3种蝙蝠听力相关基因EYA4(eyes absent 4)开放阅读框序列的克隆与分析
【课外阅读】蝙蝠不是色盲科学家发现视觉进化新机制

蝙蝠不是“色盲” 科学家发现视觉进化新机制习惯于夜行生活的蝙蝠,其敏锐的听觉和准确的回声定位能力令人惊讶,其视觉能力会因其夜行生活而导致退化吗?对此,由华东师范大学生命科学学院分子生态与进化实验室张树义教授与英国、爱尔兰学者联合课题组,大胆挑战“弱光环境促使动物视觉退化”的传统经典理论,提出了“感觉代偿”的感官进化新机制,揭示了蝙蝠的视觉世界。
该研究成果5月26日在美国国家科学院院刊(PNAS)上在线发表。
蝙蝠精准的回声定位能力是哺乳动物界最发达的感觉形式之一。
蝙蝠“家族”分为两支,一支是回声定位蝙蝠,主要以昆虫为食,眼睛微小;另一支是非回声定位蝙蝠,眼睛较大,以果实为食,被称为“旧大陆果蝠”。
回声定位蝙蝠又分为“调频蝙蝠”和“恒频蝙蝠”两类。
课题组研究发现,虽然蝙蝠的夜行生活历史长达至少5200万年,但大部分蝙蝠仍然与多数哺乳动物一样具有“双色觉”,可以相应地看到紫外光和红光。
而且非回声定位蝙蝠(旧大陆果蝠)和回声定位蝙蝠在色觉能力上并没有明显差异。
课题组首次提供了基因表达的数据,开发出一种重建祖先终止密码子的算法,并基于这种新的研究方法,对部分蝙蝠视觉退化的原因做出解释:旧大陆果蝠原本生活在树上,进化过程中有小部分栖息地变为基本无光的洞穴,长此以往导致这部分旧大陆果蝠视觉发生退化。
但对恒频蝙蝠而言,视觉退化的根本原因在于它具有一种更发达的回声定位能力。
发达的听觉使恒频蝙蝠不再需要发达的视觉,进而引起视觉退化。
为适应生存环境,一种感觉形式的退化也会引起其他感觉形式的代偿性增强。
这就如同盲人在丧失了视觉能力之后,触觉、听觉等其他感觉能力会有所增强。
感觉代偿进化机制的提出,对于动物感觉系统的进化和夜行生活的研究具有重要的指导意义。
类文阅读6蝙蝠和雷达

类文阅读-6 蝙蝠和雷达“飞翔之王”:蜻蜓蜻蜓被誉为昆虫里的“飞翔之王”。
在闷热的夏季里,暴雨将至或骤雨初歇,蜻蜓常常三五成群在空中飞舞。
它好似一架飞机,而飞行技巧却远远高出于飞机之上。
它能忽上忽下、忽快忽慢地飞行,它能微微抖动翅膀来一个一百八十度的急转弯,它能悬在空中不移动位置,这时它的翅尖每秒钟要挥动30-50次,作长“8”次运动。
就这一手,大多数以飞翔著称的鸟类也望尘莫及。
它可以长途飞行,一小时飞行六七十公里而不着陆;也可以突然降落,停在一个尖尖的枝梢上,瞬间又飞得无影无踪。
唐诗中“蜻蜓飞上玉搔(sāo)头”,生动地描写了这种“特技”表演。
蜻蜓飞得那么自由自在,是靠神经系统控制着翅膀的倾斜角度,微妙地与飞行速度和大气气压相适应。
蜻蜓这种“自动驾驶仪”比现代飞机灵巧得多。
人们从仿生学的角度不断研究昆虫的飞行与构造机能的特点,“移植”到飞机设计上加以应用。
例如在空气动力学中有一种“颤振”现象,如飞机机羽不能消除“颤振”,快速飞行时就会使机羽折断,招致机毁人亡。
蜻蜓则是消除颤振的“先驱者”,它的翅端前缘有一块色深加厚的部分,叫翅痣。
这是保护薄而韧的蜻蜓翅不致折损的关键,人们仿照翅痣,在飞机机羽上设计了加厚部分,于是战胜了颤振,保证了快速型飞机的安全。
(选自《开心趣味百科》)1.解释词语。
骤雨初歇:自由自在:2.本文主要写了。
文章用到的说明方法有、、等。
3.蜻蜓能做哪些“特技表演”呢?用“”在文中画出来。
再说一说,蜻蜓能做这些“特技表演”的根本原因是什么?4.文中引用了“蜻蜓飞上玉搔头”的诗句,你还知道哪些描写蜻蜓的诗句呢?写一写吧。
【参考答案】1.一场阵雨刚刚停止。
形容没有约束,十分安闲随意。
2.蜻蜓具有高超的飞行能力的根本原因举例子列数字作比较3.画出:它能忽上忽下、忽快忽慢地飞行,它能微微抖动翅膀来一个一百八十度的急转弯。
它能悬在空中不移动位置,这时它的翅尖每秒钟要挥动30-50 次,作长“8”字运动。
ORF(开放阅读框)

ORF(开放阅读框)ORF是什么?开放阅读框(英语:Open reading frame;缩写:ORF;其他译名:开放阅读框架、开放式阅读框架,开放读架等)是⽣物个体的基因组中,可能是蛋⽩质编码序列的部分。
基因中的ORF包含并位于开始编码与终⽌编码之间。
由于⼀段DNA或RNA序列有多种不同读取⽅式,因此可能同时存在许多不同的开放阅读框架。
