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蛇的四肢是如何消失的?
通過改造基因,再現(xiàn)進化過程的例子并不多見,研究的難點在于尋找進化中的關鍵基因。近年來,研究者利用基因改造對蛇失去四肢的進化過程進行了研究。
增強子ZRS是DNA上一小段可與特定蛋白質(轉錄因子)結合的序列,可增強多個基因的特錄水平。組織細胞需要執(zhí)行特定功能時,RNA聚合酶與啟動子結合,開啟基因的表達過程。相關信號分子進入細胞核,與增強子結合形成的復合結構作用于啟動子,增強基因的表達。脊椎動物的胚胎里都有個特殊的“芽”結構,這一結構最終形成四肢。ZRS會在這個“芽”結構中調控四肢基因的表達。當ZRS某些堿基對改變時,即使四肢基因結構沒有任何變化,也會造成嚴重的表型差異。那么蛇失去四肢是否也與ZRS有關呢?
比較不同物種的ZRS堿基序列時,研究者發(fā)現(xiàn)絕大部分蛇類ZRS序列某一區(qū)段缺失17個堿基對(如圖),這可能是蟒蛇失去四肢的原因。為了驗證這種可能性,研究者利用基因編輯技術(對特定的基因序列進行切除或替換)對小鼠的受精卵進行改造。小鼠ZRS序列被替換成蟒蛇的ZRS后,實驗小鼠的四肢真的消失了,成了沒有腿的“蛇鼠”。實驗結果表明蟒蛇的ZRS確實是使蟒蛇失去四肢的關鍵序列。
此外,比較不同脊椎動物的后肢發(fā)現(xiàn),蟒蛇在后肢的位置上還有一個進化殘留的小勾,這個結構與蟒蛇的交配行為有關?;C據(jù)也表明,蛇的祖先是有腿的。后肢的遺跡讓人們認識到,蟒蛇更接近蛇類祖先。從蟒蛇等原始型蛇出現(xiàn)開始,蛇類就走上了無腿一族的道路。
(1)本文提到的進化證據(jù)除胚胎學證據(jù)和比較解剖學證據(jù)外,還有 化石化石證據(jù)和 (細胞和)分子水平(細胞和)分子水平證據(jù)。
(2)結合文中第二段文字,完善下列圖解。
①增強子增強子;②RNA聚合酶RNA聚合酶;③轉錄轉錄;④翻譯翻譯。
(3)請在文中實驗的基礎上補充一組實驗,利用基因編輯技術為“蟒蛇ZRS中缺失的17個堿基對是使蟒蛇失去四肢的關鍵序列”提供更多的實驗證據(jù)。 實驗一:將蟒蛇受精卵中ZRS序列替換成小鼠的ZRS,獲得長出四肢的蛇或實驗二:將“蛇鼠”受精卵中的蟒蛇ZRS重新替換成小鼠ZRS,“蛇鼠”又長出四肢或實驗三:直接將小鼠受精卵中22s的特定17個堿基對切除,受精師發(fā)育為“蛇隊”實驗一:將蟒蛇受精卵中ZRS序列替換成小鼠的ZRS,獲得長出四肢的蛇或實驗二:將“蛇鼠”受精卵中的蟒蛇ZRS重新替換成小鼠ZRS,“蛇鼠”又長出四肢或實驗三:直接將小鼠受精卵中22s的特定17個堿基對切除,受精師發(fā)育為“蛇隊”。
(4)從文中信息推測,蛇種群中首先發(fā)生了四肢退化這種可遺傳的變異,然后再在 自然自然選擇作用下被保留下來。種群的 基因頻率基因頻率發(fā)生定向改變,導致蛇種群朝著失去四肢的方向進化。
【考點】遺傳信息的轉錄和翻譯.
【答案】化石;(細胞和)分子水平;增強子;RNA聚合酶;轉錄;翻譯;實驗一:將蟒蛇受精卵中ZRS序列替換成小鼠的ZRS,獲得長出四肢的蛇或實驗二:將“蛇鼠”受精卵中的蟒蛇ZRS重新替換成小鼠ZRS,“蛇鼠”又長出四肢或實驗三:直接將小鼠受精卵中22s的特定17個堿基對切除,受精師發(fā)育為“蛇隊”;自然;基因頻率
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/7/27 8:0:9組卷:17引用:1難度:0.5
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1.下列關于密碼子的敘述,正確的是( ?。?/h2>
A.一種密碼子能編碼多種氨基酸,所以密碼子有簡并性 B.一種密碼子能與多種反密碼子堿基互補 C.病毒和細胞結構的生物各用一套遺傳密碼 D.密碼子只存在于mRNA上 發(fā)布:2025/1/14 8:0:1組卷:1引用:1難度:0.8 -
2.減數(shù)第一次分裂之前的間期需進行DNA的復制和有關蛋白質的合成?;卮鹣铝袉栴}:
(1)在DNA的復制過程中,DNA在
(2)某基因中非模板鏈上的一段序列堿基為…TAT GAG CTC GAG TAT GAG CTC ……,根據(jù)下表提供的遺傳密碼推測該堿基序列對應的DNA片段所編碼的氨基酸序列為:密碼子 CAC UAU AUA CUC GUG UCC GAG 氨基酸 組氨酸 酪氨酸 異亮氨酸 亮氨酸 纈氨酸 絲氨酸 谷氨酸 發(fā)布:2025/1/21 8:0:1組卷:2引用:2難度:0.6 -
3.RNA編輯是某些RNA,特別是mRNA前體的一種加工方式,如插入、刪除或取代一些核苷酸,導致DNA所編碼的mRNA發(fā)生改變。載脂蛋白基因編碼區(qū)共有4563個密碼子對應的堿基對,在表達過程中存在RNA編輯現(xiàn)象。如圖是在哺乳動物肝臟和腸組織中分離到的載脂蛋白mRNA序列,兩種RNA只有圖示中的堿基不同。據(jù)此分析,下列敘述正確的是( ?。?br />
A.RNA編輯屬于基因突變,原因是基因表達的產(chǎn)物發(fā)生了變化 B.通過RNA編輯,使腸載脂蛋白mRNA中終止密碼子提前出現(xiàn) C.①過程發(fā)生在細胞核內,需要解旋酶和RNA聚合酶參與催化 D.②過程共需要mRNA和tRNA兩種RNA參與,tRNA的作用是運輸氨基酸 發(fā)布:2025/1/3 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.8