第2節(jié)基因表達(dá)與性狀的關(guān)系(第2課時(shí))

學(xué)習(xí)目標(biāo)

能闡明表觀遺傳信息調(diào)控基因表達(dá)的機(jī)制。

能舉例說明基因、性狀與環(huán)境的關(guān)系。2.分析資料1,

F1的花為什么與植株A的相似?

在F2中，為什么有些植株的花與植株B的相似?3.資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點(diǎn)?

這對(duì)你認(rèn)識(shí)基因和性狀的關(guān)系有什么啟示?1.上述資料中，柳穿魚和小鼠性狀改變的原因是什么?表現(xiàn)出不同毛色的A"a小鼠研究表明，在A”

基因的前端(或稱

“上游”)有一段特殊的堿基序列決定著該基

因的表達(dá)水平，這段堿基序列具有多個(gè)可發(fā)

生DNA

甲基化修飾的位點(diǎn)。當(dāng)這些位點(diǎn)沒

有甲基化時(shí)，A"

基因正常表達(dá)，小鼠表現(xiàn)

為黃色；當(dāng)這些位點(diǎn)甲基化后，A"基因的

表達(dá)就受到抑制。這段堿基序列的甲基化程

度越高，A"

基因的表達(dá)受到的抑制越明顯，

小鼠體毛的顏色就越深。討論1.上述資料中，柳穿魚和小鼠性狀改

變的原因是什么?2.分析資料1,F?

的花為什么與植株

A

的相似?在F?

中，為什么有些植株的花與

植株B的相似?3.資料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點(diǎn)?這對(duì)你認(rèn)識(shí)基因和性狀的關(guān)系

有什么啟示?植株A植株B

柳穿魚的花柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)與Leyc基因的表

達(dá)直接相關(guān)。上圖所示的兩株柳穿魚，它們

體內(nèi)Lcyc基因的序列相同，只是植株A的

Leyc基因在開花時(shí)表達(dá)，植株B的Leyc基

因不表達(dá)。研究表明，植株B的Lyc

基

因不表達(dá)的原因是它被高度甲基化(Leyc

基因

有多個(gè)堿基連接甲基基團(tuán))了。科學(xué)家將這兩個(gè)植株作為親本進(jìn)行雜

交

，F(xiàn)?的花與植株A

的相似，F(xiàn)?

自交的F?中

絕大部分植株的花與植株A

的相似，少部分

植株的花與植株B的相似。資料2

某種實(shí)驗(yàn)小鼠的毛色受一對(duì)等

位基因A"和a的控制，A"為顯性基因，表

現(xiàn)為黃色體毛，a

為隱性基因，表現(xiàn)為黑色

體毛。將純種黃色體毛的小鼠與純種黑色體毛的小鼠雜交，子一代小鼠的基因型都是

A"a,卻表現(xiàn)出不同的毛色：介于黃色和黑閱讀課本73頁思考討論，并思考以下問題：知識(shí)講解資料1

柳穿魚是一種園林花卉。下圖所示的兩株柳穿魚，除了花的形態(tài)結(jié)構(gòu)不

同，其他方面基本相同。一、表觀遺傳柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)和小鼠毛色的遺傳思考·討論色之間的一系列過渡類型。Lcyc基因正常P

—植株AF?F?絕大部分資料1:

柳穿魚花的遺傳問題1:

柳

穿

魚性狀改變的原因是什么?植株A相似少部分Lcyc基因高度甲基化植株B知識(shí)講解—

—知識(shí)講解資料1:

柳穿魚花的遺傳信息梳理Lcyc基因的表達(dá)(轉(zhuǎn)錄和翻譯)植株AII

III開花時(shí)

表達(dá)不植株B相

基因)同

(甲基化)問題2:

如何解釋甲基化現(xiàn)象?柳穿魚花的

形態(tài)結(jié)構(gòu)直接

相關(guān)不表達(dá)甲基化修飾Lcyc基因Lcyc基因基因未表達(dá)9OOOLcyc基因Lcyc

基因基因表達(dá)植株A

植株BDNA甲基化抑制了

基因的表達(dá)!知識(shí)講解未甲基

化修飾問題3:

分析資料1,F?的花為什么與植株A的

相

似

?

在F?

中，為什么有些植株的花與植株B的相似?Lcyc

基因Lcyc

基因親本Lcyc

基因基因未表達(dá)→F?基因表達(dá)Lcyc

基因Lcyc

基

因Lcyc

基因知識(shí)講解Lcyc

基因→

配子Lcyc

基因Lcyc

基因Lcyc基因F?F?的堿基序列并沒有變化，但DNA

的甲基化修飾可以遺傳給后代Lcyc

基因Lcyc基因知識(shí)講解F?