开放阅读框包含⼀段可以编码蛋⽩的碱基序列,不能被终⽌⼦打断。
当⼀个新基因被识别,其DNA序列被解读,⼈们仍旧⽆法搞清相应的蛋⽩序列是什么。
这是因为在没有其它信息的前提下,DNA序列可以按六种框架阅读和翻译(每条链三种,对应三种不同的起始密码⼦)。
ORF识别包括检测这六个阅读框架并决定哪⼀个包含以启动⼦和终⽌⼦为界限的DNA序列⽽其内部不包含启动⼦或密码⼦,符合这些条件的序列有可能对应⼀个真正的单⼀的基因产物。
ORF的识别是证明⼀个新的DNA序列为特定的蛋⽩质编码基因的部分或全部的先决条件。
ORF的属性1.不确定读框:如果遗传密码是不重叠的三联体,那么会有三种可能的⽅式将核苷酸翻译成蛋⽩质, 这三种可能的读码(Reading frame ) ⽅式称为读码框架。
⽐如序列:ACGACGACGACGACGACG,可能的读码框架就有以下三种:ACG ACG ACG ACG ACG ACG ACG ACGCGA CGA CGA CGA CGA CGA CGA CGAGAC GAC GAC GAC GAC GAC GAC GAC⼀段翻译成蛋⽩质的序列有⼀个阅读框架,它有⼀个特殊的起始密码⼦,从此延伸出⼀系列代表氨基酸的三联体,⼀直到在三种类型的终⽌密码⼦上结束。
如果终⽌密码⼦频繁出现,就会阻⽌阅读框被翻译成蛋⽩质。
⼀个序列的三个阅读框全部被阻断,那么它就会失去翻译成蛋⽩质的功能。
当获得⼀个未知的DNA 序列后,就可分析其三个读码框是被阻断的还是开放的。
在任何⼀段DNA 中,通常不会超过⼀个读码框是开放的,因为替换的读码框被频繁出现的终⽌密码⼦阻断。
【课外阅读】英国研究证明说话基因帮蝙蝠回声定位

英国研究证明:说话基因帮蝙蝠回声定位与人类语言进化有关的一个基因同时对蝙蝠的回声定位产生了巨大影响一个与人类语言进化相关的基因可能同时帮助蝙蝠喊出了自己的声音。
根据一项新的研究,为了寻找猎物及躲避障碍物,不同种类的蝙蝠都会发出高频尖叫声,无一例外,它们都携带有一种高度变异的FOXP2基因,这意味着,这种基因在蝙蝠体内的遗传变化促进了其在功能上的进化。
FOXP2所编码的蛋白质似乎能够影响嘴部运动和语言能力之间的协调性。
2001年,这种基因第一次引起了科学家的关注——人们发现,它与说话和语言紊乱有关。
一年后,研究人员再度发现,FOXP2很可能在语言的进化中扮演了一个重要角色。
这种基因同时也对小鼠产生了影响:那些没有FOXP2的小鼠彼此之间无法利用超声波进行交流。
英国伦敦大学女王学院的遗传学家Stephen Rossiter和他的同事于是寻思,蝙蝠的进化是否也依赖于FOXP2基因。
相形之下,这些哺乳动物使人类的会话多少显得有些小儿科——在一种名为回声定位的行为中,蝙蝠必须使鼻、口、耳和喉协同工作,以便发出叫声和接收回声。
所有这些过程都是在飞行过程中机动完成的,而蝙蝠也正是依靠这些信号为自己导航。
Rossiter与中国上海华东师范大学的李钢(音译)和张树义及其同事合作,对13只蝙蝠(它们分属6类蝙蝠)所携带的FOXP2基因进行了测序,这些蝙蝠有的使用回声定位,有的则没有这种技能。
研究人员同时在其他23种哺乳动物——其中包括鸭嘴兽——以及2种鸟类和1种爬行动物体内寻找这种基因。
研究人员发现,与其他动物相比,蝙蝠的FOXP2基因序列所产生的突变是前者的2倍,这意味着迅速的进化。
此外,亲缘关系较近的蝙蝠——它们具有类似的超声波接受能力——趋向于发生相同的突变。
同时,这些遗传变化并不会被那些亲缘关系较远或不依靠回声定位的蝙蝠所共享。
某些蝙蝠具有与导致人类语言障碍的变异类似的遗传突变。
Rossiter指出:“我们的发现表明,FOXP2基因在蝙蝠的回声定位能力的进化与多样化过程中扮演了一个至关重要的角色。
蝙蝠和雷达课件

蝙蝠和雷达
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晴朗的夜空出现两个亮点,越来越近, 才看清楚是一红一绿的两盏灯。接着传来 了隆隆声,这是一架飞机在夜航。
在漆黑的夜里,飞机怎么能安全飞行 呢?原来是人们从蝙蝠身上得到了启示。
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蝙蝠
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雷 达
