4.2基因表達(dá)與性狀的關(guān)系課件高一下學(xué)期生物人教版必修2

第4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)表觀遺傳生物學(xué)必修2

遺傳與進(jìn)化（人教版）導(dǎo)入新課（導(dǎo)入一）牽?；ǖ念伾饕怯苫ㄇ嗨貨Q定的，如圖為花青素的合成與顏色變化途徑的示意圖。由該圖我們可以得出什么結(jié)論？基因可以通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制代謝過(guò)程，進(jìn)而控制生物體的性狀。牽?；ǖ念伾?對(duì)基因控制。導(dǎo)入新課（導(dǎo)入一）基因除了可以通過(guò)控制酶的合成間接控制生物體的性狀，還可以通過(guò)控制什么來(lái)控制生物體的性狀？在某一細(xì)胞中，所有的基因都會(huì)表達(dá)嗎？基因還可以通過(guò)控制蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)直接控制生物體的性狀。不是所有的基因都表達(dá)，基因的表達(dá)具有選擇性。導(dǎo)入新課（導(dǎo)入二）不能同化半乳糖的病，叫作半乳糖血癥，為常染色體隱性遺傳病。已知要把半乳糖導(dǎo)入糖類的正常代謝途徑中，必須先將其轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟堑难苌?物質(zhì)C)。它在人體內(nèi)的正常代謝途徑如圖所示：導(dǎo)入新課（導(dǎo)入二）如表是一個(gè)患者家庭中某半乳糖血癥患者及其父母與正常人體內(nèi)三種酶的活性比較：(表中數(shù)值代表酶活性的大小，且數(shù)值越大酶活性越大)由資料可知，能同化半乳糖的個(gè)體的基因型有幾種？8種導(dǎo)入新課（導(dǎo)入二）如表是一個(gè)患者家庭中某半乳糖血癥患者及其父母與正常人體內(nèi)三種酶的活性比較：(表中數(shù)值代表酶活性的大小，且數(shù)值越大酶活性越大)資料中，基因是如何控制生物體的性狀的？通過(guò)控制酶的合成來(lái)控制細(xì)胞代謝，進(jìn)而控制生物體的性狀導(dǎo)入新課（導(dǎo)入二）如表是一個(gè)患者家庭中某半乳糖血癥患者及其父母與正常人體內(nèi)三種酶的活性比較：(表中數(shù)值代表酶活性的大小，且數(shù)值越大酶活性越大)資料中，酶的活性大小與什么呈正相關(guān)？顯性基因的數(shù)目導(dǎo)入新課（導(dǎo)入二）如表是一個(gè)患者家庭中某半乳糖血癥患者及其父母與正常人體內(nèi)三種酶的活性比較：(表中數(shù)值代表酶活性的大小，且數(shù)值越大酶活性越大)基因和性狀之間是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系嗎？基因和性狀之間不是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系導(dǎo)入新課（導(dǎo)入二）基因何時(shí)表達(dá)？在哪種細(xì)胞中表達(dá)？表達(dá)水平的高低受到什么因素的影響呢？環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路一）環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路一）請(qǐng)閱讀教材“思考·討論”中的資料1，小組合作解決以下問(wèn)題。(1)植株A與植株B有關(guān)Lcyc基因的基因型是否相同？

(2)植株A和植株B花的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同的原因是什么？(3)植株A和植株B雜交得到的F1中Lcyc基因是否表達(dá)？(4)F1自交得到的F2的表型是怎樣的？(5)由F2的表型及比例可以得出什么結(jié)論？植株A植株B柳穿魚的花環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路一）(1)植株A與植株B有關(guān)Lcyc基因的基因型是否相同？

