材料一 ①我的一位周姓朋友的妻子周太太特別害怕蜘蛛。每次看見(jiàn)蜘蛛,她都幾近歇斯底里的邊緣,直到周先生捉到蜘蛛并將它驅(qū)逐出公寓。這位女士也不喜歡蟑螂,但那僅僅是厭惡,只有蜘蛛能激起她內(nèi)心深處真正的恐懼。然而細(xì)究起來(lái),這種恐懼的產(chǎn)生并沒(méi)有特別的理由。她自己這樣描述道:“我想這種恐懼來(lái)自我的DNA,可能我的祖母經(jīng)歷過(guò)與蜘蛛有關(guān)的恐怖事情,然后她將這個(gè)遺傳給了我。”
②這解釋很有意思,不過(guò),恐怕絕大多數(shù)生物學(xué)家會(huì)對(duì)這個(gè)所謂“祖母遺傳”的解釋不屑一顧,因?yàn)檫@與分子生物學(xué)中的中心法則背道而馳。中心法則,是指由DNA編碼的遺傳信息轉(zhuǎn)錄傳遞給RNA,再?gòu)腞NA傳遞給蛋白質(zhì),即完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程。這一信息流是嚴(yán)格的單向傳遞。DNA的序列可能發(fā)生改變(突變),但這是隨機(jī)的。因此,周太太對(duì)蜘蛛的恐懼遺傳自害怕蜘蛛的祖母,這一解釋是站不住腳的。迄今為止,人們尚未發(fā)現(xiàn)任何機(jī)制能實(shí)現(xiàn)非隨機(jī)性的DNA編碼突變。
③早在18世紀(jì)有人提出一個(gè)觀點(diǎn)——后天獲得性狀遺傳,即人們可能會(huì)遺傳祖先們?cè)谏钸^(guò)程中受環(huán)境影響而后天獲得的性狀。此觀點(diǎn)得到法國(guó)博物學(xué)家讓·巴蒂斯特·拉馬克的推崇,因此也被稱(chēng)為“拉馬克學(xué)說(shuō)”,這一觀點(diǎn)在19世紀(jì)極為流行,甚至達(dá)爾文也贊同該觀點(diǎn)。然而,隨著人們對(duì)遺傳機(jī)制的逐漸認(rèn)識(shí),發(fā)現(xiàn)遺傳信息是按照DNA—RNA—蛋白質(zhì)進(jìn)行傳遞的,很顯然后天獲得的性狀是不可能遺傳的。也有大量證據(jù)表明這類(lèi)遺傳不會(huì)發(fā)生。比如,如果某個(gè)人在車(chē)禍中不幸失去一條腿,他之后生的孩子不會(huì)生來(lái)就少一條腿。后天獲得的性狀(一條腿缺失)不會(huì)反向?qū)⑿畔鬟f到DNA繼而影響該個(gè)體的后代。
④可能有人會(huì)反駁,上述獲得性狀沒(méi)有得到遺傳是因?yàn)槠洳痪哂羞x擇優(yōu)勢(shì)。拉馬克學(xué)說(shuō)認(rèn)為獲得性狀特指有益的性狀。如果一個(gè)人在車(chē)禍中失去一條腿,他的后代出生時(shí)也少一條腿沒(méi)有任何益處。20世紀(jì)20年代,科學(xué)家們做了許多實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證大鼠是不是能獲得具有選擇優(yōu)勢(shì)的性狀。其中最著名的一系列實(shí)驗(yàn)來(lái)自哈佛大學(xué)的生物學(xué)家威廉姆·麥克杜格爾。麥克杜格爾訓(xùn)練了一批大鼠,然后讓其繁育后代,再訓(xùn)練它們的后代并讓其繼續(xù)繁育,這一過(guò)程持續(xù)了32代,用了整整15年的時(shí)間。他發(fā)現(xiàn),接受訓(xùn)練的大鼠的后代學(xué)習(xí)該項(xiàng)任務(wù)的速度比親代更快,并且隨著代數(shù)的增加,學(xué)習(xí)速度越來(lái)越快。因此,拉馬克學(xué)說(shuō)和獲得性有利性狀的遺傳也不成立,這些結(jié)果倒是支持了后來(lái)出現(xiàn)的中心法則。
