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基因的选择性表达及表观遗传课件ppt

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基因的选择性表达及表观遗传ppt课件

基因的选择性表达及表观遗传ppt课件

基因的选择性表达及表观遗传ppt课件
Q2：Avy/a小鼠毛发应该是什么颜色？
基因的选择性表达及表观遗传ppt课件Βιβλιοθήκη 基因的选择性表达及表观遗传ppt课件
Q4:DNA甲基化程度导致毛发颜色改变，这种毛发颜色变化可遗传给后代吗？ Q3：Avy/a小鼠为什么会出 现性状差异？
基因的选择性表达及表观遗传ppt课件
表观遗传学的应用
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）
基因的选择性表达及表观遗传ppt课件
基因的选择性表达及表观遗传ppt课件 基因的选择性表达及表观遗传ppt课件
细胞分化与基因选择性表达有关
基因的表达
(DNA) 基因
转录
RNA 翻译 蛋白质
(DNA) 基因
转录
RNA 翻译 蛋白质 体现 生物性状
选择性表达 细胞分化
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？
基因的选择性表达及表观遗传ppt课件
Q3：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，以适应多变得环境
？ 细胞分化
基因的选择性表达及表观遗传ppt课件
基因的选择性表达及表观遗传ppt课件 基因的选择性表达及表观遗传ppt课件
组蛋白K4 位点甲基化
组蛋白K27 位点甲基化
DNA甲基化
基因的选择性表达及表观遗传ppt课件
表观遗传
(DNA) 基因
转录
RNA
翻译 蛋白质 体现 生物性状

2024年度-遗传学表观遗传学PPT课件

2024年度-遗传学表观遗传学PPT课件
研究生物遗传信息传递、表达和调控 的科学。
研究领域
包括基因结构、功能、表达调控，基 因突变、重组、进化，以及遗传与发 育、免疫、疾病等关系。
4
遗传物质基础：DNA与RNA
DNA
脱氧核糖核酸，生物体主要遗传物质，由碱基、磷酸和脱氧 核糖组成。
RNA
核糖核酸，参与蛋白质合成过程，由碱基、磷酸和核糖组成 。
染色质重塑过程及影响因素
ATP依赖的染色质重塑复合物
01
利用ATP水解产生的能量改变核小体结构，使DNA易于接近转
录因子。
组蛋白变体
02
替换常规组蛋白，改变染色质结构和功能。
非编码RNA
03
通过与DNA或蛋白质相互作用调节染色质结构和基因表达。
Байду номын сангаас
21
组蛋白修饰在基因表达调控中作用
01
组蛋白修饰影响转录因子结合
非编码RNA在肿瘤中发挥着重要的调控作用，包括miRNA、lncRNA 等，它们可通过表观遗传学机制影响肿瘤的发生和发展。
29
神经退行性疾病中表观遗传学机制探讨
DNA甲基化与神经退行 性疾病
DNA甲基化在神经退行性疾病中的研究日 益增多，其与疾病的发生和发展密切相关。
组蛋白修饰与神经退行性疾 病
组蛋白修饰在神经退行性疾病中也发挥着重要作用 ，如乙酰化、磷酸化等修饰可影响神经元功能和生 存。
磷酸化
调节蛋白质构象和活性，影响DNA与组蛋白 相互作用。
甲基化
可发生在不同氨基酸残基上，具有不同效应 ，如基因激活或抑制。
泛素化
标记蛋白质进行降解，参与转录调控和DNA 损伤修复。
19
组蛋白修饰酶系及其作用机制

4.2基因表达与性状的关系 课件(共20页ppt)

4.2基因表达与性状的关系 课件(共20页ppt)

