表观遗传学研究方法范文

表观遗传学研究方法篇1

表观遗传学研究发现，基因及其表达的遗传性改变不仅仅是指基因突变或基因多样性等DNA序列的变化。已知的三种可调节基因表达的表观遗传学改变主要是：基因组DNA的甲基化，组蛋白修饰，非编码RNA的调节（如microRNA）。上述机制均涉及外在因素在蛋白质编码序列不变的情况下仍可调节基因转录[4]。表观遗传学调节机制存在个体及组织差异性，并且可以随年龄增长、环境及疾病状态的改变而变化。表观基因组在基因组表达过程中起关键作用，个体间基因表达的不同造成药物不同的反应性，这可能是通过表观遗传学改变进行调节的。因此，目前认为表观遗传学改变可以帮助解释基因突变在药物反应中的作用，继而在临床医学中发挥作用，这一迅速崛起的新学科称为表观遗传药理学。个体间药物的反应性不同，该学科不仅研究表观遗传因子在这一过程中的作用，而且旨在开发新的药物靶点[5]。笔者认为表观遗传药理学与遗传药理学将共同在药理学、临床医学中发挥重要作用。目前为止，表观遗传药理学的大多数研究集中于肿瘤学领域，例如，研究细胞色素p450在个体间表达的差异。幸运的是，表观遗传学修饰的作用已被应用于解释其他复杂并且多源的现象，应用的范围越来越广。在这里，笔者总结了表观遗传修饰在心衰及心血管疾病治疗方面最新的研究。

1表观遗传修饰与心力衰竭

1.1组蛋白的修饰

庞大的真核生物基因组在高度保守的组蛋白的作用下得到了紧密的压缩。在核小体中，基因组DNA围绕核心组蛋白（核心组蛋白H2A、H2B、H3、H4各两组）折叠、压缩，形成了染色体的基本单位。基因组DNA与染色体蛋白的相互作用有助于转录因子向靶基因片段聚集，从而调节转录活性[6]。通过这种机制，核小体利用其核心组蛋白的共价修饰传递表观遗传学信息。这些修饰包括组蛋白乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化及SUMO化修饰。核心组蛋白的氨基末端从染色质丝上伸出来，与DNA或其他组蛋白、蛋白质等相互作用。该末端上的赖氨酸、精氨酸残基是组蛋白修饰的主要靶点。多数研究旨在了解赖氨酸乙酰化、甲基化的作用。事实证明，赖氨酸的乙酰化作用主要与染色质亲和力及转录相关，而赖氨酸的甲基化作用取决于何种残基被修饰。有趣的是，正如Mano所总结的那样，组蛋白乙酰化的调控与心肌肥厚相关。去氧肾上腺素可诱导心肌细胞肥大，这一过程需要乙酰基转移酶介导的组蛋白乙酰化。与此结果相一致的研究是针对Ⅱ类组蛋白去乙酰基酶（HDACs）5、9的研究，其通过抑制心肌细胞增强因子2（MEF2）的活性进一步阻碍致肥厚基因（pro-hypertrophicgenes）的表达来发挥抗肥厚的作用。与此相反，Ⅰ类HDACs具有相当强的致肥厚作用，其通过调节磷脂酰肌醇三磷酸酰胺磷酸酯酶的表达发挥作用。这意味着，HDACs在多水平上控制肌肉细胞的体积。

1.2DNA甲基化

在真核生物中，DNA甲基化是通过将甲基团转移到核苷酸胞嘧啶环的5''''位碳原子上完成的。在哺乳动物体内，DNA甲基化主要发生在基因的5''''-CG-3''''序列，也指的是CpG双核苷酸；人体内，大约70%的CpGs发生甲基化。另一方面，未甲基化的CpGs存在于许多基因的5''''端调控区域，以CpG岛的形式出现。与其他DNA区域相比，CpG双核苷酸在CpG岛出现的概率较高。人体内CpG岛甲基化的不同是表观遗传学改变的组成部分。DNA胞嘧啶甲基化有助于局部转录因子复合物的结合，其与组蛋白修饰共同在局部及整个基因组中影响染色体的结构。因此，DNA甲基化的一个重要作用是调控基因的表达。在这方面，CpG岛超甲基化可以使基因沉默，而低甲基化使基因发生转录。有人认为，甲基化是一种稳定遗传的修饰，但同时它也受到环境因素的影响。如小鼠野鼠色基因位点，可以受到其上游转座子甲基化状态的影响。从遗传角度来讲，完全相同的亲代其野鼠色基因不同的甲基化状态可使得后代出现不同的毛色[7]。最近，Kao等[8]的研究结果发现，DNA甲基化在心衰特定的基因转录调控中发挥作用。他们发现促炎症基因TNF-α可下调肌浆网Ca2+-ATPase（SERCA2A）的表达，这是通过增强SERCA2A启动子的甲基化状态完成的。Movassagh等[9]发现，在心肌病及人类心肌组织形成时甲基化的状态是不同的。而且，他们鉴别出三个基因位点（IECAM1、PECAM1、AMOTL2），在不同的心脏样本中，位点甲基化状态与基因表达的调控密切相关。

1.3MicroRNAs

MicroRNAs是短的双链RNA分子，来源于细胞核及细胞质中较大的RNA前体，其可以在基因转录后对基因表达发挥调节作用。miRNAs可以对30%～50%的蛋白质编码基因进行调控，这一过程主要是通过与mRNA3''''端未转录区域的碱基对进行互补结合，继而干扰转录，靶mRNAs可降解或暂时沉默[10]。miRNAs调节蛋白的表达是非常复杂的，多种miR-NAs可以作用于同一基因，不同基因也可受到同一种miR-NAs的调节。miRNAs的表达具有组织、疾病特异性。近年来，多种病理状态下的miRNA分子标记已被检测出来，如各种类型的肿瘤以及多种心血管疾病[11]。越来越多的证据表明，miRNAs与基本的细胞功能密切相关。目前，miRNAs与心衰的关系已得到明确，在过去的几年中，该领域的报道层出不穷。对心血管疾病的研究主要集中于两种心脏组织特异表达的miRNA家族（miRNA-1/miR-NA-133、miRNA-208）。多项研究显示，miRNA在健康、高血压以及不同病因所导致的人、小鼠、大鼠衰竭的心脏中均有表达，Divakaran等[12]发现心脏特异性的miRNA-208不仅可调节心肌细胞肥大、纤维化同时可在应激、甲退时调节β-肌球蛋白重链（β-MHC）的表达。这种miRNA由α-MHC基因的内含子编码。该基因编码α-MHC及一种主要的心肌收缩蛋白，使心脏变大，在应激以及激素信号作用下通过miR-NA-208及其作用位点发挥调节作用。再者，定向删除心肌特异性的miRNA，miRNA-1-2，揭示了它们在心脏中的多种功能，包括调节心脏的形态发生、电信号传导及细胞周期的调控。Thum等[13]发现，受损心肌中miRNA标记与胚胎心中miRNA表达的类型极为相似，这说明受损心肌中重启了胚胎基因的表达程序。Thum等[13]另一个发现是miRNA-21可以调控ERK-MAP激酶途径，这种调控在心脏成纤维细胞中尤为明显，心肌细胞中却没有这种表现，这可以影响到心脏的结构及功能。在成纤维细胞中，miRNA-21水平的增高可通过抑制特定基因来激活ERK激酶，经由这种机制，miRNA-21调节了间质纤维化、心肌肥厚。上述研究揭示了在心脏成纤维细胞中，基因调节的另一种方式是在miRNA介导的旁分泌水平上进行的。miRNA在心脏肥厚反应中的意义得到了进一步的研究，miRNA成为基因调控的主要调节因子。到目前为止，miRNA已被证实不仅可以影响心肌，还可以影响心脏电信号转导及调节血管再生[14]。

2表观遗传筛选方法

表观基因组学示意图不是固定的，它因细胞类型、时间的不同而不同，并且可在生理学、病理学、药物作用情况下发生改变。因此，作为人类基因组计划的后续工程，表观基因组测序是一项艰巨的任务。虽然判断基因组序列的表观遗传学状态是比较容易完成的，描绘整个表观基因组需要对数十个基因组进行测序，覆盖一个有机体在生命不同阶段的所有细胞类型。亚硫酸氢盐测序法是标测DNA甲基化类型最为准确的方法。基因组DNA与亚硫酸氢钠相作用，导致未甲基化的胞嘧啶脱氨基转变成尿嘧啶，而甲基化的胞嘧啶保持不变。为观察特定基因的甲基化状态，用特异性引物对目的片段进行扩增，随后对产物测序。在序列中，甲基化的胞嘧啶被标记为Cs，未甲基化的胞嘧啶为Ts。近来出现了多个对甲基化进行定位的全基因组研究方法，它们都是以甲基化和未甲基化的CpGs对限制性内切酶的敏感性不同为基本原理的。限制长度的基因组扫描利用两种酶双酶切DNA，一种是频繁切割的甲基化非敏感性限制内切酶，另一种是罕见的甲基化敏感性的酶如Not1，这种酶只有在非甲基化状态时才可以酶切所识别的位点。还有一种完全不同全基因组研究方法是利用DNA芯片技术，它可以一次性标测成千上万的CpG岛的甲基化状态。这种方法可以用来识别CpG岛，相对于正常的调控过程来说，CpG岛在肿瘤组织中发生甲基化。亚硫酸盐转化的替代方法是ChIP-seq方法（一种与测序相结合的染色质免疫沉淀方法）。通过免疫共沉淀技术使得目的蛋白与DNA发生交联，然后对DN段进行基因组测序。这一方法可以帮助识别任何DNA相关蛋白的DNA结合位点。该技术还可以提供组蛋白修饰的信息，如乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、SUMO化修饰。对ChIP技术进行改进得到的DCS方法，是将ChIP与消减式PCR进行偶联。该方法旨在避免基因组片段与芯片杂交后产生非特异性信号。以同样的方式可以检测人体病理状态下miRNA的作用，大多数研究是利用高通量的方法分析临床病例中总miRNA的表达情况。高通量技术是以miRNA基因芯片和real-timeRCP为代表的。尽管分子间的差别给这些技术带来了巨大的挑战，但miRNA芯片最大的优点是具有很高的特异性，而缺陷是其敏感性较低。

3药物可以改变表观遗传状态

表观遗传学改变正常及疾病状态下的表型，这可能意味着充分理解和调控表观基因组对于人类常见疾病的防治具有重要意义。表观遗传学为我们提供了一个重要的窗口，来认识环境与基因在疾病发生过程中的相互作用以如何调节这些作用达到改善人类健康的目的。miRNA派生的反义寡核苷酸是单链RNA分子，对其进行化学修饰可能是针对致病miRNA新的方法。但是这种方法困难重重，miRNA属于密切相关的家族，且很难合成针对每一种miRNA的反义寡核苷酸。再者，一个单独的miRNA可针对多种基因发挥作用，它们之中可能含有对心肌有益的分子。在这方面，寡核苷酸的化学修饰可能会特异性破坏miRNA与单个mRNA的作用，这可能是疾病治疗良好的备选方案。每一种miRNA可以以不同的强度针对成百上千的基因发挥作用，所以在体内miRNA修饰的最终作用尚不明了。最终，将miRNA拮抗剂应用于临床领域将面临很多困难，这与我们在基因治疗方面所遇到的极为相似，如导入方式、载体、特异性以及毒性等问题[15]。至少在理论上，针对特异性miRNA的方法将来可能是治疗缺血性心脏病、心肌肥厚、心衰、血管再生、离子通道病的有效手段，可控制心衰的发展。另一种方法可能是将靶DNA甲基化。一些影响基因组DNA甲基化的化学合成剂已经应用于临床，例如5-氮胞嘧啶、抑制甲基转移酶的氮胞嘧啶可以使DN段脱氨基。其它药物是通过阻碍甲基化酶的活性而发挥抑制甲基化作用。更多信息可参照Gomez等[16]的文章。除了要开发可以调节DNA甲基化的药物外，还需要设计可以影响组蛋白修饰的药物。在抗肿瘤药物的发展过程中，组蛋白去乙酰化酶（HDAC）抑制剂占据着重要地位，它可以通过逆转与肿瘤相关的异常表观遗传改变，继而发挥作用。已有证据表明，在心肌肥厚时，HDAC抑制剂可修复基因表达程序。Gallo等证明体外试验中，曲古霉素A、丁酸钠可延缓心脏肥厚。

4表观遗传学和环境

众所周知，环境因素如毒素、饮食可以影响DNA甲基化和染色质修饰，并且可遗传给下一代。雌激素、抗雄激素类物质可改变DNA甲基化状态降低男性的生育能力，这也是可遗传的。该假说认为，环境因素可以改变表观遗传学标记和基因表达形式，这可能在人类疾病研究中具有重要意义。常见疾病大多受到基因和环境因素的双重影响，环境可诱导表观遗传结构发生改变，进而将基因和环境因素联系起来[17]。年龄在基因与环境相互作用中发挥重要作用。常见病的发病率随着年龄的增加不断增高，这与在人的一生中表观遗传学改变不断累积有关。有研究发现，相对于年轻者而言，年长的同卵双胞胎体内总DNA甲基化及组蛋白H3K9乙酰化的水平较高，但该研究没有检测同一个体中表观遗传学改变随时间变化的情况。

