發(fā)布時(shí)間：2021-01-28所屬分類：教育職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：吸煙會(huì)引起表觀遺傳效應(yīng)，表觀遺傳機(jī)制主要有DNA甲基化、染色質(zhì)重塑、組蛋白修飾、基因組印記、非編碼RNA調(diào)控等。本文從DNA甲基化和組蛋白修飾兩方面剖析吸煙的危害。隨著生物科學(xué)的發(fā)展，表觀遺傳相關(guān)內(nèi)容在中學(xué)生物教學(xué)中起著重要作用。表觀遺傳內(nèi)容
摘要：吸煙會(huì)引起表觀遺傳效應(yīng)，表觀遺傳機(jī)制主要有DNA甲基化、染色質(zhì)重塑、組蛋白修飾、基因組印記、非編碼RNA調(diào)控等。本文從DNA甲基化和組蛋白修飾兩方面剖析吸煙的危害。隨著生物科學(xué)的發(fā)展，表觀遺傳相關(guān)內(nèi)容在中學(xué)生物教學(xué)中起著重要作用。表觀遺傳內(nèi)容的學(xué)習(xí)有利于學(xué)生認(rèn)同健康的生活方式，樹立社會(huì)責(zé)任感。
關(guān)鍵詞：表觀遺傳;吸煙;DNA甲基化;組蛋白修飾：社會(huì)責(zé)任：
縱觀人教社2019版生物教材(以下簡(jiǎn)稱新教材)必修二《遺傳與進(jìn)化》，發(fā)現(xiàn)新增了部分知識(shí)，例如表觀遺傳、染色體變異、基因檢測(cè)、協(xié)同進(jìn)化等相關(guān)概念知識(shí)。隨著科學(xué)的不斷革新，表觀遺傳研究對(duì)于生命科學(xué)基礎(chǔ)理論研究的意義重大。表觀遺傳內(nèi)容的加入，補(bǔ)充了前面所學(xué)的遺傳體系，同時(shí)有利于學(xué)生認(rèn)同健康的生活方式，樹立社會(huì)責(zé)任感。在新教材必修二《遺傳與進(jìn)化》第74頁“與社會(huì)的聯(lián)系”板塊中指出，吸煙會(huì)使人的體細(xì)胞內(nèi)DNA和精子中DNA的甲基化水平升高，對(duì)染色體的組蛋白也會(huì)產(chǎn)生影響，這提示我們吸煙可引發(fā)表觀遺傳效應(yīng)。如下主要圍繞表觀遺傳以及吸煙引發(fā)的表觀遺傳效應(yīng)這兩個(gè)問題展開討論。
1表觀遺傳
基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段[1]，其傳遞的遺傳信息決定了組成蛋白質(zhì)分子的氨基酸組成和排列，由此表達(dá)出不同的蛋白質(zhì)，進(jìn)而控制生物體不同的性狀[2]。基因與生物的性狀是相互對(duì)應(yīng)的，即在不改變基因序列的前提下(環(huán)境大致相同)，生物體的性狀是不變的。但是越來越多生物性狀不依賴DNA序列改變而改變的生物學(xué)現(xiàn)象層出不窮，于是表觀遺傳的研究逐漸凸顯。我們將生物體基因的堿基序列不變，但基因表達(dá)和表型發(fā)生可遺傳變化的現(xiàn)象稱為表觀遺傳[1]。
在生物體的生長(zhǎng)、發(fā)育和衰老的整個(gè)生命活動(dòng)中表觀遺傳現(xiàn)象普遍存在。例如柳穿魚花的形態(tài)結(jié)構(gòu)建成、小鼠毛色的遺傳和同是由受精卵發(fā)育的蜂王和工蜂具有顯著差異等。另外，表觀遺傳與人類健康息息相關(guān)。如新教材必修二《遺傳與進(jìn)化》中提到的吸煙會(huì)影響男性精子的數(shù)量和質(zhì)量，引發(fā)表觀遺傳效應(yīng)。
2吸煙引發(fā)表觀遺傳效應(yīng)
表觀遺傳研究主要圍繞DNA甲基化、染色質(zhì)重塑、組蛋白修飾、基因組印記、非編碼RNA調(diào)控等幾個(gè)方面進(jìn)行[3]。以下將主要從DNA甲基化和組蛋白修飾兩種機(jī)制解析吸煙引發(fā)的表觀遺傳效應(yīng)。
2.1DNA甲基化