(2)植株A和植株B花的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同的原因是什么？(3)植株A和植株B雜交得到的F1中Lcyc基因是否表達(dá)？(4)F1自交得到的F2的表型是怎樣的？(5)由F2的表型及比例可以得出什么結(jié)論？DNA甲基化是可以遺傳的；這種遺傳不遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律相同植株B的Lcyc基因被高度甲基化了，在開(kāi)花時(shí)不表達(dá)表達(dá)大多數(shù)植株的花與植株A的相似，少部分植株的花與植株B的相似環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路一）請(qǐng)閱讀教材“思考·討論”中的資料2。以傳統(tǒng)的遺傳規(guī)律來(lái)分析，基因型為AvyAvy(黃色)的個(gè)體與基因型為aa(黑色)的個(gè)體雜交，所得F1的基因型和表型分別是怎樣的？基因型為Avya，表型為黃色。實(shí)際上F1表現(xiàn)出來(lái)的性狀是怎樣的？F1表現(xiàn)出不同的毛色：介于黃色和黑色之間的一系列過(guò)渡類型。表現(xiàn)出不同毛色的Avya小鼠環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路一）科學(xué)家是如何解釋這一現(xiàn)象的呢？在Avy基因的上游有一段特殊的堿基序列，決定著該基因的表達(dá)水平。

這段堿基序列具有多個(gè)可發(fā)生DNA甲基化修飾的位點(diǎn)。當(dāng)這些位點(diǎn)

甲基化后，Avy基因的表達(dá)就受到抑制，甲基化程度越高，Avy基因的

表達(dá)受到的抑制越明顯，小鼠體毛的顏色就越深。請(qǐng)閱讀教材“思考·討論”中的資料2。表現(xiàn)出不同毛色的Avya小鼠環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路一）以上兩個(gè)資料中子代均出現(xiàn)變異現(xiàn)象，相關(guān)基因的堿基序列是否發(fā)生了改變？基因的堿基序列沒(méi)有發(fā)生變化，那么基因的什么發(fā)生了變化？基因的堿基序列沒(méi)有發(fā)生變化基因的表達(dá)或表達(dá)水平發(fā)生了變化植株A植株B柳穿魚的花表現(xiàn)出不同毛色的Avya小鼠環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路一）DNA的甲基化主要是通過(guò)影響基因表達(dá)的哪一階段來(lái)影響基因的表達(dá)的？?jī)蓚€(gè)資料中出現(xiàn)的變異是否是可遺傳的？轉(zhuǎn)錄是可遺傳的植株A植株B柳穿魚的花表現(xiàn)出不同毛色的Avya小鼠環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路一）請(qǐng)結(jié)合上述兩個(gè)資料，歸納出表觀遺傳的概念。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，叫作表觀遺傳。植株A植株B柳穿魚的花表現(xiàn)出不同毛色的Avya小鼠環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路一）除了DNA甲基化，還有哪些過(guò)程也會(huì)影響基因的表達(dá)？細(xì)胞質(zhì)中具有一類不能編碼蛋白質(zhì)的RNA，如miRNA，可以與mRNA結(jié)合，這種表觀遺傳是通過(guò)影響基因表達(dá)的哪一階段來(lái)影響基因的表達(dá)的？構(gòu)成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙酰化等修飾植株A植株B柳穿魚的花表現(xiàn)出不同毛色的Avya小鼠翻譯環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路一）表觀遺傳發(fā)生在什么時(shí)期？請(qǐng)舉例說(shuō)明。表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育和衰老的整個(gè)生命活動(dòng)過(guò)程中?；蚪M成相同的同卵雙胞胎所具有的微小差異與表觀遺傳有關(guān)；一個(gè)蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵發(fā)育而來(lái)的，但它們?cè)谛螒B(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和行為等方面截然不同，表觀遺傳也在其中發(fā)揮了重要作用。環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路一）已知瘦素(某種蛋白質(zhì))與糖尿病發(fā)病呈高度相關(guān)性。有研究表明，2型糖尿病患者體內(nèi)控制瘦素基因表達(dá)的啟動(dòng)子區(qū)域甲基化水平顯著降低，導(dǎo)致瘦素蛋白含量明顯升高。母體瘦素基因的甲基化水平降低能導(dǎo)致胎兒瘦素基因甲基化水平也降低，使胎兒患2型糖尿病的概率提高。分析該資料，我們可以得出什么結(jié)論？

瘦素基因表達(dá)的啟動(dòng)子區(qū)域甲基化程度下降，導(dǎo)致瘦素基因轉(zhuǎn)錄水平升高，導(dǎo)致瘦素蛋白含量升高，可能引發(fā)2型糖尿病。環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路二）請(qǐng)閱讀教材中的“思考·討論”，繪制柳穿魚花雜交實(shí)驗(yàn)過(guò)程，標(biāo)出個(gè)體的表型。

