4.3表观遗传 课件-2023-2024学年高一下学期生物人教版（2019）必修2

人教版高中生物学必修二 表观遗传 学科：生物 年级：高一 教材版本：人教版 你的生活方式健康吗? 不良生活习惯不仅危害 自身，还会影响下一代! 暴饮暴食 酗酒 熬夜 吸烟 发现问题 资料：某种实验小鼠毛色受一对等位基因A9 和a的控制， AY为显性基因，表达合成Asp蛋白，使小鼠表现为黄色； a为隐性基因，无法合成Asp蛋白表现为黑色体毛。 AvyAvy AVYa aa X cIcCAGC ICATCATACCACAGGTCAAGTICe NC 000068.8:154792519-154892932 [GenelD=50518][chromos0 CIGCCTCCCCAGTGGTGGCAICCATCO TCCTCCGTCCTACACTGGGCICCCCg CAGCTCCCACCAGCICCACICACICAGCGCC AGCACTGGCGATCCCCGAGGGCAGATAACICAGCTLA ACCACCCCIIIGATCCICIGGICCICIIICTACICIGCCATGCCCI TACAAACCAACACAGAICTCCCAAAGACGTGAACAAGIICATGGACT 3iGCGCCT CACACAACACAGAGGAGCACTICCAGGICIGGAGACACAAGTGGCAA 4TITTAICIGAAGA CCCAGACACAGTGAGCATGCHIGCTIGACAITIGCTCCCCICCCCCTLAGCAGGGITG CAGCATCCTGACAACCTAIIIAACCACATGCAGGAACTGGCATCAAAGIACCAIIICCCACCAGTCIG CAq AGTCCTIGAGCCCIGCAGCCICAGAAGAGGAGTCATCACCTGAAACCTCCAGGAACCACCGGGGTCC ℃CTCGTIGGCCACAGAGAGCGATIICTG CAGAAGGTATGIGCTAACTCCATCCAGATGIIGTGITICGTIIIGIICTIIIICTICIIIIICCTCIC TGGATGCATCCTTACTICCGIIIe J 变 u cu GGAG0CCATCAGTCTTAAAATCCCTCTTAACAAACTGACATGTIGAGTGCCAAATGAGGTACAGACAGTTAAAAGTAGATC GG AGACITGTAAGSTAAAAAGTTTATTGAAAGAAAAC TGTCTTA0- GTGACAGTCAGTTATTTTAAAAGCTGTCCTCATTTAATGCCACCGTCCCCAACCTCCTAAATGTTCCGGA CATATTTAGACTTTCCTITTTGTTTTTCTTTCGAGAAAGGGTCTCATTTGGCCCAGGTTGTAAGACATTG ru.Taarama:m:Ataua atAA AATnmar aaaT;AACaAGA(2aAAmrm aan.TA vhAAAAT TTTGTITCTCCICTAGAAAAt TGGAATIICAGAATCAC TATCATAATCAAAGAGIGACAGIGGIIICACATIATCAAGCACGCAGGGAGAAATACAGIIICO AAicT ATGACAAGCACAGAAAAGACCCTCIGTCCe GGAGGAGGAGAITIGTICTCAGCGAe 7TATAA4GGCAGCA GGCAGCAGt Av基因转录 的mRNA数量 Av基因表达的 Asp蛋白数量 F1-1 黄色 ++++ 十+++ F1-2 轻度斑驳色 十++ +++ F1-3 斑驳色 ++ ++ F1-4 重度斑驳色 十 十 F1-5 伪黑色 / 资料二：子一代伪灰色小鼠、黄色小鼠Aw 基因甲基化情况 (注：黑色代表发生甲基化) 发现问题 论证分析 pseudoagouti mouse 伪黑色体毛小鼠 yellow mouse 黄色体毛小鼠 资料一：子一代小鼠基因表达情况 AV基因转录 的mRNA数量 AV基因表达的 Asp蛋白数量 F1-1 黄色 十十+十 十+++ F1-2 轻度斑驳色 十 + 十 十 + 十 F1-3 斑驳色 十+ 十+ F1-4 重度斑驳色 十 十 F1-5 伪黑色 / 不同毛色的子一代小鼠Ay基因表达情况不同! 