高中生物第三章遗传的分子基础第五节生物体存在表观遗传现象课件1浙科版必修2
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2021学年高中生物第三章遗传的分子基础第五节生物体存在表观遗传现象课件2浙科版必修2
然而检查的结果和双胞胎研究令科学家们感到困惑，除了发现肥胖症 等一些常见疾病是由十几个基因导致的之外，研究者们发现 都牵涉到数以百计的基因。“以骨质疏松症为例，我们发现跟它有关 的基因可能多达500个，这些基因相互作用导致不同年龄阶段的人患 上这种疾病。”斯佩克特透露。“这些基因中的某个单一基因对某种 疾病的产生可能只起到0.1%的作用，即便如此，所有这些基因似乎也 只对某种疾病的患病率和严重性的一小部分差异起到决定作用，这种 现象被称为‘遗传性缺失’。”
浙科2019版必修2
第3章 遗传的分子基础
英国伦敦国王学院教授蒂姆·斯佩克特对 同卵双胞胎进行了长达21年的研究，他发 现同卵双胞胎虽然有着同样的基因，但却 通常有着截然不同的性格、喜好和人生道 路。为什么有着相同基因的同卵双胞胎却 没有相似的人生？斯佩克特给出的解释是， 表观基因的变化导致了这一现象的产生。 现代快报记者 李欣 编译
2.组蛋白乙酰化
核小体是由DNA和组蛋 白形成的染色质基本 结构单位。每个核小 体由146bp的DNA缠绕 组蛋白八聚体1.75圈 形成。
研究的结果 环境和生活习惯影响基因表达
2.组蛋白乙酰化
组蛋白乙酰化作用指HAT通过在组蛋白赖氨酸残基 乙酰化，激活基因转录。
研究的结果 环境和生活惯影响基因表达
这种观察的结果令人困惑：拥有相同基因、通常也拥有相似成长背 景的不同个体，却经历了截然不同的生活道路。这到底是由什么原因 导致的？斯佩克特透露，在4年前他突然对这一问题的答案恍然大悟。 他意识到，导致同卵双胞胎生活差异的原因是人类表观基因的改变。
研究的结果 环境和生活习惯影响基因表达
1.DNA甲基化
1.DNA甲基化 2.组蛋白乙酰化
表观遗传修饰
DNA序列未变，有些 改变了的表型会遗传
浙科2019版必修2
第3章 遗传的分子基础
英国伦敦国王学院教授蒂姆·斯佩克特对 同卵双胞胎进行了长达21年的研究，他发 现同卵双胞胎虽然有着同样的基因，但却 通常有着截然不同的性格、喜好和人生道 路。为什么有着相同基因的同卵双胞胎却 没有相似的人生？斯佩克特给出的解释是， 表观基因的变化导致了这一现象的产生。 现代快报记者 李欣 编译
2.组蛋白乙酰化
核小体是由DNA和组蛋 白形成的染色质基本 结构单位。每个核小 体由146bp的DNA缠绕 组蛋白八聚体1.75圈 形成。
研究的结果 环境和生活习惯影响基因表达
2.组蛋白乙酰化
组蛋白乙酰化作用指HAT通过在组蛋白赖氨酸残基 乙酰化，激活基因转录。
研究的结果 环境和生活惯影响基因表达
这种观察的结果令人困惑：拥有相同基因、通常也拥有相似成长背 景的不同个体，却经历了截然不同的生活道路。这到底是由什么原因 导致的？斯佩克特透露，在4年前他突然对这一问题的答案恍然大悟。 他意识到，导致同卵双胞胎生活差异的原因是人类表观基因的改变。
研究的结果 环境和生活习惯影响基因表达
1.DNA甲基化
1.DNA甲基化 2.组蛋白乙酰化
表观遗传修饰
DNA序列未变，有些 改变了的表型会遗传
浙科版(2019)必修二 3-5 生物体存在表观遗传现象-(1) 课件(17张)
随堂小测试
1. 研究发现，某些特定的行为和生活经历能够被遗传，如小鼠在闻到以前给予它们父
辈电击而产生恐惧感的气味时，会表现出恐惧。下列与这个实例有关的是：（ C ）
A. 小鼠被喂以高脂肪食物而出现肥胖症 B. 双胞胎的遗传信息基本相同，患病的可能性也相似 C. 亲代早期的生活经历会在遗传物质上打下烙印，并可遗传下去 D. 果蝇的亲代用某种药物处理，使DNA（基因）发生改变，后代果蝇也表现出与亲代 一样的变化
组蛋白（带正电荷）
DNA分子（带负电荷）
通过DNA分子缠绕在组蛋 白分子上，使原来细长的 DNA分子盘旋成紧密结构， 这样，基因及其“开关”就 被隐藏起来。
通如何打开“开关”呢？
基因表达的“开关”------开
在细胞里，基因转录的一个重要步骤就是组蛋白的乙酰化，就是乙酰基把氨基上的正电 荷屏蔽起来，组蛋白的正电荷一旦减少，与带负电荷的DNA分子片段（某基因）缠绕力量 就会减弱，随之松开，里面的信息就可以读取，即进行转录
乙酰基
DNA的缠绕力减弱，读取信息
基因表达的“开关”------关
真核细胞基因具有的启动子-----相当于转录的开关-----也可以被修饰。
