Question

【題目】

基因與環境的“共舞”

生物體的細胞中有一本生命之書——基因組。人的生命源于一個受精卵，初始的全能或多能細胞中的DNA，在轉錄因子的協同作用下被激活或抑制，讓細胞走向不同的“命運”，最終在細胞中表達“一套特定組合”的基因。

生命處于不斷變化的環境中，億萬年的進化讓生命之書中蘊藏了應對環境變化的強大潛力。細胞中基因的表達始于染色質的解螺旋，各種轉錄因子結合到DNA上，啟動表達。研究發現，這些過程中都存在著調控，這種調控不改變DNA序列，但會對基因進行修飾，從而引起基因表達的變化及表型改變，并且有的改變是可遺傳的，即表觀遺傳。例如DNA上結合一個甲基基團（甲基化），能引起染色質結構、DNA構象的改變，從而改變基因表達。表觀遺傳提供了基因何時、何處、合成何種RNA及蛋白的指令，從而更精確地控制著基因表達。

表觀遺傳是個體適應外界環境的機制，在環境變化時，生物可以通過重編程消除原有的表觀遺傳標記，產生適應新環境的表觀遺傳標記，這樣既適應了環境變化，也避免了DNA反復突變造成的染色體不穩定與遺傳信息紊亂。

表觀遺傳與人的發育和疾病密不可分。胚胎發育早期，建立與子宮內環境相適應的表觀遺傳修飾是胚胎發育過程的核心任務。母體的飲食、供氧、感染、吸煙等與后代的高血壓、II型糖尿病等疾病密切相關。表觀遺傳改變增加了患有特定疾病的風險，但人體可在相當程度上忍受這些改變而不發病，經歷十幾年或者幾十年的持續壓力，表觀修飾的彈性被耗盡，細胞或者組織再也無法正常行使功能，從而產生疾病。

現代進化理論認為生物進化是種群基因頻率的改變，現代分子遺傳學則認為基因型決定生物個體的表型。然而，表觀遺傳學的研究表明，遺傳并不是那么簡單，表觀遺傳對遺傳觀的沖擊，也使進化觀的討論更加復雜。

生命本質上是物質、能量和信息的統一體，基因與環境的“共舞”，才會奏響生命與環境相適應、協同進化的美妙“樂章”。

（1）全能或多能細胞走向不同“命運”的過程稱為_______，依據本文，這一過程是________的結果。

（2）遺傳學家提出中心法則，概括了自然界生物的遺傳信息傳遞過程。請在方框內繪出已概括的中心法則圖_______。

（3）基因突變和基因重組不屬于表觀遺傳，其原因是基因突變和基因重組_______發生了改變。

（4）人們用“病來如山倒”形容疾病的發生比較突然。請結合文中內容，用30字內的一句話，作為反駁這種觀點的內容：_______。

（5）在進化上，有一種觀點叫做“獲得性遺傳”，認為“獲得的變異可遺傳給后代”。從基因與環境關系角度，這種觀點是否有科學依據?請結合本文闡述理由：_______。

Answer 1

【答案】細胞分化 基因選擇性表達和表觀遺傳共同作用 染色體的DNA序列 疾病是環境因素持續作用下，表觀修飾彈性被耗盡的結果 有，環境變化可引起基因的表觀修飾，這種變異有可能遺傳（或“沒有，環境變化若未引起基因的表觀修飾，這種變異不遺傳”）

【解析】

中心法則及其發展：生物體內遺傳信息傳遞的一般規律是中心法則。（1）遺傳信息可以從DNA流向DNA，即DNA的復制。（2）可以從DNA流向RNA,進而流向蛋白質即遺傳信息的轉錄和翻譯，后來，中心法則又補充了遺傳信息RNA流向RNA和RNA流向DNA兩條途徑。

（1）文中所講的全能或多能細胞走向不同“命運”的過程是基因選擇性表達的過程，稱為細胞分化，依據本文的論點可知，這一過程是基因選擇性表達和表觀遺傳共同作用的結果。

（2）由分析可知，遺傳學家提出中心法則，概括了自然界生物的遺傳信息傳遞過程。其中遺傳信息傳遞過程如下：

（3）題意顯示，表觀遺傳是個體適應外界環境的機制，在環境變化時，生物可以通過重編程消除原有的表觀遺傳標記，產生適應新環境的表觀遺傳標記，這樣既適應了環境變化，也避免了DNA反復突變造成的染色體不穩定與遺傳信息紊亂，即表觀遺傳是一種遺傳修飾，而遺傳物質并未改變，而基因突變和基因重組使染色體的DNA序列發生了改變，因此基因突變和基因重組不屬于表觀遺傳。

（4）題意顯示，表觀遺傳改變增加了患有特定疾病的風險，但人體可在相當程度上忍受這些改變而不發病，經歷十幾年或者幾十年的持續壓力，表觀修飾的彈性被耗盡，細胞或者組織再也無法正常行使功能，從而產生疾病，簡言之，患病是因為在環境因素持續作用下，表觀修飾彈性被耗盡的結果，因此用“病來如山倒”形容疾病的發生是不合適的。

（5）進化使得生命蘊藏了應對環境變化的強大潛力，研究發現，進化過程中存在著表觀遺傳，即存在著調控，這種調控不改變DNA序列，但會對基因進行修飾，從而引起基因表達的變化及表型改變，并且有的改變是可遺傳的。因此“獲得性遺傳”有道理，即環境變化可引起基因的表觀修飾，這種變異有可能遺傳。