植株A植株B×與植株A相似F1×多數(shù)與植株A相似少數(shù)與植株B相似F2環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路二）圖中植株體內(nèi)Lcyc基因的序列是否相同？

相同植株A植株B×與植株A相似F1×多數(shù)與植株A相似少數(shù)與植株B相似F2環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路二）基因相同，但表型有差異的原因是什么？

植株A的Lcyc基因在開(kāi)花時(shí)表達(dá)，植株B的Lcyc基因不表達(dá)，原因是它被高度甲基化了。F1中有沒(méi)有甲基化的Lcyc基因，因此開(kāi)花時(shí)表達(dá)了。F2中部分植株的Lcyc基因高度甲基化了，沒(méi)有表達(dá)。植株A植株B×與植株A相似F1×多數(shù)與植株A相似少數(shù)與植株B相似F2環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路二）這種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明了什么？

DNA甲基化雖不能改變DNA的序列，但會(huì)通過(guò)影響基因是否表達(dá)來(lái)影響生物體的性狀。植株A植株B×與植株A相似F1×多數(shù)與植株A相似少數(shù)與植株B相似F2環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路二）DNA的甲基化是否可以遺傳？子代是否會(huì)出現(xiàn)一定的分離比？

DNA的甲基化是可以遺傳的，但子代不會(huì)出現(xiàn)一定的分離比。植株A植株B×與植株A相似F1×多數(shù)與植株A相似少數(shù)與植株B相似F2環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路二）環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路二）該實(shí)驗(yàn)中子一代的基因型是否相同？F1的表型不一樣的原因是什么？哪些因素會(huì)影響DNA甲基化的水平？營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、外界環(huán)境等。Avy基因的前端的堿基序列的甲基化程度越高，Avy基因的表達(dá)受到的抑制越明顯，小鼠體毛的顏色就越深。DNA甲基化不僅可以影響基因是否表達(dá)，還可以影響基因表達(dá)的水平。都是Avya。環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路二）DNA甲基化與癌癥中許多基因的表達(dá)沉默有關(guān)，在腫瘤基因組中發(fā)現(xiàn)了許多異常的甲基化改變。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(duì)染色體上的組蛋白也會(huì)產(chǎn)生影響。不僅如此，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。與社會(huì)的聯(lián)系環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路二）環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路二）什么是表觀遺傳？

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，叫表觀遺傳。表觀遺傳的發(fā)生機(jī)制除了DNA的甲基化外，還有什么呢？構(gòu)成染色體的組蛋白發(fā)生甲基化、乙?；刃揎?。一對(duì)同卵雙胞胎之間存在差異的原因是什么？

與表觀遺傳有關(guān)。環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路二）蜂王工蜂如圖為某個(gè)蜂群的蜂王和工蜂的表型，它們表型不同的原因是什么？表觀遺傳的發(fā)生時(shí)期是什么？蜂王和工蜂都是由受精卵發(fā)育而來(lái)的，表型不同的原因是后天的營(yíng)養(yǎng)導(dǎo)致DNA的甲基化水平不同，基因的表達(dá)水平有差異表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在于生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育和衰老的整個(gè)生命活動(dòng)過(guò)程中環(huán)節(jié)一：表觀遺傳（思路二）表觀遺傳的特點(diǎn)沒(méi)有DNA堿基序列的改變可遺傳可逆發(fā)生在整個(gè)個(gè)體發(fā)育過(guò)程中環(huán)節(jié)二：基因與性狀的關(guān)系（思路一）