翻译水平的调控
4.miRNA是miRNA前体经过加工之后的一类非编码的具有调控功能的小RNA分 子(18～25个核苷酸)，它含有一段能够自我配对形成“茎环”结构的序列(如图 所示)。某miRNA能抑制W基因控制的蛋白质(W蛋白)的合成，如图是某真核细
胞内形成该miRNA及其发挥作用的过程示意图。下列叙述错误的是( D )
如图所示。下列相关推测不合理的是( D )
A.染色质中的组蛋白乙酰化与去乙 酰化不属于可逆反应 B.HDAC复合物使组蛋白去乙酰化 伴随着对基因转录的抑制 C.激活因子、抑制因子可能改变了 组蛋白的空间结构 D.活性染色质更便于DNA聚合酶与 DNA的结合
转录水平的调控
2.大肠杆菌乳糖操纵子包括lacZ、lacY、 lacA三个结构基因(编码参与乳糖代谢 的酶，其中酶a能够水解乳糖)，以及 操纵基因、启动子和调节基因，调节 基因表达的阻遏蛋白可调控结构基因 表达。培养基中无乳糖存在时，阻遏 蛋白和操纵基因结合，导致RNA聚合 酶不能与启动子结合；乳糖存在时， 乳糖与阻遏蛋白结合，改变其构象。
转录后水平的调控
3.如图是人体细胞内细胞核基因的表达过程示意图，前体mRNA在细胞核内剪切、
拼接后参与翻译过程。下列叙述正确的是( C )
A.基因的转录需要解旋酶和DNA聚合酶的催化 B.一个基因控制合成不同的多肽链与转录时的模板链不同有关 C.翻译过程需要成熟的mRNA、tRNA、氨基酸、能量和核糖体等 D.若该基因为呼吸酶基因，则图示过程可发生在任何成熟的细胞中
问题一：基因控制生物性状的方式有几种，举教材中实例说明 问题二：细胞中表达的基因分为哪两类？细胞分化的本质是什么？分化
后不同功能的细胞中核DNA、RNA、蛋白质是（相同or不同or不完全相 同）？

基因表达与性状的关系课件(共20张PPT)高一下学期生物人教版2019必修2

基因表达与性状的关系课件(共20张PPT)高一下学期生物人教版2019必修2

2. 实例：
（1）柳穿鱼花的形态结构与Lcyc基因的甲基化有关。
（2）一个蜂群中，蜂王和工蜂都是由受精卵发育而来的， 但它们在形态、结构、生理和行为等方面截然不同
（3）吸烟会使人的体细胞内DNA的甲基化水平升高。对染色体 上的组蛋白也会产生影响。还有研究发现，男性吸烟者的 精子活力下降，精子中DNA的甲基化水平明显升高。
1. 豌豆的圆粒和皱粒 淀粉分支酶的基因正常
基因
DNA中插入了一段外来的DNA序列， 打乱了编码淀粉分支酶的基因
淀粉分支酶正常合成 酶
淀粉分支酶不能合成
蔗糖合成为淀粉， 淀粉含量升高
代谢 过程 蔗糖不合成为淀粉，蔗糖含量升高
淀粉含量高，保水， 豌豆为圆粒
性状
淀粉含量低，失水 豌豆皱缩
一、基因表达产物与性状的关系
一、基因表达产物与性状的关系
3. 囊性纤维病
编码跨膜蛋白（CFTR） 的基因正常
基因
编码跨膜蛋白（CFTR）的基因 缺失3个碱基对
编码跨膜蛋白（CFTR） 结构正常
CFTR转运氯离子的 功能正常
蛋白质 结构
CFTR蛋白缺少苯丙氨酸， 影响CFTR蛋白结构
使CFTR转运氯离子的功能异常， 患者支气管内黏液增多
四、基因与性状的对应关系
1. 一对一： 豌豆的圆粒和皱粒 、人的白化症、囊性纤维病、镰刀型贫血症
2. 多对一： 人的身高
2. 一对多：
水稻中的Ghd7基因编码的蛋白质不仅 参与了开花的调控，而且对水稻的生长、 发育和产量都有重要作用。
基因与性状的关系不都是简单的线性关系。
思考：性状还与其他因素有关系吗？
三、表观遗传
除了DNA甲基化，构成染色体的组蛋白发生甲基化、乙酰化等 修饰也会影响基因的表达。