5结论

表观遗传学研究方法篇2

1表遗传学的产生和发展

遗传学是生物学的核心学科之一，与生物的发育、进化等学科密切相关。在19世纪，主流生物学认为遗传和发育是同一个问题至19世纪下半叶，遗传学研究取得重要进展。1865年孟德尔发现“分离规律”和“自由组合规律”，提出了遗传因子说来解释这些遗传现象；1879年，Flemming发现染色体，随后Wilson和Boveri等通过实验证明，发育的编程存在于染色体中；1911年摩尔根在果蝇的伴性遗传中证明，遗传因子存在于染色体上，并发现位于同一条染色体上基因遗传的连锁和互换规律。此后，当遗传学迅速发展的同时，也积累了不少传统遗传学不能解释的遗传现象。例如，Muller等的工作表明，基因的易位或染色体重排能影响基因性状的表达，看来基因并不是一个独立的实体，它的功能还受到在基因组中的位置的影响；在基因组印记基因中，表现的性状取决于亲本的来源，表明双亲的等位基因对性状的遗传贡献并不相等。

20世纪初的几十年里，遗传学和发育生物学的研究很少考虑对方的成果和方法，各自发展。至40年代，一些生物学家认识到这种研究方法的局限性，其中通晓发育生物学和遗传学的WaddingtonCH(1905-1975)于1939年首先提出“发育是表遗传的（Epigenetic)”；1942年他又提出表遗传学(Epigenetics)和表遗传景观(Epigeneticlandscape)等概念，主张将两个学科联系起来研究。他认为表遗传学是研究基因型产生表型的过程。其实，具有发育生物学背景的摩尔根也有类似认识，早在1925年《基因论》一书中就认为：“明了基因如何对发育中个体发生影响，毫无疑义地将使我们对遗传的观点进一步扩大，对于目前还不了解的许多现象也多半会有所阐明”。此后遗传学发展遇到一些难题，也印证了开展这类研究的重要性。

在个体发育中所有细胞都具有相同的基因组，是何种机制调控基因表达的特异性编程，分化成不同类型的组织细胞，一旦建立就能在谱系细胞间遗传；又如，人类同卵双生子具有完全相同的基因组，根据传统理论应发育成完全相似的两个个体，然而约有1/3的同卵双生子20岁后出现了个性和疾病易感性等方面的差异；另外，成体组织细胞核移植实验发现，虽然所形成的克隆胚胎具有完整的基因组，但实际上在胚胎发育过程中常出现各种异常，多数在出生前夭亡，少数生存的个体也有多方面的异常，并且寿命较正常胎生的个体短。

表遗传学概念提出后，由于对其机制还不清楚，长期以来发展缓慢。直至1975年Holliday等在研究中发现，DNA甲基化在基因表达中具有重要作用，并认为是发育中基因活性调节的开关；另外，他还推测存在一种维持型甲基化酶，能识别复制的半甲基化DNA，从而解决甲基化模式的遗传问题[4，12]。此后的10多年间，没有发现这种甲基化酶，表遗传学又是一段沉默。

20世纪90年代，表遗传学研究取得一系列重大突破。首先证实了维持型DNA甲基化酶的存在，如小鼠剔除DNA甲基化酶基因，则发育异常；在人类肿瘤中发现，肿瘤抑制基因p16因高甲基化而灭活，如用去甲基化抑制剂处理，能使p16基因复活。上述研究提示，DNA甲基化在正常发育和肿瘤发生中起重要作用[2，4]。其次，在染色质结合组蛋白的研究中发现，组蛋白各种修饰如乙酰化、甲基化和磷酸化等，可影响各种调节蛋白和功能复合物与DNA接触通路；各种修饰组合构成的"组蛋白密码"，提供了效应蛋白的结合点，在基因表达调控中发挥作用;另外，还发现染色质和基因组转录的非编码RNA在基因表达调控中也起到重要作用。至此，表遗传学机制的框架已初步确立，并在各种类型的生物得到证实。2001年Science专辑发表一组评述，系统介绍了表遗传学研究领域和进展。2003年，Nature就双生子等表遗传学研究发表述评。21世纪表遗传学迅猛发展，上述遗传学存在的难题已有不同程度的阐明，并开发出新的研究领域，显示表遗传学已成为主流生物学和医学的一部分。

人类基因组计划完成及其后续计划的研究，提升了对人类自身的认识，但也获得了许多意想不到的结果，对传统基因中心论形成了冲击。例如：（1)人类基因组约有10万个基因，而实际只测出不足25000个，约是果蝇的2倍。有学者质疑，只有不足2%的DNA序列就含有充分的遗传信息，调控人类的生长发育和生命的全过程，而98%的DNA为"垃圾DNA”;(2)不是机体愈复杂基因数愈多。如在脊椎动物中编码蛋白质基因的数量、编码序列的长度并没有显著改变，而它们的发育复杂性存在巨大的差异；深入研究发现，90%以上的基因组被转录，生物学复杂性通常与基因组非蛋白质编码部分相关，而编码蛋白质基因维持相对的静态；各种类型的非编码RNA几乎调节各个水平的基因表达，构成一个巨大、高效的调控网络，促进正常的发育和生理过程，其功能异常可引发疾病，而这些正是表遗传学的研究领域;(3)人类基因组约有1千多万个单核苷酸多态，曾有学者期望于通过单核苷酸多态性的研究，确定一些常见病的个体易感性，但迄今为止，包括应用全基因组关联研究(Genomewideasso?ciationstudy，GWAS)虽取得不少成果，但在总体上两者间的关联性不如预期的那样好。

只有从史学角度分析一个事物的发生与发展，才能更好地了解其存在意义。对上述表遗传学发展的过程和背景的分析表明，表遗传学是科学发展到一定阶段产生的，能够克服和补充传统遗传学之不足，随着表遗传学研究的深入，必将促进新一轮的遗传学的发展。

2表遗传学与遗传学的关系2.1表遗传现象与非孟德尔遗传方式

表遗传学是研究不能用DNA序列变化解释的、能通过有丝分裂或减数分裂遗传的基因功能的改是变。表遗传学遗传或表遗传(Epigeneticinheritance)涉及非DNA序列编码的信息或基因表达状态，在细胞和个体世代间的传递。这种能影响后代性状的表遗传信息，没有DNA原始结构的改变或来自环境的诱因。目前，多把涉及个体世代间的表遗传称之为跨代表遗传(Transgenerationalepigeneticinheritance)，尽管在单细胞生物，细胞分裂与世代交替是一致的，而在多细胞生物就可能有不同的机制和进化意义_。

百年来积累了许多不能用孟德尔规律解释的遗传现象，例如基因组印记、位置效应花斑、副突变、表突变、X-染色体失活和转基因沉默等。近年来研究发现，这些现象都有其表遗传学基础。

基因组印记是一种表遗传现象，其特征是某些基因以亲本来源特异性、等位基因差异性表达，这类印记基因约占基因组基因数的1%，是晡乳动物和有花植物的独特现象。经典的孟德尔遗传，遗传性状的形成需要来自父、母双方等位基因的表达；而印记基因的表达是由染色体亲本来源所决定、单等位基因表达；受影响的基因在男、女性后代中显示与亲本特异性相同的表达。现已研究表明，基因组印记是由于特定亲本等位基因差异甲基化区(DMR)高甲基化的结果。

位置效应是指当基因在染色体上的位置发生改变时，影响该基因的表达，位置效应花斑(Position-effectvariegation，PEV)是其中的一种，是由Muller等于1930年首先在果蝇研究中发现的。在位置效应花斑情况下，由于基因周边基因组环境的改变引发了基因可逆性灭活，通常是由于处于有转录活性常染色质区的基因，通过染色质重排，移至邻近无转录活性异染色质区，因异染色质能随机扩展，引发部分基因的失活，这样在相同遗传背景的细胞群体中产生镶嵌表型的花斑。

副突变(Paramutation)也是一种表遗传现象。根据孟德尔的分离规律，来自双亲、决定性状遗传的一对等位基因彼此独立，互不影响；在生殖细胞形成时，各自分离，分别进入配子。副突变是一对等位基因间相互作用的结果，此时沉默的等位基因通过反式沉默另一等位基因，并可通过减数分裂遗传。沉默等位基因是副突变源性的(Paramutagenic)，具有副突变能力的等位基因是副易变的(Paramutable);沉默的副易变等位基因在下一代则获得了副突变源的能力，因此这一可遗传的表达状态能在群体中迅速传播。最近的结果表明，副突变关系到RNA介导的、可遗传的染色质改变，以及许多与RNAi途径相关基因的变化。

其他一些传统遗传学之谜随着表遗传学进展也在逐步解开。例如：同卵双生子间个性和易感性等的差异，是基因组甲基化模式差异的结果；在发育过程中，分化细胞所形成特殊的基因表达模式，通过细胞记忆在细胞世代间稳定传递，维持细胞的同一性，即体细胞表遗传现象。在肿瘤发生中，启动子区的高甲基化和基因突变一样，引发肿瘤抑制基因的灭活；生殖系hMLH1启动子区的高甲基化引起的表突变，同样可引发遗传性肿瘤，等等。

2.2传统遗传学信息与表遗传学信息

近10多年来的遗传学和表遗传学研究进展使人们认识到人类基因组含有两类遗传信息，传统遗传信息(Classicgeneticinformation)提供了合成生命所必需蛋白质的模板，表遗传信息(Epigeneticin?formation)提供了何时、何地和以何种方式应用遗传信息的指令。它们的遗传物质基础、编码和遗传方式不同。编码蛋白质的遗传信息贮存在DNA序列之中，通过半保留复制准确地传递给后代，因此除非偶发突变事件，通常遗传性状不受所处环境和亲本行为等的影响，在世代间稳定地传递。

表遗传信息提供了在细胞内选择性地激活或灭活基因功能，这是更高层次和特化的遗传信息。大量的研究显示，染色质修饰是基因转录活性调控的基本机制，其中关键机制是DNA甲基化和组蛋白修饰，由于这类修饰的组合本质，大大地延伸了遗传密码的信息潜能。它们再与染色质重塑复合物、核内系统结构和ncRNA协同，决定了受控基因区段的染色质结构和其转录活性。在细胞分裂中，表遗传学信息的复制机制除DNA甲基化外其余的尚不很清晰，其保真度不如DNA复制可靠；它们易受到环境压力、营养和亲本行为等因素的影响，其中一部分修饰的表基因型可传递给后代，引起表遗传性状的改变。

从上述可见，生物至少存在有3个不同层次的遗传信息:一是编码蛋白质的基因和DNA调控序列，蛋白质是生命体系中结构和功能的物质基础，是最基本的遗传信息；二是由编码RNA基因组成，这类基因主要存在于非蛋白质编码的DNA序列中，转录形成的多种类型的ncRNA构成巨大的基因表达调控网络；三是表遗传信息，贮藏在DNA及与其结合蛋白的各类共价修饰和染色质构型之中，是表遗传学调控的基本机制。它们之间的功能协同，才能完成生物的遗传过程；同时完成了从基因的一维遗传信息向三维的表遗传信息的转换。

2.3基因组与表基因组

基因组是机体遗传信息的总和，其中包括编码蛋白质的DNA序列(基因)、非编码DNA序列(非编码RNA基因，non-codingRNAgene)、基因表达调控序列和功能尚未被阐明的DNA序列。早期曾把单倍体(全套)染色体组称之为基因组。

表基因组是遗传信息载体一染色质生化修饰的总和。表基因组是编程的基因组，表基因组信息主要由DNA甲基化、组蛋白修饰、核小体定位和染色质高阶结构组成。在个体发育中胚胎细胞具有相同的基因组，但在表遗传学机制调控下，通过分化产生不同结构、不同功能的组织细胞，从而具有各别的表基因组，故表基因组是调控基因表达的模式，也是一类细胞的总体表遗传学状态。

与基因组比较，表基因组更为动态，这反映了细胞处于不同时空下的功能状态。同时，表基因组处于基因组与环境的界面，它能将动态的环境与遗传上静态的基因组连接起来，除通过上述的染色质修饰机制外，还与另外一些非共价修饰的表遗传机制如miRNA和染色质重塑复合物等相关。因此，表基因组在发育中不仅通过一个高度有序、协同的生物学过程，依据遗传和环境信息，产生一定的基因表达程序，结果形成特定的表型；而且在整个生命过程中，还能对环境应激作出反应，可能引发表遗传异常疾病。因此，表基因组将环境和基因型与表型和疾病连接起来。

