
第二節(jié) 基因表達(dá)與性狀的關(guān)系(課時2)
任務(wù)一:閱讀表觀遺傳實例,初步了解表觀遺傳
閱讀教材P80小資料,了解表觀遺傳。
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,叫做表觀遺傳。
我們已經(jīng)知道,經(jīng)典遺傳學(xué)里,那一個個特定順序的堿基序列就是決定你我表現(xiàn)型的終極密碼——基因。外界環(huán)境和生活習(xí)慣,即使會改變我們的表現(xiàn)型,也難以對我們的后代造成影響。因為,我們確信,基因的序列才能決定遺傳。 然而,越來越多的證據(jù)告訴我們,即使基因序列不變,后代的性狀也可能會因父母的習(xí)慣而改變。經(jīng)歷大饑荒的母親生下出現(xiàn)精神問題概率高的孩子;大吃大喝的祖輩帶來患糖尿病概率高的孩子;抽煙的父親擁有體重超標(biāo)概率高的孩子;是這些孩子的基因改變了嗎? 不是,另一種遺傳學(xué),正在向我們解釋這些現(xiàn)象,形成我們不得不正視的遺傳新領(lǐng)域——表觀遺傳學(xué)。
DNA的甲基化影響基因的表達(dá)
請同學(xué)想一想,真對“不同環(huán)境條件下,基因選擇性表達(dá)是如何實現(xiàn)的”這一問題,你能提出什么假設(shè)?
圖 柳穿魚的花(兩種形態(tài))
Lcyc基因與該植物花結(jié)構(gòu)相關(guān)的重要基因。(1)檢測Lcyc基因的表達(dá)情況:_________(2)對Lcyc基因測序:_________________(3)檢測Lcyc的甲基化:_______________
A植株Lcyc基因表達(dá),B植株Lcyc基因不表達(dá)
植株A、B的Lcyc基因序列相同
B植株Lcyc基因高度甲基化
5’-甲基胞嘧啶(5-mC)
DNMT——DNA甲基轉(zhuǎn)移酶
1. CpG:胞嘧啶-磷酸-鳥嘌呤(出現(xiàn)在DNA單鏈上)
C — p — G — p — C — p — G — p — C — p — G
2. 當(dāng)堿基序列長度超過200個堿基對,同時GC含量超過50%,此時被稱為CpG島。
任務(wù)三:分析下圖,理解“DNA分子甲基化后,調(diào)節(jié)了基因的表達(dá)”。
任務(wù)二:分析下圖,從分子水平理解“甲基化修飾能夠遺傳給下一代”
(4)植株A、B雜交,F(xiàn)1的花與植株A相似,為什么?F1自交的F2中絕大部分植株的花與植株A相似,少部分植株的花與植株B相似,為什么?
獲得39株F2,其中5株與植株B相似
(5)柳穿魚雜交實驗中,F(xiàn)2代出現(xiàn)了性狀分離,其分離比是否符合孟德爾的基因分離定律? Lcyc基因的高度甲基化修飾能夠遺傳嗎?
(6)柳穿魚的花遺傳有何特點?這對你認(rèn)識基因和性狀之間的關(guān)系有什么啟示?
(7)依據(jù)我們剛剛分析的前面6個問題,請同學(xué)試著用流程圖梳理柳穿魚的花“表觀遺傳”機(jī)理
不同的表觀遺傳機(jī)制影響基因的表達(dá)
圖2中的A(Avy的簡寫)基因小鼠毛色遺傳相關(guān)的重要基因,在Avy基因的上游a序列決定該基因的表達(dá)水平。
(1)Avy基因的表達(dá)不同的原因是:_______________________________(2)對子一代三種毛色小鼠(基因型Avya)的Avy基因測序:_________
A序列的甲基化程度不同引起的
(3)子一代小鼠毛色發(fā)生變化。說明了什么問題?
Avy基因上游的a序列能促進(jìn)基因的表達(dá),但a序列甲基化后又抑制Avy基因的表達(dá)
(4)DNA甲基化對小鼠毛色的影響,在小鼠后代中仍然出現(xiàn)。這對你認(rèn)識基因和性狀之間的關(guān)系有什么啟示?
基因甲基化影響基因的表達(dá),導(dǎo)致基因?qū)π誀畹目刂疲誀畹母淖儾⒎嵌际怯苫蚋淖円鸬?br/>(5)用流程圖梳理:小鼠毛色“表觀遺傳”機(jī)理。
綜合資料1和資料2來看:
結(jié)論:生物體基因的堿基序列保持不變,但基因發(fā)生了DNA甲基化修飾,甲基化的DNA使基因表達(dá)(基因選擇性表達(dá)轉(zhuǎn)錄的調(diào)控)和表型發(fā)生可遺傳的變化。
(1)可遺傳的,即這類改變通過有絲分裂或減數(shù)分裂能在細(xì)胞或個體世代間遺傳;(2)是基因表達(dá)的改變;(3)DNA序列不變,或不能用DNA序列變化來解釋。
表觀遺傳普遍存在于生物體的生長、發(fā)育等整個生命活動過程中
組蛋白的乙?;绊懟虻谋磉_(dá)
想一想:除了DNA甲基化外,高度分化的體細(xì)胞在分裂的過程中,是如何讓子代細(xì)胞能夠繼承親代細(xì)胞的各種表觀遺傳標(biāo)記呢?
組蛋白及組蛋白的乙?;绊懟虻谋磉_(dá)
撫養(yǎng)條件對幼崽(遺傳背景完全相同)應(yīng)激反應(yīng)的影響。
有人認(rèn)為這是表觀遺傳現(xiàn)象,你是如何理解的?
不同的表觀遺傳機(jī)制影響基因表達(dá)
影響表觀遺傳機(jī)制的因素和過程
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