材料一:
春夏秋冬,年复一年,世间一切的生命都在有序地变化着。那么,究竟是什么推动着生命有序变化?
当新生命诞生,你可能会注意到这样一个现象:他在某些方面像父亲,而某些方面则更像母亲,或是外表,或是性格。在19世纪60年代,遗传学之父孟德尔给出了基因决定性状的经典遗传学定律,一定程度上回答了这个问题。但是当某种性状在父母中有差异时,父母的基因又会如何继承和博弈?研究发现,后代中有的只表达父源的基因,而有的只表达母源的基因,这种只表达父源或母源的基因被称为印记基因,这种现象也被称为基因组印记。
基因组印记是一个重要的表观遗传学概念,它并没有改变DNA序列,但可通过特异性沉默不同亲本来源基因改变后代表型,拓宽了基因决定性状这一基本认识。当印记基因表达被抑制时,婴儿可能会出现哺乳活动虚弱或缺失进而影响发育,也可能会出现体温调控失常,对婴儿的生命造成威胁。父母的基因就如同天平的两端,表观遗传像一只无形的手,平衡父母双方基因,保护新生命茁壮成长。
不止幼年,在人的一生中,表观遗传时时刻刻都在影响着人们。有研究发现,作为非编码序列的微小RNA似乎能够留住时光。研究者发现微小RNA的不同调控可以让幼年线虫的柔嫩皮肤变得又老又皱,而老年线虫的皮肤又会变得又嫩又软。更令人感到神奇的是,微小RNA在表观遗传调控中扮演着双重身份:在细胞质时,它会抑制基因的表达;当位于细胞核时,它又会激活基因的表达。如同一个硬币的两面,影响着人们的衰老乃至更多生命现象。这正是表观遗传带给我们的“力量”:我们可以通过行动影响自己的基因表达进而掌控自己的命运,即使它早已被刻在DNA上。
步入老年,癌症终究是一个人人都不想面对却又逃不开的话题。在我们体内有两类癌症相关的基因:促癌基因和抑癌基因。在癌症发生的时候,经常看到,促癌基因高表达,或是抑癌基因低表达,究其根本还是两者表达出现了失衡,而表观遗传则是影响这两种基因表达的重要因素。如果表观遗传方面出了问题,促癌基因的表达很可能由此大大增加,最终导致癌症的发生。
从始至终,表观遗传就如同空气,不被察觉,却又不可或缺,它影响着我们的人生轨迹,大到生老病死,小到言行举止,随处可见它的身影。
(摘自于文强:《表观遗传学:生命变化之“序”》,有删改)
材料二:
所谓表观遗传学研究就是对DNA序列以外的、影响基因表达方式的蛋白质和其他因素的研究。
在新千年初,随着研究人员深入了解基因调控的分子机制,相关论文越积越多,我们意识到DNA甲基化、非编码RNA和其他元素的变化可能提供了一种别样遗传机制:一个人暴露于某些环境因素,例如有毒化学物质、创伤,或是包含大量黑松露的饮食,可能令其某些性状(健康和行为方面)发生代际甚至隔代遗传。
表观遗传学的种种发现与一个古老且早为主流所弃的观点相呼应。两百多年前的法国博物学家让·巴蒂斯特·拉马克和苏联农学家特罗菲姆·李森科等人都曾坚持这样一种主张:一个人后天获得的特征是可能被遗传的。
到了21世纪10年代中期,美国马萨诸塞大学医学院的研究员奥利弗·兰多于《科学家》杂志发表观点称,我们发现拉马克等人那个原本不受欢迎的理论“可能并非完全不合时宜”。
眼下,表观遗传学的各家理论呈现非常多样而复杂的面貌,而它们所基于的假设往往饱受争议。批评者指出,虽说似乎确有证据表明动植物(不包括人类)存在某些表观遗传情况,但学界尚不确定环境对人类表观基因组的影响有多大,也不清楚它的变化会在多大程度上影响基因表达。更重要的是,现在很多科学家认为,哺乳动物表观基因组的影响大部分在两次重组过程中被清除了,一次是在卵子受精过程中,另一次是在卵子/精子细胞的形成过程中。这挑战了“表观遗传改变可以产生代际甚至隔代影响”的观点。
部分研究人员提出质疑:在考虑基因、文化和其他现有因素后,演化生物学是否还需要额外的遗传机制来解释某些特征为什么能跨越多代持续存在?
