3.5 生物体存在表观遗传现象（教学课件）生物浙科版必修2

第三章 遗传的分子基础 第五节 生物体存在表观遗传现象 性状是基因和环境条件共同作用的结果 性状 蛋白质 基因 ①基因通过控制 酶的合成 ，进而控制 生物性状 。（间接途径） ②基因通过控制 蛋白质结构，来直接控制 生物性状 。（直接途径） 中年人秃顶是由一对基因 （B，b） 控制的，秃顶基因的纯合子 （BB），无论男女，都表现为秃顶；基因型为 bb，无论男女，均表现正常。但对于杂合子 （Bb），如果是男性，则表现为秃顶；如果是女性，则表现正常。 生物体的内在环境——性激素含量 观赏植物藏报春 ，如果让基因型为 AA 的植株在20～25 ℃的环境条件下生长，植株开红花；如果让它在 30 ℃的环境条件下生长，则开白花。 生物体的外在环境——温度 思考1：环境变化引起的性状改变，会不会遗传？ 一般不会 可能性1：环境条件的改变引起了遗传物质的改变，如基因突变等。 可能性2： 资料1：环境对基因的逆袭 10余年前，华盛顿大学的生物学教授Michael Skinner的团队做过一系列有意思的实验。2005年，他们将怀孕的女大鼠（F0）暴露于一种农业中常用的杀真菌剂，接着在无杀菌剂的环境中将她们的后代拉扯大，这些后代（F1）精子数量、繁殖能力下降，出现了一定程度的不育症。将它们继续培育在无杀菌剂的环境中，一直养了4代，也就是养到了她们的玄孙（F4）。结果几乎所有玄孙子的精子数量、繁殖能力仍有下降，并且出现了不育症。 DNA序列没有发生改变！ 资料2：20世纪90年代，拜格林的调查研究 祖父辈行为 孙辈 青春期前大吃大喝 寿命较短，糖尿病概率高 祖父青春期前挨饿 孙子心血管疾病概率降低 父亲在11岁前开始抽烟 儿子9岁前体重超标概率增加 祖母青春期前大吃大喝 孙女死于心血管疾病概率增加 祖辈或父辈的生活印记以某种方式遗传给了子孙 7 表观遗传现象：使亲代传递给后代的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，即父母的生活经历可以通过DNA序列以外的方式遗传给后代。 表观遗传学：指基于非基因序列改变所致基因表达水平的变化，即环境变化引起的性状改变，影响基因表达，但不改变DNA序列。 思考2：环境的改变是如何影响基因的表达的？ 一、基因序列不变，表型可能改变 资料:3：蜜蜂的蜂王和工蜂都是由基因型相同的雌蜂幼虫发育而来，它们命运的差异发生在出生3天后。3天后很少一部分雌幼虫被继续饲喂蜂王浆,它们将发育成蜂王,而其他雌幼虫改为喂食蜂蜜和花粉,它们发育成工蜂。 DNA分子（带负电荷） 组蛋白（带正电荷） 资料4：在真核生物细胞中，染色质由DNA、蛋白质和少量RNA组成。其中DNA分子与一些蛋白质结合在一起，带负电的DNA分子缠绕在带正电的蛋白质分子上，使原来细长的DNA分子盘绕成紧密的结构。这样，基因及其“开关”就被隐藏起来了。 二、改变了的表型有些可以遗传 1、组蛋白乙酰化 组蛋白上带正电荷的-NH2结合了乙酰基（CH3CO—），屏蔽了组蛋白的正电荷，与带负电的基因缠绕的力量减弱，基因开始转录。 二、改变了的表型有些可以遗传 2、DNA甲基化 启动子中的胞嘧啶甲基化，该基因无法被RNA聚合酶识别，无法转录。 二、改变了的表型有些可以遗传 组蛋白乙酰化 DNA甲基化 促进 抑制 基因表达 生物性状 遗传子代 DNA内存储的信息能否被读取，还与DNA甲基化的状况和组蛋白乙酰化的程度有关。人们的生活经验，无论是精神上还是身体上的，都能改变组蛋白乙酰化和DNA甲基化的程度，从而对人们的精神生活和身体状况产生影响。 资料5：同卵双胞胎的DNA序列是完全相同的，从理论上说，他们患病的类型和概率也是相同的，但是医生发现，有时双胞胎中的一个会患上某种疾病，如白血病或红斑狼疮，另一个却未患病且身体健康。进一步的研究表明，这是因为他们的DNA甲基化程度不同。 表观遗传修饰的意义：可以使生物打破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，有利于种群的生存和繁衍。 通过表观遗传传递下去的性状并不总是有利的。 15 知识巩固 1、DNA甲基化是指DNA中的某些碱基被添加甲基基团，此种变化可影响基因的表达，对细胞分化具有调控作用。基因启动子区域被甲基化后，会抑制该基因的转录，如图所示。下列相关叙述错误的是（ ） A．细胞的内外环境因素均可引起DNA的甲基化 B．甲基化的启动子区更易暴露转录模板链的碱基序列 C．DNA甲基化干扰了RNA聚合酶对启动子的识别和结合 D．被甲基化的DNA片段中其遗传信息并未发生改变 B 2、蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来，以蜂王浆为食的幼虫将发育成蜂王，而以花粉、花蜜为食的幼虫则发育成工蜂，幼虫发育成蜂王的机理如下图所示。