DNA甲基化是真核生物基因組中常見的DNA水平的表觀遺傳現(xiàn)象[2]，是在DNA甲基化酶的作用下，在DNA堿基上添加甲基基團(tuán)，且多發(fā)生在胞嘧啶的第5位碳原子上。
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吸煙引發(fā)的疾病越來越倍受關(guān)注，大量的實(shí)驗(yàn)研究表明吸煙不僅會(huì)危害主動(dòng)吸煙者，還會(huì)危及后代。尼古丁和香煙煙霧在精子形成過程中會(huì)干擾精子DNA甲基化水平[4]。不僅如此，前人研究顯示精子中的甲基化修飾指導(dǎo)并決定胚胎發(fā)育中基因的表觀遺傳，這提示吸煙引發(fā)的表觀遺傳可能通過精子遺傳給后代。
2.2組蛋白修飾
組蛋白修飾屬于蛋白質(zhì)的翻譯后修飾，其機(jī)制也是多方面的。其中組蛋白乙酰化可以通過染色質(zhì)解聚使轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合在DNA上[5]，與基因轉(zhuǎn)錄激活相關(guān)，涉及的酶是組蛋白乙酰化轉(zhuǎn)移酶;相反，組蛋白去乙酰化則與基因沉默有關(guān)[2]，涉及的酶則是組蛋白去乙酰化酶。組蛋白乙酰化修飾在精子生成過程中起著重要作用。相關(guān)研究顯示香煙煙霧暴露，可導(dǎo)致睪丸細(xì)胞中生精細(xì)胞有絲分裂，減數(shù)分裂和精子形成過程受損，從而導(dǎo)致睪丸組織中乙酰化水平降低。且暴露時(shí)間越長(zhǎng)，劑量越多，睪丸組蛋白乙酰化酶的活性會(huì)增高，而組蛋白去乙酰化酶的活性降低[5]，基因表達(dá)則異常。
3表觀遺傳內(nèi)容在發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)中的作用
普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年最新修訂版)指出生物學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、理性思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任。其中“社會(huì)責(zé)任”是指以生物學(xué)的認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)，參與個(gè)人與社會(huì)事務(wù)的討論，作出理性解釋和判斷，嘗試解決生產(chǎn)生活中的生物學(xué)問題的擔(dān)當(dāng)和能力[7]。于是教師在教學(xué)中應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)中的生物學(xué)議題;認(rèn)同健康的生活方式，珍愛生命。
從表觀遺傳剖析吸煙的危害，不僅給學(xué)生擴(kuò)充了知識(shí)面，還有利于教師教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。學(xué)生通過學(xué)習(xí)表觀遺傳相關(guān)內(nèi)容，可以合理的解釋類似基因組成相同的同卵雙胞胎在性格、相貌等方面存在或多或少的差異的現(xiàn)象;知道即使DNA序列不改變但基因表達(dá)和表型也會(huì)發(fā)生可遺傳變化;表觀遺傳修飾的異常可引發(fā)疾病。教師通過相關(guān)研究向?qū)W生闡述吸煙誘發(fā)的表觀遺傳效應(yīng)，給學(xué)生傳達(dá)健康的生活方式，培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任感。
總之，健康的生活方式對(duì)我們自身和后代的健康都有深遠(yuǎn)的影響。表觀遺傳對(duì)學(xué)生養(yǎng)成健康生活方式、珍愛生命的意識(shí)具有重要意義。——論文作者：周薇 朱明艷