测定目标位置的无线电装置或系统。
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科学家摹仿蝙蝠探路的方法, 给飞机装上了雷达。雷达通过天线 发出无线电波,无线电波遇到障碍 物就反射回来,显示在荧光屏上。 驾驶员从雷达的荧光屏上,能够看 清楚前方有没有障碍物,所以飞机 在夜里飞行也十分安全。
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( 天线)
开。难道它的眼睛特别敏锐,能在漆黑的夜里 看清楚所有的东西吗?
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A、在一间屋子里横七竖八地拉了许多绳子,绳子 上系着许多铃铛。
B、蝙蝠飞了几个钟头,铃铛一个也没响,那么多 的绳子,它一根也没碰着。
C、蝙蝠就像没头苍蝇似的到处乱撞,挂在绳子上 的铃铛响个不停。
D、科学家经过反复研究,终于揭开了蝙蝠能在夜 间飞行的秘密。
发出的信号被物体弹回,形成了根据物体性质不
同而有不同声音特征的回声。然后蝙蝠在分析回
声的频率、音调和声音间隔等声音特征后,决定
物体的性质和位置。
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蝙蝠大脑的不同部分能截获回声信号的不同成分。
蝙蝠大脑中某些神经元对回声频率敏感,而另一些则对二 个连续声音之间的时间间隔敏感。大脑各部分的共同协作 使蝙蝠做出对反射物体性状的判断。
6.蝙蝠和雷达(最新部编统编人教版四年级语文上册课件PPT) (2)

“终于”说明了科学家为了揭开蝙蝠夜间飞行 的秘密需要反复做实验,反复研究,非常不容易。
蝙蝠眼睛特别敏锐。
“这个问题”就是上面提出的问题。
为了弄清楚这个问题,一百多年前 科学家做了一次试验。
这句话在文中起了什么作用? 这句话是个过渡句“为了弄清楚这个问题”紧承上
文“一百多年前,科学家做了一次试验”引起下文。
判断过渡句(段)的方法
概念:过渡句(段)就是在行文中既承接或总结上面的内容,又提示 或引起下面的内容的句(段)。 作用:承上启下。 判断方法:承上,看是否承接或总结上文;启下,看是否提示或引 起下文。 运用:可以根据过渡句(段)提出问题,这是从文章的形式入手提出 问题的。
“蝙蝠就像没头苍蝇似的到处乱撞”形象地看出了蝙 蝠耳朵被塞上,嘴被封上后根本无法果
试验结论
蝙蝠就像没头的
第 把蝙蝠的耳朵
苍蝇似的到处乱 蝙蝠夜行探路
二
塞上,让它在 撞,挂在绳子上 与耳朵有关。
屋里飞。
次
的铃铛响个不停。
实验次数 试验方式
试验结果
试验结论
蝙蝠就像没头的
超声波:超过人能听到的最高频(20 000赫兹)的声波。超声波 沿直线传播,有方向性,并能反射回来,对物体有破坏性。 广泛应用在各技术部门。
仿生学:仿生学是研究生物系统的结构和性质,以为工程技术提供新的 设计思想及工作原理的科学,属于生物学和技术学相结合的交叉学科。 只要生物有奇特的本领,就成为仿生学所涉猎的目标,现已发展出昆虫 仿生学、海洋生物仿生学、设计仿生学、化学仿生学、分子仿生学等。 仿生学的研究成果被广泛运用于军事、医学、制造、航空等方面,涉及 到各种类型的科学领域,与人类的生产、生活、未来发展有着十分密切 的关系。它作为一门独立的学科,形成于20世纪60年代。
食虫蝙蝠听觉器官构件间的匹配

C H I N E S E J O U R N A L O F A N A T O M Y V01.38N o.42015解剖学杂志2015年第38卷第4期食虫蝙蝠听觉器官构件间的匹配+廖阳1闰荣玲1△(1湖南科技学院生命科学与化学工程系,永州闰江涛2李金亮1陈渫1425199;2秦皇岛市骨科医院骨科,秦皇岛066000)摘要目的:了解食虫蝙蝠听觉器官构件间的相互匹配。
方法:显微解剖与测量斑蝠、普通伏翼蝠、普通长翼蝠、大耳菊头蝠、大蹄蝠共5种食虫蝙蝠的外耳长(L)、锤骨柄长(L。
)、砧骨长突长(L2)、鼓膜面积(SI)、镫骨底面积(Sz)、耳蜗径高(H)、耳蜗底宽(W)等特征变量,并对获得的数据进行统计学分析。
结果:不同种类蝙蝠变量间差异有统计学意义。
L/k、S1/S2、W/H分布范围分别为1.81~2.03、15.15~23.21、1.40~1.54,其中S1/Sz的比值波动最明显。
