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
2021学年新教材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练习2含解析浙科版必修2
第5节生物体存在表观遗传现象1．可遗传变异是生物的遗传物质发生改变而导致的变异，但是科学家却发现一些特别的变异：虽然DNA的序列没有改变，但是变异却可以遗传给后代，把这种现象称为表观遗传。
下列关于基因和性状的关系说法错误的是（）A．基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，也可以通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物体的性状B．基因与基因，基因与基因产物，基因和环境之间相互作用，共同调控生物的性状C．表观遗传中，核内遗传物质在亲子代之间传递不再遵循孟德尔遗传规律D．表观遗传的一种解释：基因在转录和翻译过程中发生了一些稳定性的改变【答案】C【解析】A、基因可以通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状，也可以通过控制酶的合成来控制代谢过程进而控制生物体的性状，A正确；B、基因与基因，基因与基因产物，基因和环境之间相互作用共同调控生物的性状，B正确；C、表观遗传中，核内遗传物质在亲子代之间传递仍然遵循孟德尔遗传规律，C错误；D、生物体基因的碱基序列保持不变，但基因表达（转录和翻译）过程中发生变化导致表型发生可遗传变化的现象，叫作表观遗传，D正确。
故选C。
2．下列关于表观遗传的说法不正确的是（）A．表观遗传的分子生物学基础是DNA的甲基化等B．表观遗传现象中，生物表型发生变化是由于基因的碱基序列改变C．表观遗传现象与外界环境关系密切D．DNA甲基化的修饰可以遗传给后代，使后代出现同样的表型【答案】B【解析】AB、表观遗传是指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。
这一现象出现的原因是DNA的甲基化、染色体上的组蛋白发生甲基化等，A正确，B错误；C、外界环境会引起细胞中DNA甲基化水平变化，从而引起表观遗传现象的出现，C 正确；D、DNA甲基化的修饰可以通过配子传递给后代，使后代出现同样的表型，D正确。
故选B。
3．研究表明：长翅果蝇幼虫在25℃的环境中培养，最终都表现为长翅。
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：
2021学年新教材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教案2浙科版必修2
第5节生物体存在表观遗传现象本课时为必修2的第三章《遗传的分子基础》第5节《生物体存在表观遗传现象》。
本课时主要由“表观遗传学的概念和形成原因”构成。
本节课在学生学习了基因复制和表达后，对遗传物质如何复制传递给下一代以及基因如何控制性状已经有所了解，但对于生物体的某些性状表现仍无法用基因决定性状来解释，如同卵双胞胎的差异等。
本节课的内容可以说是对前面基因决定性状的补充和完善，同时，本节课的学习也为接下去了解生物变异和进化打下基础，因此，本节课对于学生的知识框架而言具有承上启下的作用。
【生命观念】理解表观遗传学概念的基础上，从分子水平理解环境、基因和性状三者之间的关系，形成正确的生命观念。
【科学思维】能够基于事实和证据采用适当的科学思维方法揭示表观遗传学的机制。
【科学探究】提高自主学习、合作探究以及动手的能力，激发积极探索生物学知识的热情。
【社会责任】形成关爱生命、敬畏生命和珍惜生命的情感。
重点：表观遗传学的概念和形成原因难点：表观遗传学的形成原因一、导入导入资料来自于现代快报关于表观遗传学的一篇报导，全文围绕同卵双胞胎为何差异如此之大展开，本节课也是从这篇报导的内容说开去，这篇报导的内容与我们平日里观察的一些现象相似，更容易与学生引起共鸣。
二、关于同卵双胞胎的研究1.研究起源同卵双胞胎身上的谜团（1）同卵双胞胎的概念（2）利用所学的知识回答同卵双胞胎为何基因相同。