2.4传统遗传学和表遗传学是遗传学的一体两面

遗传和变异是生命的基本现象，对遗传现象的研究不仅要研究遗传性状在生物世代间的传递规律，研究基因复制和变异等的机制，而且要研究遗传性状在个体发育中的形成与变异，研究调控和实施遗传学信息的分子机制。可见，传统遗传学和表遗传学应是遗传学不可分离的两个组成部分。如同世间万物一样，遗传也有阴阳两个方面[17,18]，基因编码蛋白质，有实质功能，表遗传修饰在其上，为阴；表遗传修饰在DNA外，调控基因的表达，为阳。两者既相区别、彼此制约，又相辅相成构成同一性，完成生物的遗传、变异和发育、进化过程。

近年来积累的实验事实也表明，传统遗传学和表遗传学相反相成、密不可分而成为现代遗传学的两个方面。例如：（1)表遗传现象是遗传现象的重要组成部分，其中如基因组印记、X-染色体失活和表突变等，在人体的正常发育和疾病发生中起重要作用；（2)传统遗传信息与表遗传信息载体有不同的稳定性和可变性，其中基因组DNA能精确地复制，保证了遗传学信息的稳定性和连续性，使物种维持相对稳定;同时又通过具有不同程度稳定性的表遗传学机制，如组蛋白修饰所产生的基因灭活，多为短期的改变，用于转录因子基因等的抑制；而DNA甲基化所引起的基因灭活，多为长期的改变，提供了特定序列如转座子、印记基因和干细胞多能性相关基因等的沉默，使基因组能根据机体自身的信息、程序以及内外环境信号适当地表达，在个体发育中能与环境达到实时的平衡或适应。有时环境引发种系表遗传学状态的改变，能产生可遗传的发育表型，作为自然群体中的表型变异，提供了自然选择的原料[4，14，31];(3)传统遗传信息和表遗传信息相互为根，彼此依存。表遗传信息是动态的，需要编写表遗传信息的各种DNA和组蛋白修饰酶(Writer),如DNA甲基转移酶和组蛋白乙酰化酶等；并在有必要时，能及时消除这些修饰的酶((Erasers),如DNA去甲基化酶和组蛋白去乙酰化酶等；以及含有识别表遗传修饰结构域(Domain)的效应分子(Readers),如含有JumonjiC结构域的组蛋白去甲基化酶。表遗传学调节还必需有表遗传学接头(Epigeneticadaptors)或介导分子，如甲基化DNA结合蛋白以及染色质重塑酶、非编码RNA等，所有这些以及组蛋白本身都是由DNA所编码，因此没有遗传信息就没有表遗传信息；同样，在遗传信息实施过程中，只有在表遗传信息适当调控下，才能合成所需蛋白，进而形成由各种组织器官构成的、功能协调的整体；而被表遗传机制沉默的基因没有任何生物学功能，仅是一段化学物质DNA而已。可见，只有当遗传信息与表遗传信息按遗传发育编程分工协同，才能在与环境相互作用中完成遗传性状的传承。传统遗传学和表遗传学应是现代遗传学密不可分的两个方面。

3表遗传学与个体发育及系统发育

表遗传学的发展与发育生物学及进化研究密切关联，并从彼此的研究中获益。

3.1表遗传学与发育

性状的遗传在发育过程中得以实现，然而传统遗传学长期不能说明有关的两个核心问题：一是如何从单一细胞的受精卵分化形成由多种细胞类型组成的、复杂的多细胞生物，而这些细胞具有相同的基因组；二是什么样的分子机制参与表型遗传。近年来，随着基因测序等的研究进展，明确显示遗传因素本身不足以说明发育过程和表型形成，因为遗传性状的形成还依赖与环境因素的相互作用，而在这一过程中表遗传学机制发挥了决定性的作用[36，37]。表遗传学机制调控从受孕至死亡的所有生物学过程，包括在早期胚胎发育的基因组重编程、细胞分化、定型、谱系细胞的维持和配子发生等，因此发育是表遗传的[24,31]，正如1939年Waddington所说的那样。

从受精卵开始的个体发育需要遗传和表遗传程序的密切协同，由于DNA序列不变，是表遗传机制编排了各种细胞类型特有的基因表达程序，从而使分化形成的各类细胞获得了不同的结构与功能。这种表遗传编程(Epigeneticprogramming)是正常发育中的一种生理过程，表遗传学机制如DNA甲基化和组蛋白修饰等，通过建立有丝分裂可遗传的、活性或抑制的染色质状态，调控发育潜能和细胞同一性;同时这些编程通过细胞记忆，可在各谱系内细胞世代间维持[4，38，39]。

成体晡乳动物每一类型的细胞都有自己的表遗传状态，它反映基因型、发育过程和环境的影响，最终产生一定的表型。这些表遗传学状态在大多数分化细胞已被固定下来，然而在正常发育的某些阶段或疾病的情况下，细胞就会发生表遗传重编程(Epigeneticreprogramming),首先需要消除原有的表遗传学标志，随后建立不同的表遗传学标志和基因表达编程。已知在两个发育的关键期发生表遗传学重编程，一是在配子发生期，重编程发生在原生殖细胞，使配子全能性恢复；二是发生在发育早期的植入前阶段，同样使胚胎细胞获得全能性。

健康和疾病的发育起源(Developmentaloriginsofhealthanddisease,DODaH)理论近年来曰益受到关注，并有人主张应将这一成果转化为干预和政策。该理论认为，在生命早期阶段特别是发育中的胚胎，对环境因素的作用最为敏感，因为此期DNA合成速度最快，并在精确构建对正常发育所必需的甲基化模式和染色质构型，不良的环境因素如母体营养状况、环境毒物的暴露和心理压力等，可通过表遗传学机制改变细胞的表基因型，并通过细胞记忆得以维持，进而影响成年后一些慢性病如2型糖尿病、高血压和冠心病等的发病及其病情。因此，很多研究者认为许多慢性病起源于生命发育的早期阶段，与表基因型异常改变相关；这一疾病发育起源说不仅揭示了复杂、非孟德尔疾病的病因和病理机制，而且为这类疾病的预防和开发高效、低毒的表遗传学药物提供了设计的依据。

3.2表遗传学与系统发育

遗传是生物系统发育或进化的基础，表遗传学发展历史不长，与进化关系的研究尚在起步阶段，需要深入探讨。

3.2.1表遗传机制是生物进化到一定阶段发生的现象

在进化过程中表遗传调控机制是作为宿主抗病毒和抗寄生序列的防御机制而进化，例如在植物和真菌中，DNA甲基化主要局限于转座子和DNA重复序列；在酵母、线虫和果蝇中几乎不存在DNA甲基化，果蝇因转座子等的作用使自发突变率高达50%~80%;晡乳动物DNA甲基化的程度较高，并且是表遗传学调节的主要机制，由于重复序列和转座子被高甲基化，自发突变率显著下降。可见，DNA甲基化调节基因的表达，是生物界进化到一定阶段发生的现象。

3.2.2表突变和表遗传变异

表突变是特定染色体位点的、可遗传的表遗传信息或状态的改变，并产生可检出的表型改变，而不是DNA序列改变的结果。一些表遗传变异的后代在配子形成时，亲本的甲基化改变可被消除，因此以往有人认为，这些表遗传学变异是短暂的，不可能是稳定地遗传，因而忽视其在人工和自然选择中的作用。近年来增多的证据表明，表遗传学改变特别是DNA甲基化改变，能与突变一样通过减数分裂遗传，可传递数代。已在人类证明，有一些家族性大肠癌就是由错配修复基因MLH1和MSH2的表突变所引起。

3.2.3表遗传变异与进化

非DNA序列变化的表遗传学状态的改变，可在细胞和个体世代间传递，拓宽了遗传的概念，挑战目前广泛被接受的、基因中心论的新达尔文主义;获得性状遗传问题又重新提出，并认为在多个生物学、医学领域是重要的。有研究者认为获得性状遗传可用表遗传学理论来解释，即食物数量和质量的改变，可能激活某些途径，引起表遗传状态的改变，并传给后代，这在营养对小鼠毛色、饥荒对人类后代疾病易感性影响的研究中得到部分验证。进一步研究认为，表遗传机制可促进基因突变，是进化的动力。环境持续诱发的、基因表达模式的改变能引起表型的改变，接受自然选择，因此有人认为，表遗传学过程在进化中起中心作用。

4表遗传学定义和中文译名问题

4.1表遗传学定义

表遗传学这一术语首先由英国发育生物学家Waddington提出，他主张把发育与遗传结合起来研究。当时积累的事实已使他认识到，在遗传学之上(‘overandabove’genetics)必然存在某种因素，能使具有相同基因型的细胞在发育中分化成各种不同类型的细胞。1942年，他把前缀epi-加genetics结合，创建表遗传学一词，并认为它是生物学的一个分支，是研究基因与其形成表型产物间的因果作用。在这一定义的原意中，是指修饰基因型表达、产生特定表型的所有分子途径。

此后50多年间，随着分子生物学对表遗传学机制认识的深化，表遗传学的定义也在演进中。20世纪80年代中期Holliday就认识到，存在不依赖DNA序列改变的、新的遗传方式，他根据自己的工作，认为DNA甲基化改变与基因活性调控和一些非孟德尔遗传现象相关。20世纪90年代，阐明，先后有学者提出了至今仍较常用的两个定义：（1)表遗传学是研究不能用DNA序列变化解释的、能通过有丝分裂或减数分裂遗传的基因功能变；（2)表遗传学是研究没有DNA序列变化的、可遗传的基因表达改变。

进入新世纪，又不断有研究者提出新的定义，我们初步收集到的就有40多种，归纳起来表遗传学的研究内涵主要有：（1)研究主体是基因表达、功能或表型的改变；（2)其内在机制是发生在基因组结构表面的、染色质修饰状态的改变，它们能通过有丝分裂和减数分裂在细胞和个体世代间遗传；（3)没有内在DNA序列的改变，或不能用DNA序列改变来解释的；（4)这些改变是潜在可逆的。目前，学术界应用较多的还是上述两个较为简明的定义，如要全面考虑到表遗传学的研究内涵，可将表遗传学定义为：研究没有DNA序列变化的、可遗传并潜在可逆的基因表达或表型的改变，作为内在机制的染色质状态改变，能通过有丝分裂和减数分裂遗传。

国内的多数研究者亦采用上述两种常用的定义，但在2006年国家名词委审定颁布的遗传学名词(第二版)中，将表遗传学定义为："研究生物体或细胞表观遗传变异的遗传学分支学科"。显然内容空泛，没有考虑到数十年来表遗传学研究成果和学科特点。进一步修改，势在必行。

4.2Epigenetics的中文译名问题

1996年，在《人类遗传学概论》一书中作者首次将Epigenetic译成"表遗传“。进入21世纪，国内在Epigenetics方面评介和研究逐渐增多，出现包括表观遗传学在内的10多种中文译名，但无论在杂志和网站上都以表遗传学译名应用较多。2006年国家名词委公布的《遗传学名词》将Epigenetics译成"表观遗传学"，但编委会也认为"名词审定工作难度很大……希望遗传学界同仁提出宝贵意见，使之曰臻完善"。确实如此，表遗传学在我国的发展尚属初期，对本学科的研究和理解尚待提高；另一方面，学科译名更应审慎和周延，好的译名应有助于对学科内涵的理解。鉴于此，本文对此进行了系列的讨论。

近来在系统査阅、整理表遗传景观(Epigeneticlandscape)文献时发现，将Epigenetics中文译成表观遗传学可能是一种误读，并且对某些新术语的翻译带来困难。其他研究者也发现第二版"遗传学名词"存在许多可商榷之处。因此，有必要根据一些新的资料和体悟，以及国内认同的中文翻译理论，再次审视这一译名的确切性。

4.2.1中文翻译原则

在多年的反复讨论中认识到，首先必需确立中文翻译应遵循的原则，否则讨论就没有标准。目前国内翻译界大多推崇"信、达、雅"的翻译原则，并认为这是最简明、实用的翻译理论。根据自己多年来的学习和翻译实践，可以将"信"理解为准确、忠实地反映原文、原义；"达"要求译文能反映原文的内涵，晓畅通达；"雅"为译文的遣词造句得体，追求含蓄、典雅。

要准确翻译Epigenetics一词，首先要正确理解前缀“epi-”的含义，在陆谷逊主编的《英汉大词典》(第二版，上海译文出版社，2010)中有8种含义，其中医学生物学相关的含义主要有：（1)表示"在…上面"，如epiderm表皮；（2)表示"在...之外"，如epiblast夕卜胚层;(3)表示"在...之后"，如epigenesis后成论，等等。在该词典的各种前缀“epi-”的含义中，无一有"表观"之含义，其他中英文词典亦如此。

其次是要准确地反映epigenetics的研究内涵，如前述，该学科是研究没有DNA序列变化的、可遗传的基因表达或表型改变；其表遗传机制和信息的贮存、改变和复制，以及作用平台都在基因组的表面；作为总体的、染色质修饰特异性组合的表遗传景观(表观)，具有重要生物学和医学意义。这样在中文表述的表遗传学研究内涵中，含有的表达、表型、表面和表观4个关键词，"表”为这些词的共素，根据汉语共素缩合构词法，再结合“epi-”前缀的含义，如将epigenetics译成"表遗传学"，不仅忠实于中、英文原意，也符合中文构词法，而且可自然联想到它的定义、作用机制和理论实践意义，从而基本了解该学科的研究内涵。因此与表遗传学译名比较，表观遗传学的译名看来不够准确，也未能很好地反映epigenetics的研究内涵。

