高中生物学中的表观遗传学 1900 年,孟德尔规律的再发现诞生了经典遗传学,其影响之广泛、传播之迅速不亚于进化学说的提出
此后10 年,大量遗传学数据相继发表,孟德尔的拥趸者与反对者各执其词
结束上述争论的是摩尔根及其同事的果蝇杂交实验,随后,染色体遗传学说的提出标志着经典遗传学的兴起
20 世纪60 年代,随着对基因本质的阐明和中心法则的扩充和完善,“基因如何控制性状” 这一核心问题仿佛已然被解决
然而,近年来越来越多的证据表明,除去基因(碱基排序)之外,还存在一系列复杂和精细的调控机制,共同决定着性状的形成
科学家将后者称为表观遗传学(Epigenetics),区别于以基因为核心的经典遗传学
21 世纪的表观遗传学崭新且富有活力,已经成为遗传学领域中不可或缺的组成
为了紧跟科学前沿,2019 年版人教版《必修2·遗传与进化》中增加了表观遗传概念,旨在帮助学生更深入地理解基因表达与性状的关系
那么,在高中生物教学过程中,教师如何在学生所熟悉的(经典遗传)概念体系中引入新的表观遗传概念呢
对于前者而言,后者是挑战还是完善呢
在讨论上述问题之前,先来看教科书中提供的两个“令人困惑” 的遗传现象
1 小鼠毛色杂交实验 教材案例1:纯合黄色小鼠(AvyAvy)与纯合黑色小鼠(aa)杂交,F1 代没有表现出黄色,反而呈现出介于黄、黑色的一系列过渡类型
不难想象,上述现象曾给遗传学家们带来过怎样的困扰
自然界中类似的现象比比皆是,就连摩尔根都曾因为小鼠体色的遗传问题对孟德尔规律产生过怀疑
遗传学家们将这种F1 代“融合”了双亲性状的现象统称为“不完全显性”
在表观遗传概念建立之前,人们无法解释上述现象的内在机制
1999 年,Emma Whitelaw 等通过对上述案例的分析,终于揭开了表观遗传机制的冰山一角
此前,科学家们已经知道小鼠毛色的深浅主要由Avy 基因所决定