4.2.2基因表达与性状的关系第二课时课件-2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

第4章 基因的表达 第2节 基因表达与性状的关系 第二课时 1 美国洛杉矶的一项研究发现，祖母怀孕时吸烟，其孙辈患哮喘的比例比母亲怀孕时吸烟的儿童更高。 德国纽伦堡在《Nature》发表的研究证实，父亲高脂饮食会增加子代出现代谢紊乱的风险。 01 引入 基因序列没有发生改变，为什么会遗传给下一代？ 资料一：柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。 两面对称 辐射对称 探究：柳穿鱼花 02 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了。 两株柳穿鱼，它们体内Lcyc基因的序列相同， 植株A的Lcyc基因在开花时表达，植株B的Lcyc基因不表达。 甲基是化学基团-CH3， 它与DNA上的胞嘧啶结合的过程就是DNA甲基化。 DNA甲基化转移酶 胞嘧啶 5-甲基胞嘧啶 DNA甲基化的机制 03 DNA甲基化的机制 04 正常DNA DNA甲基化 真核基因上加上一个甲基（-CH3），阻碍RNA聚合酶的结合，导致转录无法进行，抑制基因的表达。 无法结合 资料一：柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的表达直接相关。两株柳穿鱼，它们体内Lcyc基因的序列相同， 结论：两种植株由于甲基化造成基因表达不同，表现型不同 两面对称 辐射对称 探究：柳穿鱼花 02 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了。 植株A的Lcyc基因在开花时表达，植株B的Lcyc基因不表达。 P F1 x ⊗ F2 绝大部分 与植株A相似 F1 的花与植株A相似 少部分 与植株B相似 DNA甲基化导致的变化能遗传吗？ 05 配子 植株A的Lcyc基因 植株B的Lcyc基因（被甲基化） P F1 配子 x F2 x P F1 x ⊗ F2 绝大部分 与植株A相似 两种植株的Lcyc基因序列完全相同，所以这个实验并不符合孟德尔分离定律的3：1比例。 F1 的花与植株A相似 少部分 与植株B相似 DNA甲基化导致的变化能遗传吗？ 05 这种由甲基化修饰导致的变化可遗传。 DNA甲基化导致的变化能遗传吗？如何设计实验？ 06 资料二：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。 P AvyAvy aa F1 Avya DNA甲基化导致的变化能遗传吗？如何设计实验？ 07 资料二：研究表明，在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生DNA甲基化修饰的位点。当这些位点没有甲基化时，Avy基因正常表达，小鼠表现为黄色；当这些位点甲基化后，Avy基因的表达就受到抑制。这段碱基序列的甲基化程度越高，Avy基因的表达受到的抑制越明显，小鼠体毛的颜色就越深。 P AvyAvy aa F1 Avya DNA甲基化导致的变化能遗传吗？如何设计实验？ 08 实验设计：多只不同毛色的F1小鼠测交，观察后代小鼠的毛色。 实验结果：后代出现过渡色。 猜想1：若后代 ，则说明甲基化不可遗传。 猜想2：若后代 ，则说明甲基化可遗传。 只出现黑色/黄色 出现过渡色 实验结论：DNA甲基化引起的表型变化可以遗传。 DNA甲基化导致的变化能遗传吗？如何设计实验？ 09 饲料中添加了叶酸 AvyAvy aa Avya 后代出现过渡色比例增高 补充资料 结论： 会影响DNA的甲基化，影响基因的表达情况，改变性状。 环境 aa Avya 后代大多数为黄色体毛 （叶酸可作为甲基的供体） 表观遗传：生物体基因的碱基序列保持不变，但通过DNA的甲基化等表达调控手段导致的基因表达和表型发生可遗传变化的现象。 表观遗传 10 表观遗传：生物体基因的碱基序列保持不变，但通过DNA的甲基化等表达调控手段导致的基因表达和表型发生可遗传变化的现象。 表观遗传 10 表观遗传调控方式 DNA甲基化 组蛋白修饰 X染色体失活 …… 表观遗传 10 除DNA甲基化，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。（教材P74，相关信息） 组蛋白甲基化后，会使DNA缠绕在组蛋白上更紧，这样DNA不能解开双链从而不能转录，基因不能表达。 表观遗传的其它机制： 10 通过非编码RNA抑制翻译过程。 非编码RNA：不编码蛋白质的RNA。(除tRNA和rRNA) DNA DNA mRNA 非编码RNA 蛋白质 阻止翻译(抑制基因表达) 互补配对 思维训练 11 遗传学家曾做过这样的实验： 果蝇幼虫正常培养温度为25 ℃，将刚孵化的残翅果蝇幼虫放在 31 ℃环境中培养，得到一些翅长接近正常的果蝇成虫，翅长接近正常的果蝇在正常环境温度下产生的后代仍然是残翅果蝇。 针对高温培养残翅果蝇幼虫得到翅长接近正常果蝇成虫原因提出假说，进行解释。 残翅果蝇 翅长接近正常的果蝇 翅的发育需要经过酶的催化的反应，而酶是在基因指导下合成的，而酶的活性受到温度、pH的影响。 环境可以通过诱发基因的甲基化，从而产生表观遗传现象； 但环境也可能仅仅通过影响酶的活性（不诱发基因的甲基化），来影响生物体的性状，从而导致生物体发生不可遗传的变异。 美国洛杉矶的一项研究发现，祖母怀孕时吸烟，其孙辈患哮喘的比例比母亲怀孕时吸烟的儿童更高。 德国纽伦堡在《Nature》发表的研究证实，父亲高脂饮食会增加子代出现代谢紊乱的风险。 01 引入 基因序列没有发生改变，为什么会遗传给下一代？ 12 联系生活 吸烟会使人体细胞内DNA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甲基化水平明显升高。 环境 DNA甲基化 诱发 13 基因和性状的关系 如白化病、红绿色盲等单基因遗传病。 如：人的身高是由多个基因决定的，其中每个基因对身高都有一定的作用。 研究发现水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅参与了开花的调控， 而且对水稻的生长、发育和产量都有重要的作用。 ①一个基因 控制 ②一个基因 多种性状 控制 ③多个基因 一种性状 控制 基因与性状并不是简单的一一对应关系 一种性状 基因与基因、基因与基因表达产物、基因与环境之间相互作用形成一个复杂的网络，精细地调控着生物体的性状。 表型=基因型+环境 13 小结 DNA mRNA 蛋白质 性状 转录 翻译 体现 经典遗传 表观遗传 调控 环境 影响 影响 2.表观遗传：碱基序列不变，引起的性状变化 遗传 3.仅由环境变化引起的性状变化， 遗传（表型模拟） 1.经典遗传：碱基序列改变，引起的性状变化 遗传 可 可 不可 THANK YOU 本节课就上到这里，谢谢大家！ $