伪黑色体毛小鼠 黄色体毛小鼠 资料二：子一代伪灰色小鼠、黄色小鼠AV基因甲基化情况 (注：黑色代表发生甲基化) 资料—:子一代小鼠基因表达情况 发现问题 论证分析 pseudoagouti mouse yellow mouse NH₂ N N H 胞嘧啶 CH₃ NH₂ 甲基化 0 N H 5-甲基胞嘧啶 3' 基因 甲基化 5' CH₃ N CH₃ C G 3' 基因 正常 5' SAM CH₃ 发现问题 论证分析 甲基化 5' 3' 5' 3' C G G C G C SAH 0 ① T SI!3 蜡回性子 盤早凿 VNd VNyu SI!31 回性系 甲基 个 ① ① ① 发现问题 论证分析 发现问题 论证分析 Avy基因甲基化程度加深 Avy基因表达受抑制程度加强 Asp 蛋白表达量逐步减少 小鼠毛色逐渐加深 前端 Avy 基 因 甲基化程度高 基因表达被抑制更明显 Asp蛋白合成受到更强抑制 这种变化可遗传吗?如何验证? 测 交 发现问题 论证分析 子一代小鼠毛色差异的原因? 前端 AVy 基 因 部分甲基化，基因表达受抑制 Asp蛋白合成受抑制 无甲基化，基因正常表达 Asp蛋白正常合成 前端 AVy 基 因 实 验 ! 甲基 甲基一 (n=135) (n=45) (n=212)40% 发现问题 论证分析 资料三：不同毛色的AVVa雌鼠与aa雄鼠交配后产生的子代 黄色小鼠 斑驳色小鼠 伪黑色小鼠 甲基化的修饰 可遗传给下一代 但这种遗传并不稳定! 43% 44% 47% 40% 20% 57% 9% 建构概念 改变基因的表 达和个体表型 发现问题 论证分析 基因的碱基序列不变 可遗传给后代 基因 E- 发现问题 论证分析 建构概念 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，叫作表观遗传。 发现问题 论证分析 建构概念 表观 遗传 PROMOTE DENE EXPPESSi0 相关信息： 构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化 等修饰也会影响基因的表达。 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，叫作表观遗传。 发现问题 论证分析 建构概念 表观 遗传 ①柳穿鱼花形遗传 ③ 蜂王和工蜂的差异 ②同卵双胞胎所具有的微小差异 发现问题 论证分析 建构概念 表观遗传实例： 植株A 植株B 资料四：在妊娠初期的黄 色母鼠饲料中添加一些富 含甲基的食物，与没有喂 食添加剂的对照组相比， 母鼠生出的小鼠甲基化程 度更高，毛发颜色随之变 深。 资料五：吸烟会使人体细 胞内DNA的甲基化水平升 高，对染色体上的组蛋白 也会产生影响，还有研究 发现，吸烟可使男性精子 活力下降，精子中DNA 的 甲基化水平明显升高。 资料六：研究发现， 喂食无脂肪饲料的野 生型小鼠，其与肝功 能相关的基因甲基化 程度降低，而一般在 老年鼠中这些基因是 表现出高甲基化的。 资料七：科学家对健康成年 男性进行了包括饮食、睡眠、 运动等方面的健康生活干预， 最终，生活方式干预组的 “表观遗传钟”比未干预的 对照组平均年轻3.23岁、血 甘油三酯水平更低。 诱发 DNA 甲基化等 表观遗传修饰 基因的表达 影响 生物性状 尝试归纳环境与表观遗传之间的关系 发现问题 论证分析 建构概念 迁移应用 环境 影响 资料四：在妊娠初期的黄 资料五：吸烟会使人体细 资料六：研究发现， 资料七：科学家对健康成年 色母鼠饲料中添加一些富 胞内DNA的甲基化水平升 喂食无脂肪饲料的野 男性进行了包括饮食、睡眠、 含甲基的食物，与没有喂 高，对染色体上的组蛋白 生型小鼠，其与肝功 运动等方面的健康生活干预， 食添加剂的对照组相比， 也会产生影响，还有研究 能相关的基因甲基化 最终，生活方式干预组的 母鼠生出的小鼠甲基化程 发现，吸烟可使男性精子 程度降低，而一般在 “表观遗传钟”比未干预的 度更高，毛发颜色随之变 活力下降，精子中DNA 的 老年鼠中这些基因是 对照组平均年轻3.23岁、血 深。 甲基化水平明显升高。 表现出高甲基化的。 甘油三酯水平更低。 健康生活! 睡觉 发现问题 论证分析 建构概念 迁移应用 Emmer.mecaron. (AABB) Hexaplolds Bread whcats 解决人类 普通小麦 粮食问题 24片装 · 5mg 露生物程段有用任公司 西达苯胺是组蛋白去乙酰化抑制 剂，抑制抑癌基因的表达 衰老机制 建构概念 迁移应用 作物育种 Diplolds 广泛表观 遗传变异 发现问题 肿瘤治疗 线粒体 功能 西达本胺片 CHIDAMIDE TABLETS 论证分析 认知等功能退化 延缓功能退化 28 chromosomes 基因表达 染色质 修饰 衰老 衰老 发现问题 论证分析 建构概念 迁移应用 任务：尝试归纳基因、环境、性状三者之间的关系 蛋白质结构 直接 影响 基因 转录 mRNA≤翻译 性状 酶 —→ 代谢 影响 改变 环境 诱发 甲基化、乙酰化 等表观遗传修饰 谢谢观看 $$