基因的选择性表达(课堂PPT)

基因的选择性表达(课堂PPT)
基因的选择性表达
2017.04
1
• 基因的选择性表达是指在细胞分化中，基因在 特定的时间和空间条件下有选择表达的现象。
2Hale Waihona Puke 1 .并非所有的基因都要选择性表达（奢侈基因）
管家基因是指所有细胞都需要表达的基因， 无选择性表达特点，与细胞分化无关，其产 物是维持细胞基本生命活动所必需的， 如呼 吸酶基因、ATP 水解酶基因等。
8
• 2010 年高考江苏卷34题 • 铁蛋白是细胞内储存多余Fe3+的蛋白，铁蛋
白合成的调节与游离的Fe3+、铁调节蛋白、铁 应答元件等有关。铁应答元件是位于铁蛋白 mRNA起始密码上游的特异性序列，能与铁调 节蛋白发生特异性结合，阻遏铁蛋白的合成。 当Fe3+浓度高时，铁调节蛋白由于结合Fe3+而 丧失与铁应答元件的结合能力，核糖体能与铁 蛋白mRNA一端结合，沿mRNA移动，遇到起 始密码后开始翻译（如下图所 示）。回答下列 问题：
5
• 马铃薯块茎、甜菜块根形成后，细胞中用于合成葡 萄糖转化为乳酸的酶的基因进行了表达，故它们无 氧呼吸时产物是乳酸，有利于减少物质能量浪费， 还降低了对细胞的伤害程度。
• 再如人和动物的第二特征的表现，是生长发育到一 定阶段基因选择性表达的结果。而在衰老过程中， 用于正常代谢的酶合成受到抑制或数量减少，加速 了衰老的程度，也是基因的选择性表达的结果。
• 程序性死亡的理论假说也认为死亡的细胞是通过基 因的选择性表达实现的。
6
• 2.3同一时间，同一细胞中不同的基因表达的 程度不同（基因表达的量不同）
同一细胞膜上不同的载体数量不同。
7
2.4 基因在特定环境作用下表达 有些基因需要在特定的环境诱导下才能

基因的选择性表达及表观遗传课件(共24张PPT)

基因的选择性表达及表观遗传课件(共24张PPT)
巴西红耳龟是一种典型的温度依赖型性别决定，温度26 ℃为雄性孵化 温度（male producing temperature,MPT）,温度32 ℃为雌性孵化温 度（Female producing temperature,FPT）。在不同温度下DNA甲基化 程度不同，导致蛋白质的表达差异，从而影响性别决定。
Q3：Avy/a小鼠为什么会出 现性状差异？
Q4:DNA甲基化程度导致毛发颜色改变，这种毛发颜色变化可遗传给后代吗？
黄色的母亲仅仅 会生出黄色或浅 色毛发的后代
Avy/a
深色的母亲会生 出黄色、浅色或 者深色毛发的后 代，而且比例固 定
Avy/a
基因的选择性表达及表观遗传课件(共 24张PP T)
表观遗传
(DNA) 基因
转录
RNA
翻译 蛋白质 体现 生物性状
选择性表达
细胞分化
基因的选择性表达及表观遗传课件(共 24张PP T)
基因的选择性表达及表观遗传课件(共 24张PP T)
问题5：表观遗传修饰是如何产生的？
基因的选择性表达及表观遗传课件(共 24张PP T)
基因的选择性表达及表观遗传课件(共 24张PP T)
问题4：
表观遗传调控机制
？ 细胞分化
基因的选择性表达及表观遗传课件(共 24张PP T)
基因的选择性表达及表观遗传课件(共 24张PP T) 基因的选择性表达及表观遗传课件(共 24张PP T)
组蛋白K4 位点甲基化
组蛋白K27 位点甲基化
DNA甲基化
基因的选择性表达及表观遗传课件(共 24张PP T)
基因的选择性表达及表观遗传课件(共 24张PP T)
表观遗传学的应用
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）

