表观遗传课件高一下学期生物人教版必修2

必修2•第四章•基因的表达第2节基因表达与性状的关系（第2课时）同卵双胞胎的“秘密”

唐奕帆

唐奕辉

【资料1】柳穿鱼花形态结构的遗传-----阅读教材P73辐射对称花辐射对称花辐射对称花两侧对称花植株A植株B辐射对称型两侧对称型Lcyc基因【资料1】柳穿鱼花形态结构的遗传-----阅读教材P73辐射对称花辐射对称花辐射对称花两侧对称花

柳穿鱼是一种园林花卉。如图所示的两株柳穿鱼，除了花的形态结构不同，其他方面基本相同。

柳川鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。如图所示的两株柳穿鱼，它们体内的Lcyc基因的序列相同，只是植株A的Lcyc基因在开花时表达，植株B的Lcyc基因不表达。研究表明，植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被高度甲基化了。科学家将这两个植株作为亲本进行杂交，F1的花与植株A的相似，F1自交的F2中，绝大部分植株的花与植株A的相似，少部分植株的花与植株B的相似。植株A植株B对Lcyc基因进行测序，结果是？【资料1】柳穿鱼花形态结构的遗传-----阅读教材P73

柳穿鱼是一种园林花卉。如图所示的两株柳穿鱼，除了花的形态结构不同，其他方面基本相同。

柳川鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。如图所示的两株柳穿鱼，它们体内的Lcyc基因的序列相同，只是植株A的Lcyc基因在开花时表达，植株B的Lcyc基因不表达。研究表明，植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被高度甲基化了。科学家将这两个植株作为亲本进行杂交，F1的花与植株A的相似，F1自交的F2中，绝大部分植株的花与植株A的相似，少部分植株的花与植株B的相似。植株A植株B检测Lcyc基因的表达情况，结果是？【资料1】柳穿鱼花形态结构的遗传-----阅读教材P73问题1：两种植株花的形态结构出现差异的原因是什么？两侧对称型植株A辐射对称型植株BLcyc基因甲基化DNA甲基化是指在DNA甲基转移酶（DNMT）的催化作用下，将甲基（-CH3)转移到DNA分子胞嘧啶碱基上，将其修饰成为5-甲基胞嘧啶的反应过程，一般发生于CG二核苷酸序列处。DNA甲基转移酶DNA甲基化示意图正常植株ALcyc基因高度甲基化植株B×F1F2少部分植株A相似绝大部分PLcyc基因⊗问题2：F1的花为什么与植株A的相似？在F2中，为什么有些植株的花与植株B的相似？这说明甲基化的Lcyc基因能够遗传吗？问题3：在F2中，两侧对称花（34株）与辐射对称花（5株）比值偏离3：1,可能原因？34株5株【资料1】柳穿鱼花形态结构的遗传-----阅读教材P73黑色体毛aa黄色体毛AvyAvyAvya

介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型【资料2】小鼠毛色的遗传-----阅读教材P73问题4：子一代小鼠的基因型都是Avya，却表现出不同的毛色的原因是什么？PF1【资料2】小鼠毛色的遗传-----阅读教材P73问题4：子一代小鼠的基因型都是Avya，却表现出不同的毛色的原因是什么？问题5：Avy基因甲基化可遗传吗？如何设计实验验证？5’3’Avy基因特殊碱基序列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【资料2】小鼠毛色的遗传-----阅读教材P73小组活动:小组讨论3min,如何设计实验验证Avy基因甲基化是否遗传，并说出预期实验结果？测交F1Avya×aa黑色体毛黄色斑驳色伪黑色F1♀Avy注：子代只展示了基因型为Avya的小鼠低高甲基化F1♀AvyF1♀Avy问题6：资料1和资料2展示的遗传现象有什么共同点？这对你认识基因和性状的关系有什么启示？1、表观遗传的概念生物体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，叫做表观遗传。2、表观遗传的常见调控机制（1）DNA的甲基化DNA甲基化物理模型的构建:利用拉链模拟DNA双链、用拉链头模拟转绿时的RNA聚合酶、长尾夹模拟甲基化位点，长尾夹数量模拟甲基化水平，建构柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因甲基化模型。编码区非编码区非编码区终止子真核细胞基因

柳穿鱼Lcyc基因和小鼠Avy基因的DNA甲基化模型启动子与RNA聚合酶结合位点2、表观遗传的常见调控机制甲基（2）组蛋白的修饰（甲基化、乙酰化）2、表观遗传的常见调控机制（2）组蛋白的修饰（甲基化、乙酰化）2、表观遗传的常见调控机制【资料3】1900年科学家给矮牵牛花插入一种催生红色素的基因，希望让花朵更鲜艳。但意想不到的事发生了：矮牵牛花褪色，花瓣变成了白色！这个谜团直到美国科学家安德鲁．菲尔和克雷格．梅洛（2006年诺贝尔生理学或医学奖）发现RNA干扰机制才得到科学的解释。（3）非编码RNA干扰DNADNAmRNA非编码RNA蛋白质阻止翻译(抑制基因表达)互补配对如下图所示的一种非编码RNA3、表观遗传的发生时期表观遗传现象普遍存在于生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动过程中。【资料4】一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的，但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同，表观遗传在其中发挥了重要作用。研究发现：蜂王浆可以降低DNA甲基转移酶（Dnmt3）基因的表达水平，从而降低的甲基化程度，调控雌蜂幼虫的分化为具有繁殖能力的蜂王。蜂王工蜂持续获得蜂王浆不能持续获得蜂王浆3、表观遗传的发生时期【资料5】巴西红耳龟是一种典型的温度依赖型性别决定，温度26℃为雄性孵化温度（maleproducingtemperature,MPT）,温度32℃为雌性孵化温度（femaleproducingtemperature,FPT）。研究发明：在不同温度下DNA甲基化程度不同，导致蛋白质的表达差异，从而影响性别决定。孵化过程的不同阶段DNA甲基化程度3、表观遗传的发生时期【资料6】有研究表明：吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组蛋白也会产生影响，而戒烟多年后，DNA甲基化的水平会降低。还有研究发现男性吸烟者的精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高。【资料7】来自瑞典科学家拜格林的调查研究结果：①如果祖父辈在青春期前有大吃大喝的经历，那么他们的子孙的寿命就比较短，患糖尿病的概率大大增加。②在青春期前挨饿的祖父，其孙子患心血管疾病的概率就会相应降低；在青春期前大吃大喝的祖母，其孙女死于心血管疾病的概率会明显增加。③如果父亲在11岁前就开始抽烟，那么他的儿子在9岁时体重超重的概率就会增加。研究表明：高糖高脂饮食、吸烟、酗酒、抑郁等都会通过表观遗传传递给子代。问题：表观遗传受环境的影响吗？我们的不良生活方式是否影响后代？经典遗传、表观遗传、环境等对表型的影响DNAmRNA蛋白质性状转录翻译体现经典遗传表观遗传调控环境影响影响