如果给启动子的胞嘧啶 加上甲基基团（-CH3）， 会使染色质高度螺旋化， 凝缩成团，这个基因就 无法被识别，失去转录 活性，因而不能完成转 录。这个过程称为DNA 的甲基化，相当于DNA 戴上隐身帽子，使基因 内存储的信息无法被读 取。
DNA内遗传信息读取的关键
（1） 组蛋白的乙酰化
（2） 基因启动子的甲基化
影响 精神或身体状况
表观遗传修饰
不通过DNA序列改变而影 响身体的性状且能遗传给 子代，这样的变化称为表 观遗传修饰，即发生DNA 序列外的变化
2.3.5生物体存在表观遗传现象课件高一下学期生物浙科版必修2
第生 五物 节体
存 在 表 观 遗 传 现 象
材料一：20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
祖母青春期前大吃大喝
孙女死于心血管疾病概率增加
父亲在11岁前开始抽烟
儿子9岁前体重超标概率增加
表明：祖辈或父辈的生活印记以某种方式遗传给了子孙。
材料二：2009年，芝加哥拉什大学医学中心 和塔夫茨大学医学院 对小鼠的遗传基因施行人为突变
小鼠智力出现缺陷 特定环境刺激，频繁练习
记忆力缺陷得到恢复
后代记忆能力未出现缺陷（即使不加练习）
材料三：
1、雌性小鼠摄入高脂肪食物，第3代中雌性出现体型变大 和对胰岛素敏感下降；
2、格尔德霉素干扰果蝇眼睛正常发育，长出赘疣，后代 不再接触格尔德霉素，还是会长出赘疣，可传13代；
3、给线虫喂食某种细菌，体型变小变圆，后代不接触该 种细菌，体型又小又圆，传至40代。
一、基因序列不变，表型可能改变
1、表观遗传现象： 亲代传递给后代的DNA序列没有改变，亲代由于生活环境或生活 习惯的改变而引起的身体状况变化，会通过某种途径传给下一代 的现象。 即父母的生活经历可以通过DNA序列以外的方式传给后代的现象。
2、表观遗传学是与传统遗传学相对应的概念 传统遗传学：基于基因序列改变所致基因表达水平的变化； 表观遗传学：基于非基因序列改变所致基因表达水平的变化。
环境变化 DNA不变 影响基因表达
二、改变了的表型有些可以遗传 1、表观遗传修饰
1）组蛋白的乙酰化： 屏蔽组蛋白中带正电的基团，使DNA片段松开，进行转录
组蛋白
组蛋白乙酰化酶
存 在 表 观 遗 传 现 象
材料一：20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
祖母青春期前大吃大喝
孙女死于心血管疾病概率增加
父亲在11岁前开始抽烟
儿子9岁前体重超标概率增加
表明：祖辈或父辈的生活印记以某种方式遗传给了子孙。
材料二：2009年，芝加哥拉什大学医学中心 和塔夫茨大学医学院 对小鼠的遗传基因施行人为突变
小鼠智力出现缺陷 特定环境刺激，频繁练习
记忆力缺陷得到恢复
后代记忆能力未出现缺陷（即使不加练习）
材料三：
1、雌性小鼠摄入高脂肪食物，第3代中雌性出现体型变大 和对胰岛素敏感下降；
2、格尔德霉素干扰果蝇眼睛正常发育，长出赘疣，后代 不再接触格尔德霉素，还是会长出赘疣，可传13代；
3、给线虫喂食某种细菌，体型变小变圆，后代不接触该 种细菌，体型又小又圆，传至40代。
一、基因序列不变，表型可能改变
1、表观遗传现象： 亲代传递给后代的DNA序列没有改变，亲代由于生活环境或生活 习惯的改变而引起的身体状况变化，会通过某种途径传给下一代 的现象。 即父母的生活经历可以通过DNA序列以外的方式传给后代的现象。
2、表观遗传学是与传统遗传学相对应的概念 传统遗传学：基于基因序列改变所致基因表达水平的变化； 表观遗传学：基于非基因序列改变所致基因表达水平的变化。
环境变化 DNA不变 影响基因表达
二、改变了的表型有些可以遗传 1、表观遗传修饰
1）组蛋白的乙酰化： 屏蔽组蛋白中带正电的基团，使DNA片段松开，进行转录
组蛋白
组蛋白乙酰化酶
新教材浙科版生物必修2课件第3章第4-5节第2课时基因控制生物性状和中心法则生物体存在表观遗传现象
2．改变了的表型有些可以遗传 (1)可以遗传的机制 ①在真核生物的细胞中，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。
在细胞里，基因转录的一个重要步骤是组蛋白的乙酰化，就是用 乙__酰__基__把氨基上的正电荷屏__蔽__起来，好像给组蛋白中的一些带正电的 基团(—NH2)戴上一顶帽子。组蛋白的正电荷一旦减少，与带负电的 DNA 分子片段(某基因)缠绕的力量就会减弱，随之松开，里面的信息 就可以被读取，即进行_转__录_。
化合物甲―酶―→化合物乙―酶 ―→化合物丙――酶→化合物丁
