4.2 基因表达与性状的关系（第2课时）-2023-2024学年高一生物下学期同步教学课件（人教版2019必修2）

4.2 基因表达与性状的关系 课时2 表观遗传 贺老师 第4章 基因的表达 1 DNA（基因） RNA 蛋白质 转录 翻译 生物的性状 【问题1】能否得出基因的碱基序列不发生变化，则性状一定不变的结论？有没有实例证据？ 同卵双生的双胞胎虽然具有相同的DNA序列，却存在表型的差异。 推论1：基因的碱基序列不变， 。 表型可能会发生变化 基因能控制生物性状，改变基因会导致生物性状发生改变，那么 2 【问题2】为什么会出现基因不变，但是表型发生变化的情况？ Avya aa Avy Avy 【资料1】根据经典遗传学，基因型为AvyAvy（黄色）和aa（黑色）的小鼠杂交，其后代基因型如何？表现型如何？ 介于黄色和黑色之间的一系列过渡类型 根据经典遗传学，子代小鼠的基因型应该都为Avya，为何会出现不同毛色？ 推论2：小鼠毛色性状改变是由于基因改变所致。 【实验结果1】 小鼠毛色的遗传 以小鼠毛色的遗传来一探究竟 3 【问题3】如何证明小鼠毛色的改变是由于基因改变所致？ 【实验结果2】 子一代小鼠基因测序结果：子一代小鼠毛色基因的碱基排列顺序相同！ 推论3：由于Avy基因的表达情况不同导致性状发生改变。 DNA（基因） RNA 蛋白质 转录 翻译 生物的性状 不变 改变 基因的表达 小鼠毛色的遗传 4 【问题4】根据上节课所学知识，如何证明小鼠毛色改变是由于Avy基因的表达情况不同所致？ 结果： 结论： 相应RNA ++++ +++ ++ + - 相应蛋白质 ++++ +++ ++ + - 【实验结果3】Avy基因表达产物的检测结果： 不同毛色小鼠其Avy基因表达出的RNA和蛋白质的量不同 Avy基因的表达情况不同导致性状发生改变 说明:“+”表示检测发现相应的分子，“-”表示检测未发现相应的分子。 小鼠毛色的遗传 5 【问题5】为什么相同基因型的个体，其基因的表达情况不同？ 【资料4】在对子代小鼠的Avy基因进行测序时发现：体色相差较大的子代小鼠，其DNA的甲基化程度相差较大，甲基化程度越高，Avy基因的表达越弱。 DNA甲基化示意图 小鼠毛色的遗传 模型演示：DNA甲基化影响基因表达 （拉链代表DNA，长尾夹代表甲基） 抑制转录 在基因的碱基序列不发生变化的情况下，基因的甲基化导致了基因的表达发生改变，进而引起表型发生改变。 甲基就像一把“基因锁”，使得基因无法正常表达 6 小鼠毛色的遗传 无甲基化，Avy基因正常表达 部分甲基化，Avy基因表达受抑制，毛色加深 甲基化程度高，Avy基因表达被抑制更明显，毛色更深 Avy基因 前端 Avy基因 甲基 前端 Avy基因 甲基 前端 【资料4】小鼠的Avy基因的前端(或称“上游”)有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平，这段碱基序列具有多个可发有多个可发生DNA甲基化修饰的位点，当这些位点甲基化后，Avy基因的表达就受到抑制。 因为小鼠的Avy基因的前端(或称“上游”)有一段特殊的碱基序列决定着该基因的表达水平，这段碱基序列具有多个可发有多个可发生DNA甲基化修饰的位点，当这些位点甲基化后，Avy基因的表达就受到抑制，并且甲基化程度越高，受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深. 7 【问题6】基因可以从亲代传递给子代，基因的甲基化能否传递给子代呢？请以小鼠毛色遗传为例尝试设计实验证明你的猜想。（小组讨论：如果可遗传，实验结果如何？如果不可遗传又如何？） 基因的甲基化可遗传，但是其遗传不稳定。 随着母本毛色的不同，其测交后代的毛色也出现差异。 黄色 斑驳色 伪黑色 【实验结果4】♀Avya×♂aa，亲子代中aa个体（黑色）均省略 × × × 结果： 结论： 小鼠毛色的遗传 8 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。 特点 1.基因的碱基序列不变 2.表型发生改变 3.基因表达发生变化 4.可遗传 【任务3】这种遗传特殊的遗传方式与经典遗传学存在差异，被称为”表观遗传“， 请同学们根据表观遗传的特点总结归纳出表观遗传的概念。 表观遗传 9 【问题7】还能影响哪些过程来影响基因的表达？ 【资料5】影响基因表达的机制：组蛋白修饰（甲基化、乙酰化） DNA甲基化（抑制转录） 染色体= 组蛋白修饰 （甲基化、乙酰化） 组蛋白修饰（激活转录） DNA + 蛋白质（组蛋白） 10 DNA甲基化 组蛋白修饰 RNA干扰（抑制翻译） 【资料5】影响基因表达的机制：RNA干扰 DNA mRNA 蛋白质 非编码RNA 阻止翻译(抑制基因表达) 11 表观遗传的其他实例——柳穿鱼花的形态的遗传 植株A 植株B 【资料6】柳穿鱼花