从表观遗传剖析吸烟的危害培养学生社会责任感

发布时间：2021-01-28所属分类：教育职称论文浏览：1次

摘 要： 摘要：吸烟会引起表观遗传效应，表观遗传机制主要有DNA甲基化、染色质重塑、组蛋白修饰、基因组印记、非编码RNA调控等。本文从DNA甲基化和组蛋白修饰两方面剖析吸烟的危害。随着生物科学的发展，表观遗传相关内容在中学生物教学中起着重要作用。表观遗传内容

　　摘要：吸烟会引起表观遗传效应，表观遗传机制主要有DNA甲基化、染色质重塑、组蛋白修饰、基因组印记、非编码RNA调控等。本文从DNA甲基化和组蛋白修饰两方面剖析吸烟的危害。随着生物科学的发展，表观遗传相关内容在中学生物教学中起着重要作用。表观遗传内容的学习有利于学生认同健康的生活方式，树立社会责任感。

　　关键词：表观遗传;吸烟;DNA甲基化;组蛋白修饰：社会责任：

　　纵观人教社2019版生物教材(以下简称新教材)必修二《遗传与进化》，发现新增了部分知识，例如表观遗传、染色体变异、基因检测、协同进化等相关概念知识。随着科学的不断革新，表观遗传研究对于生命科学基础理论研究的意义重大。表观遗传内容的加入，补充了前面所学的遗传体系，同时有利于学生认同健康的生活方式，树立社会责任感。在新教材必修二《遗传与进化》第74页“与社会的联系”板块中指出，吸烟会使人的体细胞内DNA和精子中DNA的甲基化水平升高，对染色体的组蛋白也会产生影响，这提示我们吸烟可引发表观遗传效应。如下主要围绕表观遗传以及吸烟引发的表观遗传效应这两个问题展开讨论。

　　1表观遗传

　　基因通常是有遗传效应的DNA片段[1]，其传递的遗传信息决定了组成蛋白质分子的氨基酸组成和排列，由此表达出不同的蛋白质，进而控制生物体不同的性状[2]。基因与生物的性状是相互对应的，即在不改变基因序列的前提下(环境大致相同)，生物体的性状是不变的。但是越来越多生物性状不依赖DNA序列改变而改变的生物学现象层出不穷，于是表观遗传的研究逐渐凸显。我们将生物体基因的碱基序列不变，但基因表达和表型发生可遗传变化的现象称为表观遗传[1]。

　　在生物体的生长、发育和衰老的整个生命活动中表观遗传现象普遍存在。例如柳穿鱼花的形态结构建成、小鼠毛色的遗传和同是由受精卵发育的蜂王和工蜂具有显著差异等。另外，表观遗传与人类健康息息相关。如新教材必修二《遗传与进化》中提到的吸烟会影响男性精子的数量和质量，引发表观遗传效应。

　　2吸烟引发表观遗传效应

　　表观遗传研究主要围绕DNA甲基化、染色质重塑、组蛋白修饰、基因组印记、非编码RNA调控等几个方面进行[3]。以下将主要从DNA甲基化和组蛋白修饰两种机制解析吸烟引发的表观遗传效应。

　　2.1DNA甲基化

　　DNA甲基化是真核生物基因组中常见的DNA水平的表观遗传现象[2]，是在DNA甲基化酶的作用下，在DNA碱基上添加甲基基团，且多发生在胞嘧啶的第5位碳原子上。

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　　吸烟引发的疾病越来越倍受关注，大量的实验研究表明吸烟不仅会危害主动吸烟者，还会危及后代。尼古丁和香烟烟雾在精子形成过程中会干扰精子DNA甲基化水平[4]。不仅如此，前人研究显示精子中的甲基化修饰指导并决定胚胎发育中基因的表观遗传，这提示吸烟引发的表观遗传可能通过精子遗传给后代。

　　2.2组蛋白修饰

　　组蛋白修饰属于蛋白质的翻译后修饰，其机制也是多方面的。其中组蛋白乙酰化可以通过染色质解聚使转录因子结合在DNA上[5]，与基因转录激活相关，涉及的酶是组蛋白乙酰化转移酶;相反，组蛋白去乙酰化则与基因沉默有关[2]，涉及的酶则是组蛋白去乙酰化酶。组蛋白乙酰化修饰在精子生成过程中起着重要作用。相关研究显示香烟烟雾暴露，可导致睾丸细胞中生精细胞有丝分裂，减数分裂和精子形成过程受损，从而导致睾丸组织中乙酰化水平降低。且暴露时间越长，剂量越多，睾丸组蛋白乙酰化酶的活性会增高，而组蛋白去乙酰化酶的活性降低[5]，基因表达则异常。

　　3表观遗传内容在发展学生核心素养中的作用

　　普通高中生物学课程标准(2017年最新修订版)指出生物学科核心素养包括生命观念、理性思维、科学探究和社会责任。其中“社会责任”是指以生物学的认识为基础，参与个人与社会事务的讨论，作出理性解释和判断，尝试解决生产生活中的生物学问题的担当和能力[7]。于是教师在教学中应该引导学生关注社会热点中的生物学议题;认同健康的生活方式，珍爱生命。

　　从表观遗传剖析吸烟的危害，不仅给学生扩充了知识面，还有利于教师教学目标的达成。学生通过学习表观遗传相关内容，可以合理的解释类似基因组成相同的同卵双胞胎在性格、相貌等方面存在或多或少的差异的现象;知道即使DNA序列不改变但基因表达和表型也会发生可遗传变化;表观遗传修饰的异常可引发疾病。教师通过相关研究向学生阐述吸烟诱发的表观遗传效应，给学生传达健康的生活方式，培养学生社会责任感。

　　总之，健康的生活方式对我们自身和后代的健康都有深远的影响。表观遗传对学生养成健康生活方式、珍爱生命的意识具有重要意义。——论文作者：周薇 朱明艳