现有三种营养缺陷型突变体，在添加不同化合物的基本培养基上
的生长情况如下表：
突变体 突变体 a
突变体 b 突变体 c
添加物
(酶 A 缺陷) (酶 B 缺陷) (酶 C 缺陷)
化合物乙
不生长
不生长
生长
化合物丙
不生长
生长
生长
由上表可知，酶 A、B、C 在该反应链中的作用顺序依次是( ) A．酶 A、酶 B、酶 C B．酶 C、酶 A、酶 B C．酶 B、酶 C、酶 A D．酶 C、酶 B、酶 A
提示：密码子位于 mRNA 上，反密码子位于 tRNA 上。
1．牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，如图为花青素的合成 与颜色变化途径示意图：
从图中不能得出的结论是( ) A．花的颜色由多对基因共同控制 B．基因可以通过控制酶的合成来控制代谢 C．牵牛花颜色的表现受到相关酶的控制 D．若基因①不表达，则基因②③也不表达
合作探究：1.利用图示判断中心法则遗传信息传递的过程：
浙科版(2019)必修二 3-5 生物体存在表观遗传现象- 课件(35张)
（7）依据我们刚刚分析的前面6个问题，请同学试卷用流程图 梳理柳穿鱼的花“表观遗传”机理
二、改变了的表型有些可以遗传
小鼠毛色的遗传
[资料2] 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。将纯种黄色体 毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交，子一代小鼠的基因 型都是Avya,却表现出不同的毛色：介于黄色和黑色之间的 一系列过渡类型。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。
然而，越来越多的证据告诉我们，即使基因序列不变， 后代的性状也可能会因父母的习惯而改变。经历大饥荒的 母亲生下出现精神问题概率高的孩子；大吃大喝的祖辈带 来患糖尿病概率高的孩子；抽烟的父亲拥有体重超标概率 高的孩子；是这些孩子的基因改变了吗？
不是，另一种遗传学，正在向我们解释这些现象，形 成我们不得不正视的遗传新领域——表观遗传学。
组蛋白的乙酰化影响基因的表达
“负责任” 幼鼠“海马区”皮
母 鼠 抚 养 质醇受体基因的启
幼鼠
动子碱基结构正常
“ 不负责 任”母鼠 抚养幼鼠
幼鼠“海马区”皮 质醇受体基因的启 动子高度甲化
幼鼠皮质醇 受体基因正 常表达
幼鼠皮质醇 受体基因表 达被抑制
幼鼠皮质 醇受体数 量正常
幼鼠皮质 醇受体数 量减少
幼鼠皮质 醇含量少
幼鼠皮质 醇含量高
鼠安静 放松
二、改变了的表型有些可以遗传
小鼠毛色的遗传
[资料2] 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。将纯种黄色体 毛的小鼠与纯种黑色体毛的小鼠杂交，子一代小鼠的基因 型都是Avya,却表现出不同的毛色：介于黄色和黑色之间的 一系列过渡类型。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。
然而，越来越多的证据告诉我们，即使基因序列不变， 后代的性状也可能会因父母的习惯而改变。经历大饥荒的 母亲生下出现精神问题概率高的孩子；大吃大喝的祖辈带 来患糖尿病概率高的孩子；抽烟的父亲拥有体重超标概率 高的孩子；是这些孩子的基因改变了吗？
不是，另一种遗传学，正在向我们解释这些现象，形 成我们不得不正视的遗传新领域——表观遗传学。
组蛋白的乙酰化影响基因的表达
“负责任” 幼鼠“海马区”皮
母 鼠 抚 养 质醇受体基因的启
幼鼠
动子碱基结构正常
“ 不负责 任”母鼠 抚养幼鼠
幼鼠“海马区”皮 质醇受体基因的启 动子高度甲化
幼鼠皮质醇 受体基因正 常表达
幼鼠皮质醇 受体基因表 达被抑制
幼鼠皮质 醇受体数 量正常
幼鼠皮质 醇受体数 量减少
幼鼠皮质 醇含量少
幼鼠皮质 醇含量高
鼠安静 放松
新浙科版 必修2 生物体存在表观遗传现象 课件(32张)
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①、②的变化中，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。
1．判断题
(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。(×)
(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。
(×)
