成（俗）语在遗传学课堂教学中的应用——“非等位基因互作”章节的思政教育

张 波，任 琴，张志鹏，王小燕

（集宁师范学院生命科学与技术学院 内蒙古 乌兰察布 012000）

1 研究背景

遗传学是高校生命科学、农学、医学等专业的专业主干学科，同时也是生命科学领域发展最为快速、成果应用最为广泛、与社会生产关系最为密切的学科之一[1]。其教学内容涉及孟德尔遗传学、细胞遗传学、染色体遗传学、分子遗传学、数量遗传学、细胞质遗传学、群体遗传学及表观遗传学等，从性状、细胞、分子、个体和群体等不同层面讲授生物性状形成及其遗传变异的基础和变化规律[2]。

遗传学丰富的理论内容蕴涵了大量的思政教育素材，对其进行系统分析、开展思政教育改革，对提高高校人才培养质量具有重要的现实意义。已有研究在立足遗传学理论和知识体系的教学基础上，多层次、全角度地挖掘探究其中的思政要点，凝炼遗传学思想，引领课程思政内涵，让思政教育高质量融入、贯穿遗传学教学改革实践中。王楠楠等[3]介绍了将6 个案例中的思政元素融合于遗传学教学的实践探索；高秀清等[4]对遗传的细胞学基础、核外遗传、非等位基因互作、数量遗传学和群体遗传学5 个遗传学中主要教学板块的相关思政元素进行了探讨；贺竹梅等[5]对遗传学课程思政教育现状进行了阐述，并探讨了遗传学教学中思政元素的教育价值和挖掘策略；贾利云等[6]对遗传学的教学目标、教学方法及课程思政案例的关系进行了分析。

在遗传学教学中，单一章节所涉及的思政元素不可能面面俱到，教师可以章节为主线，将思政案例分析融入课堂教学，与传统讲授法、线上资源及学生讨论相结合，并逐步延伸到实验环节，达到综合育人的目标。纵观遗传学教学过程中的思政教育案例，共涵盖家国情怀、政治认同、文化自信、科学精神、公民品格、法治意识、生态文明和全球视野8 个维度的育人目标[7]。与此同时，遗传学教学中的课程思政研究存在以下问题。①缺乏对遗传学教学内容相关思政元素的系统性研究，思政案例的应用较为零散，尚未形成思政教育的系统体系[8]；②遗传学的知识与思政元素缺乏有机融合，普遍存在机械宣讲思政元素及相关案例的现象，专业教育与思政教育的协同效应未能充分体现；③专业课程的思政教育未对学生身边的人、事、情加以关注，学生对其中的思政教育元素缺乏亲近感和认同感，难以入脑、入心。

本文将追踪学科发展前沿，针对遗传学核心章节“孟德尔遗传的拓展——非等位基因互作”中的思政教育元素进行探讨。结合笔者多年遗传学的授课经验，从关注师生日常生活、工作、学习出发，总结成（俗）语在该章节中的指导性意义，结合中华优秀传统文化与智慧多层次、多角度地分析思政元素与教学内容的有机融合。本节内容理论上较为抽象，难以理解和记忆，是遗传学教学内容中的难点之一。作为对孟德尔遗传的拓展和补充，需要学生对孟德尔遗传规律中的分离定律和自由组合定律有深刻的理解和掌握，且对事物间作用和联系的认知具备唯物辩证主义的思想。针对6 种不同的基因互作类型，各选择一句成（俗）语代表其作用效果或机制，有效帮助学生理解、记忆的同时，结合对日常生活中案例的讨论，培养其对成（俗）语中蕴含的关于合作精神、君子之交等深刻哲学思想的认同感，潜移默化地对学生进行价值观的引领，感受遗传学核心概念——“基因”中的智慧与思想。通过遗传学专业知识与中华优秀传统文化的有机融合引导学生主动认识生活的本质，正确、客观地对待人和事。

2 “非等位基因互作”章节的思政教育

基因与性状远不是一对一的关系。事实上，生物某个性状的表达会受到多个基因的作用，且在基因表达过程中受到多层次的调控和环境的影响。深刻理解基因间的互作对学生理解基因、环境、性状的关系有着重要的支撑作用，同时能有效提高学生对“数量性状的特征和研究”“群体遗传学”等章节的理解和掌握。就两对基因决定性状而言，因为基因之间的复杂作用和关系，F2表现型不再呈现经典的9∶3∶3∶1 分离比例[9]。

