Question

【题目】

基因与环境的“共舞”

生物体的细胞中有一本生命之书——基因组。人的生命源于一个受精卵，初始的全能或多能细胞中的DNA，在转录因子的协同作用下被激活或抑制，让细胞走向不同的“命运”，最终在细胞中表达“一套特定组合”的基因。

生命处于不断变化的环境中，亿万年的进化让生命之书中蕴藏了应对环境变化的强大潜力。细胞中基因的表达始于染色质的解螺旋，各种转录因子结合到DNA上，启动表达。研究发现，这些过程中都存在着调控，这种调控不改变DNA序列，但会对基因进行修饰，从而引起基因表达的变化及表型改变，并且有的改变是可遗传的，即表观遗传。例如DNA上结合一个甲基基团（甲基化），能引起染色质结构、DNA构象的改变，从而改变基因表达。表观遗传提供了基因何时、何处、合成何种RNA及蛋白的指令，从而更精确地控制着基因表达。

表观遗传是个体适应外界环境的机制，在环境变化时，生物可以通过重编程消除原有的表观遗传标记，产生适应新环境的表观遗传标记，这样既适应了环境变化，也避免了DNA反复突变造成的染色体不稳定与遗传信息紊乱。

表观遗传与人的发育和疾病密不可分。胚胎发育早期，建立与子宫内环境相适应的表观遗传修饰是胚胎发育过程的核心任务。母体的饮食、供氧、感染、吸烟等与后代的高血压、II型糖尿病等疾病密切相关。表观遗传改变增加了患有特定疾病的风险，但人体可在相当程度上忍受这些改变而不发病，经历十几年或者几十年的持续压力，表观修饰的弹性被耗尽，细胞或者组织再也无法正常行使功能，从而产生疾病。

现代进化理论认为生物进化是种群基因频率的改变，现代分子遗传学则认为基因型决定生物个体的表型。然而，表观遗传学的研究表明，遗传并不是那么简单，表观遗传对遗传观的冲击，也使进化观的讨论更加复杂。

生命本质上是物质、能量和信息的统一体，基因与环境的“共舞”，才会奏响生命与环境相适应、协同进化的美妙“乐章”。

（1）全能或多能细胞走向不同“命运”的过程称为_______，依据本文，这一过程是________的结果。

（2）遗传学家提出中心法则，概括了自然界生物的遗传信息传递过程。请在方框内绘出已概括的中心法则图_______。

（3）基因突变和基因重组不属于表观遗传，其原因是基因突变和基因重组_______发生了改变。

（4）人们用“病来如山倒”形容疾病的发生比较突然。请结合文中内容，用30字内的一句话，作为反驳这种观点的内容：_______。

（5）在进化上，有一种观点叫做“获得性遗传”，认为“获得的变异可遗传给后代”。从基因与环境关系角度，这种观点是否有科学依据?请结合本文阐述理由：_______。

Answer 1

【答案】细胞分化 基因选择性表达和表观遗传共同作用 染色体的DNA序列 疾病是环境因素持续作用下，表观修饰弹性被耗尽的结果 有，环境变化可引起基因的表观修饰，这种变异有可能遗传（或“没有，环境变化若未引起基因的表观修饰，这种变异不遗传”）

【解析】

中心法则及其发展：生物体内遗传信息传递的一般规律是中心法则。（1）遗传信息可以从DNA流向DNA，即DNA的复制。（2）可以从DNA流向RNA,进而流向蛋白质即遗传信息的转录和翻译，后来，中心法则又补充了遗传信息RNA流向RNA和RNA流向DNA两条途径。

（1）文中所讲的全能或多能细胞走向不同“命运”的过程是基因选择性表达的过程，称为细胞分化，依据本文的论点可知，这一过程是基因选择性表达和表观遗传共同作用的结果。

（2）由分析可知，遗传学家提出中心法则，概括了自然界生物的遗传信息传递过程。其中遗传信息传递过程如下：

（3）题意显示，表观遗传是个体适应外界环境的机制，在环境变化时，生物可以通过重编程消除原有的表观遗传标记，产生适应新环境的表观遗传标记，这样既适应了环境变化，也避免了DNA反复突变造成的染色体不稳定与遗传信息紊乱，即表观遗传是一种遗传修饰，而遗传物质并未改变，而基因突变和基因重组使染色体的DNA序列发生了改变，因此基因突变和基因重组不属于表观遗传。

（4）题意显示，表观遗传改变增加了患有特定疾病的风险，但人体可在相当程度上忍受这些改变而不发病，经历十几年或者几十年的持续压力，表观修饰的弹性被耗尽，细胞或者组织再也无法正常行使功能，从而产生疾病，简言之，患病是因为在环境因素持续作用下，表观修饰弹性被耗尽的结果，因此用“病来如山倒”形容疾病的发生是不合适的。

（5）进化使得生命蕴藏了应对环境变化的强大潜力，研究发现，进化过程中存在着表观遗传，即存在着调控，这种调控不改变DNA序列，但会对基因进行修饰，从而引起基因表达的变化及表型改变，并且有的改变是可遗传的。因此“获得性遗传”有道理，即环境变化可引起基因的表观修饰，这种变异有可能遗传。