(4)改变了的表型都可以遗传。
(×)
(5)DNA 的甲基化或者组蛋白乙酰化都能一定程度上改变基因的
表达水平。
(√)
2．下列关于表观遗传的叙述错误的是
第五节 生物体存在表观遗传现象
考试内容
核心素养
1.基因序列不变，表型可 1.科学思维——通过资料阅读，运用归纳与
能改变
概括，总结表观遗传的概念及特点、发生
机理，并与传统遗传学进行比较。
2.改变了的表型有些可以 2.社会责任——认同表观遗传对生物进化
遗传
的意义，形成严谨的进化观，并能对与表
观遗传相关的社会现象进行解释和分析。
1．表观遗传是指生物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，对此现象的理解错误的是
()
A．基因的启动部位被甲基化修饰属于表观遗传
生物体存在表观遗传现象 高一下学期生物浙科版必修2
◎必修2 第3章 遗传的分子基础
五节 生物体存在表观遗传现象
学法指导
1.概述并理解中心法则。 2.概述生物的性状主要通过
蛋白质表现。
课标阐释
1.通过构建图解和举例理解 中心法则。
2.通过举例理解基因对性状 的控制。
1
基因控制生物性状
2
中心法则
3
表观遗传
4
课堂小结
5
课堂检测
01 基因控制生物性状
课堂检测 2.遗传信息的传递方向如下图所示,下列叙述错误的是( D )
A.①过程需要模板、原料、酶和能量 B.②过程需要RNA聚合酶催化
C.③过程与rRNA的作用相关
D.④过程发生于病菌的宿主细胞中
解析:①表示DNA的自我复制过程,需要模板、原料、酶和能量,A项正确 ;②表示转录形成RNA的过 程,需要RNA聚合酶催化,B项正确;③表示翻译形成蛋白质的过程,场所在核糖体上,核糖体由rRNA和 蛋白质构成,C项正确;④过程只能发生在被少数病毒侵染的细胞中,D项错误。
基因控制生物性状
2.尿黑症
控制酶形成的基因正常 基因
控制酶形成的基因异常
尿黑酸氧化酶正常合成
酶
尿黑酸被分解
代谢 过程
尿黑酸氧化酶不能合成 尿黑酸不能被分解
表现正常
性状
随尿液排出，尿液呈黑色
基因控制生物性状
以上实例说明基因是如何控制性状的？
基因通过控制 酶的合成 ，来控制 生物化学反应 ， 进而控制 生物的性状 。（间接途径）
基因控制生物性状
试描述这三者之间的关系：
① 蛋白质
基因 ②
？ 性状
① 基因指导蛋白质的合成 ② 蛋白质是生命活动的承担者
五节 生物体存在表观遗传现象
学法指导
1.概述并理解中心法则。 2.概述生物的性状主要通过
蛋白质表现。
课标阐释
1.通过构建图解和举例理解 中心法则。
2.通过举例理解基因对性状 的控制。
1
基因控制生物性状
2
中心法则
3
表观遗传
4
课堂小结
5
课堂检测
01 基因控制生物性状
课堂检测 2.遗传信息的传递方向如下图所示,下列叙述错误的是( D )
A.①过程需要模板、原料、酶和能量 B.②过程需要RNA聚合酶催化
C.③过程与rRNA的作用相关
D.④过程发生于病菌的宿主细胞中
解析:①表示DNA的自我复制过程,需要模板、原料、酶和能量,A项正确 ;②表示转录形成RNA的过 程,需要RNA聚合酶催化,B项正确;③表示翻译形成蛋白质的过程,场所在核糖体上,核糖体由rRNA和 蛋白质构成,C项正确;④过程只能发生在被少数病毒侵染的细胞中,D项错误。
基因控制生物性状
2.尿黑症
控制酶形成的基因正常 基因
控制酶形成的基因异常
尿黑酸氧化酶正常合成
酶
尿黑酸被分解
代谢 过程
尿黑酸氧化酶不能合成 尿黑酸不能被分解
表现正常
性状
随尿液排出，尿液呈黑色
基因控制生物性状
以上实例说明基因是如何控制性状的？
基因通过控制 酶的合成 ，来控制 生物化学反应 ， 进而控制 生物的性状 。（间接途径）
基因控制生物性状
试描述这三者之间的关系：
① 蛋白质
基因 ②
？ 性状
① 基因指导蛋白质的合成 ② 蛋白质是生命活动的承担者
浙科版(2019)必修二 3-5生物体存在表观遗传现象 课件(24张)
有较高的肥胖率。 其他健康问题的发 生率也较高，包括 精神健康等方面。
终生保持了低体 重的特征，其肥 胖率比一般人群 显著降低。
一、基因序列不变，表型可能改缙云变中学CHENJINFENG
【实例】荷兰饥饿冬天。
但随着对这个群体的婴儿们继续跟踪研究了几十年后，发现了一些着实令人 吃惊的事情。
有较高的肥胖率。 其他健康问题的发 生率也较高，包括 精神健康等方面。
DNA被甲基化后，它与甲基化DNA结合蛋白结合（如MeCP2），这 种蛋白质并不结合非甲基化的CG序列。
