(共18张PPT)
基因的选择性表达及表观遗传现象
1个细胞
红细胞
有丝分裂
细胞分化
20000亿个细胞
200多种细胞
为什么同样的DNA却能发育成不同的组织和器官呢？
寻找证据
阅
读
一、基因的选择性表达导致细胞的分化
受精卵
2-细胞胚
4-细胞胚
8-细胞胚
桑葚胚
小鼠胚胎发育早期基因表达数目的变化
根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1.随着受精卵和胚胎的发育，细胞逐步分化，基因表达数目有明显的变化，说明了什么问题？
2.生物体在生长发育的不同时期，形态发生了明显的变化，基因表达的数目也不同，基因的表达与细胞分化有什么关系？
1.随着受精卵和胚胎的发育，细胞逐步分化，基因表达数目有明显的变化，说明了什么问题？
2.生物体在生长发育的不同时期，形态发生了明显的变化，基因表达的数目也不同，基因的表达与细胞分化有什么关系？
说明了细胞分化与基因选择性表达有关。
细胞分化的本质是基因选择性表达的结果。
基因
RNA
蛋白质
(DNA)
转录
翻译
选择性表达
细胞分化
体现
生物性状
影响
随着受精卵和胚胎的发育，细胞逐步分化，基因表达的哪一步出现了差异？
基因选择性表达有什么意义？
是细胞分化的根本原因，保证机体的正常发育；各种蛋白质在需要时才合成，以适应多变的环境。
二、表观遗传是不依赖于DNA碱基序列变化的遗传现象
寻找证据
阅
读
DNA甲基化影响基因的表达示意图
根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1.从小鼠毛色变化来看，编码毛色相关蛋白的A基因DNA序列及调控A基因表达的a序列都没有变化，小鼠的毛色却发生了变化，说明什么问题？
2.DNA的甲基化对小鼠毛色的影响，在小鼠的子代中仍然出现，进而导致小鼠毛色的变化，说明了什么？
1.从小鼠毛色变化来看，编码毛色相关蛋白的A基因DNA序列及调控A基因表达的a序列都没有变化，小鼠的毛色却发生了变化，说明什么问题？
2.DNA的甲基化对小鼠毛色的影响，在小鼠的子代中仍然出现，进而导致小鼠毛色的变化，说明了什么？
基因表达的改变引起了性状改变。
DNA甲基化对基因表达的影响还可以传递给子代。
DNA碱基序列不变
基因表达改变引起的性状改变
可遗传给子代
表观
遗传学现象
基因
RNA
蛋白质
(DNA)
转录
翻译
选择性表达
细胞分化
体现
生物性状
影响
甲基化
表观遗传
改变
不依赖于DNA碱基序列变化并且能遗传给子代的表型改变
表观遗传调控机制
DNA修饰
组蛋白修饰
非编码RNA调控
染色质重塑
基因
RNA
蛋白质
(DNA)
转录
翻译
选择性表达
细胞分化
体现
生物性状
影响
甲基化
表观遗传
改变
等
调控
环境
讨论：表观遗传学调控机制对我们的生活有什么启示？
美国药监局已经批准了两个抑制甲基转移酶DNMT1的药物作为抗癌药
用于临床。它们是5-阿扎胞苷（商品名：维达扎，Vidaza）和
2-氮杂-5′-脱氧胞苷（商品名：达珂，Dacogen）。
表观遗传学的应用
课堂小结
综上所述，基因通过其表达产物蛋白质来控制性状，细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控的。细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，表观遗传能够使生物体在基因的碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变。
当堂检测
下列有关基因、性状和环境的叙述，正确的是（ ）
A．某白化病患者其双亲正常，说明该病受环境影响
B．身高由多个基因决定，同时也受环境影响
C．两只残翅（隐性性状）果蝇一定具有相同的基因型
D．B细胞分泌抗体与抗原刺激有关，不受基因的控制
B
知识梳理
基因的选择性表达及表观遗传现象
基因的选择性表达导致细胞的分化
表观遗传是不依赖于DNA碱基序列变化的遗传现象
谢
谢基因的选择性表达及表观遗传现象
【学习目标】
1．通过受精卵和胚胎发育过程中mRNA表达量变化的科研材料分析，说明细胞分化的原因是基因选择性表达。
2．通过小鼠毛发遗传研究的材料以及问题串的设计，解释某些基因碱基序列不变但表型改变的可遗传的表观遗传现象。
3．通过概念图的构建，认同环境可以通过表观遗传改变生物性状。
【学习重难点】
通过小鼠毛发遗传研究的材料以及问题串的设计，解释某些基因碱基序列不变但表型改变的可遗传的表观遗传现象。
【学习过程】
一、自主学习
寻找证据——阅读
阅读课本P34页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．随着受精卵和胚胎的发育，细胞逐步分化，基因表达数目有明显的变化，说明了什么问题？
2．生物体在生长发育的不同时期，形态发生了明显的变化，基因表达的数目也不同，基因的表达与细胞分化有什么关系？
阅读课本P35-36页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．从小鼠毛色变化来看，编码毛色相关蛋白的A基因DNA序列及调控A基因表达的a序列都没有变化，小鼠的毛色却发生了变化，说明什么问题？
2．DNA的甲基化对小鼠毛色的影响，在小鼠的子代中仍然出现，进而导致小鼠毛色的变化，说明了什么？