4.2.2表观遗传学译名可能是误读

前缀“epi-”没有"表观〃的含义，一般中文词典中也査不出"表观"一词，而表观遗传学译名出自有良好学养的作者，提示应有其依据。"表观"看来是一个缩合词，很自然联想到可能是表遗传景观一词的缩写。最近在整理表遗传景观文献时发现，在维基百科解释epigenetics词条时有这样一段话：“Epigenetics(asin“epigeneticlandscape”)wascoinedbyC.H.Waddingtonin1942”。括号中原意可理解为"如在表遗传景观"（该网有此词条)，考虑到最早译成"表观遗传学"的《现代遗传学》一书出版于2001年，写作时间会更早些，当时国内对表遗传学研究内涵尚缺乏深入理解，或为区别于已有的"表遗传"中文译名，而采用表观遗传学的译名。虽然我们不能断定，该作者就是因此段文字产生了这一中文译名，但还是很明显提示，表观遗传学中的"表观"很可能是"表遗传景观"的缩写。

表观遗传学研究方法篇3

〔关键词〕父母影响；儿童影响；行为遗传学；亲子互动

〔中图分类号〕G78 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1671-2684（2011）10-0010-03

一直以来我们都知道，父母影响孩子的成长。在父母影响孩子的过程中，儿童就如同陶泥一般，被动地任由父母揉捏成各种形状。我们用父母影响这个概念来代表父母对孩子的影响，具体来说是父母对孩子行为和发展的各种影响方式[1]。但直到不久前，人们才认识到这个影响过程的可逆性。儿童对父母也有影响，孩子的个性将影响父母对教养行为的选择，对这个孩子行得通的方式并不一定适用于其他的孩子。即便是年龄很小的孩子，都是交往行为的主动参与者。我们把以上现象称为儿童影响，是指儿童因自身特质而对其养护人所造成的独特的影响[1]。

行为遗传学是指以解释人类复杂的行为现象的遗传机制为其研究的根本目标，探讨行为的起源、基因对人类行为发展的影响，以及在行为形成过程中，遗传和环境之间的交互作用 [2]。其实在儿童心理与行为的发展过程中，遗传与环境的作用从来都是不可分割的。遗传提供了生理上的基础，而环境提供了发展的空间。行为遗传学一方面强调遗传因素对行为有决定性影响，但它同时认为遗传并不直接决定行为，它只是行为产生的生理基础，而行为的发展则受环境的影响。

本文旨在探讨在孩子社会化过程中的父母影响和儿童影响，并结合行为遗传学的有关研究成果，探讨在儿童的发展过程中以父母教养方式为主的父母影响和儿童影响以及两者的交互作用，以期进一步了解儿童发展中的影响机制。

一、遗传因子的存在

随着行为遗传学的发展，研究者从不同的角度、不同的研究设计中证明带着遗传因子的儿童影响的存在。有些看起来是环境产生的影响却能够反映出遗传的影响，因为这种经验受到了个体遗传差异的影响，在用环境测量衡量双生子和收养研究的心理结果时，研究结果一致显示了某些遗传因素的影响 [3]。

研究表明，在家庭环境变量和孩子行为结果之间的联系上，亲生子女比抚养子女的这种联系要强 [4]。这些结果暗示的信息是遗传因素承载着一些可推测性的环境影响，如果忽略了遗传的影响，那么会高估了父母亲对孩子的影响。

例如，研究者广泛使用了一种结合观察和面谈的家庭环境测量，这种方法被称为“家庭观察之环境测量”，简称HOME，其评价的是家庭环境方面，主要是父母的养育行为，比如父母的应答性、对孩子发展进步的鼓励等。研究发现，同胞1岁和2岁时，HOME分数的相关高于被收养的兄弟姐妹，结果说明了HOME受到了遗传的影响，遗传因素能解释HOME分数方差的40%左右 [4]。

邓恩（Dunn）等人通过幼儿期母亲―婴儿互动的观察研究并采用了收养设计和双生子设计，发现了遗传的影响 [5]。

戴卡德（Deckard）等人考察了双生子和收养子女的一个研究设计，研究发现相同的母亲对她的两个孩子有不同的亲子互动水平，以及兄弟姐妹之间的基因相似性解释了大部分亲子互动中的相似性。更令人觉得惊讶的是，遗传上没有相关关系的养子女与他们相同的收养母亲有着不同的亲子互动的水平 [6]。这个研究结果也说明了在亲子互动中，带着遗传特征的儿童自身的特性对父母的教养方式的影响。

普洛明等人的一项研究命名为：非共享环境与青少年发展，简称NEAD，在这项研究中表明对应不同的教养方式，遗传因子是不同的，例如苛刻的教养方式、温柔的教养方式和监控的教养方式遗传因子有着很大的差异。NEAD显示了儿童遗传影响大约有50%的概率解释了母亲对其孩子苛刻的对待方式[7]。这就说明了父母的养育行为和孩子的行为发展中，不是纯粹的社会机制，还有遗传机制，孩子自身的影响也在其中起着作用。这也证明了孩子的行为发展中，由遗传因素带来的孩子自身特征在其中发挥着重要的作用，即儿童影响再一次得到了验证。

以上的研究都证明了在父母对儿童的教养方式中，遗传因素的调节作用。不仅是父母通过教养方式对儿童的发展产生影响；同时，儿童由遗传因子带来的自身的特征也反过来影响父母。儿童不同的特征会引起父母不同的反应，因而使父母采用不同的方式对待他们。父母是根据儿童的行为特点来选择和调整自己的教养方式的。

二、遗传因子具体作用机制

那么父母的教养方式是怎样部分地受到了遗传因子的调节作用的呢？

1.基因型―环境相关

基因型―环境相关指的是遗传在个体与环境接触中起的作用[4]。行为遗传学家普洛明提出了基因型―环境相关，这里他是指人的基因组成和所处环境之间的联系，这种联系有着不同的形式，见表一。

表一 基因型―环境相关的三种类型

按照表中所述，有三种基因型―环境相关：被动的、唤起的和主动的。涉及到儿童与父母的关系主要有两种关系：被动关系，即父母不仅为孩子提供了基因特征，也提供了相应的经历，例如，继承了父母高智商的儿童很可能也同时享受着父母所给予的文化气息较浓的成长环境，父母对儿童的教养方式中渗透着这种文化因素，而两种因素相互作用，使得该儿童在学业上更容易取得成功；唤醒关系，即儿童与生俱来的特质会诱发其父母作出不同的回应。与天性安静、严肃的孩子相比，天生外向、热爱社交的儿童更容易得到父母的积极回应。过去人们通常认为，是由于成人对待孩子的方式使孩子更愿意与人交往，但从这个研究中，我们对这种因果关系可能要有新的认知了，可能是孩子自身的特点使其获得了这样的对待方式[1]。从上述的分析中，我们可以发现，其实基因型―环境的相关并非指独立于个体之外的环境受到遗传的影响，而是指个体经验卷入的程度或个体接受环境影响的程度具有一定的遗传性。遗传的影响是通过被其作用的心理特质来传递的：遗传影响着个体的心理特质，心理特质影响着个体的环境[10]。

随着行为遗传学的发展以及以上三种关于基因型―环境相关方法的发展，我们可以更加深入地研究父母的教养方式对儿童的心理发展背后的遗传因素的作用。

2.基因型―环境的交互作用

基因型―环境的交互作用是指遗传对环境的敏感性或易感性。它是指基因型不同的个体对相同的环境反应不同[11]。

有两项收养研究发现了犯罪行为的基因型―环境交互作用的例子。研究发现，对于一个被收养者，如果他的养父母和亲生父母都有犯罪记录的话，那么他出现犯罪行为的概率更高，也就是说，如果儿童的亲生父母被定过罪，那么养父母的定罪会使儿童更容易被定罪。

基因和环境的交互作用以及父母教养方式和儿童气质的研究证明了这种相互影响。克堪斯卡的研究很好地阐述了这个问题，他的研究发现，父母温和的教导措施能有效地使胆小的孩子发展其道德感，但对于胆大的孩子则没有什么效果。

双生子的研究方法可以用来鉴别基因型―环境交互作用。为了探测遗传与环境的交互作用，可以把双生子之一的表现型基因作为另外一个双生子的遗传风险的指标。采用这种方法分析显示，父母受教育程度高的家庭一般认知能力的遗传率（74%）显著高于父母受教育程度低的家庭（26%）。

大量的研究都在寻找基因型―环境交互作用的证据，但是鲜获成功，原因之一可能是缺乏像动物实验那样高度的实验控制，比如制造出极端的环境操控，另外一个原因可能是要在具有合理统计效力的方差设计分析中检测到交互作用，所需的被试量则远远高于检测主效应所需的被试量。因此，在父母教养方式的研究中，要找到基因与环境的交互作用，还需要进一步的实验设计。

总之，过去，我们习惯于将发展结果归因于环境，现在看来，基因对发展的影响也是不可小觑的。基因和环境的相互影响是以双向方式进行的，不是一个决定另一个，不能说究竟哪一个是发展的先决条件[1]。在父母对儿童的教养方式中，我们要看到父母对儿童的影响和儿童自身特性的双向互动作用。

三、研究趋势和展望

第一，研究内容更加丰富。现在大量的研究都是从行为遗传学的角度证明了在父母的教养方式中遗传因子的存在，以后会从各个方面具体探讨父母的教养方式和儿童的社会化发展，内容更加丰富，主题更加深化。例如，父母教养方式与儿童依恋的研究、与儿童学业的相关研究等，从这些方面探讨在父母教养方式中，遗传与环境的交互作用。

第二，在研究方法上，行为遗传学一般采用收养研究设计、双生子研究和混合研究设计，以后的研究可能深入发展这些研究设计，设计出更好的实验设计，更加巧妙地分离遗传和环境的影响。特别是现在研究设计与计算机技术的发展相结合，开发出一些心理学的统计应用软件，例如LISREL、EQS等统计软件的开发，大大提高了量化研究的水平。

值得一提的是分子遗传学在逐步发展，运用分子遗传技术去寻求对复杂心理特质产生影响的特定基因将是心理学研究最激动人心的方向之一[10]。分子遗传学的相关研究可以运用到父母教养方式的研究中，随着技术的进步，我们就可以找到影响儿童发展的基因，我们就可以根据不同基因的儿童适合什么教养方式，对儿童进行更好的指导，或是对一些不良儿童的基因进行改进，使得不良儿童朝着健康的方向发展，这些设想随着行为遗传学的发展会成为现实。

第三，双向互动作用深入发展。在以往的研究中，针对父母对儿童的单向研究比较多，对亲子互动的研究很少[9]。随着相关学科的发展，特别是行为遗传学的发展，以后的研究将更加注重双向互动的研究。特别是现在理论界提出的动力系统观，从另一个角度证明了行为遗传学所证明的双向互动的存在。动力系统观点认为，一个家庭就是一个很好的动力系统，它是一个由两种亚系统组成的三级组织，两种亚系统分别是个人和个人之间的关系。家庭的整体特性不能由其成员的特点来推论，它包含一个极端复杂的循环影响的过程，任何部分的改变都会与其他部分以及系统整体形成循环往复的相互影响。因此，简单的线性因果关系并不适应于家庭情境。在孩子的社会化过程别是父母的教养方式中，父母起到了很重要的作用，但是孩子的影响也是有作用的，他们同属于家庭这个系统中，在这个系统中，他们的关系是一种相互影响的作用，而不是一种简单的单向关系[1]。因此，从动力系统的观点看，我们发现在一个家庭中，儿童和父母同属于一个系统，在这个系统中相互影响相互作用。这种观点和行为遗传学的观点是一致的。因此，以后的研究会综合行为遗传学、动力系统等多种观点，在多种分支学科的基础上，更好地探讨父母教养方式的具体机制。

第四，在实际运用上，如上所述，亲子互动中父母的教养方式的理念在实际运用中还不是很广，与传统的家庭教育观念相比较，现代家庭关系和家庭教育的观念与实践发生了一系列的变革，这更加激励有关研究者深入地探讨父母教养方式对儿童心理、行为发展的影响[11]。以后会进一步运用到社会、家庭和学校中去，理论和实际相互促进，才更有利于儿童的发展。

参考文献:

[1] H.Rudolph Schaffer.发展心理学的关键概念[M].上海：华东师范大学出版社,2007.

[2] 白云静,郑希耕等.行为遗传学：从宏观到微观的生命研究[J]. 心理科学进展,2005,（3）:305~313.

[3] 夏明珠,刘文.儿童气质与父母教养因素相互作用的研究新进展[J]. 大连理工大学学报(社会科学版) , 2004,(2):65~69.

