蛇的四肢是如何消失的?
通过改造基因,再现进化过程的例子并不多见,研究的难点在于寻找进化中的关键基因。近年来,研究者利用基因改造对蛇失去四肢的进化过程进行了研究。
增强子ZRS是DNA上一小段可与特定蛋白质(转录因子)结合的序列,可增强多个基因的特录水平。组织细胞需要执行特定功能时,RNA聚合酶与启动子结合,开启基因的表达过程。相关信号分子进入细胞核,与增强子结合形成的复合结构作用于启动子,增强基因的表达。脊椎动物的胚胎里都有个特殊的“芽”结构,这一结构最终形成四肢。ZRS会在这个“芽”结构中调控四肢基因的表达。当ZRS某些碱基对改变时,即使四肢基因结构没有任何变化,也会造成严重的表型差异。那么蛇失去四肢是否也与ZRS有关呢?
比较不同物种的ZRS碱基序列时,研究者发现绝大部分蛇类ZRS序列某一区段缺失17个碱基对(如图),这可能是蟒蛇失去四肢的原因。为了验证这种可能性,研究者利用基因编辑技术(对特定的基因序列进行切除或替换)对小鼠的受精卵进行改造。小鼠ZRS序列被替换成蟒蛇的ZRS后,实验小鼠的四肢真的消失了,成了没有腿的“蛇鼠”。实验结果表明蟒蛇的ZRS确实是使蟒蛇失去四肢的关键序列。
此外,比较不同脊椎动物的后肢发现,蟒蛇在后肢的位置上还有一个进化残留的小勾,这个结构与蟒蛇的交配行为有关。化石证据也表明,蛇的祖先是有腿的。后肢的遗迹让人们认识到,蟒蛇更接近蛇类祖先。从蟒蛇等原始型蛇出现开始,蛇类就走上了无腿一族的道路。
①;②;③;④。
①黏籽西瓜 ②药西瓜 ③罗典西瓜 ④缺须西瓜
①化石证据②胚胎学证据③比较解剖学证据④细胞生物学证据⑤分子生物学证据
| 第二位碱基 |
| |||||
U | C | A | G | ||||
第一位碱基(5'端) | U | U C A G | 第三位碱基(3'端) | ||||
C | U C A G |
(注:AUG为起始密码子)
“四倍简并位点”现象体现了密码子的性,该特性的意义是。
表3:
组别 | P | F1 | |
墨绿 | 浅绿 | ||
1 | 墨绿×墨绿 | 319 | 0 |
2 | 墨绿×墨绿 | 241 | 79 |
3 | 浅绿×浅绿 | 0 | 314 |
4 | 墨绿×浅绿 | 153 | 144 |
根据组别可以判断为显性性状。
①将平时吃西瓜吐的籽收集起来作为实验材料培育西瓜幼苗②到当地的种子店购买西瓜种子作为实验材料培育西瓜幼苗③将培育的西瓜幼苗随机分为5组④将培育的西瓜幼苗按株高分为高、较高、重点、较低、低5组⑤1组幼苗作为对照组,给予白光照射;4组幼苗作为实验组,给予不同颜色的光(红光、蓝光、不同比例的红蓝混合光等)照射⑥5组幼苗均作为实验组,给予不同颜色的光(红光、蓝光、不同比例的红蓝混合光等)照射⑦保持光照强度、温度、二氧化碳浓度等条件一致⑧测定幼苗叶片的叶绿体含量、光合速率⑨测定幼苗叶片的RuBisco(碳反应过程的一种关键酶)的活性。
①分子生物学②细胞生物学③微观④比较解剖学
物种 | 黑猩猩 | 乌龟 | 马 | 酵母菌 | 小麦 | 天蚕蛾 |
氮基酸差异/个 | 0 | 15 | 12 | 44 | 43 | 31 |
物种 |
黑猩猩 |
乌龟 |
马 |
酵母菌 |
小麦 |
天蚕蛾 |
氨基酸差异/个 |
0 |
15 |
12 |
44 |
43 |
31 |