基因表达与性状的关系(18张PPT)PPT优秀课件

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基因表达与性状的关系（18张PPT）PP T优秀 课件
基因表达与性状的关系（18张PPT）PP T优秀 课件
二、基因的选择性表达与细胞分化 1.这3种细胞中合成的蛋白质种类有什么差别？
3种细胞中合成的蛋白质都是该细胞中的特异性蛋 白质。 2.3种细胞中的DNA都含有卵清蛋白基因、珠蛋白基因和 胰岛素基因，但只检测到其中一种基因的mRNA，这一事 实说明了什么？
•
4．抽象的内容能加以阐发。所谓“抽 象”，是 与“具 体”相 对而言 ，抽象 的也就 是概括 的。所 谓“阐 发”就 是化抽 象、概 括为具 体。阐 发常见 的有两 种形式 ：一是 举出实 例，一 是分析 因果。
•
5．含蓄的内容能加以解说。语句的含 蓄，一 是作者 为了表 达的需 要或某 种目的 ，故意 不直接 表达想 表达的 内容， 而把它 隐含在 字里行 间；一 是运用 了象征 、双关 等修辞 格，采 用婉曲 的手法 来表达 自己的 思想、 观点、 看法。 对此类 材料， 不仅要 理解它 字面的 含意， 而且要 深入挖 掘其 所隐含 的信息 ，即能 用简洁 明白的 语言解 说材料 深层的 内涵。
株A相似
少部分植株的花 与植株B相似
基因表达与性状的关系（18张PPT）PP T优秀 课件
基因高度甲基化
调控序列甲基化程度不同
基因序列没有变化
甲基化
基因表达水平不一致 导致
生物性状出现差异
基因表达与性状的关系（18张PPT）PP T优秀 课件
基因表达与性状的关系（18张PPT）PP T优秀 课件
假说：翅的发育是基因通过控制酶的合 成从而控制代谢间接控制的，而酶的 活性又受温度的影响，31度相关酶的 活性高，促进了翅的发育

表观遗传PPT课件


or silencing
RNA
源或入侵的核酸
RNA
piRNA Piwi-interacting 27~30nt 单链RNA
Piwi成员 调 控 染 色 质 结 构 和 转
RNA
座子沉默
LncRNA Long nocoding >200nt 单链RNA
调节X染色体失活和印
RNA
迹基因表达
非编码RNA干扰
表观遗传与疾病
表观遗传病(epigenetic diseases)包括中枢神 经系统发育紊乱、免疫性疾病、复杂代谢性疾 病和癌症等。
分类：一类是在发育的重新编程过程中造成的 特定基因表观遗传修饰的异常，也称表观突变 (epimutation)；另一类与表观遗传修饰的分子 结构与功能相关的蛋白质编码基因有关。
外源性dsRNAs通过转换成20~23 nt的siRNAs特异 性地沉默靶基因。
作用原理：利用指导链识别靶点RNA分子，随后 RNA诱导沉默复合体(RNA-induced silencing complex, RISC)可以通过抑制转录或翻译、促进异 染色质形成、以及加速RNA或DNA降解等机制，实 现对各种靶基因的表达调控。
基因组印迹的调控机制
以Prader-Willi 综合征(PWS)为例。
15q11-q13
错误表达导致启动子甲基化及沉默
表达缺失
注：上方为母源表达基因，下方为父源表达基因，箭头示基因转录方向。 实心方块示印迹中心，实心圆圈示甲基化。
表观遗传的调控功能
X染色体失活
Lyon假说：X 染色体失活发生在胚胎发育早期； 小鼠实验：受精期，雌性合子的两条X染色体均有活性，
表观遗传的调控功能
X染色体失活的调控机制