一旦MeCP2与一个基因启动子上的5-甲基胞嘧啶结合，它会结合很多 其他蛋白质来帮助关闭基因，防止转录复合体（RNA聚合酶）结合到启 动子上，从而阻止mRNA的生成。
二、改变了的表型有些可以遗传
第三章 遗传的分子基础
第五节 生物体存在表观遗传现象
知识点一、基因序列不变，表型可能改变 知识点二、改变了的表型有些可能遗传
CHENJINFENG
一、基因序列不变，表型可能改变
Q1：生物体的性状是由什么控制的？
生物体的性状是由基因和环境共同控制的结果。
Q2：DNA是如何储存遗传信息的？
DNA碱基的数量和排列顺序不同决定了特定的遗传信息。
CHENJINFENG
二、改变了的表型有些可以遗传
2.DNA的修饰——甲基化
最先被鉴定出来的表观遗传修饰
CHENJINFENG
DNA甲基转移酶
就像在一个网球上粘一颗葡萄
就是给DNA加甲基。胞嘧啶是唯一可以被甲基化的碱基。甲基化反应在大 部分器官的细胞中发生。大多数情况下，只在G前面的C上添加甲基。这 个C后面紧跟着G的结构叫做CpG。
尽管这些个体在出生时看起来很健 康，但当他们在子宫里发育时发生 的一些事情，影响了以后几十年的 生活。
浙科版(2019)必修二 3-5生物体存在表观遗传现象说课稿 课件(23张)
重点 难点
教学重难点
表观遗传现象和表观遗传修饰
表观遗传现象的特点分析， 表观遗传修饰对基因表达的影响
教法 ✓ 直观教学法 ✓ 问题探究法 ✓ 活动探究法
教学方法
学法 ✓ 自主探究法 ✓ 分析归纳法 ✓ 理解记忆法
一、新课导入
教学过程
以相关视频引入，直接出示学习目标 “表观遗传”，激发学生探究的好奇心和学 习的兴趣。然后以问题串的方式帮助学生梳 理相关旧知，展示前概念。
浙科版高中生物学必修2
生物体存在表观遗传现象
教材分析
说课内容
教学目标
教法和学法
学情分析
教学重难点
教学过程
教材分析
1、教材地位分析： 本节内容是本章的最后一节，与前四节有着密切 的联系，通过前面的内容，认识了DNA是如何控 制生物性状遗传的，本节内容侧重学习DNA的碱 基序列没有改变的情况下亲代的经历也能遗传给 后代，从而能够更好地理解环境变化与生物生活 习惯改变及其性状遗传的相互关系，明确表观遗 传是对传统遗传的一个重要补充。
教学目标
举例说出表观遗传现象，丰富对遗传的认识。（生命观念）
从分子水平解释产生表观遗传现象的原因，说出组蛋白乙酰化对于基因 正常转录的作用，并说出DNA甲基化与基因表达的关系，认识基因选择 性表达对于细胞分化的作用。（生命观念、科学思维）
说出表观遗传修饰对于生物性状的影响，辩证理解其生物学意义。（生命 观念、社会责任）
（1）祖父辈的生活习惯对于子孙是否有影响？ （2）根据已有知识推测，生活习惯的改变能否引起DNA碱基序列的变化？ （3）还能从小资料里获取哪些信息？
从第三个问题引出“改变了的表型有些可以遗传”，从而得出什么是表观遗传现象。
然后根据表观遗传现象的特点分组讨论生活中的表观遗传现象，教师归纳总结得出 表观遗传学的概念。
2021年高中生物第三章遗传的分子基础第五节生物体存在表观遗传现象课件浙科版必修2
探究点二
表观遗传修饰 问题情境 下图为染色体结构示意图,思考并回答下列问题。
探究点一
探究点二
1.组成染色体的主要化学成分有哪些? 提示:DNA和组蛋白。 2.基因与染色体是什么关系? 提示:染色体是基因的主要载体。 3.对染色体的组蛋白进行乙酰化修饰会出现什么现象? 提示:表观遗传现象。
探究点一
探究点一
探究点二
活学活练 1.下列对于组蛋白乙酰化的叙述,错误的是( ) A.组蛋白的乙酰化是基因转录的一个重要步骤 B.就是用乙酰基把氨基上的正电荷屏蔽起来 C.导致组蛋白与DNA分子片段(某基因)缠绕的力量减弱 D.抑制信息读取,无法进行转录 解析:在细胞里,基因转录的一个重要步骤是组蛋白的乙酰化,就是 用乙酰基把氨基上的正电荷屏蔽起来,好像给组蛋白中的一些带正 电的基团(—NH2)戴上一顶帽子。组蛋白的正电荷一旦减少,与带 负电的DNA分子片段(某基因)缠绕的力量就会减弱,随之松开,里面 的信息就可以被读取,即进行转录。 答案:D
二、改变了的表型有些可以遗传 1.人体是由200多种类型的细胞组成的,其实这些细胞内的遗传信 息(DNA序列)完全相同,只不过被转录和翻译的基因不同。 2.在真核生物的细胞中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,使基因及其“开关”被隐藏起来。 3.在细胞里,基因转录的一个重要步骤是组蛋白的乙酰化,就是用乙 酰基把氨基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)缠绕的力量就会减弱,随之松开,进行转录。