[4] 普洛明等.行为遗传学[M].上海：华东师范大学出版社,2008.

[5] Dunn,Plomin.Determinants of masternal behavior toward three-year-old siblings.British Journal of Develo- pmental Psychology[J],1986,(4):127~137.

[6] Kirby Deater-Deckard,Stephen A. Petrill. Parent child dyadic mutuality and child behavior problems: an investigation of gene environment processes. Journal of Child Psychology and Psychiatry[J] , 2004,（6）：1171~1179.

[7] David Reiss. Social Processes and Genetic Influences in Child Development: Novel Uses of Twin and Adoption Designs. 心理学报 [J] 2008,（10）：1099~1105.

[8] 张丽华,宋芳.人格研究中的行为遗传学取向的发展[J]. 心理与行为研究,2006,4(1):61～65.

[9] 张坤,李其维.遗传与环境的相关及交互作用分析[J].心理学探新,2006,(2):13~17.

[10] 陈陈.家庭教养方式研究进程透视[J]. 南京师大学报（社会科学版）,2002,（6）:95~103.

[11] 王丽,傅金芝.国内父母教养方式与儿童发展研究[J].心理科学进展, 2005 ,(3 ):298~304.

表观遗传学研究方法篇4

关键词:遗传学；实验教学；教学改革；自主性实验

《遗传学》是生物科学的一门基础学科，是农学、园艺、林学类专业重要的专业基础课程，其研究内容涵盖了从遗传因子到群体遗传的多个层面，对探索生命起源和生物进化，以及推动整个生物科学的发展起着巨大的作用。遗传学实验不仅仅是验证遗传学理论的重要环节，同时也担负推动遗传学理论发展的重要角色[1]。因此，遗传学实验的教学要打破传统验证型实验的束缚，适应创新人才培养目标，以强化学生实践动手能力，培养学生的创新思维、提升学生的科研意识为导向，加强学生发现问题、分析问题及解决问题的综合能力[2]。本文结合前人经验及自身在遗传学实验教学中的感受，谈谈关于遗传学实验教学改革的几点思考。

1问题的提出

目前，在遗传学教学中实验学时相对偏少。虽然理论课教材内容非常多而且大体跟得上最新研究成果进展，如基因工程、基因组学、分子标记等内容，系统性也较强，但实验课教材内容却较为陈旧[3－4]，基本上都是多年前的内容，大体上是关于细胞学验证性实验，比如细胞的有丝分裂、减数分裂的观察、染色体核型分析等验证性的实验，跟不上最新的遗传学研究进展，缺乏创新性，虽然增设了分子生物学方面的实验，也多是关于基因组DNA的提取实验，且该实验在其他课程中也多有设置，存在实验教学内容重复的现象。此外，实验课的教学形式和教学方法单一，缺乏考核评价体系。这些都极大地降低了学生的学习热情，对遗传学实验不够重视[5]，更谈不上促进学生创新思维、科研意识的培养以及综合能力的提高。因此，有必要对目前的遗传学实验教学进行改革。

2整合实验内容，提高学生兴趣

针对实验教材内容过于匮乏及偏验证性的问题，遗传学实验教学内容应精选基础性实验，开设具有遗传学特色的实验，同时拓展分析性、探索性和创新性的自选实验。在完成基础实验的同时，整合实验内容，增加自主性实验，培养学生的科研意识、创新能力，提高综合实验能力。精选的遗传学基础性实验内容可以是“植物染色体制片技术及细胞有丝分裂的观察”，基于强化学生自己动手能力和提高观察、分析问题能力，从实验的选材、材料的预处理到最后的制片观察，学生都应参与。为避免与其他课程的实验内容相冲突，可开设具有遗传学特色的实验，如“植物染色体显带技术”“植物染色体荧光原位杂交”等。自选性实验的开设是基于学生对遗传学某个科学问题产生兴趣，希望通过具体的遗传学实验来研究，其实验方案可在教师指导下由学生自己设计。相对于传统的实验教学，学生自主实验的开设能更好地发挥学生的主观能动性，有利于学生自主学习、自主研究创新能力的培养。例如，有的学生在学习“基因工程”这一章内容时对基因工程表现出极大的兴趣，那么就可以在实验教师的指导下，查阅相关文献，自己制订实验方案，包括如何进行受体系统的构建、表达载体的构建、遗传转化、转基因检测、表型观察与基因表达分析，并且根据实验方案合理安排时间进度，自己动手开展系列实验。当然，这样的自选系列实验是无法在教学大纲规定的实验学时里完成，也需要较多的实验资源。这就需要学生合理利用课外时间自主完成，而实验室则要面向学生开放，实现实验教学的资源开放与时间开放，提高资源利用率，增强实验教学效果，提高学生的综合素质。

3改进实验教学方法，改革实验考核方式

遗传学实验教学中，在教学方法上，教师也应该改变原有的实验教学模式，而采用灵活多变的教学方法，比如在讲授实验原理时采取案例式的教学方法；关于实验步骤的讲解可以贯穿老师提问和学生问问题的方式进行[3]。实验成绩的评价不能只凭实验报告，而应更注重实验过程的考核。可以将实验预习、实验操作、实验技能、实验结果等各环节赋予一定的分值，最后进行综合评价。实验指导教师不仅要客观地给出学生实验成绩，而且要指出其存在的问题及解决的办法，注重学生动手能力的培养，提高学生学习的积极性和主动性，提高其分析和解决问题的能力。

4结语

为激发和维持学生学习的兴趣，培养学生的科研意识和创新意识，提高学生观察问题、分析问题及解决问题的综合能力，适应新时期创新人才培养的目标，遗传学实验教学的改革不仅在实验内容方面要进行整合，精选基础性的实验，开设具有遗传学特色的实验内容，拓展探索性和创新性的自选实验，而且实验教学要采取灵活多变的教学方法，在学生实验成绩的评价上要注重实验过程的考核。

参考文献：

[1]严晋清.论科学假说在遗传学理论中的先导作用[J].皖西学院学报,2004,20(5):52－54.

[2]王娟,黎双飞,余少文.遗传学实验模块化教学改革的精细与粗放管理[J].实验室研究与探索,2010,29(8):244－245.

[3]熊大胜,席在星.本科生遗传学实验教学的改革探讨[J].遗传,2005,27(5):811－814.

[4]皮妍,林娟,郭滨,等.改革遗传学实验教学方法培养新型创新人才[J].实验室研究与探索,2008,27(10):86－88.

[5]肖建富,石春海.激发学生对遗传学实验学习兴趣的教学方法探索[J].遗传,2014,36(2):181－187.

表观遗传学研究方法篇5

关键词：非物质文化遗产 遗产认知 教育传承

中图分类号：G642.0 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.13.090

1 研究背景

非物质文化遗产（简称“非遗”）是我国优秀传统文化的重要构成元素，是中华民族文化的精粹。学者对非遗的研究主要集中在开发、非遗保护、教育传承、非遗产业化、非遗旅游等方面，其中非遗保护和传承是研究的热点问题。通过教育手段实现非遗认知与传承是非物质文化遗产保护的核心内容，而高等教育是传统文化传播和继承的重要载体，大学生作为高等教育的主体，有责任弘扬、保护和传承非遗。在此背景下，凸显出大学生非遗教育传承的研究价值[1]。

高校在大学生遗产教育传承中占有科技文化、人力资源、学术科研和群体调度等优势，高校教育传承可以保障非遗良好生存、提升非遗保护研究水平、提升人才培养质量、提高高校教育水平、提升大学生人文素质，为非遗的保护和传承提供坚实保障（白鑫刚，2009、王守义，2010）。目前，高校非遗教育传承研究已经受到大力关注，学者对教育现状、教育模式、教育体系等方面进行了深入的研究，为本研究提供研究视角和理论参考，但对于非遗教育的实证研究还有待深入，为本研究留下空间。

2 问卷设计及调研过程

大学生依托高校独特的资源优势成为高等教育的主体，所以是非遗教育保护和传承的主力军。本研究以沈阳市高校为研究对象，根据各高校教育水平及院校性质，选取沈阳师范大学、沈阳工程学院和辽宁大学三所高校，涵盖文科、工科院校，专业涉及经济、教育、管理、计算机等专业领域，专业覆盖范围较广，提升研究数据的客观性、全面性和普及性。

大学生非物质文化遗产认知调查问卷由四个部分组成，第一部分是被试者的人口统计特征，包括性别、专业和成长环境；第二部分是非遗认知状况；第三部分是非遗保护意识；第四部分是非遗传承教育的态度和参与意愿。考虑到不同属性的大学生认知差异，问卷以非遗的实例设问，如民间故事喜好程度、传统节日命运关注度；面对神话传说消失的态度、校园推广民间文化重要性、参与非遗志愿者意愿、“二人转”选修课选修、亲手制作陶器艺术品、校园皮影戏观看意愿等问题进行调查。

本研究量表采用里克特五级量表，其中1分非常不赞同，2分不赞同，3分一般，4分赞同，5分非常赞同[2]。所得数据用SPSS13.0进行描述性统计分析和卡方检验，卡方检验是用于检验两个名义变量间是否存在联系的统计分析方法，其中P值表示检验的显著程度，P值越小，显著程度越高，本次卡方检验设定显著程度为0.05。

问卷发放采用的是目的性随机抽样调查法，按专业随机发放调查问卷250份，收回214份，回收率为85.6%，其中有效问卷200份，有效率为93.5%。样本中女生人数为88；男生人数为112，分别占43%和56%，来自于城市的学生82人；乡村和小镇的学生分别为74、42人；专业分布情况：旅游管理36人；经济学34人；工业设计20人；机械制造自动化38人；市场营销16人；计算机40人；空中乘务14人，文理科类专业各100人，各占50%，人数比例符合文理实际分布。本研究在广泛查阅资料的基础上，利用SPSS13.0对问卷所获数据进行处理，以期提高研究结果的信度和效度。

3 大学生非物质文化遗产认知特征及影响因素分析

3.1 大学生非物质文化遗产认知特征

3.1.1 整体认知水平较低，非遗认知差异较大

在200份有效问卷中，对非遗概念听说过的同学有162位，占总人数81%，但对非遗概念有134位同学认知模糊，占总人数67%，整体认知水平较低。旅游管理专业学生对非遗认知为3.5，是所有专业中意愿最高的群体。经济学、工业设计、市场营销、计算机这四个专业学生的认知明显低于均值3，可以看出大学生非遗认知水平整体较低，且各专业大学生认知差异较大。

3.1.2 整体关注度较低，非遗保护意识淡薄

在非遗的关注度方面，传统节日的关注度选项中经常关注和始终关注的同学只占18%和5%，多数同学只是偶尔关注非物质文化遗产，从不关注的比率甚至高于始终关注，整体看来大学生对非遗的关注度偏低。问卷第三部分对非遗保护意识进行调查，在面对神话传说等非遗消失时，只有91位同学认为应当保护，占45.5%；在非遗存在价值方面，有172人认为很有价值，占62%，48人认为价值非常大，占24%，可以看出大学生对非遗保护责任感不强，保护意识淡薄。

3.1.3 非遗推广态度积极，志愿者参与意愿不高

在校园推广非遗教育态度上，认为有必要的占78%；，其中25%认为非常重要，53%认为很重要，可以看出大学生面对非遗的推广持赞同态度，在是否愿意加入校园非遗志愿者方面，均值为2.85，一般而言，里克特量表1～5等级评分在1～2.4之间表示反对，2.5～3.4之间表示中立，3.5～5之间表示赞同，大学生对当非遗志愿者态度表示中立，参与意愿不高。

3.1.4 校园教育传承态度积极，不同形式意愿差异较大

通过对大学生非遗传承教育的态度和参与度进行描述性分析发现，大学生对文娱形式非遗教育参与意愿较为强烈，对开设选修遗产课程意愿低。在对亲手制作陶器态度上，有84.5%的同学表示会参与，在校园表演皮影戏观看意愿上，81%同学表示愿意观看，；学校开设“二人转”等非遗课程方面，59%同学态度消极，只有16位同学表示会选修，占8%，非遗课程的参与意愿方面很低。

3.2 大学生非遗认知差异影响因素分析

3.2.1 非遗认知状况差异分析

大学生非遗认知整体水平较低，且认知差异较大，为找到差异产生原因，对大学生人口统计特征进行卡方检验。通过比较人口学统计背景与非遗认知的卡方检验显示，性别（P1=0.940）、专业（P2=0.043）、成长环境（P3=0.641），所得P值中P1和P3大于0.05，P2小于0.05，即统计上认为，性别和成长环境在非遗认知差异上不存在显著差异，专业在非遗认知差异上存在显著差异。在是否听说过非遗选项中（满分为2），旅游管理的M值最高，为1.59，机械制造自动化M值最低为1.11，所以专业的差异性对大学生非遗认知差异有较大影响，性别和成长环境对其无显著影响。