⑤基于上述背景,最近在《自然神經(jīng)科學(xué)》雜志上發(fā)表的一篇文章報(bào)道了一些讓人震驚的發(fā)現(xiàn)。兩位來(lái)自美國(guó)亞特蘭大埃默里大學(xué)的科學(xué)家,凱麗·雷斯勒和布里安·迪亞斯研究苯乙酮對(duì)小鼠的影響。這種化學(xué)物質(zhì)具有一種特別的氣味。他們將雄性小鼠暴露于苯乙酮的氣味下,同時(shí)對(duì)小鼠施以少量但疼痛的電擊。小鼠很快就將氣味和疼痛聯(lián)系起來(lái)。最后,僅僅是苯乙酮的氣味就足以使其戰(zhàn)栗。令人吃驚的是,雷斯勒和迪亞斯的實(shí)驗(yàn)中受訓(xùn)練小鼠的后代也出現(xiàn)了同樣的恐懼特征。當(dāng)苯乙酮的氣味飄到它們的籠子里時(shí),它們居然因恐懼而戰(zhàn)栗。
⑥這項(xiàng)研究意義重大,同時(shí)也引出大量的問(wèn)題。特別是,這種遺傳的機(jī)制是什么?怎么可能以如此戲劇性的形式打破中心法則?研究者發(fā)現(xiàn),因訓(xùn)練導(dǎo)致害怕這種氣味的小鼠的大腦中發(fā)生了一些變化,與氣味感知系統(tǒng)有關(guān)。讓人費(fèi)解的是,這一性狀為什么會(huì)遺傳給后代?這一信息怎么可能反向傳給DNA?
⑦但是這個(gè)解釋還有很多問(wèn)題。首先,對(duì)刺激的恐懼反應(yīng)是如何恰好改變了與那個(gè)刺激有關(guān)的基因的甲基化水平,特別是在精子中如何做到這一點(diǎn),我們一無(wú)所知。其次,假設(shè)甲基化的改變是做記號(hào)的方式,我們依然不知道這種甲基化的差異為什么或如何被解釋成“害怕苯乙酮”的意思。
⑧或許周太太是對(duì)的?？赡芩淖婺复_實(shí)經(jīng)歷過(guò)與蜘蛛有關(guān)的恐怖的事,而這現(xiàn)在被記錄在她的DNA里——或者更準(zhǔn)確地說(shuō),大概是甲基化在她的DNA上產(chǎn)生了這個(gè)效果。他們的子女也會(huì)懷有同樣的恐懼嗎?這還不知道,但是研究者們正在試圖弄清對(duì)苯乙酮的恐懼會(huì)在小鼠中保持多少代。我們真的可能是來(lái)自過(guò)去的一團(tuán)恐懼。
(摘編自約翰·斯皮克曼《來(lái)自過(guò)去的恐懼》)
材料二 長(zhǎng)期以來(lái),人們認(rèn)為生物體在后天獲得的生理特性是不能傳給后代的,比如一個(gè)人愛(ài)吃辣,他的后代不一定愛(ài)吃辣;一只貓失去了尾巴,它的后代一般是會(huì)有尾巴的。然而,近年來(lái),后天獲得性狀的遺傳理論得到了支持。
新加坡國(guó)立大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院研究表明,無(wú)論是雙環(huán)毛毛蟲(chóng)還是成年雙環(huán)蝴蝶,如果在發(fā)育過(guò)程中或在生命早期接觸到新氣味,它們都會(huì)偏好新氣味。研究人員還發(fā)現(xiàn),暴露在外的毛毛蟲(chóng)和蝴蝶的后代顯示出與父母相同的新偏好,即使它們自己沒(méi)有暴露在外,這表明它們的父母已經(jīng)將它們新獲得的偏好傳遞給了它們的孩子。
研究者將毛毛蟲(chóng)和蝴蝶暴露在自然環(huán)境中很少出現(xiàn)的新氣味中。在實(shí)驗(yàn)中,毛毛蟲(chóng)在整個(gè)發(fā)育過(guò)程中都被用玉米葉喂養(yǎng),這些玉米葉通常被香蕉或杧果精華包裹。這些毛毛蟲(chóng)大多喜歡在暴露幾天后吃含有水果精華的葉子。
研究者將年輕的雌性蝴蝶暴露在新的信息素混合物中,這種信息素由雄性產(chǎn)生,用來(lái)引誘雌性蝴蝶。結(jié)果表明,暴露后的雌性更喜歡具有新信息素混合物的雄性。