《表观遗传学》PPT课件

发展高通量表观遗传学检测技术
研发高通量、高灵敏度的表观遗传学检测技术，提高检测效率和准确 性。
推动表观遗传学在临床应用中的转化
加强表观遗传学与临床医学的交叉融合，推动表观遗传学研究成果在 临床应用中的转化。
关注表观遗传学的伦理和社会问题
在推动表观遗传学发展的同时，关注相关的伦理和社会问题，确保技 术的合理应用和社会责任。
03
神经系统发育与表 观遗传
表观遗传调控在神经系统发育过 程中发挥关键作用，影响神经细 胞的分化和功能。
代谢性疾病与表观遗传关联
肥胖与表观遗传
肥胖的发生和发展与DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传调控密 切相关。
糖尿病与表观遗传
糖尿病及其并发症的发病机制涉及多种表观遗传调控异常。
心血管疾病与表观遗传
揭示生物多样性的本质
生物多样性的形成不仅与基因序列的 变异有关，还与基因表达的调控密切 相关。
解析复杂疾病的发生机制
许多复杂疾病如癌症、神经退行性疾 病等的发生与表观遗传调控异常密切 相关。
指导个体化医疗和精准治疗
通过解析患者的表观遗传特征，可以 为个体化医疗和精准治疗提供指导。
推动生物技术的发展
表观遗传学的研究为基因编辑、细胞 重编程等生物技术的发展提供了新的 思路和方法。
3
亚硫酸氢盐测序PCR
结合重亚硫酸盐处理和PCR技术，对特定区域的 DNA甲基化进行高灵敏度检测。
组蛋白修饰检测技术
染色质免疫沉淀技术
利用特异性抗体与组蛋白修饰结合，通过沉淀和洗脱步骤富集特 定修饰的组蛋白，进而研究其功能。
质谱分析技术
通过质谱仪对组蛋白修饰进行定性和定量分析，揭示修饰的种类 和程度。
《表观遗传学》PPT 课件