2.研究的开端从研究疾病的遗传学原因开始遗传学研究的内容：基因的改变对性状的影响表观遗传学的研究内容：基因未变的情况下，仅由环境和生活习惯对表现造成影响3.研究的转变研究同卵双胞胎的差异而非相似4.研究的结果环境和生活习惯影响基因表达（1）DNA甲基化DNA化学修饰的一种形式，能够在不改变DNA序列的前提下，改变遗传表现。
此处主要通过讲解模式，结合图形，让学生理解表观遗传并未改变基因的序列，而是通过影响基因的表达来进行。
（2）组蛋白乙酰化介绍核小体：是由DNA和组蛋白形成的染色质基本结构单位。
浙教版高中生物必修二第三章《遗传的分子基础》基本概念课件(共17张PPT)
主要： DNA半保留复制，碱基互补配对原则 次要： 同位素示踪技术，密度梯度离心，解旋
主要：
基因的表达，转录，翻译，遗传密码，中心法则， 生物的性状 次要： 信使RNA（mRNA），转运RNA（tRNA），核 糖体RNA（rRNA），密码子，反密码子
(1)定义：以DNA的一条链为模板，合成RNA的过程 (2)场所：主要在细胞核，其他在线粒体、叶绿体、原核 的拟核 (3)模板： DNA分子的一条链 (4)酶：RNA聚合酶 (5)原料：四种游离的核糖核苷酸 (6)产物：三种RNA (7)原则： 碱基互补配对
1．总结人类对遗传物质的探索过程。 2．概述DNA分子结构的主要特点。 3．说明基因和遗传信息的关系。 4．概述DNA分子的复制。 5．概述遗传信息的转录和翻译。 6．举例说明基因与性状的关系。
遗传的分子基础
（1）遗传物质的证据 （2）DNA的结构 （3）DNA的复制 （4）遗传DNA是遗传物质 噬菌体侵染细菌实验——DNA是遗传物质 烟草花叶病毒实验——RNA是某些病毒的 遗传物质 多数生物以DNA作为遗传物质，因此DNA 是主要遗传物质 基因是有遗传效应的核酸片段 次要：同位素示踪技术
主要： DNA分子双螺旋结构，碱基互补配对原则 次要： 碱基，腺嘌呤，胸腺嘧啶，尿嘧啶，胞嘧啶
(1)定义：以信使RNA为模板，合成具有一定氨基酸顺序 的蛋白质的过程 (2)场所： 细胞质的核糖体上 (3)模板： mRNA (4)酶：多种酶 (5)原料： 20种氨基酸 (6)产物： 多肽链（蛋白质） (7)原则： 碱基互补配对 (8)转运工具：tRNA
DNA分子的多样性，DNA分子的特异性
DNA双螺旋结构的特点： ⑴DNA分子由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘 旋而成。 ⑵DNA分子外侧是脱氧核糖和磷酸交替连接而成 的基本骨架。 ⑶DNA分子两条链的内侧的碱基按照碱基互补配 对原则配对，并以氢键互相连接。 特点： ⑴稳定性 ⑵多样性 ⑶特异性 遗传信息---DNA分子上脱氧核苷酸的排列顺序
浙江版生物必修二第三章 第五节 生物体存在表观遗传现象
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后篇巩固提升必备知识基础练1.亲代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称为()A.显性遗传B.隐性遗传C.表观遗传D.共显性2.生物体存在表观遗传现象,下列相关叙述错误的是()A.基于非基因序列的改变所致表达水平的变化B.不改变DNA序列,也不影响基因表达C.基因序列不变,表型可能改变D.生活习惯也可能会遗传给下一代,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。
3.不通过DNA序列改变而影响身体的性状能遗传给后代的变化称为()A.表观遗传修饰B.基因突变C.基因重组D.染色体畸变DNA序列改变而影响身体的性状能遗传给后代的变化称为表观遗传修饰。
4.DNA甲基化是指在DNA甲基化转移酶的作用下,在胞嘧啶上结合一个甲基基团,但仍能与鸟嘌呤互补配对。
DNA甲基化若发生在启动子区域会导致该基因不能转录,且这种变化是可遗传的。