3.2.2 非遗保护意识差异分析

通过数据分析可得大学生非遗保护意识淡薄，均值都位于2.5至3.4之间，态度较为中立。通过大学生属性对其进行卡方检验可得性别（P1=0.030）、专业（P2=0.787）、成长环境（P3=0.033），所得P1、P3值均小于0.05，即统计上认为，不同性别和不同成长环境对大学生非遗保护意识上有显著差异。

3.2.3 非遗传承教育态度差异分析

调查发现，大学生对于在校园内推广非遗文化的态度均值为4，卡方检验可得出性别（P1=0.090）、专业（P2=0.000）、成长环境（P3=0.002）。专业方面，其中只有旅游管理专业均值4.06、空中乘务3.79，对非遗传承教育态度持赞同态度，其他专业均值都介于2.5至3.4之间，态度中立；在成长环境方面，来自农村、小镇和城市的均值分别为4.03、2.86和4.05，只有来自城镇的大学生态度中立，对非遗教育传承态度相对较为消极。

3.2.4 非遗传承参与意愿差异分析

在非遗传承参与方面，通过对亲手制作陶器态度进行检验，可得性别（P1=0.009）、专业（P2=0.755）、成长环境（P3=0.004），P1和P3的值小于0.05，统计上认为不同性别和不同成长环境的大学生在非遗传承参与意愿上存在显著差异。男生对亲手制作陶器的意愿均值为4.21，女生为3.08，男生相对于女生参与意愿明显强烈；来自乡村和小镇的大学生均值均在，3.5以上，城市背景下的大学生均值只有2.6，来自城市的大学生参与非遗传承意愿有待提升。

4 研究建议

高等教育学校是大学生的聚集地，有着得天独厚的教育优势，面对大学生非遗保护意识淡薄，责任感和参与感有待加强的现状，高校应营造良好氛围和提供学习平台，将非物质文化遗产内容引入学校教育。根据本研究的调查分析，针对高校提升学生非物质文化遗产认知、保护与传承，提出以下建议。

4.1 建设非遗专业，构筑学科体系

目前，许多高校已经设立了民族文化教育和艺术相关专业，但非物质文化遗产尚未形成科学的学科体系，为了更好地保护和传承非物质文化遗产，各个高校可因地制宜地筛选特色及优势专业，尝试创建非物质文化遗产学。从较为成熟的学科建设经验中汲取精华，实现向非遗学科化的过渡。

4.2 完善体系设置，丰富体系内容

学校是知识传播的重要平台之一，大学生是其直接受益者，在高校建立完整、科学、可行的非遗课程体系是加强非遗教育的必要方式，非遗课程体系主要包括培养目标、课程设置、教学内容、教学方法和课程评价几方面，由于非遗教育目前尚未学科化，结合本研究给出以下参考。

4.2.1 明确培养目标，优化课程设置

将培养大学生爱国主义和民族精神作为培养的基本目标之一，让大学生学习非物质文化遗产知识，培养其保护和传承意识与责任感，努力使大学生成为非遗的主要传承人。学校应酌情增设非遗的相关课程，在不同专业设置选修课和必修课，客观地使大学生参与到非遗的传承和保护中去。例如华中师范大学在本科阶段开设民俗学、民间文学等课程，西安交通大学把太极拳作为体育必修课，这就使得多数同学参与到非遗的传承中去。本研究结果表明，多数同学队开设“非遗”课程持无所谓、赞同和会选修的态度，反对开课的同学几乎不存在，所以高校应发挥好课程设置的功能，通过学分奖励等方法鼓励学生选修“非遗”课程。

4.2.2 丰富课程内容，完善课程评价

非遗课程内容是高校非遗教育的重点，目前高校内非遗教育课程的内容多是根据院系专业特点而设，如语言文字、传统文学艺术、传统手工技艺等非遗教育内容，民族非遗教育多于民间非遗教育，一些优秀的民间非遗文化并未在高校得到宣传和传承。高校应根据院系特点酌情增加非遗教育内容，使专业和非遗教育有机结合，尽可能让非遗文化渗透至所有专业。同时充分发挥课程评价作用，丰富课程评价方式，尽可能让大学生参与到非遗的保护和传承中去，将非遗的实践参与作为评价的主要参考依据，提升大学生参与非遗保护和传承的意愿，实现大学生非遗传承的主力军作用。

4.3 推进非遗宣传，成立专业社团

4.3.1 开展校园活动，普及专业知识

2008年6月14日，非物质文化遗产进校园暨河北省首届民俗文化节在河北科技大学举行，后河北省文化厅命名该校为“河北省非物质文化遗产传播基地”，为高校开展非物质文化遗产教育提供借鉴和参考[3]。在校园内通过海报、展板、广播、校报、有奖竞答等方式宣传非物质文化遗产的基本知识，提高大学生的认知度；同时在各种晚会和文娱活动中举办非遗相关的有奖比赛，如在晚会中有意识表演“昆曲”等非遗节目，在运动会中增设非遗相关的小游戏等，并可和校外实习基地、当地文化部门和民间文艺团体等进行合作交流，增强学生非遗的参与性，培养非遗传承的专业人才。

4.3.2 成立非遗社团，招募学生志愿者

高校开设不同主题的社团可以有效丰富学生校园生活，实现学生在第二课堂的有效学习。本研究结果可以看出，性别、专业和生长环境对非遗教育有较大影响，以文科专业为例，其非遗的认知度和关注度、参与意愿明显高于理科专业的学生。组织音乐、舞蹈、戏剧、旅游、美术等专业背景的学生，成立校园民间艺术社团，委派专业老师进行指导，招募不同属性大学生志愿者，提升大学生非遗教育的参与性。

4.4 鼓励非遗科研，提供保障平台

国内有少数院校在校园内设立了“非遗”保护中心、“非遗”工作坊等宣传和保护驿站[4]。如河南师范大学的“非遗”保护协会、宁波职业技术学院的“非遗”工作坊、中央美院的非物质文化遗产研究中心等，充分发挥高校非遗理论研习地和教师学者研究团队优势，成立非遗教育研究中心，必要时可以成立研究小组，重视非遗教育科研，加强非遗教育学术交流，着力研究探索非遗普及、保护和传承的有效模式，为我国非遗科研提供有力保障。

参考文献：

[1]徐金龙.大学生非物质文化遗产教育的现状及对策[J].赣南师范学院学报，2009，（1）：119-120.

[2]刘丽华，何军.国内民众的非物质文化遗产认知度实证研究――以沈阳市民的辽宁省非物质文化遗产认知为例[J].旅游论坛，2009，2（4）：611-615.

[3]胡芳，谢鼎新.地方高校保护传承非物质文化遗产的有效途径[J].安庆师范学院学报（社会科学版），2013，（4）：159-161.

[4]赵明奇.地方高校与非物质文化遗产传承――徐州高校“非遗”特色教育探讨[J].徐州工程学院学报（社会科学版），2009，（6）：63-64.

作者简介：程琳（1987-），女，河南焦作人，硕士，主要从事旅游教育研究，沈阳师范大学旅游管理学院，辽宁沈阳 110034

表观遗传学研究方法篇6

在watson和crick发现dna双螺旋结构后的50多年里，基因工程药物在治疗人类疾病中逐渐占据一席之地，人类基因组计划的完成为基因治疗开辟了更广阔的空间。近年来随着遗传学的新兴学科——表观遗传学在人类疾病治疗方面获得了越来越多的证据[1]。它从分子水平上揭示复杂的临床现象，为解开生命奥秘及征服疾病带来新希望。

表观遗传学是研究没有dna序列变化的情况下，生物的表型发生了可遗传改变的一门学科[2]。表观遗传学即可遗传的基因组表观修饰，表观修饰包括：dna甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、x染色体失活、基因组印记、非编码rna调控等[3],任何一方面的异常都可能导致疾病,包括癌症、染色体不稳定综合征和智力迟钝[4]等。表观遗传的改变是可逆的,这就为治疗人类疾病提供了乐观的前景。本文从表观遗传学与人类疾病、环境与表观遗传学的关系以及表观遗传治疗3个方面进行综述。

1 表观遗传学修饰与人类疾病

1.1 dna甲基化相关疾病

dna甲基化是指在dna甲基转移酶(dnmts)的催化下,将甲基基团转移到胞嘧啶碱基上的一种修饰方式。它主要发生在富含双核苷酸cpg岛的区域,在人类基因组中有近5万个cpg岛[5]。正常情况下cpg岛是以非甲基化形式(活跃形式)存在的，dna甲基化可导致基因表达沉默。dnmts的活性异常与疾病有密切的关系,例如位于染色体上的dnmt3b基因突变可导致icf综合征。有报道[6]表明，重度女袭性牙周炎的发生与2条x染色体上tmp1基因去甲基化比例增高有关。dnmt基因的过量表达与精神分裂症和情绪障碍等精神疾病的发生也密切相关。风湿性疾病等自身免疫性疾病特别是系统性红斑狼疮(sle)与dna甲基化之间关系已经确定[7]，在sle病人的t细胞发现dnmts活性降低导致的异常低甲基化。启动子区的cpg岛过度甲基化使抑癌基因沉默,基因组总体甲基化水平降低导致一些在正常情况下受到抑制的基因如癌基因被激活[8],都会导致细胞癌变。

1.2 组蛋白修饰相关疾病

组蛋白的修饰包括乙酰化、甲基化、磷酸化、泛素化、糖基化、adp核糖基化、羰基化等,组成各种组蛋白密码。其中,研究最多的是乙酰化、甲基化。一般来说，组蛋白乙酰化标志着其处于转录活性状态;反之，组蛋白低乙酰化或去乙酰化表明处于非转录活性的常染色质区域或异染色质区域。乙酰化修饰需要乙酰化转移酶(hats)和去乙酰化酶(hdacs)参与。组蛋白修饰酶异常可导致包括癌症在内的各种疾病，例如，h4k20的三甲基化是癌症中的一个普遍现象。甲基化cpg2结合蛋白2(mecp2)可使组蛋白去乙酰化导致染色质浓缩而失活,其中rett综合征就是mecp2的突变所致。

1.3 染色质重塑相关疾病

染色质重塑是dna甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑复合物的共同作用。它通过影响核小体结构,为其他蛋白提供和dna的结合位点[9]。其中染色质重塑因子复合物主要包括swi/snf复合物和isw复合物。染色质重塑复合物如果发生突变,可导致染色质不能重塑,影响基因的正常表达，导致人类疾病。如果突变引起抑癌基因出现异常将导致癌症，例如：小儿科癌症中检测到snf5的丢失。编码swi/snf复合物相关的atp酶的基因atrx、ercc6、smarcal1的突变可导致b型cockayne综合征、schimke综合征甚至肿瘤。atrx突变可引起dna甲基化异常，从而导致数种遗传性的智力迟钝疾病如:x连锁α2地中海贫血综合征和smith?fineman?myers综合征,这些疾病与核小体重新定位的异常引起的基因表达抑制有关[10]。

1.4 x染色体失活相关疾病

哺乳动物雌性个体不论有多少条x染色体,最终只能随机保留一条的活性。x染色体失活由x失活中心(xic)调控,xic调控x染色体失活特异性转录基因(xist)的表达。x染色体的不对称失活可导致多种疾病，例如男性发病率较高的wiskott?aldrich综合征是由于wasp基因突变所致。x染色体的plp基因突变失活常导致pelizaeus?merzbacher病;x染色体的mecp2基因突变失活导致rett综合征[11]。在失活的x染色体中，有一部分基因因逃避失活而存在2个有活性的等位基因,使一些抑癌基因丧失功能,这是引发女性癌症的一个重要原因[12]。

1.5 基因组印记相关疾病

基因组印记是指二倍体细胞的一对等位基因(父本和母本)只有一个可以表达，另一个因表观遗传修饰而沉默。已知在人体中有80多种印记基因。印记丢失导致等位基因同时表达或有活性的等位基因突变，均可引起人类疾病。一些环境因素,如食物中的叶酸也会破坏印记。印记丢失不仅影响胚胎发育，并可诱发出生后的发育异常。如果抑癌基因中有活性的等位基因失活可导致癌症的发生,如igf2基因印记丢失导致的wilm?s瘤[13]。15号染色体的表观遗传异常可导致prader?willi综合征(pws)和angelman综合征(as)，pws是由于突变导致父本表达的基因簇沉默，印记基因(如snurf/snrpn)在大脑中高表达所致;as是由于母本表达的ube3a或atp10c基因的缺失或受到抑制所致。beckwith?weideman综合征(bws)是11号染色体表观遗传突变引起印迹控制区域甲基化的丢失，导致基因印记丢失引起[14]。

1.6 非编码rna介导相关疾病

功能性非编码rna分为长链非编码rna和短链非编码rna。长链rna对染色质结构的改变起着重要的作用。短链rna对外源的核酸序列有降解作用以保护自身的基因组。小干涉rna(sirna)和微小rna(mirna)都属于短链rna，在人类细胞中小片段的sirna也可以诱导基因沉默。mirna能够促使与其序列同源的靶基因mrna的降解或者抑制翻译，在发育的过程中起着关键性作用。转录的反义rna可以导致基因的沉寂，引起多种疾病，如使地中海贫血病人的正常球蛋白基因发生甲基化。由于mirna在肿瘤细胞中的表达显著下调，p53基因可通过调控mirna?34a?c的表达治疗肿瘤。在细胞分裂时,短链rna异常将导致细胞分裂异常,如果干细胞发生这种情况也可能导致癌症。