鼓膜、听小骨与耳蜗的各特征变量间,除锤骨柄长与耳蜗底宽、镫骨底面积与耳蜗底宽之间未呈现出相关性外,其他各对变量间均呈正相关。
外耳耳长与中、内耳各构件的特征指标间均无相关性。
结论:食虫蝙蝠听觉器官构件间的合理匹配为回声定位功能的发挥提供了必要的结构基础。
关键词构件匹配;听觉器官;食虫蝙蝠C om ponent m at chi ng a m ong t he audi t or y or gans of i nsect i vor ous bat s‘Li ao Y an91,Y a n R ongl i n91人,Y an J i angt a02,Li J i nl i an91,C hen J iel(1.D epa r t m ent of L i f e Sci enc es a nd C he m i st r y E ngi nee r i ng,H M撇行U ni ver si t y of Sci ence a nd E ngi neer i ng,Y ongzhou 425199;2.D epa r t m ent of O r t hopedi cs,Q i nhuangda o O r t hop edi cs H ospi t a l,Q i nhua ngdao066000,Chi na)A bst r act O bj ec t i ve:T o under s t and t he com ponent m at c hi ng of t he i ns ec t i vorous bat s’audi t ory or ga ns.M et hods:T he char ac t er i s t i c par am et er s s uch as l en gt h of t he e xt er nal ear(L),he l ve l eng t h of t he m al l eus(L1),cr us l ongum l engt h of t he i ncus(k),ar e a of t ym pani c m em br ane(s1)and st apes’f oot pl at e(S z),hei ght(H)a nd bot t om w i dt h(W)of t he cochl ea of f i ve i ns ec t i vorous bat spec i e s i nc l udi ng Scot o m anes o?'竹at us,P i pi st re l l us abr am us,M i ni opt er us f ul i gi nosus,R hi nol ophU S m acr ot i s,H i pposi der os ar m i ge r w er e det er m i ned t hr ough m i cr os cop i c m eas u r i ng af t e r t he se com ponent s w e r e i s ol a t e d by m i cr o-di s sect i on,t hen t he se dat a w er e an al yzed s t at i s t i cal l y.Res ul t s:(1)Si gni f i cant di ff e renc e e xi st ed i n t he se char ac t er i s t i c par am et er s a m ong di ff er ent bat spec i es(O ne-w a y A N O V A)。
关于蝙蝠的英语阅读理解

关于蝙蝠的英语阅读理解
(原创版)
目录
1.蝙蝠的概述
2.蝙蝠的生态和行为特点
3.蝙蝠的回声定位能力
4.回声定位在雷达技术中的应用
5.蝙蝠回声定位对科学研究的启示
正文
1.蝙蝠的概述
蝙蝠是哺乳动物中最大的一类,它们拥有超过 1200 种不同的品种。
蝙蝠分布广泛,遍布全球各地,从寒带到热带都有它们的身影。
蝙蝠的体型小巧,通常体重在几克到几千克之间。
它们的前肢变成了翅膀,使它们能够在空中飞行。
2.蝙蝠的生态和行为特点
蝙蝠是夜行性动物,它们在夜间活动,白天则休息。
蝙蝠的食物多样,既有植物,也有动物。
