翻译)过程中发生变化导致表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传，D正确。■课堂检测“哺乳动物DNA分子上的胞喘陀(C)可发生甲基化(即胞喘陀分子连接上一CHj基团)而使基因失活。重亚硫酸盐能使DNA中未发生甲基化的胞喘I定(C)脱氨基转变成尿唏噪(U),而甲基化的胞喀旋(C)保持不变。现有一DNA片段一AGTTG TCAAC-,经重亚硫酸盐处理后进行两次复制，并对复制后的产物进行测序。若复制产物中出现下列哪项序列,则表明该DNA片段一定未发生甲基化()—AGTTG——AATTA——AGTTA——AATTG——TCAAC——TTAAT——TCAAT——TTAAC—A B C D解析:选B由于重亚硫酸盐能使DNA中未发生甲基化的胞唏喘(C)脱氨基转变成尿晞喘(U),而甲基化的胞«(C)保持不变。由于DNA片段中有胞唏喘C,所以如果不发生甲基化,则C会脱氨基转变成尿哺喘U,两次复制后变成A或T；如果发生甲基化，则C不会脱氨基转变成尿唸喘U,因而DNA片段中仍含有胞临喘C。图中B所示DNA片段中不含C,表明该DNA片段一定未发生甲基化。在甲基转移酶的催化下，DNA的胞喘咗被选择性地添加甲基导致DNA甲基化，进而使染色质高度螺旋化，因此失去转录活性。下列相关叙述不正确的是()DNA甲基化，会导致基因碱基序列的改变DNA甲基化，会导致mRNA合成受阻DNA甲基化，可能会影响生物的性状DNA甲基化，可能会影响细胞分化解析：选ADNA甲基化是指DNA的胞唏喘被选择性地添加甲基，这不会导致基因酹基序列的改变，A错误；DNA甲基化,会使染色质高度螺旋化，因此失去转录活性，即导致mRNA合成受阴，B正确；DNA甲基化会导致mRNA合成受阴，迸而导致蛋白质合成受阻，这样可能会影响生物的性状，C正确；细胞分化的实质是基因的选择性表达，而DNA甲基化会导致mRNA合成受阴，即会影响基因表达，因此DNA甲基化可能会影响细胞分化，D正确。黄色小鼠(AA)与黑色小鼠(aa)杂交，产生的F|(Aa)不同个体体色不同。研究表明，不同体色的小鼠A基因的碱基序列相同，但A基因上有不同程度的甲基化现象出现，甲基化不影响dna复制。有关分析错误的是（）眄个体体色的差异与A基因甲基化程度有关亲代的A基因与巧的A基因遗传信息相同甲基化通过影响碱基互补配对影响基因表达甲基化可能阻止RNA聚合酶与A基因的结合解析：选CFi（Aa）不同个体岀现了不同体色，而又知A基因上有不同程度的甲基化现象岀现，说明Fi个体体色的差异与A基因甲基化程度有关，A正确；且A基因的甲基化不影响DNA复制，且A基因中的碱基甲基化不属于基因突变，所以亲代的A基因与F,的A基因遗传信息相同，B正确；碱基甲基化不影响DNA复制过程，但可能影响RNA聚合酶与该基因的结合，从而影响该基因的表达，C错误、D正确。组蛋白是构成真核生物染色体的基本结构蛋白。用聚丙烯酰胺凝胶电泳可以区分5种不同的组蛋白：Hi、H2A、H2B、H3和弧。研究发现，核心组蛋白的肽链末端受到多种化学修饰的调控，比如出末端Lys8（Lys代表赖氨酸）和Lysl6的双乙酰化能够招募转录相关蛋白，促进基因表达；而弧的N末端Lys9的甲基化会促进DNA包装蛋白的结合，压缩染色质结构，抑制基因表达。下列相关叙述中，正确的是（）大肠杆菌中没有染色体结构，其拟核中的DNA从不与任何蛋白质结合RNA聚合酶能识别DNA±的起始密码子并与之结合，启动基因的转录猪的成熟红细胞在衰老时，控制其凋亡的基因开始表达产生相关蛋白特定的修饰状态可以决定组蛋白的活性，从而决定基因的表达与沉默解析：选D大肠秆菌属于原核生物，其细胞中不含染色体结构,但其DNA在复制时可与蛋白质结合，如DNA聚合酶，A错误；RNA聚合酶能识别DNA上的启动子并与之结合，启动基因的转录，B错误；猪的成熟红细胞没有细胞核和细胞器，不含基因，因此其在衰老时不会发生基因表达，C错误；根据题干信息可知，持定的修饰状态可以决定组蛋白的活性，从而决定基因的表达与沉默，D正确。阅读下列关于“遗传信息表达”的相关资料，请回答：资料一：20世纪60年代，科学家对“遗传信息如何从DNA传递到蛋白质”这一问题展开了广泛而深入的研究。1961年，南非生物学家布伦纳、法国生物学家雅各布和美国遗传学家梅瑟生经过实验发现，用噬菌体侵染细菌，在培养基中添加含"C标记的尿临碇，培莽一段时间后，裂解细菌离心并分离岀RNA与核糖体，分离岀的RNA含有me标记。他们把分离得到的RNA分子分别与细菌的DNA和噬菌体的DNA杂交，发现RNA可与噬菌体的DNA形成DNA—RNA双链杂交分子，不能与细菌的DNA结合。资料二随着分子遗传学的发展，“DNA甲基化影响基因表达”的研究越来越受到关注。某种小鼠体内的A基因能控制蛋白X的合成,a基因不能控制蛋白X的合成。蛋白X是小鼠正常发育必需的一种蛋白质，缺乏时小鼠表现为个体较小（侏儒鼠）。A基因的表达受到A基因上游一段DNA序列（P序列碉控。P序列甲基化（胞唏喘上添力D-CH3）后，A基因不能表达；P序列非甲基化时，A基因正常表达，如图。A基因的P序列在精子中是非甲基化的，传给子代后能正常表达，在卵细胞中是甲基化的，传给子代后不能表达。不雀衣迖（1） 资料一实验中，选择尿喘噪作为标记物的原因是 合成含山C标记的RNA分子的模板是 ,新合成的含HC标记的RNA通常和核糖体结合在一起，开始进行 过程。（2） 资料一中实验结果表明，DNA到蛋白质之间的遗传信息传递途径是 （用文字和箭头表示）。（3） 由资料二可知，DNA甲基化会改变基因的表达，导致基因控制的性状发生改变。这种现象 （填“会”或“不会”）改变基因序列，改变生物性状的原因是⑷某基因型为Aa的小鼠是侏儒鼠，产生该侏儒鼠的原因是若纯合侏儒雌鼠与纯合正常雄鼠杂交得眄，Fi雌雄个体间随机交配，则F2的表现型及比例为 。解析：⑴资料一的实验中因为尿唏喘是RNA分子特有的碱基，因此选择尿哺碇作为标记物。由林料信息可知，分离岀的含,4C标记的RNA可与噬菌体的DNA形成DNA—RNA双链杂交分子，不能