第3章 第5节 生物体存在表观遗传现象(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中生物必修2 遗传与进化（浙科版2019）

第五节　生物体存在表观遗传现象 1.举例说出表观遗传现象的概念。　2.比较表观遗传的类型。　3.说出表观遗传的意义。 [主干知识梳理] 一、基因序列不变，表型可能改变 1．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。 2．表观遗传与传统遗传学的比较 项目 表观遗传 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的变化 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 二、改变了的表型有些可以遗传 1．组蛋白的乙酰化 乙酰基把氨基(—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。 2．DNA的甲基化 基因启动子中的胞嘧啶加上甲基基团(—CH3)，会使染色质高度螺旋化，凝缩成团，此时这个基因无法被识别，失去转录活性。 3．表观遗传机制的意义 打破DNA变化缓慢的限制，使后代能迅速获得亲代应对环境因素做出的反应而发生的变化。 [预习效果自评] 1．判断下列叙述的正误 (1)表观遗传发生是因为改变基因序列造成的遗传性状改变。(×) 提示：表观遗传指不改变基因序列而造成生物遗传性状改变。 (2)某些生活习惯可能也会在下一代中出现。(√) (3)DNA的甲基化和组蛋白的乙酰化引起基因沉默。(×) 提示：DNA的甲基化引起基因沉默，组蛋白的乙酰化则开启基因的表达。 (4)基因甲基化后因核苷酸序列的改变而无法转录。(×) 提示：基因甲基化不改变核苷酸序列。 (5)表观遗传机制使生物因适应短期环境改变而形成的性状可迅速传递给后代，所以都是有利的。(×) 提示：亲代经历的不良环境和生活习惯对后代健康会产生不利影响。 2．下列关于表观遗传的叙述错误的是(　 ) A．可以在亲子代间遗传 B．可能导致基因组碱基的改变 C．可能引起某些疾病的发生 D．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；表观遗传基因组碱基序列不发生改变，B错误；表观遗传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。 3．思考题：脊椎动物的一些基因活性与其周围特定胞嘧啶的甲基化有关，甲基化使基因失活，非甲基化能活化基因的表达。以下哪组推测正确，试分析原因。 　　　 细胞类型 组别　　　　　 肝细胞 胰岛β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 胰岛素基因 甲基化 甲基化 提示：B组。呼吸酶基因在肝细胞和胰岛β细胞中都表达，所以呼吸酶基因在肝细胞和胰岛β细胞中都应该非甲基化；胰岛素只能在胰岛β细胞合成，所以胰岛素基因只能在胰岛β细胞表达，因此该基因在胰岛β细胞中应该非甲基化，在肝细胞中甲基化。 [精要内容把握] 一、知识体系建一建 二、核心语句背一背 1．表观遗传修饰是发生在DNA序列外的变化，就是不通过DNA序列改变而影响身体的性状，有时能遗传给后代。 2．乙酰化是基因转录的前提，用乙酰基把氨基上的正电荷屏蔽起来，乙酰化的组蛋白与DNA的缠绕减弱，利于信息读取；甲基化则是给启动子的胞嘧啶上加上甲基基团，使染色质高度螺旋化，凝缩成团，失去转录活性。 3．表观遗传机制打破了DNA变化缓慢的限制，使后代能迅速获得亲代应对环境因素做出的反应而发生的变化。 提能点　表观遗传现象 [任务驱动] 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象之一。某些基因在启动部位上存在富含双核苷酸“CG”的区域，称为“CG岛”。其中的胞嘧啶在发生甲基化后转变成5­甲基胞嘧啶但仍能与鸟嘌呤互补配对。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(图2)。 请思考并回答以下问题： (1)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。 (2)试从图2中过程①②变化，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。 (3)启动部位中“CG岛”的甲基化对基因的表达有何影