探究点一
探究点二
活学活练 1.下列现象不属于表观遗传的是( ) A.祖辈或父辈的生活经历印记以某种方式遗传给子孙 B.紫花豌豆与白花豌豆杂交后代出现白花豌豆和紫花豌豆 C.马、驴正反交的后代差别较大 D.蜂王的分化发育 解析:表观遗传现象是父母的生活经历可以通过DNA序列以外的 方式遗传给后代的现象。紫花豌豆与白花豌豆杂交后代出现白花 豌豆和紫花豌豆属于核基因控制的遗传现象,不属于表观遗传现象。 答案:B
浙科版高中生物学必修2精品课件 第三章 遗传的分子基础 第五节 生物体存在表观遗传现象
。
(3)请设计方案验证你的解释:
。
答案:(1)灰色 aa × AA (2)饲喂的饲料引起小鼠出现新的性状,是由于小鼠体内DNA 甲基化引起的,且该体色会遗传给下一代 (3)F1棕褐色雌雄小鼠相互交配,孕期只喂标准饲料,后代全为 棕褐色,说明新增性状是由于个体DNA甲基化水平升高,引起 后代性状改变,甲基化位点可随DNA的复制而遗传
随堂训练
1.下列关于DNA甲基化的叙述,错误的是( ) A.甲基化程度越高,DNA转录活性越低 B.甲基化程度越高,DNA转录活性越高 C.甲基化有助于某些活化基因的关闭 D.在所有细胞中都表达的基因多为去甲基化状态 答案:B 解析:DNA甲基化会使染色质高度螺旋化,凝缩成团,失去转录 活性。在所有细胞中都表达的基因是细胞生命活动的必需基 因,多为去甲基化状态。
第五节 生物体存在表观遗传 现象
素养·目标定位 课前·基础认知 课堂·重难突破
随堂训练
素养•目标定位
பைடு நூலகம் 目标素养
1.举例说出表观遗传现象。 2.能用表观遗传修饰解释表观遗传现象。
知识概览
课前•基础认知
自主预习 一、表观遗传现象 1.概念:父母的生活经历可以通过DNA序列以外的方式遗传给 后代,这种遗传现象称为表观遗传现象。 2.表观遗传学与遗传学的比较 (1)遗传学是指基于基因序列改变所致基因表达水平的变化,如 基因突变等。 (2)表观遗传学是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。
4.下列有关表观遗传的叙述,错误的是( ) A.DNA的碱基序列未发生改变 B.遗传信息的转录可能受阻 C.可以遗传给子代 D.个体的表型未发生改变 答案:D
解析:表观遗传是指基于非基因序列改变所致基因表达水平 的变化,故DNA的碱基序列不发生改变,A项正确。表观遗传 可能会导致部分基因的转录过程受阻,B项正确。表观遗传可 以遗传给子代,C项正确。表观遗传是由环境变化引起的性状 改变,个体的表型会发生改变,D项错误。
3.5生物体存在表观遗传现象+课件-2023-2024学年高一下学期生物浙科版(2019)必修2
三、思维拓展
DNA甲基转移酶
思考：蜂王浆在蜂王和工蜂发育中的作用是什么？ 蜂王浆可以降低DNA甲基转移酶（Dnmt3）基因的表达水平，从而降低DNA的甲基化 程度，调控雌蜂幼虫的分化。
三、思维拓展
资料2：有研究表明，吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高，对染色体上的组 蛋白也会产生影响。不仅如此，还有研究发现，男性吸烟者的精子活力下降，精子中 DNA的甲基化水平明显升高。
生物体存在表观遗传现象
一、情景展现
思考：一个人不同细胞的基因型相同吗？ 为什么？
思考：一个人不同的体细胞表达的基因相 同吗？是什么原因导致的？
同卵双胞胎虽然有着同样的基因，但却通常有 着截然不同的性格、喜好和人生道路。
问题讨论：为什么有着相同基因的同卵双胞胎却没有相似的人生？
问题讨论：为什么有着相同基因的同卵双胞胎却没有相似的人生？
模
拟
基
解Байду номын сангаас双螺旋，转录开始
因
表
达
过
程
沿模板链向前运动，合成RNA
RNA聚合酶识别启动子
模
拟
基
解开双螺旋，转录开始
因
表
达
过
程
沿模板链向前运动，合成RNA
二、构建概念
2.组蛋白乙酰化
组蛋白乙酰化作用指HAT通过在 组蛋白赖氨酸残基乙酰化，激活 基因转录。
三、思维拓展
资料1：蜂王和工蜂是由同一批 受精卵发育而来，蜂王体型大，
思考：你认为哪些环境因素可能会影响表观遗传现象？资料2和资料3的研究结果对我 们今后的健康生活有哪些启示？
四、归纳总结
五、反馈提升
1.研究人员发现，海龟体内的组蛋白H3甲基化会抑制雄性基因的表达。温度较高的环
浙教版(2019)高中生物必修2第3章 3.5 生物体存在表观遗传现象 表观遗传效应 背景知识 课件(共27张PPT)