基因的选择性表达及表观遗传实用课件【精选】


问题2：基因组完全相同的同卵双胞胎， 性状为什么会有差异？
• 资料2 一对同卵双胞胎一个正常，另一个患有乳腺癌。 通过DNA测序，这对同卵双胞胎的DNA序列一样。研究人 员将研究聚焦在一个抑癌基因BRCA1基因上，研究发现 这对同卵双胞胎的BRCA1基因序列虽然一样，但其蛋白 质的表达量差异比较大，患有乳腺癌的BRCA1蛋白量明 显低于正常人。经研究表明，该乳腺癌患者的BRCA1基 因启动子被过度甲基化，导致转录不能正常进行，该基 因就会关闭。也就是说，这个基因能够在不改变基本蓝 图的前提下被失活。
受精卵 胚胎
20000亿个细胞
胎 儿
200多种细胞
有丝 分裂
细胞 分化
1个细胞
红细胞
20000亿个细胞
为什么同样的DNA却能发育成不同的组织和器官呢？
问题1：细胞分化是如何发生的呢？
资料1
受精卵
2-细胞胚
4-细胞胚
8-细胞胚
桑葚胚
Q1：通过阅读，你获取 到了那些信息？
Q2：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？
孵化过程的不同阶段
DNA甲基化程度
环境
表观遗传
(DNA) 基因
转录
RNA
翻译 蛋白质 体现 生物性状
选择性表达
细胞分化
讨论：表观遗传学调控机制对我们的生活有什么启示？
表观遗传学的应用
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）
•
3.古琦品牌时装一向以高档、豪华、 性感而 闻名于 世，以“ 身份与 财富之 象征”品 牌形象 成为富 有的上 流社会 的消费 宠儿， 一向被 商界人 士垂青 ，时尚 之余不 失高雅 。古琦 现在是 意大利 最大的 时装集 团。
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组蛋白K4 位点甲基化
组蛋白K27 位点甲基化
DNA甲基化
基因的选择性表达及表观遗传课件(共 24张PP T)作文 课件作 文指导 优秀作 文专题 课件中 考作文 高考作 文ppt
受精卵பைடு நூலகம்胚胎
20000亿个细胞
胎 儿
200多种细胞
有丝 分裂
细胞 分化
1个细胞
红细胞
20000亿个细胞
为什么同样的DNA却能发育成不同的组织和器官呢？
问题1：细胞分化是如何发生的呢？
资料1
受精卵
2-细胞胚
4-细胞胚
8-细胞胚
桑葚胚
Q1：通过阅读，你获取 到了那些信息？
Q2：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？
选择性表达
细胞分化
问题4：
表观遗传调控机制
？ 细胞分化
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表观遗传
(DNA) 基因
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RNA
翻译 蛋白质 体现 生物性状
黄色的母亲仅仅 会生出黄色或浅 色毛发的后代
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Avy/a
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Q2：Avy/a小鼠毛发应该是什么颜色？
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Q4:DNA甲基化程度导致毛发颜色改变，这种毛发颜色变化可遗传给后代吗？ Q3：Avy/a小鼠为什么会出 现性状差异？
问题2：基因组完全相同的同卵双胞胎， 性状为什么会有差异？
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表观遗传调控机制
组蛋白修饰
染色质重塑
非编码RNA调控
DNA修饰
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Q4:DNA甲基化程度导致毛发颜色改变，这种毛发颜色变化可遗传给后代吗？
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
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
(DNA) 基因
转录
RNA 翻译 蛋白质 体现 生物性状
选择性表达
细胞分化
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细胞分化与基因选择性表达有关
基因的表达
(DNA) 基因
转录
RNA 翻译 蛋白质
(DNA) 基因
转录
RNA 翻译 蛋白质 体现 生物性状
选择性表达 细胞分化
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？
Q3：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，以适应多变得环境
问题2：基因组完全相同的同卵双胞胎， 性状为什么会有差异？
基因的选择性表达及表观遗传课件(共 24张PP T)作文 课件作 文指导 优秀作 文专题 课件中 考作文 高考作 文ppt
• 资料2 一对同卵双胞胎一个正常，另一个患有乳腺癌。 通过DNA测序，这对同卵双胞胎的DNA序列一样。研究人 员将研究聚焦在一个抑癌基因BRCA1基因上，研究发现 这对同卵双胞胎的BRCA1基因序列虽然一样，但其蛋白 质的表达量差异比较大，患有乳腺癌的BRCA1蛋白量明 显低于正常人。经研究表明，该乳腺癌患者的BRCA1基 因启动子被过度甲基化，导致转录不能正常进行，该基 因就会关闭。也就是说，这个基因能够在不改变基本蓝 图的前提下被失活。
资料3
图1
图2
图3
插入序列
周期性表达
A基因
关闭表达
A突变
持续性表达
A基因
A a Avy
带状毛发 黑棕色毛发 黄色毛发
基因的选择性表达及表观遗传课件(共 24张PP T)作文 课件作 文指导 优秀作 文专题 课件中 考作文 高考作 文ppt
Q1：从文字和图中，你获取到了什么信息？
基因的选择性表达及表观遗传课件(共 24张PP T)作文 课件作 文指导 优秀作 文专题 课件中 考作文 高考作 文ppt
基因的选择性表达及表观遗传课件(共 24张PP T)作文 课件作 文指导 优秀作 文专题 课件中 考作文 高考作 文ppt
问题3 ：DNA甲基化导致的性状改变为什么可遗传？ 资料4：研究表明，甲基转移酶DNMT1能够识别是否有CpG序列的 甲基化仅存在于一条链中。当甲基转移酶发现了这种不平衡，它 会把“失去”的甲基化加到新合成的链上。如此，当细胞增殖时， 子代细胞就会拥有跟母代细胞一样的甲基化特征了。