“這些結(jié)果意義重大,因?yàn)樗鼈儽砻骼ハx(chóng)不僅受本能的驅(qū)使,而且可以從以往的經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí),并相應(yīng)地調(diào)整未來(lái)的行為。它們的學(xué)習(xí)能力對(duì)它們的生存和繁殖的影響是非常重要的?！毖芯空弑硎尽?br>研究結(jié)果表明,新一代的蝴蝶對(duì)新的食物氣味或新的信息素混合物也表現(xiàn)出同樣的偏好,盡管它們自己從未接觸過(guò)這些氣味。研究小組得出結(jié)論,后代繼承了父母的偏好。
雖然這些學(xué)習(xí)和遺傳過(guò)程被假設(shè)有助于昆蟲(chóng)飲食多樣性的進(jìn)化,以及昆蟲(chóng)多樣化過(guò)程中的配偶選擇,但這種遺傳機(jī)制對(duì)進(jìn)化的影響仍然是未知的。
研究者說(shuō):“我們現(xiàn)在正在研究這種行為傳遞是否能維持一代以上,因?yàn)檫@些仍然是進(jìn)化生物學(xué)領(lǐng)域中最令人興奮的問(wèn)題?！?br>(摘編自網(wǎng)絡(luò))
1.下列對(duì)材料中加點(diǎn)的相關(guān)內(nèi)容的理解和分析,不正確的一項(xiàng)是( )(3分)
A.“沒(méi)有特別的理由”這句話耐人尋味,指周太太害怕蜘蛛可能跟遺傳因素有關(guān)。
B.“反向”在文中指后天獲得的性狀只能保留在本人的基因里,無(wú)法傳遞給下一代。
C.“戲劇性”在文中指美國(guó)科學(xué)家的研究結(jié)果令人感到很意外,像戲劇情節(jié)那樣出人意料。
D.“最令人興奮”在文中指新發(fā)現(xiàn)的遺傳傳遞性質(zhì)機(jī)制有很多未知值得探索。
2.根據(jù)材料內(nèi)容,下列說(shuō)法不正確的一項(xiàng)是( )(3分)
A.材料一開(kāi)頭寫(xiě)周太太看見(jiàn)蜘蛛的反應(yīng),使讀者產(chǎn)生好奇,引人入勝,進(jìn)而提出一個(gè)科學(xué)論題,避免了文章的枯燥乏味。
B.生物后天獲得的一些性狀,比如愛(ài)吃辣椒,或失去某個(gè)部位,一般不會(huì)遺傳給下一代,但是這種觀點(diǎn)現(xiàn)在受到挑戰(zhàn)。
C.新加坡國(guó)立大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院研究發(fā)現(xiàn),雙環(huán)毛毛蟲(chóng)和成年雙環(huán)蝴蝶能把后天獲得的新氣味偏好遺傳給它們的后一代。
D.研究人員發(fā)現(xiàn),把毛毛蟲(chóng)和蝴蝶放入新氣味中,能使它們獲得某些經(jīng)驗(yàn),這些經(jīng)驗(yàn)?zāi)芴岣咚鼈兒蟠纳婧头敝衬芰Α?br>3.結(jié)合材料內(nèi)容,下列選項(xiàng)中不能支撐“后天獲得性狀遺傳”這一觀點(diǎn)的一項(xiàng)是( )(3分)
A.過(guò)去中國(guó)人長(zhǎng)期從事農(nóng)業(yè)勞動(dòng),風(fēng)吹日曬,皮膚發(fā)黑?，F(xiàn)代人大多在室內(nèi)工作或勞動(dòng),生活中接觸陽(yáng)光時(shí)間縮短,人的皮膚會(huì)越來(lái)越白。
B.第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期的荷蘭出現(xiàn)大面積饑荒事件。長(zhǎng)期處于饑餓狀態(tài)的母親生出的孩子更容易出現(xiàn)肥胖和其他代謝紊亂疾病,這一患病風(fēng)險(xiǎn)延續(xù)到了他們的后代。
