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第三章 遗传的分子基础
第四节 生物体内存在表观遗传现象
导入
不良生活习惯
我只对自己造成影响，不改变遗传物质，所以对下一代没有影响！
吸烟
酗酒
暴食
熬夜
你同意这种观念吗？
P80
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。
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；在青春期前大吃大喝的祖母，其孙女死于心血管疾病的概率会明显增加。
3.如果父亲在11岁前就开始抽烟，那么他的儿子在9岁时体重超标的概率会增加。
小资料 · 生活习惯的改变对后代的性状产生影响
不会；DNA的复制是精确的，存在修复损伤机制，DNA基因序列的变化在1-2代内是很难完成的。
根据已有知识推断，生活习惯改变能否引起DNA碱基序列变化？
祖辈的生活印记以某种方式遗传给了子孙。
P81
2. 实例：
（1） 让雌性小鼠摄入高脂肪的食物，它们第3代中的雌性会出现体型变大和对胰岛素敏感度下降的现象。
（3）给线虫喂食某种细菌，它们的体型会变得又小又圆。而这些线虫的后代即使从不接触该种细菌，这种体型上的变化仍然可以持续，甚至到40代。
（2）用格尔德霉素处理果蝇，能干扰果蝇眼睛的正常发育，果蝇的眼睛上就会长出赘疣。这些果蝇的后代即使不再接触格尔德霉素，它们的眼睛上还是会长出赘疣，这种性状甚至可以传到第13代。
小资料 · 生活习惯的改变对后代的性状产生影响
P81
即使亲代传递给后代的DNA序列没有改变，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，也会通过某种途径遗传给下一代，即父母的生活经历可以通过DNA序列以外的方式遗传给后代。
基因序列不变，表型可能改变
1.表观遗传现象概念：
表观遗传学是与传统遗传学相对应的概念。
传统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。
P81
1. 表观遗传学概念：
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，叫作表观遗传。
特征
一定条件下可遗传
1
基因序列不变性
2
基因表达水平变化
4
转录
翻译
基因形成RNA产物以及RNA产物被翻译成蛋白质的过程称为基因表达。
P76
碱基互补配对原则不变
3
DNA复制
基因/遗传信息的的传递
基因序列不变，表型可能改变
不遵循孟德尔遗传定律
5
P82
生物的性状表现是由基因和环境条件共同作用的结果。环境和生活习惯的改变，能够引起生物性状的改变，其中有些改变了的表型是可以遗传的。
改变了的表型有些可以遗传
环境
基因表达
蛋白质
性状
可能影响
不同
直接决定
☆表观遗传机制
2. DNA的甲基化
1.组蛋白的乙酰化
P82
改变了的表型有些可以遗传
通过DNA分子缠绕在蛋白质分子上，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。
蛋白质（带正电荷）
基因隐藏
核小体
DNA分子（带负电荷）
P82
改变了的表型有些可以遗传
表观遗传的分子机制——①组蛋白的乙酰化
赖氨酸
HAT催化
乙酰基
带正电
正电减弱
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。
组蛋白乙酰化转移酶
P82
改变了的表型有些可以遗传
组蛋白乙酰化
结果：激活转录→完成基因表达→改变生物表型
表观遗传的分子机制——①组蛋白的乙酰化
——促进转录
改变了的表型有些可以遗传
表观遗传的分子机制——②DNA的甲基化
DNA甲基化转移酶
转录的开关即启动子的胞嘧啶
加上甲基基团（-CH3）；
结果：使染色质高度螺旋化，凝缩成团，该基因无法被识别，失去转录活性，因而不能完成
转录。
P82
改变了的表型有些可以遗传
活性转录
非活性转录
结果：阻断转录→阻止基因表达→改变生物表型
表观遗传的分子机制——②DNA的甲基化
——阻断转录
P82
改变了的表型有些可以遗传
表观遗传修饰的概念：
这些不通过DNA序列改变而影响身体的性状有时能遗传给后代，这样的变化即为表观遗传修饰，即发生在DNA序列外的变化。
（1） 组蛋白的乙酰化
（2） DNA的甲基化
DNA内遗传信息的读取
影响
基因表达情况
一定条件下可遗传
1
基因序列不变性
2
基因表达水平变化
4
碱基互补配对原则不变
3
不遵循孟德尔遗传定律
5
P83
改变了的表型有些可以遗传
这些表观遗传修饰对身体的影响很大。例如，同卵双胞胎的DNA序列是完全相同的，理论上，他们患病的类型和概率也是相同的，但发现，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。进一步的研究表明，这是因为他们的DNA甲基化程度不同。可见，即使遗传信息完全一样的两个个体，由于表达修饰上的差异，也会表现出完全不同的性状。
P83
表观遗传的影响：
利：
使得生物打破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：亲代经历的不良环境和习惯对后代健康可能不利。
改变了的表型有些可以遗传
P83
表观遗传学概念：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，叫作表观遗传。
本节要点小结
特征
一定条件下可遗传
1
基因序列不变性
2
基因表达水平变化
4
碱基互补配对原则不变
3
不遵循孟德尔遗传定律
5
☆表观遗传机制
2. DNA的甲基化——阻断转录
1.组蛋白的乙酰化——促进转录
小试牛刀
例1.下列关于表观遗传现象的叙述，错误的是(　　)
A. 基因的DNA序列没有发生改变
B.表观遗传导致的性状改变可以遗传给下一代
C. 符合孟德尔遗传规律的核内遗传
D. 父母的生活经历可以通过DNA序列以外的方式遗传给后代
C
例2．下列现象最可能与表观遗传相关的是(　　)
A．一株水毛茛水下的叶型和水上的不同
B．烟草烟雾使精子甲基化水平升高使其活性下降
C．相同基因型的植物在营养液里长势比在清水里好
D．两只红眼的雌雄果蝇杂交后代出现白眼雄果蝇
B
小试牛刀
例2. 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 （ ）
A. 小鼠被喂以高脂肪的食物而出现肥胖症
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，并可传递下去
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
C
小试牛刀
Thank you for listening！

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