知識(shí)講解資料2:

小鼠毛色的遺傳問題4:

為什么會(huì)出現(xiàn)上述現(xiàn)象?小鼠性狀改變的原因是

什么?DNA甲基化抑制了

基因的表達(dá)!介于黃色和黑色之間的一系列過渡類型黃色體毛黑色體毛Avy

AvyAVYaaa未甲基化修飾甲基化修飾基因表達(dá)抑制基因表達(dá)抑制基因表達(dá)抑制Avy

基

因a基因Avy基

因a基因Avy

基

因a基因知識(shí)講解資料2:

小鼠毛色的遺傳甲基化程度

越

高

，AV

基因表

達(dá)受到抑

制

越

明

顯

，

小鼠顏色

越

深

。堿基序列沒有發(fā)生變化部分堿基發(fā)生了甲基化修飾可遺傳，并影響后代表現(xiàn)知識(shí)講解問題5:

資

料1和資料2展示的遺傳現(xiàn)象有什么共同點(diǎn)?這對(duì)你認(rèn)識(shí)基因和性狀的關(guān)系有什么啟示?基因的表達(dá)影響抑制表型生物體基因的堿基序列保持不變，但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象。象普遍存在于生物體的生長、發(fā)育和衰老的整個(gè)生命活動(dòng)過程中。①DNA甲基化修飾②非編碼RNA干

擾(例如miRNA)③組蛋白甲基化、乙酰化等可遺傳性、可逆性、

DNA不變存在時(shí)期類型知識(shí)講解表觀

遺傳特征定義同卵雙胞胎是一個(gè)精子與一個(gè)卵細(xì)胞結(jié)合產(chǎn)生一個(gè)受精卵

后再一分為二形成的兩個(gè)胚胎。他們基因組成相同，但是性狀依然有差異，有時(shí)候甚至差異

很

大

。知識(shí)講解二

、基因與性狀的關(guān)系同由受精卵發(fā)育而來的蜂王

和工蜂在形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理和

行為等方面截然不同。表觀遺

傳在其中發(fā)揮了重要作用。知識(shí)講解【實(shí)例2】不能持續(xù)獲得蜂王漿持續(xù)獲得蜂王漿蜂

王工蜂知識(shí)講解1

一個(gè)基因

控制

一種性狀

基因的特異性如紅綠色盲、白化病等單基因遺傳病關(guān)系

2

多個(gè)基因

控制

一種性狀

多基因效應(yīng)如：人的身高是由多個(gè)基因決定的，其中每個(gè)基因?qū)ι砀叨加幸欢ǖ淖饔谩?

一個(gè)基因控制

多種性狀

基因的多效性如研究發(fā)現(xiàn)水稻中的Ghd7基因編碼的蛋白質(zhì)不僅參與了開花

的調(diào)控，而且對(duì)水稻的生長、發(fā)育和產(chǎn)量都有重要的作用。

表型=基因型+環(huán)境基因與性狀并不是簡單的一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。

課堂總結(jié)間接酶或激素

→細(xì)胞代謝—→

!生物性狀作用結(jié)構(gòu)蛋白→

細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物性狀作用細(xì)胞分化的本質(zhì)就是基因的選擇性表達(dá)。表觀遺傳會(huì)在不改變DNA堿基序列的情況下產(chǎn)生可遺傳變異。基因和性狀不是一一對(duì)應(yīng)的，存在精細(xì)的調(diào)控。基因表達(dá)與性狀的關(guān)系直接基因知識(shí)講解1.下列屬于表觀遺傳現(xiàn)象的有(c)①果蠅的眼色基因所在的染色體區(qū)域，螺旋程度較高，出現(xiàn)紅白相間的斑點(diǎn)復(fù)眼②F1高莖豌豆自交，

F2出現(xiàn)高莖豌豆和矮莖豌豆③男子吸煙者精子中的DNA甲基化水平高，精子活力下降④編碼酪氨酸酶的基因異常，導(dǎo)致白化病A.①④

B.②③

C.①③

D.②④

知識(shí)講解2.下列有關(guān)基因表達(dá)的敘述，錯(cuò)誤的是(D

)A.環(huán)境可能會(huì)通過對(duì)基因的修飾，調(diào)控基因的表達(dá)B.基因的選擇性表達(dá)與基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)C.染色體組蛋白發(fā)生甲基化會(huì)影響基因表達(dá)水平的高低D.