到染色质上 有关，例如哺乳动物中的 HP1蛋白、酵母中的SIR 复合体等。
染色质的凝聚使得基
因表达所需装置不能进入。
1930年，缪勒诱变获得花斑眼果蝇，原因是红眼基因 所在染色体片段易位到异染色质旁边。不同细胞表型不同， 说明染色质非活性结构延伸长度是随机的。
哺乳动物X染色体整体异染色质化
表观遗传效应
一、什么是表观遗传效应
表观遗传描述了核酸不同状态的能力，这种能 力可产生不同的表型后果，且在不改变DNA序列的 情况下遗传下去。
这意味着在某一可控制效应的基因座上拥有相 同DNA序列的两个个体可表现出不同的表型。
二、表观遗传效应的类型
1.染色质重塑； 2.组蛋白修饰； 3.DNA甲基化； 4.非编码RNA的作用； 5.蛋白质聚集体控制新亚基构象；
1、染色质重塑（异染色质）
核小体致 密化
某些染色体或染色体的某 些部分染色质丝包装折叠紧密， 具有强嗜碱性，染色深。与常 染色质相比，异染色质是转录 不活跃的部分。
异染色质分为结构异染色质和功能异染色质两种类型。 结构异染色质是指各类细胞在整个细胞周期内处于凝集状 态的染色质，多定位于着丝粒区、端粒区，含有大量高度重复 顺序的脱氧核糖核酸（DNA），称为卫星DNA（satellite DNA）。 功能异染色质只在一定细胞类型或在生物一定发育阶段 凝集。
”这些性别特异的遗传模型需要在配子 发生时特异性地确定甲基化模式。” “印记基因占到了哺乳动物转录组的1%-2%” （P916）
失活的X 染色体
女性细胞
男性细胞
雌性哺乳动物胚胎发育过程中，细胞中的两条X染色体 会随机失活一条。这是一种剂量补偿效应。
为什么红绿色盲 和血友病没有表现出 杂合子性状差异呢？
染色质的凝聚使得基
因表达所需装置不能进入。
1930年，缪勒诱变获得花斑眼果蝇，原因是红眼基因 所在染色体片段易位到异染色质旁边。不同细胞表型不同， 说明染色质非活性结构延伸长度是随机的。
哺乳动物X染色体整体异染色质化
表观遗传效应
一、什么是表观遗传效应
表观遗传描述了核酸不同状态的能力，这种能 力可产生不同的表型后果，且在不改变DNA序列的 情况下遗传下去。
这意味着在某一可控制效应的基因座上拥有相 同DNA序列的两个个体可表现出不同的表型。
二、表观遗传效应的类型
1.染色质重塑； 2.组蛋白修饰； 3.DNA甲基化； 4.非编码RNA的作用； 5.蛋白质聚集体控制新亚基构象；
1、染色质重塑（异染色质）
核小体致 密化
某些染色体或染色体的某 些部分染色质丝包装折叠紧密， 具有强嗜碱性，染色深。与常 染色质相比，异染色质是转录 不活跃的部分。
异染色质分为结构异染色质和功能异染色质两种类型。 结构异染色质是指各类细胞在整个细胞周期内处于凝集状 态的染色质，多定位于着丝粒区、端粒区，含有大量高度重复 顺序的脱氧核糖核酸（DNA），称为卫星DNA（satellite DNA）。 功能异染色质只在一定细胞类型或在生物一定发育阶段 凝集。
”这些性别特异的遗传模型需要在配子 发生时特异性地确定甲基化模式。” “印记基因占到了哺乳动物转录组的1%-2%” （P916）
失活的X 染色体
女性细胞
男性细胞
雌性哺乳动物胚胎发育过程中，细胞中的两条X染色体 会随机失活一条。这是一种剂量补偿效应。
为什么红绿色盲 和血友病没有表现出 杂合子性状差异呢？
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赖氨酸
乙酰基
DNA的缠绕力减弱，读取信息
基因表达的“开关”------关
真核细胞基因具有的启动子-----相当于转录的开关-----也可以被修饰。
如果给启动子的胞嘧啶 加上甲基基团（-CH3）， 会使染色质高度螺旋化， 凝缩成团，这个基因就 无法被识别，失去转录 活性，因而不能完成转 录。这个过程称为DNA 的甲基化，相当于DNA 戴上隐身帽子，使基因 内存储的信息无法被读 取。
基因表达的“开关”------关
组蛋白（带正电荷）
DNA分子（带负电荷）
通过DNA分子缠绕在组蛋 白分子上，使原来细长的 DNA分子盘旋成紧密结构， 这样，基因及其“开关”就 被隐藏起来。
通如何打开“开关”呢？
基因表达的“开关”------开
在细胞里，基因转录的一个重要步骤就是组蛋白的乙酰化，就是乙酰基把氨基上的正电 荷屏蔽起来，组蛋白的正电荷一旦减少，与带负电荷的DNA分子片段（某基因）缠绕力 量就会减弱，随之松开，里面的信息就可以读取，即进行转录
同卵双胞胎具有相同的DNA序列，但却具有 表型的差异和疾病易感性的差异