二、知识巩固
1．下列有关基因型、性状和环境的叙述，错误的是(
)
A．两个个体的身高不相同，二者的基因型可能相同，也可能不相同
B．某植物的绿色幼苗在黑暗中变成黄色，这种变化是由环境造成的
C．O型血夫妇的子代都是O型血，说明该性状是由遗传因素决定的
D．高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明该相对性状是由环境决定的
2．牵牛花的颜色主要是由花青素决定的，下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．生物性状由基因决定，也受环境影响
D．若基因①不表达，则基因②和基因③不表达
3．柳穿鱼植株A和植株B花的形态结构不同，其他方面基本相同。
下列说法不正确的是(
)
A．两株柳穿鱼体内的Lcyc基因的序列相同
B．柳穿鱼的叶肉细胞内不存在Lcyc基因
C．植株B的Lcyc基因不表达的原因是它被高度甲基化了
D．两植株杂交，F2中有少部分的花与植株B相似
4．下图为喜马拉雅兔在受到低温作用后毛色的变化，这种变化最可能是(
)
A．遗传对基因表达的作用
B．环境对基因表达的作用
C．同源染色体上基因的重排
D．环境引起基因改变
答案
1．解析：选D．基因型相同的两个人，营养条件等环境因素的差异可能会导致两人身高不同，A正确；绿色幼苗在黑暗中变黄，是因为缺光无法合成叶绿素，是由环境因素造成的，B正确；O型血夫妇基因型均为ii，两者均为纯合子，所以后代基因型仍然为ii，表现为O型血，这是由遗传因素决定的，C正确；高茎豌豆的子代出现高茎和矮茎，说明高茎豌豆亲本是杂合子，子代出现性状分离，这是由遗传因素决定的，D错误。
2．解析：选D．花青素决定花的颜色，而花青素的合成是由多对基因共同控制的。基因①②③通过控制酶1、2、3的合成来控制花青素的合成。花青素在不同酸碱条件下显示不同颜色，说明环境因素也会影响花色。基因具有独立性，基因①不表达，基因②③仍然能够表达。
3．解析：选B．柳穿鱼的所有细胞内都有该基因。
4．解析：选B．冰块(低温)处理后毛色发生变化，该部位的基因没有变化，最可能是环境对基因表达的影响。基因的选择性表达及表观遗传现象
【教学目标】
1．通过受精卵和胚胎发育过程中mRNA表达量变化的科研材料分析，说明细胞分化的原因是基因选择性表达。
2．通过小鼠毛发遗传研究的材料以及问题串的设计，解释某些基因碱基序列不变但表型改变的可遗传的表观遗传现象。
3．通过概念图的构建，认同环境可以通过表观遗传改变生物性状。
【教学重难点】
通过小鼠毛发遗传研究的材料以及问题串的设计，解释某些基因碱基序列不变但表型改变的可遗传的表观遗传现象。
【教学过程】
一、导入新课
一个受精卵经过细胞分裂、生长和分化，发育成了生物体的各种组织和器官，组成生物体的每个细胞都含有一模一样的遗传信息，为什么同样的DNA经转录成mRNA．翻译成蛋白质，却能发育成不同的组织和器官呢？为什么基因会有这种差异表达呢？（创设问题情景，激发学生强烈的求知欲。）
二、讲授新课
（一）基因的选择性表达导致细胞的分化
寻找证据——阅读
阅读课本P34页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．随着受精卵和胚胎的发育，细胞逐步分化，基因表达数目有明显的变化，说明了什么问题？
2．生物体在生长发育的不同时期，形态发生了明显的变化，基因表达的数目也不同，基因的表达与细胞分化有什么关系？
每个学生先自己独立完成，然后以组为单位进行讨论，各组代表回答上述问题。教师点评。
随着受精卵和胚胎的发育，细胞逐步分化，基因表达的哪一步出现了差异？
写出基因表达的路径图。并完善。
基因选择性表达有什么意义？
是细胞分化的根本原因，保证机体的正常发育；各种蛋白质在需要时才合成，以适应多变的环境。
（二）表观遗传是不依赖于DNA碱基序列变化的遗传现象
阅读课本P35-36页资料，根据阅读获得的信息，思考下列问题：
1．从小鼠毛色变化来看，编码毛色相关蛋白的A基因DNA序列及调控A基因表达的a序列都没有变化，小鼠的毛色却发生了变化，说明什么问题？
2．DNA的甲基化对小鼠毛色的影响，在小鼠的子代中仍然出现，进而导致小鼠毛色的变化，说明了什么？
每个学生先自己独立完成，然后以组为单位进行讨论，各组代表回答上述问题。教师点评。
得出本节课的重要概念：
表观遗传学现象：不依赖于DNA碱基序列变化并且能遗传给子代的表型改变。
完善概念图：
展示其它表观遗传调控机制，明确表观遗传是通过调节基因的转录和翻译而控制蛋白质的合成，从而控制生物的性状。但其它机制为什么可遗传，研究并不清楚。
完善概念图：
讨论：表观遗传学调控机制对我们的生活有什么启示？
表观遗传学在癌症领域的应用。
课堂小结：综上所述，基因通过其表达产物蛋白质来控制性状，细胞内的基因表达与否以及表达水平的高低都是受到调控的。细胞分化的实质是基因选择性表达的结果，表观遗传能够使生物体在基因的碱基序列不变的情况下发生可遗传的性状改变。
当堂检测
下列有关基因、性状和环境的叙述，正确的是（
B
）
A．某白化病患者其双亲正常，说明该病受环境影响
B．身高由多个基因决定，同时也受环境影响
C．两只残翅（隐性性状）果蝇一定具有相同的基因型
D．B细胞分泌抗体与抗原刺激有关，不受基因的控制
【板书设计】