2.1 互补作用——兄弟同心，其利断金

两对独立遗传的基因均处于显性状态时（纯合显性或杂合显性）将共同决定一种性状（互补）；当只有其中一对基因为显性或两对基因均为隐性时，则表现另一种性状，F2将出现9∶7 的性状分离比。如，香豌豆的花色遗传（图1）：

图1 香豌豆花色遗传

对于该种基因互作类型，只有当C 和P 同时表达（兄弟同心时），才会表现出相关的某种新性状——紫色，而双隐性基因个体及单显性基因个体均表现为另外的同一性状——白色（兄弟二人各自为战时）。为便于学生理解与记忆F2代基因型与表型的特点及比例，课堂设计引入“兄弟同心，其利断金”，同时，通过讨论、案例分析等引导学生树立沟通合作精神，感知和认同合作的重要性。

从进化的角度分析香豌豆花色遗传，紫花的性状确与其野生祖先的花色相同。显性基因（CCPP）在进化过程中发生突变，白色花ccPP突变体（C→c）与白色花CCpp突变体（P→p）杂交后又会产生紫花性状（C_P_），即返祖现象。

2.2 积加作用——同而不和，和而不同

两种显性基因单独存在时分别表现为相似或相同的性状，当两种显性基因同时存在时则出现一种新性状，两种基因均为隐性时又表现为另一种性状，F2出现9∶6∶1的性状分离比。如，南瓜果型遗传（图2）：

图2 南瓜果型遗传

对于该种基因互作类型，只有当A 和B 同时表达，才会表现出相关的某种新性状——扁盘型（和而不同，即A、B 和于一体表达，则会产生新性状）；与2.1 中互补作用相同的是，单显性基因个体（A_bb、aaB_）均表现为同一性状——圆球形（同而不和，即性状相同，A、B却分开表达）；不同的是，双隐性基因个体则表现为另一性状——长圆形。课堂设计引入“同而不和，和而不同”，成语中字面逻辑用于理解与记忆积的作用下F2代基因型与表型的特点及比例。同时，通过讨论、案例分析等引导学生树立正确的交际观，君子和而不同，小人同而不和，学会与人和睦相处，但要保持自己独立的观点和人格，学会求同存异、和谐友善。

2.3 重叠作用——多此一举

两对或多对独立遗传的基因对表现型的影响效果相同，对于两对基因而言，F2会出现15∶1 的性状分离比。该类基因互作模式中，只要有一个显性重叠基因存在，相应性状就能表现。如，荠菜蒴果形状的遗传（图3）：

图3 荠菜蒴果形状遗传

对于该种基因互作类型，T1、T2单独表达或共同表达时，生物个体均表现为相同的性状——三角形，T1、T2的共同表达对后代表型无影响（多此一举），该类型F2代基因型与表型的特点及比例容易理解与记忆。课堂设计引入“多此一举”，通过讨论、案例分析感知实际工作、学习、生活中存在的“形式主义”问题，部分工作环节的开展与实施缺乏意义，对进度、结果无影响，引导学生树立重视规划，追求效率的学习和工作精神。

又如小麦皮色的遗传（图4）也符合重叠作用的基因互作类型，只要有R 表达，小麦皮色即为红色，在进行该案例分析时，教学设计需围绕巩固理解重叠作用的特点外，可加入关于“数量性状遗传特点”的引导与思考，设置如下思考题，R1R1R2R2、R1r1R2R2、R1R1R2r2、R1R1r2r2、R1r1r2r2、r1r1R2r2、r1r1R2R2，虽然均表现为红色，R基因数量的多少有何意义？事实上，小麦为异源六倍体作物，小麦皮色的等位基因有六个。因此，R 基因数量可从0-6 个进行分布，按照重叠作用效应的理论，1-6 个R 基因的个体均表现为红色，但不同的R 基因数量会导致个体呈现微红、浅红、中红、深红等不同程度的皮色。因此在本案例的教学设计中，应让学生自行根据孟德尔遗传理论对小麦皮色（三对基因的遗传）进行F2代基因型与表型的分析，去感知基因与表型的关系，质变和量变的关系，理解遗传学中性状描述的辩证思想，既可以定性地区分红色和白色，又可以定量地描述R基因的数量及相关色素含量或分布。从不同角度理解小麦皮色的遗传特点，会产生完全不同的效果，同时为后续“数量性状遗传特点”章节的学习打下基础。