資料1人的身高是由許多數(shù)目不詳、作用微小的共顯性基因所決定的。假設(shè)有三對(duì)決定身材高矮的基因：AA′、BB′、CC′。在這三對(duì)基因中，A、B、C三個(gè)基因各使人的身高在平均身高的基礎(chǔ)上增加5cm，A′、B′、C′三個(gè)基因各使人的身高在平均身高的基礎(chǔ)上降低5cm。假如身高極高的個(gè)體(AABBCC)和身高極矮的個(gè)體(A′A′B′B′C′C′)婚配，子一代都將具有雜合基因型(AA′BB′CC′)，理論上子一代都將具有中等身高。然而，由于環(huán)境因素的影響，子一代個(gè)體間在身高上仍會(huì)有一定差異。子一代的不同個(gè)體間如果進(jìn)行婚配，子二代的大部分個(gè)體仍將具有中等身高，但是身高范圍更加廣泛，將會(huì)出現(xiàn)一些極高和極矮的個(gè)體。資料1說(shuō)明了基因與性狀有哪些關(guān)系?一些性狀可由多對(duì)基因來(lái)決定，性狀與環(huán)境因素也有關(guān)。環(huán)節(jié)二：基因與性狀的關(guān)系（思路一）圖中I基因的作用是什么？黃繭的基因型有幾種？抑制Y基因的表達(dá)家蠶的繭有黃繭和白繭，其雜交結(jié)果如圖。PIIyy×iiYY

白繭黃繭F1IiYy

白繭F2I_Y_I_yyiiY_iiyy

白繭白繭黃繭白繭9/163/163/161/162種，iiYY和iiYy某些性狀與兩對(duì)或多對(duì)基因的相互作用有關(guān)環(huán)節(jié)二：基因與性狀的關(guān)系（思路一）

資料2基因的多效性指的是染色體上一個(gè)或一對(duì)基因影響生物體的多種性狀，又稱“一因多效”，如豌豆中控制花色的基因也控制種皮的顏色和葉腋有無(wú)黑斑。資料2說(shuō)明了基因與性狀之間的什么關(guān)系？一對(duì)基因可以影響生物體的多種性狀。環(huán)節(jié)二：基因與性狀的關(guān)系（思路一）基因與性狀的關(guān)系在大多數(shù)情況下，基因與性狀的關(guān)系并不是簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。一個(gè)性狀可以受到多個(gè)基因的影響。一個(gè)基因也可以影響多個(gè)性狀。生物體的性狀也不完全是由基因決定的，環(huán)境對(duì)性狀也有著重要影響?；蚺c基因、基因與基因表達(dá)產(chǎn)物、基因與環(huán)境之間存在著復(fù)雜的相互作用，這種相互作用形成了一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，精細(xì)地調(diào)控著生物體的性狀。環(huán)節(jié)二：基因與性狀的關(guān)系（思路二）基因與性狀的關(guān)系在大多數(shù)情況下，基因與性狀的關(guān)系并不是簡(jiǎn)單的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。一個(gè)性狀可以受到多個(gè)基因的影響。一個(gè)基因也可以影響多個(gè)性狀。生物體的性狀也不完全是由基因決定的，環(huán)境對(duì)性狀也有著重要影響。環(huán)節(jié)二：基因與性狀的關(guān)系（思路二）下列有關(guān)基因、DNA、蛋白質(zhì)、性狀的敘述，不正確的有哪些？A.一個(gè)基因可能影響多個(gè)性狀B.基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段C.同一生物體蛋白質(zhì)合成旺盛的細(xì)胞中DNA含量較多D.基因通過(guò)控制蛋白質(zhì)的合成而使遺傳信息得到表達(dá)E.生物細(xì)胞中的基因都具有多效性F.基因與性狀的關(guān)系并非簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，而是一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)××環(huán)節(jié)二：基因與性狀的關(guān)系（思路二）G.排除環(huán)境干擾，只需研究染色體上的基因，就能確定基因與性狀之間的關(guān)系H.細(xì)胞內(nèi)全部基因長(zhǎng)度的總和等于DNA的長(zhǎng)度I.一個(gè)基因可通過(guò)控制酶的合成決定多個(gè)性狀J.顯性基因有表達(dá)產(chǎn)物，隱性基因無(wú)表達(dá)產(chǎn)物K.性狀不同的個(gè)體其基因組成一定不同××××核心總結(jié)表觀遺傳概念：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)象特點(diǎn)：可遺傳；可逆；沒(méi)有DNA堿基序列的改變；

發(fā)生在整個(gè)個(gè)體發(fā)育過(guò)程中機(jī)制：DNA甲基化，組蛋白甲基化、乙?；日n堂練習(xí)1.下列關(guān)于表觀遺傳的敘述，不正確的是（）