2 环境表观遗传学

对多基因复杂症状性疾病来说，单一的蛋白质编码基因研究远远不能解释疾病的发生机理，需要环境与外界因素的作用才会发病。疾病是外界因素与遗传因素共同作用的结果。流行病学研究已经证实，人类疾病与环境有明确的关系，高血压、中风、2型糖尿病、骨质疏松症等疾病的发病率与环境有着密切的关系[15]。特别是在发育初期，不利的环境、 营养的缺乏都有可能导致出生低体重、早产、胎儿发育不成熟等[16]。环境与dna甲基化的关系一旦建立，将为环境射线暴露与癌症发生提供依据[17]。

环境污染等不利因素均有可能增加基因的不稳定性，每个人对环境和饮食的敏感性可因先天遗传不同而不同，环境因素与个体遗传共同作用，决定潜在表观遗传疾病的危险性。有人推测上述因素肯定会在我们基因组上遗留下微量的基因表遗传学痕迹[1]。随着年龄增长，dna甲基化等化学修饰改变也在长时间中错误积累，这也有助于解释为什么很多疾病总是在人进入老年后才发生。由此可见，如果改变不良生活习惯、减少环境污染，都有可能降低表观遗传疾病的发病率。因此研究环境与表观遗传改变的关系对于预防和治疗人类疾病都有着重要的意义。

3 表观遗传学药物

人类许多疾病都可能具有表观遗传学的改变，表观遗传学治疗研究如火如荼。已经发现许多药物可以通过改变dna甲基化模式或进行组蛋白的修饰等来治疗疾病。目前，很多药物处于研制阶段，尽管其有效性尚未得到充分证实，但给癌症、精神疾病以及其他复杂的疾病的治疗带来了希望。

3.1 组蛋白去乙酰化酶抑制剂

目前发现的组蛋白去乙酰化酶抑制剂(hdac inhibitor)有近百种。其中fk228主要作用机制是抑制肿瘤细胞内组蛋白去乙酰化酶(hdac)活性,引起乙酰化组蛋白的积聚,从而发挥抑制肿瘤细胞增殖、诱导细胞周期阻滞、促进细胞凋亡或分化等作用[18]。fk228单独用药或与其他药物或方法联合应用表现出良好的抗肿瘤作用，同时还可阻碍血管生成，具有抑制肿瘤转移、逆转耐药性、调节免疫力等作用。fk228还具有治疗炎症、免疫性疾病、视网膜新生血管疾病及神经系统等多种疾病的药理学作用。

3.2 dna甲基转移酶抑制剂

核苷类dna甲基转移酶抑制剂作用机理是在体内通过代谢形成三磷酸脱氧核苷，在dna复制过程中代替胞嘧啶，与dnmts具有很强的结合力。核苷类似物5?氮杂胞苷(5?azacytidine)是第一个发现的甲基化抑制剂，最初被认为是细胞毒性物质，随后发现它可抑制dna甲基化和使沉默基因获得转录性，用于治疗高甲基化的骨髓增生异常综合征，低剂量治疗白血病。其他核苷类dna甲基转移酶抑制剂有5?氮?2?脱氧核苷(5?aza?2′?deoxycytidine)，zebularine(5?azacytidine的衍生物)[19]，5?fluoro?2′?deoxycytidine，rg108，procainamide，psammaplins(4?amino?benzoic acid衍生物)，mg98(寡聚核苷酸)等。dna甲基化抑制剂procainamide可用于抗心律失常。另外在茶叶和海藻中提取的egcg也显示具有体外活性。临床中应用反义寡核苷酸对dna甲基转移酶进行抑制正在进行实验。

3.3 联合治疗

dna甲基化抑制剂与hdac抑制剂联合应用治疗疾病可能具有协同作用。进行表观修饰治疗后的细胞可能对于化疗、干扰素、免疫治疗更具有敏感性。在癌症的治疗方面，应当包括遗传治疗和表观遗传治疗两个方面，同时运用两种或两种以上表观修饰的方法对病人进行治疗对人类疾病意义重大。

3.4 其他方法

人胚胎干细胞保留有正常基因印记，这些干细胞可能具有治疗意义[20]。另外，在女性细胞中非活性的x染色体中存在正常的野生型基因，如果选择正确的靶点，就有可能激活这个正常但是未被利用的野生型基因，从而对其进行基因治疗。有报道[21]运用rnai技术沉默胰岛β细胞相关基因，抑制胰岛淀粉样形成可能用来治疗糖尿病。短链脂肪酸(scfas)丙戊酸钠用于抗癫痫，丁酸可用来治疗结肠癌[22]等。sirna可在外来核酸的诱导下产生,通过rna干扰(rnai)清除外来核酸,对预防传染病有重要作用。目前，rna干扰已大量应用于包括肿瘤在内的疾病研究,为一些重大疾病的治疗带来了新的希望。

4 结 语

从表观遗传学提出到现在，人们对表观遗传学与人类疾病的发生有了更深入的认识。人类表观基因组计划(human epigenome proiect,hep)已经于2003年开始实施，其目的是要绘制出不同组织类型和疾病状态下的人类基因组甲基化可变位点(methylation variable position ,mvp)图谱。这项计划可以进一步加深研究者对于人类基因组的认识,为表观遗传学方法治疗人类复杂疾病提供蓝图[1]。但是，表观遗传学与人类生物学行为(临床表型)有密切关系,人类对表观遗传学在疾病中的角色研究还处于初级阶段。应更进一步研究表观遗传学机制、基因表达以及与环境变化的关系，有效减少表观遗传疾病的发生风险，努力探索这片造福人类的前沿领域。

【参考文献】

[1] david r,mellissa m. epigenetic and human disease:translating basic biology into clinical applications[j]. cmaj, 2006,174(3):136-146.

[2] 董玉玮,候进惠,朱必才,等.表观遗传学的相关概念和研究进展[j].生物学杂志,2005,22(1):1-3.

[3] 张永彪,褚嘉佑.表观遗传学与人类疾病的研究进展[j].遗传,2005,27(3):466-472.

[4] gerda e, gangning l, ana a,et al. epigenetics in human disease and prospects for epigenetic therapy[j].nature,2004,429(27):457-462.

[5] 吴超群.表观遗传学和人类疾病[j].中国优生优育2007,13(3):112-119.

[6] 赵红宇,李红,张旭,等.侵袭性牙周炎的表观遗传学研究[j].医药论坛杂志,2006,27(21)：29.

[7] martin h,marco a.epigenetics and human disease[j].int j biochem cell biol,2009,41:136-146.

[8]李莉，李真.表观遗传学在肿瘤诊断及治疗中的研究进展[j].重庆医学，2008，37(11)：1250.

[9] lewin b.gene ⅷ[m]. new jersey:perarson prenc hall press, 2004:315-320.

[10] huang c, sloan e a, boerkoel c f. chromatin remodeling and human disease[j].curr opin genet dev, 2003, 13 (3): 246-252.

[11] heard e.recent advances in x?chromosome inactivation[j]. curr opin cell biol,2004,16:247-255.

[12] liao d j, du q q, yu bw,et al. novel perspective: focusing on the x chromosome in rep roductive cancers[j].cancer invest,2003,21(4):641-658.

[13] feinberg a p,tycko b.the history of cancer epigenetic[j].nat rev cancer,2004，4(2)：143-153.

[14] andrew p.phenotypic plasticity and the epigenetics of human disease[j].nature,2007，447(24)：433.

[15] godrrey k m, lillycrop k a, burdge g c,et al. epigenetic mechanismsand the mismatch concept of the developmental origins of health and disease[j].pediatr res, 2007,61:5r-10r.

[16] wayne s, cutfield,paul l.et al. could epigenetics play a role in the developmental origins of health and disease?[j]. pediatr res,2007,61(5):68r.

[17] edwards t m, myers j p. environmental exposures and gene regulation in diseaseetiology[j]. environ health perspect,2007;115:1264-1270.

[18] 南,徐克前.表观遗传学药物fk228的药理作用及机制[j].国际病理科学与临床杂志,2008.28(4)297-300.

[19] cheng j c，yoo c b,weisenberger d j，et al.preferential response of cancer cells to zebularine[j].cancer cell,2004，6(2)：151.

[20] 李芳兰，张国贞. 人胚胎干细胞研究现状及其应用前景[j].中国组织工程研究与临床康复，2007,11(3)：568.

表观遗传学研究方法篇7

1.教材分析

本节课主要包括四部分内容：“孟德尔一对相对性状的杂交实验”、“对分离现象的解释”、“对分离现象解释的验证”、“分离定律”，这四部分内容间的逻辑性很强，层层深入.本节教材的主导思想是以孟德尔发现遗传因子的实验过程为主线，突出科学史和科学研究方法的教育，而这也是必修2模块的一个教育侧重点，所以在模块2中具有非常重要的作用和地位.

2.学情分析

学生在初中阶段已学习与本节有关的一些基础知识，对基因与性状的关系、基因的显性和隐性、相对性状等概念有一定的认知，这对于本节的学习有一定的帮助，因此教学中，教师应该引导学生努力回顾旧知.但学生还不知道有关减数分裂的知识以及基因的本质问题，因此对于孟德尔提出的四点假说的理解和领悟上有一定的难度，教师可引导学生通过自己动手做模拟实验来体验孟德尔假说.另外教师可以提供一些验证假说的方案，让学生在分析讨论过程中，真正理解孟德尔测交实验的目的.

二、教学目标

1.知识与技能目标

能说明孟德尔选择豌豆作实验材料的优点；掌握孟德尔的一对相对性状的杂交实验方法和对实验现象的解释及验证；区别自交、杂交、测交、相对性状、性状分离、纯合子和杂合子等基本概念；阐明分离定律的内容和实质.

2.过程与方法目标

通过课前调查和课堂模拟实验培养动手能力和分析、整理归纳能力；讨论孟德尔杂交实验的相关数据，形成科学的实验分析习惯；会分析孟德尔研究的步骤，形成对假说―演绎法的初步认识；能够运用分离定律解释和预测一些遗传现象，锻炼解决实际问题的能力.

3.情感态度与价值观目标

体验孟德尔遗传实验的科学方法和敢于质疑、勇于创新、以及严谨求实的科学态度和科学精神.

三、教学重点与难点

1.重点

一对相对性状的杂交实验；对实验现象的解释及验证，阐明分离定律；进行科学方法的教育；用分离定律解释一些遗传现象.

2.难点

对分离现象的解释；假说―演绎法.

四、课前准备

1.学生分组完成两个任务

以班级小组为单位，两个组的学生通过书籍和网络等渠道查阅资料（内容主要包括孟德尔的生平事迹、孟德尔杂交实验的科学背景），其他组的学生根据教师设计的表格对本年级同学及其父母的眼睑特征（单、双眼皮）进行问卷调查，并以表格的形式对数据进行统计和处理.

2.设计问卷调查的两个表格

3.性状分离比模拟实验的材料用具

两个相同的纸袋（甲和乙）、两种不同颜色的玻璃珠各20颗（如黑色代表含D的配子、白色代表含d的配子）.

4.设计性状分离比模拟实验的实验结果记录表

学生阅读课本上“问题探讨”中的资料，了解“融合遗传”的观点.

结合学生的汇报，教师适当补充，并作以下几点总结：①孟德尔自幼酷爱自然科学，通过对自然科学和数学的学习，孟德尔具有了杂交可使生物产生变异的进化思想，以及应用数学方法分析遗传学问题的意识.②在实践中孟德尔选用豌豆、玉米、山柳菊等植物，连续进行了多年的杂交实验研究，其中最成功的是豌豆实验.③当时科学界开展对多种动植物的杂交实验，孟德尔总结了前人的经验，创新研究方法，如从单一性状入手观察分析遗传结果；用前人从未在生物学研究领域用过的数学统计方法进行分析研究；敢于挑战传统的观点――融合遗传，提出了颗粒遗传的思想等.

教师设疑：豌豆具有哪些特点？为什么说孟德尔最成功的杂交实验是豌豆杂交实验？

让学生走近“遗传学之父”这一科学伟人，产生对孟德尔的钦佩和感动之情，体验孟德尔敢于质疑、勇于创新、坚持不懈的科学态度和科学精神.