图4 小麦皮色的遗传

2.4 显性上位作用——山中无老虎，猴子称大王

上位作用即两对独立遗传的基因共同对某一性状的表现发生影响，其中一对基因将会对另一对基因的表现产生明显的遮盖作用。当起遮盖作用的基因为显性基因时，F2会出现12∶3∶1 的性状分离比。如，西葫芦果皮颜色遗传（图5）：

图5 西葫芦果皮颜色遗传

对于该种基因互作类型，显性白皮基因（W）对显性黄皮基因（Y）有上位性作用。当W 表达时，无论Y 是否表达（W_/__），果皮颜色均为白色，只有当W不表达时（ww），Y 基因的表达才能使果皮表现为黄色。课堂设计引入“山中无老虎（W），猴子（Y）称大王”，通过讨论、案例分析感知实际工作、学习、生活中话语权的差异，引导学生理解岗位职责与分工。此外，显性上位类型的基因互作还包括燕麦外颖颜色的遗传等。

2.5 隐性上位作用——兵马未动，粮草先行

在两对独立遗传的基因中，当其中一对基因为隐性纯合状态时将会对另一对基因起上位性作用，F2会出现9∶3∶4的性状分离比。如，玉米胚乳蛋白质层颜色遗传（图6）：

图6 玉米胚乳蛋白质层颜色遗传-上位作用

对于该种基因互作类型，隐性基因（cc）对显性Pr有上位性作用。当C 不表达时（cc），Pr 的表达（ccPr_）将受到抑制，表型与双隐性个体（ccprpr）一致，均为白色；该处引入“兵马未动，粮草先行”，强调不同基因在性状表达作用中的先后关系。紫色性状的呈现必须C 基因表达（粮草）加之Pr 基因的表达（兵马）；对于C_prpr 个体（只有粮草，并无兵马），玉米胚乳蛋白质层呈现红色；而对于ccPr_个体（粮草未行，只动兵马）则与双隐性个体（ccprpr）一致，均为白色。通过讨论、案例分析感知实际工作、学习、生活中合理规划与有效前期准备的重要性。此外，隐性上位类型的基因互作还包括家兔体色的遗传等。

2.6 抑制作用——成事不足，败事有余

在两对独立遗传的基因中，其中一对基因处于显性状态时，本身并不控制相关性状的表现，但却对另一对基因的表现有抑制作用，导致其相应效果或影响消失。F2会出现13∶3的性状分离比。如，玉米胚乳蛋白层颜色的遗传（图7）：

图7 玉米胚乳蛋白层颜色遗传-抑制作用

该种基因互作类型中，I基因本身并不控制性状，却对C基因的表达起到了抑制作用，C_I_个体与cc个体均表现为白色，只有C-ii 个体，C 基因表达且抑制效应消除，可表现出有色的性状。此处引入“成事不足，败事有余”，形容I基因的作用效果，通过讨论分析实际工作、学习、生活中的经验教训，坚决避免充当“成事不足，败事有余”的角色。此外，抑制类型的基因互作还包括家蚕茧色的遗传等。

3 讨论

在各类非等位基因的互作类型中，虽然F2性状分离的比例有所改变，但涉及的基因型比例仍与孟德尔经典遗传学中独立分配时（9∶3∶3∶1）相一致[10]。如图8 所示，基因互作的不同类型本质上是对孟德尔遗传比例的深化。学生通过对上述六种常见基因互作类型的学习，能深刻理解孟德尔遗传定律的本质及其拓展，体会基因与性状的关系，不仅包括“一个基因决定一个性状”的简单逻辑，还需理解基因互作的本质，感知多因一效，即多个基因共同决定或影响某一性状。如玉米胚乳蛋白层颜色涉及抑制和上位两种作用类型，实际上玉米籽粒胚乳颜色至少受到7 对基因的调控。又如玉米正常叶绿体形成受到50 多对基因的共同作用，任何一对改变都可能导致叶绿素消失或改变。

图8 孟德尔遗传比例的深化和发展-不同的基因互作类型

4 结语

文章讨论了遗传学教学中“非等位基因互作”章节的思政教育设计，重点关注了不同类型互作与经典孟德尔遗传比例的关系，通过成（俗）语的引入，有效提高学生对不同基因互作类型机制及遗传学效应的理解与记忆，感受中华优秀传统文化在生产生活实践中的应用及指导意义，帮助学生辩证理解基因与性状表达的关系，学会多角度分析问题，培养其辩证唯物主义思想，同时树立沟通合作、与人相处、合理规划的生活和工作理念。