荷兰莱顿大学医学中心的生物医学数据科学家巴斯· 海曼斯给出的答案是否定的:“基于我们所拥有的这些看起来相对合理的数据,我认为表观遗传并不存在。”持有类似观点的学者不在少数,他们认为这门曾备受关注和赞誉的“异类”遗传学似乎是一项“注定失败的努力”,一种失去了证据支持的现象。
不过尽管遭遇种种批评,许多研究者并没有放弃“上一代人的环境可以通过表观遗传机制影响下一代人”的可能性。虽然并无强有力证据显示这种影响会在人类群体内大规模发生,但根据部分学者的说法,如果掌握更多流行病学和有关机制的数据,我们可能会收获一些好消息。
(摘自凯瑟琳· 奥福德《人类表观遗传学是否值得仔细研究》,有删改)
1.下列对材料相关内容的理解和分析,不正确的一项是(3分)
A.对于新生命诞生之初的遗传现象,遗传学之父孟德尔得出了基因决定性状这一基本认识,基因组印记则拓宽了这一认识。
B.表观遗传是影响促癌基因和抑癌基因表达的重要因素,表观遗传出了问题,促癌基因的表达可能会大大增加。
C.表观遗传学的种种发现与法国博物学家和苏联农学家的主张相一致,美国研究员兰多对此持谨慎肯定的态度。
D.荷兰科学家海曼斯认为表观遗传并不存在,因为他认为表观遗传学是“异类”遗传学,是一项“注定失败的努力”。
2.根据材料一和材料二的内容,下列说法不正确的一项是(3分)
A.表观遗传是指在基因的DNA序列没有发生改变的情况下,某些性状发生了可遗传的变化的一种遗传机制。
B.人的一生都受表观遗传的调控和影响,不被察觉,却又不可或缺,表观遗传的进程往往无法掌控,是不可逆的。
C.表观遗传被很多科学家质疑的一个重要原因是,哺乳动物表观基因组的影响大部分在两次重组过程中被清除了。
D.如果能掌握更多流行病学和有关机制的数据,我们也许能证明环境通过表观遗传机制影响下一代的可能性。
3.结合材料,下列谚语最适合作为可能的论据来支撑表观遗传学观点的一项是(3分)
A.老鼠儿子会打洞。 B.龙生九子,各有不同。
C.一方水土养一方人。 D.种瓜得瓜,种豆得豆。
4.两则材料都围绕“表观遗传”展开论述,二者的侧重点有何不同?请结合材料谈谈你的认识。(4分)
5.倘若“表观遗传”能够对人类健康产生积极效果,请根据材料谈谈人类如何利用“表观遗传”来促进健康。(4分)
答
1.D(原因是缺少证据,因果关系不当。)
2.B(表观遗传是可掌控可逆的。)
3.C(其它三个都属于基因遗传或变异,是经典遗传学的范畴,而C体现了后天环境对人的性状的影响,能对表观遗传学的观点进行可能性支撑。)
4.(1)侧重于说明实际生活中表观遗传(1分)对人一生有着重要的影响(1分)。(2)材料二列举了对于表观遗传学的两种对立(1分)的观点,侧重于强调理论研究上表观遗传作用还缺少有力的证据支持(1分)。
5. 可以通过科学手段(医学、科学等各方面手段)来控制基因表达,促进健康。(2分)通过改善外在环境(自然、人文等各方面环境)来改变基因表达,促进健康。(2分)