备课素材：表观遗传复习2022-2023学年高一下学期生物人教版必修2

表观遗传 一、表观遗传基础知识 思考1:从基因角度解释同卵双胞胎为什么会表现出一定的差异? 基因的选择性表达 思考2:基因的选择性表达是指?如何实现? 基因是否表达:基因什么时候表达?在哪种细胞中表达? 基因表达多少:基因表达水平的高低 基因的选择性表达与基因表达的调控有关，如表观遗传 思考3:什么是表观遗传?有哪些类型? 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。 [资料1] 柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。下图所示的两株柳穿鱼，它们体内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(Lcyc基因有多个碱基连接甲基基团)了。 科学家将这两个植株作为亲本进行杂交，F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。 思考4:柳穿鱼性状改变的原因是什么? Lcyc的碱基序列没有发生变化，但部分碱基发生了甲基化修饰。 思考5:F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? 思考6:柳穿鱼花的表观遗传机理是?这对我们认识表观遗传现象有何启示? 说明:Lcyc基因的甲基化可以遗传，并影响植株的性状。 [资料2] 某种实验小鼠的毛色受一对等位基因Avy和a的控制，Avy为显性基因，表现为黄色体毛，a为隐性基因，表现为黑色体毛。将纯种黄色体毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交，子一代小鼠的基因型都是Awwa，却表现出不同的毛色:介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型。 思考7:F代小鼠性状改变的原因是什么? 思考8:小鼠的表观遗传机理是?这对我们认识表观遗传现象有何启示? 说明:Lcyc基因的甲基化可以遗传，并影响植株的性状。 思考9:表观遗传的特点是? 可遗传性:基因表达和表型可以遗传给后代。 不变性:基因的碱基序列保持不变。 可逆性:DNA甲基化修饰可以发生可逆性变化，即被修饰的DNA可以发生去甲基化。 思考10:表观遗传什么时候能发生? 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。 二、利用表观遗传基础知识解释实际问题 [资料1] 经典遗传学认为:遗传信息储存于核酸序列中，并通过生殖传递给下一代;生物的性状表现除了受环境因素影响外，主要由来自亲代的遗传信息决定。蜜蜂的工蜂和蜂王的发育起点均是受精卵，二者的遗传基大完全相同，但由干发育期日营养条件和发育空间不同导致二者的性状差异很大。 思考1:按照经典遗传学理论，对此较为合理的解释是? 环境因素可以影响生物的性状 [资料2] 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。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)。蛋白X由A基因控制合成，A基因的表达受到A基因上游一段DNA序列(P序列)调控。P序列甲基化后，A基因不能表达:P序列非田基化时，A基因正常表达，如图所示。 研究发现:A基因的P序列在精子中是非田基化的，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。 思考2:由以上信息可知，DNA甲基化如何影响性状? 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 思考3:DNA甲基化是否属于基因突变?原因是? 不属于，DNA甲基化不改变基因的碱基序列 思考4:某基因型为Aa的小鼠是侏儒鼠，根据上述资料推测产生该侏儒鼠的原因是? 基因A基因来自卵细胞，P序列甲基化，A基因不能表达 [资料3] miRNA是一类由基因编码的，长约22个核苷酸的单链RNA分子。在线虫细胞中，Lin-14基因的转录产物经加工后形成miRNA-miRNA双链。其中miRNA与Lin-14mRNA部分配对，使其翻译受阻(这是RNA干扰的一种机制)，进而调控幼虫的正常发育模式。 思考5:在真核细胞中，miRNA和mRNA合成的场所主要是? 细胞核 思考6:miRNA如何调控Lin-14基因选择性表达? 与Lin-14基因转录出的mRNA形成双链，阻止翻译，使其翻译水平降低。 思考7:研究发现，同一生物体内不同的组织细胞中miRNA种类有显著差异，根本原因是? 基因的选择性表达 思考8:RNA介导的基因沉默是可以遗传给子代的，这是否表观遗传。理由是? 是，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 [资料4] RNA干扰是一种在转录后通过小分子RNA调控基因表达的现象。另一种干扰RNA