相同的基因型 一部分暴露高叶酸饮食，皮毛仍是褐色，体型正常 另一部分暴露低叶酸饮食，皮毛由褐色变为黄色，小鼠肥胖
表观遗传学
通过课本阅读，你获取了什么信息？
即使亲代传递给
，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
随堂小测试
1. 研究发现，某些特定的行为和生活经历能够被遗传，如小鼠在闻到以前给予它们父
辈电击而产生恐惧感的气味时，表表现出恐惧。下列与这个实例有关的是：（ C ）
A. 小鼠被喂以高脂肪食物而出现肥胖症 B. 双胞胎的遗传信息基本相同，患病的可能性也相似 C. 亲代早期的生活经历会在遗传物质上打下烙印，并可遗传下去 D. 果蝇的亲代用某种药物处理，使DNA（基因）发生改变，后代果蝇也表现出与亲代 一样的变化
DNA内遗传信息读取的关键
（1） 组蛋白的乙酰化
（2） 基因启动子的甲基化
影响 精神或身体状况
表观遗传修饰
不通过DNA序列改变而影 响身体的性状且能遗传给 子代，这样的变化称为表 观遗传修饰，即发生DNA 序列外的变化
表观遗传的影响
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，但研究发现，双 胞胎中一个会患上某种疾病，但另一个却身体健康， 表明？
，
即父母的生活经历可以通过DNA序列以外的方式遗传给子代。生物学家将这
种现象称为
你能说出表观遗传与我们所学的经典遗传学的区别吗？
与经典遗传学的区别与联系
项目 经典遗传 表观遗传 两者联系
场所 细胞核 细胞核
遗传信息 子代性状与亲代性状的关系 遗传过程
基因序列
子代性状相同于亲代
有丝或减数分裂
非基因序列 子代性状相同于亲代
简答题
请根据表观遗传学的原理解释，什么是DNA甲基化？这对于生物的生存繁衍有什么意 义？如果抑癌基因被甲基化，可能会出现什么结果？
答：如果给启动子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，这个基因就无法被识别，失去转录活性，因而不能完成转录。这个过程称为DNA 的甲基化
答：如果抑癌基因被甲基化，导致抑癌基因的表达被抑制，则正常细胞有可能转变为 癌细胞。
浙科2019版必修2
第三章 基因控制蛋白质的合成 第五节 生物体存在表观遗传现象
经典遗传学告诉我们，生物的 性状是由什么控制的？
那你有没有想过，如果父母 有某种生活经历或不良嗜好， 是否会对子女产生影响？
例如如果父母中有的是吸毒 人员，那子女长大后是否也 会步入后尘善感？
有丝或减数分裂
两者相互作用，共同控制生物的性状
那如何解释表观遗传学的现象呢？
我们人体由200多种类型的细胞，这200多种类型的细胞的细胞是由什么细胞增殖分化 过来的呢？他们的遗传物质（DNA）是否相同？那为什么成为了不同种类的细胞呢？
受精卵的有丝分裂形成体内细胞，DNA相同，因为分化（基因的选择性表达）形成不 同种类细胞。
2. 蜂群中的蜂王和工蜂均由基因型相同的雌峰幼虫发育而来，但是两者在体型、寿命、 功能等方面存在巨大差异。据研究，蜂王的分化发育是一种表观遗传现象。两者出现
差异的原因是（ D ）
A. 雌蜂幼虫的生活环境发生变化 B. 蜂王的生活习惯发生了变化 C. 蜂王的活动使得性状改变，并影响到后代相应的性状 D. DNA甲基化影响其中的遗传信息的表达
性状= 基因型+环境
改变
改变
子代性状改变 子代性状不变 生活习惯的改变是否对后代的性状产生影响？
上述现象，你认为有可能吗？我们如何解释这种现象呢？
阅读课本小资料（回答下列问题）
20世纪90年代，瑞典科学家拜格林（Lars Olov Bygren）对瑞典北部的诺伯 顿地区的居民寿命进行了调查和研究。诺伯顿位于北极圈以内，地广人稀， 交通不便，那里粮食收成极不稳定，对人的生活影响很大。当年景不佳而歉 收时，人们就会忍饥挨饿；当风调雨顺而丰收时，人们又会大吃大喝。 拜格林的调查研究结果表明： 1. 如果祖父辈在青春期有大吃大喝的经历，那么，他们的子孙的寿命就比较 短，患糖尿病的概率也会相应增加。 2. 在青春期前挨饿的祖父，其孙子患心血管疾病的概率就会相应降低；在青 春前期大吃大喝的祖母，其孙女死于心血管疾病的概率会明显增加
表达修饰上的差异，也会表现出完 全不同的性状
表观遗传的利和弊
利：表观遗传机制可以是生物体打破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，这对生物种群的生存和繁衍也许是有利的。
弊：通过表观遗传传递下去的性状并不总是有利的，如亲代经历的不良环境和生活
习惯对后代的健康会产生不利的影响。