C.現(xiàn)代社會(huì)許多人從未見(jiàn)過(guò)野生的蛇或蜘蛛,但懼怕蛇和蜘蛛仍是一種普遍現(xiàn)象,一些科學(xué)家認(rèn)為人們?cè)诔砷L(zhǎng)過(guò)程中學(xué)會(huì)了害怕這些危險(xiǎn)動(dòng)物。
D.后天的生活習(xí)慣、環(huán)境等多方面條件都可以對(duì)人類(lèi)的基因產(chǎn)生迅速而直接的遺傳影響,換句話說(shuō),如果當(dāng)?shù)?0歲那年開(kāi)始吸煙,可能殃及子女的身體健康。
4.(理解概念含義)材料一第②段中的“中心法則”和第③段中的“拉馬克學(xué)說(shuō)”分別指什么?(4分)
5.材料一結(jié)尾既說(shuō)“或許周太太是對(duì)的”,又懷疑說(shuō)“他們的子女也會(huì)懷有同樣的恐懼嗎”,這樣說(shuō)自相矛盾嗎?為什么?請(qǐng)結(jié)合文意分析。(6分)
6.文中“中心法則”和“拉馬克學(xué)說(shuō)”得出的遺傳結(jié)論有什么不同?請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明。(4分)
答案與解析
練案5 文內(nèi)概念的理解與闡釋
1.B 解析 B項(xiàng),“在文中指后天獲得的性狀只能保留在本人的基因里,無(wú)法傳遞給下一代”錯(cuò)誤,“反向”在文中指遺傳信息不可能按蛋白質(zhì)—RNA—DNA進(jìn)行傳遞。
2.D 解析 D項(xiàng),“這些經(jīng)驗(yàn)?zāi)芴岣咚鼈兒蟠纳婧头敝衬芰Α卞e(cuò)誤,于文無(wú)據(jù),原文的意思是這些經(jīng)驗(yàn)會(huì)遺傳給后代。
3.C 解析 A、B、D三項(xiàng)都可以支撐“后天獲得性狀遺傳”這一觀點(diǎn);C項(xiàng)闡述的人懼怕蛇和蜘蛛是后天習(xí)得的,而非遺傳。
4.①“中心法則”,指由DNA編碼的遺傳信息轉(zhuǎn)錄傳遞給RNA,再?gòu)腞NA傳遞給蛋白質(zhì),即完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過(guò)程。②“拉馬克學(xué)說(shuō)”,指法國(guó)博物學(xué)家讓·巴蒂斯特·拉馬克所推崇的“后天獲得性狀遺傳”(或“人們可能會(huì)遺傳祖先們?cè)谏钸^(guò)程中受環(huán)境影響而后天獲得的性狀”)的觀點(diǎn)。
5.不矛盾。①材料一開(kāi)頭“周太太特別害怕蜘蛛”的現(xiàn)象,是事實(shí);②對(duì)于“來(lái)自過(guò)去的恐懼”眾說(shuō)紛紜(或?qū)τ凇白婺高z傳”的科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)論不一);③“對(duì)苯乙酮的恐懼”,研究者們正在試圖弄清楚(或還沒(méi)有弄清楚),孰是孰非(誰(shuí)是誰(shuí)非)科學(xué)研究暫無(wú)定論;④材料一用“或許”的模糊語(yǔ)言,以及疑問(wèn)語(yǔ)氣,符合研究現(xiàn)狀。
6.①“中心法則”表明了遺傳這一信息流是嚴(yán)格的單向傳遞,DNA的序列可能會(huì)發(fā)生隨機(jī)的改變(突變);②“拉馬克學(xué)說(shuō)”表明人們可能會(huì)獲得后天得到的性狀的遺傳。

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