结合图片和课本上的示意图以及注解，尝试概括豌豆作为理想实验材料的一些优点，并思考两个问题：.杂交实验的含义是什么？如何通过纯种间的杂交获得杂种后代？人工传粉时要注意哪些事项？

请大家阅读课本“一对相对性状的杂交实验”，并思考讨论：

1.为什么子一代表现高茎？矮茎性状消失了没有？如何来证实这一点？2.为什么子二代又出现了矮茎？

3. F2出现3∶1的性状分离比是必然还是偶然？是个别还是普遍现象？如何证明？

4.如果不用数学统计的方法分析遗传结果，会发现F2呈现3∶1的数量比吗？

教师通过幻灯片展示豌豆植株及花的结构图，师生共同总结优点：①自然状态下豌豆自花传粉（且闭花受粉），产生纯种；②具有稳定遗传的、易于区分的性状，如课本上列出的7对相对性状，通过观察很容易区分；③豌豆花大，易于进行人工杂交，获得真正的杂种.

结合以上内容，教师引导学生联系初中的知识，介绍两性花、单性花、自花传粉、异花传粉，并给出相对性状、父本、母本、自交、杂交、正交和反交等基本概念.

找到了理想的实验材料，接下来我们一起来学习孟德尔到底是如何进行杂交实验并揭示遗传奥秘的.

通过前面我们对孟德尔的了解，大家已经知道了，孟德尔获得成功的原因还归功于其研究方法的创新，他在研究杂交实验的过程中，采用由简到繁的观察方法，即先观察一对相对性状的遗传再研究两对相对性状的遗传.

那么，如果选择豌豆的高茎和矮茎这对相对性状来研究的话，杂交实验该怎么做？杂交后代的茎高度可能是怎样的呢？

大家的实验设计和预测结果跟孟德尔的一样吗？

教师介绍孟德尔的正交和反交实验，强调孟德尔实验的严谨性.关于矮茎性状是否消失、如何证实的问题教师提出两个方案让学生讨论：1.用F1和矮茎豌豆杂交，看后代是否出现矮茎豌豆；2.让F1自交，看后代是否出现矮茎豌豆.

并给出性状分离的概念.

设疑：孟德尔是如何解释子一代只出现显性性状的？为什么子二代会出现性状分离，且分离比为3∶1的呢？

表观遗传学研究方法篇8

 

遗传学是大学生物学相关专业的一门重要专业课程，对学生打下坚实的生物学基础及其未来在生物学领域的相关研究具有重要意义。大学遗传学课程的教学技术及方法日益完善，但仍有一些方面有待优化。该文以遗传学教学过程中发现的问题及积累的教学经验为基础，提出改进遗传学教学模式及策略：教材内容与科学前沿动态的整合;将生产实践中的应用及社会关注热点引入课程教学;实验课程与理论课程的合理搭配;注意培养学生归纳总结的能力。通过对教学模式的优化及教学策略的改进，可以提高学生的学习兴趣，加强学生知识扩展能力，完善学生的科学思维能力及科研创新能力。

 

遗传学是大学生物学及相关专业的一门重要理论课程和实验课程，是生物学分支下的一个重要二级学科，包含了微生物、动物、植物等领域的全部遗传进化相关的研究成果及研究内容，与生物学领域其它学科的知识交叉渗透并相辅相承。因此，大学遗传学是生物学相关专业本科生的一门重要理论课程。尽管近年来大学教学水平不断提高，遗传学教学方法和教学技巧在不断丰富，但在教学模式及教学策略方面仍有巨大的提升空间。本文基于在遗传学教学过程中发现的不足及积累的教学经验，通过分析学生学习特点及对知识吸收和需求等方面提出若干遗传学教学内容及策略方面的改进意见，可提高学生学习兴趣，有助于学生更好地掌握遗传学领域的知识。

 

1 教材内容与科学前沿动态的整合

 

随着科技的进步和发展，科学研究在不同领域也发生着日新月异的进步，新技术和新成果如雨后春笋般的涌现，遗传学研究的发展同样突飞猛进。能被遗传学教科书收录的知识都是不同阶段遗传学研究中的精华，同时有价值的遗传学相关研究成果也不断被写入教科书。因此，对于大学遗传学的教学要做到两个方面：使学生对遗传学研究历史中的重大发现如数家珍;使学生对遗传学领域现今的科学前沿及发展动态了如指掌。为达到以上两个方面的教学效果，教师需要在教学内容上进行优化，加强遗传學研究历史的讲解并将“CNS”的重要成果及诺贝尔奖的介绍引入课堂。

 

遗传学的发展是一个承前启后的过程，针对同一问题介绍其前因后果，追踪发展动态有助于学生对知识整体脉络的掌握。如对《遗传学》教材第四章“孟德尔遗传”知识的讲解可以加入其研究历史和后续的发展动态，使学生对该部分内容的掌握更加深刻[1]。根据教学大纲的要求，学生在这个章节需要掌握孟德尔以豌豆籽粒形状、子叶颜色、茎的长度等7对相对性状为基础所发现的基因分离和自由组合规律的相关知识。如果在讲课过程中仅介绍基因分离和自由组合的原理及相关计算方法不足以加深学生对科学研究方法的掌握及科学实验设计思维的提升。在该部分内容可适当介绍孟德尔发表该成果的主要论文《植物杂交试验》的相关实验设计及数理统计，以达到使学生了解科学研究的具体过程，培养学生实验设计及结果分析的相关能力。同时，在该部分内容讲解完毕后要追踪该问题的发展动态，介绍后续的进一步研究成果。如该部分内容可增加部分关于孟德尔选取的不同性状背后分子调控机制的研究进展。如对于豌豆籽粒形状的表现型(圆粒豌豆、皱粒豌豆)是由那些分子机制导致的。对于这个问题，后续的研究结果已经清楚证明，皱粒豌豆是受淀粉分支酶I(SEB1)编码基因所调控的，由于淀粉分支酶基因突变使种子中的果糖不能转化为淀粉，随着失水作用而使籽粒形状表现为皱缩[2]。其它几个性状的研究进展同样可以进行简单介绍，如子叶颜色受常绿蛋白(SGR)调控，茎的长度受赤霉素3-氧化酶(GA3ox)调控等[3]。通过围绕遗传学某一部分的内容，对其前因后果及研究动态的讲解有助于学生对知识的整体性把握，加深学生对知识的掌握程度。

 

诺贝尔奖是科学研究领域的最重要奖项之一，绝大部分获奖成果在科学研究历史上具有里程碑意义或为人类社会的进步和发展作出巨大贡献。在遗传学领域的发展史上不乏许多被授予诺贝尔奖的重要成果，支撑着遗传学的发展和生物学领域的进步。因此，在遗传学课堂上适当引入诺贝尔奖的介绍不仅可以加深学生对知识的理解程度，同时可以激发学生学习热情和科学探索精神。如在讲解遗传学第三章《遗传物质的分子基础》时可以引入1962年沃森(James Watson)、克里克(Francis Crick)、威尔金斯(Maurice Wilkins)由于发现DNA双螺旋模型所获得的诺贝尔生理学或医学奖。在遗传学教学的第五章《连锁遗传和性连锁》的教学过程中，可以围绕摩尔根发现连锁遗传的相关内容引入1933年摩尔根(Thomas Hunt Morgan)由于创立遗传学说所获得的诺贝尔奖以及1946年摩尔根的学生缪勒(Hermann Joseph Muller)由于发现X射线照射可引发基因突变所获得的诺贝尔奖。其它部分章节均可适当向学生介绍由于转座子的发现，聚合酶链式反应体系建立所获得的诺贝尔奖的相关信息等。同时最新的诺贝尔奖获奖内容同样涉及遗传学领域，如2015年诺贝尔化学奖关于DNA修复的细胞机制方面的研究是对遗传学第十章《基因突变》的进一步丰富和发展，2016年关于细胞自噬理论的研究是对第二章《遗传的细胞学基础》中细胞膜功能的深入阐述等。使学生在遗传学的学习过程中能不断了解该领域的最新前沿有助于学生追寻科研领域重大发现者的脚步与时俱进，打下深厚的知识基础。

 

2 将生产实践中的应用及社会关注热点引入课程教学

 

教师的教学活动除使学生掌握基本的理论知识外，还应联系实际，使学生在工作和生活中对所学知识运用自如。遗传学的教学同样需要在讲解理论基础知识的同时联系实际，使学生对所学的知识的应用产生切身的体会，这样不但可以提高学生学习兴趣，同时可以增强学生学以致用，提高分析问题和解决问题的能力。在遗传学课程的讲授过程中，可以适当添加一些对日常生活中的社会热点问题、公众普遍存在的争议问题等的讲解，增加以课程的吸引力和实际应用价值。如在讲解遗传学第三章《遗传物质的分子基础》这部分内容时，主要教学目标是通过几个实验证据的介绍证明DNA是主要的遗传物质。该章节可以通过中国古代的迷信思想“滴血认亲”是否具有科学依据来引入，讲授亲子鉴定方法(如DNA指纹技术)应用的理论基础，最后通过总结否定古代迷信的亲自关系鉴定方法，提出新的鉴定方法。在讲授过程中穿插这种与日常生活息息相关的内容更容易激发学生的学习热情，创造良好的课堂气氛。此外，在教学过程中还可以理论联系实际对遗传学领域社会争议的热点问题进行科普及探讨。如目前“转基因是否存在危害”这个问题是公众中存在争议的焦点之一，甚至引发崔永元和方舟子之间的争论大战，而公众对转基因的具体机理及操作知之甚少，甚至存在误读。在遗传学课程第九章《基因工程和基因组学》这部分内容的讲解过程中可以联系教科书中介绍的转基因操作流程在教学过程中做适当的扩展，深入阐述转基因的原理、田间试验的流程、目前中国可食用的转基因产品、目前中国可种植的转基因产品以及转基因真正容易引发的问题和不可能引发的问题等，使学生对类似的社会争议热点问题具有客观的认知，激发他们独立思考问题的能力。通过理论联系实际和将社会热点问题引入遗传学课程教学的方法可增强该课程的趣味性及应用性。

 

3 实验课程与理论课程的合理搭配

 

遗传学是生物学领域里一门重要理论课程，同时也是一门重要的实验课程。大学遗传学课程分为理论课和实验课两个部分，实验课的教学需要与理论课的教学配合进行才能达到较好的教学效果。在遗传学的教学安排中，对于同一部分内容的理论课程和实验课程连续进行容易使学生印象深刻。如在讲解“细胞有丝分裂”这部分内容时，把实验课安排在理论课结束一周内进行效果较好。如同学们在课堂上学习了有丝分裂具体过程及细胞分裂各个时期形态特征后一周内进行实验操作，观察显微镜下真实的染色体形态，比较与教科书中的差异可使学生更牢固地掌握所学到的知识。同样，遗传学的实验设计需针对各部分所讲的理论课程内容相配合，在理论课学习完成一周内开展，可以达到良好的教学效果。

 

4 注重培养学生归纳总结的能力

 

培养学生独立思考及学会学习的能力同样是大学教学活动的一个重要方面，大学的教学要求学生不仅要被动地接受知识，还要主动地归纳总结进而很好地吸收所学知识。因此，在大学遗传学的教学中同样要注重培养学生归纳总结知识的能力，训练思考问题的逻辑思维能力。在遗传学的教学活动中，教师不仅要教学生具体的理论知识内容，还需要引导学生学会学习，因此要做到以下两点：展示给学生学习的逻辑思维;引导学生归纳总结。引导学生学习的逻辑思维要求教师不仅要展示给学生具体的知识内容，还要求教师展示给学生对问题的理解及学习过程，图示教学法是实现该目标的很好方法。教师在准备教学幻灯片时应尽量以图示的方式展示每一部分的知识内容，备课过程中教师可以阅读书中的每一段主要文字，然后可通过自己的理解将学习到的以文字为主体现的内容转化为以各种图形及流程图为主来表达，在授课过程中结合图示用文字的方式再将知识点传达给学生，这样就可以是学生了解到每一段文字都可以转化为以图形表示的直观内容，引导他们采用类似方法进行知识的学习。如在讲授遗传学中“乳糖操纵子”相关内容时，为表达“乳糖乳糖水解酶基因开启乳糖分解乳糖水解酶基因关闭”这一过程时，可通过制作一个该过程动态变化的幻灯片来进行讲解，展示每一步反应及其原理，引导学生学习的逻辑思维能力。遗传学教学的第二个重要方面是引导学生对问题的归纳总結能力，通过比较相似及异同达到对不同知识点清晰掌握的效果。如在讲到“非等位基因间的相互作用”这一教学难点时，可引导学生通过归纳总结对其进行区分。在该部分内容中，学生对控制同一生物性状的两对基因间的几类相互作用容易混淆，我们做了如下总结和归纳，采用更通俗易懂的语言揭示控制同一性状两个基因的内在联系，如表1：

 

通过对不同相关内容的比较分析，可以提高学生归纳和总结问题的能力，找出各部分知识及内容的异同点，可提高学生学习效率。在大学遗传学的教学过程中，教师应针对教材内容与科学前沿动态的整合，将生产实践中的应用及社会关注热点引入课程教学、实验课程与理论课程的合理搭配、注意培养学生归纳总结的能力等几个方面，灵活使用不同的教学模式及教学策略，对学生进行教学引导和兴趣的激发，从而达到良好的教学效果。