下列有关叙述正确的是()A.DNA甲基化转移酶的合成是在细胞核中完成的B.DNA甲基化若发生在启动子区可能会影响RNA聚合酶与启动子结合C.甲基化改变了DNA分子的化学元素组成和碱基中嘌呤的比例D.DNA甲基化使DNA的碱基序列发生改变,从而导致生物性状发生改变甲基化转移酶的合成在核糖体上完成的,A项错误;启动子是RNA聚合酶结合和识别的位点,用于驱动基因的转录,甲基化会抑制基因的转录,说明甲基化可能会阻碍RNA聚合酶与启动子结合,B项正确;DNA甲基化没有使DNA序列发生改变,故甲基化不能改变DNA分子的化学元素组成和碱基中嘌呤的比例,C、D两项错误。
5.在细胞里,基因转录的一个重要步骤是组蛋白的乙酰化,乙酰化使组蛋白中的一些带正电的基团()A.增加B.减少C.不变D.先增后减,好像给组蛋白中的一些带正电的基团(—NH2)戴上一顶帽子,导致组蛋白中的一些带正电荷的基团减少。
6.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,但是医生发现,有时双胞胎中的一个会患上某种疾病,如白血病或红斑狼疮,另一个却未患病且身体健康。
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
浙科版高中生物学必修2精品课件 第3章 遗传的分子基础 第5节 生物体存在表观遗传现象
基因型与表型有何关系? 提示:基因型和环境共同决定表型。
二、表观遗传修饰 1.概念:不通过DNA序列改变而影响身体的性状有时能遗传给后 代,这样的变化称为表观遗传修饰。 2.修饰方式 (1)组蛋白乙酰化的程度:乙酰基把氨基上的正电荷屏蔽起来,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。 (2)DNA甲基化的状况:给启动子中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, 因而不能完成转录。
胞嘧啶甲基化反应
表观遗传学与遗传学研究的范围有何不同? 提示:遗传学是破译以DNA序列为载体的遗传信息,研究的是 所有的基因的功能,而表观遗传学则是研究基因表达调控及 其遗传的机理。
典例剖析 在DNA甲基化酶的催化下,DNA的胞嘧啶被选择性地加上甲 基基团导致DNA甲基化,进而使染色质高度螺旋化,因此失去 转录活性。下列相关叙述错误的是( ) A.DNA甲基化会导致基因碱基序列的改变 B.DNA甲基化会导致mRNA合成受阻 C.DNA甲基化可能会影响生物的性状 D.DNA甲基化可能会影响细胞分化 答案:A
实验小组作了如下实验。
实验一:黄色×灰色→F1灰色(只喂标准饲料) 实验二:黄色×黄色→F1黄色(只喂标准饲料) 实验三:黄色×黄色→F1棕褐色(除喂标准饲料外,加了富含甲 基的叶酸、乙酰胆碱等补充饲料)
(1)体色的黄色和灰色是一对相对性状,其中
为显性
性状,实验一组黄色亲本和灰色亲本的基因型分别是
2.下列关于基因调控的叙述,正确的是( ) A.组蛋白的甲基化和乙酰化引起基因沉默 B.DNA的甲基化和组蛋白的乙酰化引起基因沉默 C.DNA的甲基化和组蛋白的去乙酰化引起基因沉默 D.DNA的甲基化和组蛋白的乙酰化引起基因沉默 答案:C 解析:DNA的甲基化有助于某些活化基因的关闭,而组蛋白的 乙酰化有利于基因转录,反之组蛋白的去乙酰化会引起基因 沉默。
生物体存在表观遗传现象课件年高一下学期生物浙科版必修2
怎么在不改变DNA序列的前提条件下改变表达？
CHENJINFENG
一、基因序列不变，表型可能改变
CHENJINFENG
二、改变了的表型有些可能遗传
表观遗传机制
1.组蛋白的修饰——乙酰化
2. DNA的修饰——甲基化
20世纪90年代，瑞典科学家拜格林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，而且交通不便，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前有大吃大喝的经历，那么，他们子孙的寿命就比较短， 患糖尿病的概率也会相应增加。
细胞为了适应低营养状态，会改变代谢来尽力保持胚胎的健 康生长。细胞通过改变基因表达以应对营养的匮乏，并且这种表 达的特征会因为表观遗传学修饰的出现而将未来定了调子。他们 的细胞被表观遗传编程为尽最大努力去节约食物的模式。这个设 定一直保持着，即使是以后食物供应充足了的多年以后，因此在 成年后罹患肥胖的概率比较高。
