新课程标准新增加的内容-表观遗传学(epigenetics)

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教育表观遗传学课程标准 |
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新课程标准研究:新课程标准“3.1.5概述某些基因碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象”,说明教学中应该重视表观遗传学,也需要老师关注这方面的知识内容。
一、表观遗传学简介
表观遗传学是在DNA碱基序列不变前提下引起基因表达或细胞表型变化的一种遗传。
生物学家最早是在植物中发现表观遗传现象。开始发现西红柿存在表观遗传现象,随后证明在动物和人类也普遍存在这种现象。
二、产生的情境
Brian Dias去年10月晋升为父亲,和许多新父母一样,孩子出生前他就开始考虑要承担各种责任。但 Dias考虑的问题更多,他已经考虑自己的父母或祖父母是否也会对孩子产生影响。
祖先生活环境,受教育程度,都可能通过遗传对后代产生影响。是否祖先的生活习惯或遭遇,例如吸烟、饥荒或战争经历也会对后代的健康产生影响?
Dias 是艾默理大学(Emory University)克里莱斯勒实验室的博士后。在儿子出生前 2 年,他的研究就是和上述问题有关的。他观察暴露在恶劣气味环境动物后代大脑产生的影响。乙酰苯是一种有甜杏仁味的化合物,Dias将雄性小鼠暴露在乙酰苯环境下,然后对他们每天5次中度电足刺激,连续3天。这些动物会对这些刺激恐惧,一旦有乙酰苯味道就会僵住。
10天后,Dias 让这些动物和正常雌性小鼠动物交配。这些动物后代成年后,大部分对乙酰苯敏感,当暴露在这种气味下,有意外声音就会惊慌失措。动物的下一代(孙辈)仍会对乙酰苯敏感。研究发现,三代动物 M71 肾小球结构增大,其中乙酰苯敏感神经元增加。最近这一研究发表在《自然-神经科学》杂志上, Dias 等认为,环境信息可通过表观遗传机制传递给后代。
三、表观遗传现象的争议
表观遗传学仍存在争议,尤其是会让人回想起来19世纪法国博物学家拉马克的失败理论。他提出,生物能将获得性状遗传给后代。麻省大学医学院分子生物学家Oliver Rando,研究证明了动物的表观遗传现象,对许多现代生物学家来说,表观遗传听起来很吓人。如果确实如此,这么多优秀的遗传学家过去数百年为什么没有发现?
对表观遗传现象质疑的一个主要原因是,表观遗传的详细分子机制不是非常清楚。深入理解这个现象必须弄清楚,相关信息如何在精子和卵子内形成并在受精过程中传递给下一代。妈妈会把怀孕期间的环境因素传递给胎儿。但父亲的表观遗传信息如何传递?科学家开始分析精子如何获得表观遗传信息标记。虽然这方面最近几年已经获得许多资料,但对具体发生过程仍不了解。