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。
是为了要吃到高树上的叶子经常伸
长脖子和前腿，通过遗传而演化为
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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
研究的结果 环境和生活习惯影响基因表达
表观基因的改变还能影响一个人的基因，在极端例子中， 影响能持续两到三代人。例如，科学家们对在二战中曾 经历饥荒的怀孕女子的子女和孙辈进行研究，结果显示 这些女子的后代大多体型较矮，容易患糖尿病和精神病， 这些趋势就是由表观基因变化而导致的。“从本质上来说， 表观基因的变化能对一代人带来短期改变，”斯佩克特说， “饥荒不会立即改变人的基因，但由此导致的表观基因的 变化能让人生下更瘦或是更胖的子女，发生在子女身上的 改变是最能适应新环境的改变。这些改变至少会持续两到 三代之后改变可能会消失，也可能继续。”
但他们有很多相似的身体特征，比如身高。这不是 简简单单就能解释得清的。”
研究的开端 从研究疾病的遗传学原因开始
遗传学
表观遗传学
基因
性状
环境和生活习惯
基因改变
基因不变
研究的转变 研究同卵双胞胎的差异而非相似
每年这些自愿成为研究对象的双胞胎们都会花上一天的时间，接受各 种各样的测试以供研究，比如血样采集、骨密度计算、肺功能检查、 X光透视、全身扫描、心理测试等。
研究的转变 研究同卵双胞胎的差异而非相似
从斯佩克特在圣托马斯医院展开的同卵双胞胎研究中，就能很明显地 看到这种现象。“现在我们开始转而研究同卵双胞胎的差异，而非相 似之处，这实际上是一种在认知上的转变。我们的研究显示，死亡年 龄的遗传可能性仅约为25%，相似的，同卵双胞胎中的两个人都患上 心脏病的可能性仅为30%，都患上风湿性关节炎的可能性仅为15%。”
研究的起源 同卵双胞胎身上的谜团
英国国王学院负责双胞胎研究的蒂姆·斯佩克特表示，芭芭拉和克 里斯汀并非特例。国王学院的双胞胎研究部门对很多同卵双胞胎 展开研究，芭芭拉和克里斯汀就是其中一对。在某些方面，这些双 胞胎都非常相似，比如长相。但在其他方面，他们明显不同，这一 点很难解释。斯佩克特教授称：“研究显示，
减数分裂 受精作用 有丝分裂
同卵双胞胎 异卵双胞胎
研究的起源 同卵双胞胎身上的谜团
在过去几十年中，芭芭拉·奥利弗跟她的同卵双胞胎姐妹克里斯汀一直 有着耐人寻味的关系。在童年时，她们通常被当做一个人的两个版本， 比如，她们被打扮得一模一样。“父母为我们所做的一切都是在强调我 们有多么相似，”芭芭拉回忆道。
研究的结果 环境和生活习惯影响基因表达
1.DNA甲基化 DNA序列外的变化（序列未变）
胞嘧啶脱氧核苷酸
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
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
DNA化学修饰的一种形式，能够在不改变DNA序列的前提下，改变遗 传表现。广义上的DNA甲基化是指DNA序列上特定的碱基在DNA甲基转 移酶的催化作用下，以s一腺苷甲硫氨酸作为甲基供体，通过共价键 结合的方式获得一个甲基基团的化学修饰过程。这种DNA甲基化修饰 可以发生在胞嘧啶的C一5位、腺嘌呤的N一6位及鸟嘌呤的N一7位等 位点。大量研究表明，DNA甲基化能引起染色质结构、DNA构象、DNA 稳定性及DNA与蛋白质相互作用方式的改变，从而控制基因表达。
但当20世纪60年代，她们到了青春期时，情况发生了转变。芭芭拉和 克里斯汀自己选择穿什么衣服，形成了截然不同的风格。“我穿短裙， 克里斯汀穿长裙和夹克。”芭芭拉说。与此同时，她们性格上的差异也 越来越明显。芭芭拉表示：“克里斯汀做事更为认真，而我更有自信。 随着年龄增长，我们性格的差异越来越明显。”克里斯汀对此表示同意： “我更为内向，有着严重的抑郁情绪，但芭芭拉却丝毫没有这种迹象。 我们是同卵双胞胎，但在很多方面我们都截然不同。”