一些蝙蝠以昆虫为食,如蚊子、蛾等;另一些蝙蝠则以果实、叶子、花蜜等为食。
3.蝙蝠的回声定位能力
蝙蝠具有独特的回声定位能力,可以通过发出高音调的声音,然后根据回声来定位周围环境和猎物。
这种能力被称为回声定位。
蝙蝠在回声定位过程中,能够判断物体的距离、形状和大小,从而有效地捕捉猎物和避免障碍物。
4.回声定位在雷达技术中的应用
蝙蝠的回声定位能力启发了人类发展雷达技术。
雷达是一种通过发射无线电波,然后根据回波来探测目标位置和速度的设备。
雷达技术的应用广泛,包括军事、航空、航海、气象等领域。
5.蝙蝠回声定位对科学研究的启示
蝙蝠回声定位的研究为人类提供了许多科学启示。
例如,科学家们通过对蝙蝠回声定位的研究,发现了生物学中的超声波现象。
此外,蝙蝠回声定位的研究还推动了信号处理、人工智能等领域的发展。
总之,蝙蝠不仅是一种有趣的哺乳动物,还是人类科学研究的重要模型。
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动 物 学 杂 志 C i s Jun l fZ o g 2 0 ,3 5 :2 8 hn e ora o ol y 0 8 4 ( ) 6 ~6 e o
3种 蝙 蝠 听 力 相 关 基 因 EY 4(y sa sn A ee be t 4) 开 放 阅读 框 序 列 的 克 隆 与 分 析
王 力① 王锦红② 何贝贝② 周莹莹② 叶绍辉 李 ② ① 钢②
( 云南 农 业 大 学 动 物科 技 学 院 昆明 ① 6 0 0 ; 华 东 师 范 大 学生 命 科 学 学 院 上 海 2 0 6 ) 521 ② 002
摘要 : Y4基 因 是 与果 蝇 ( r ohl m l oat ) EA Do p i e ng sr 的无 眼 基 因 ea同 源 的 4个 脊 椎 动 物 转 录 激 活 因 子 s a a e y ea基 因家 族 ( Y 1 ) 一 员 。相 关 的研 究 表 明 y E A. 的 4 基 因 与 非 综 合 征 听 觉 障 碍 有 关 。 蝙 蝠 特 化 的 听
Ab ta t Y 4, h mooo s t ee be t (ea) g n o D oo hl i a me e f te o r v r bae src:E A o lg u o ys sn a y e e f rsp i a, s mb ro h fu et rt e
ta s rpin l a tv tr f y g n a l r n ci t a ciaos o e a e e f miy. P e ius tdis a e n c td t t o r vo su e h v idiae ha EY 4 e e s ner ltd A g n i itreae wi t h
( C lg n a c ne u n nA r u ua U i r t ,K n ig 6 0 0 ; ① ol e fA i l i c ,Y n a g i l rl nv s y a m n 5 2 1 e o m Se c t ei ② S ho o f c ne at om lU i r t ,S a g a 2 0 6 , h a co l L eSi c ,E s N r a nv s y h n h i 0 0 2 C i ) i f e ei n
l cea h ) Y 4基 因 的 开放 阅读 框 序 列 。通 过 比对 分析 , 现 这 3 蝙 蝠 均 没 有 第 五 外 显 子 , 在 第 十 e hnuiE A s 发 种 而
一
外 显 子 与 第 十 二 外 显 子 之 间 有 一 个 其 他 哺 乳 动 物 所 没 有 的外 显 子 eo 。此 外 , 验 结 果 还 显 示 , xnb 实 在
觉 系 统 在 回声 定位 生理 过程 中 负 责 回 声信 息 的 接 收 和处 理 , 起 到 重 要 作 用 。 利 用 R —C 并 TP R技 术 , 过 通
克 隆测 序 得 到 3种 蝙 蝠 ( 足 鼠耳 蝠 M osrkt , 髯 墓 蝠 Tpoosm l ooo , 果 蝠 R u ts 大 yt i ei 黑 i c t ahzu e npg n 棕 a os t eu
关 键 词 :蝙 蝠 ; Y 4; 放 阅读 框 ( R ) ea R;yV EA 开 O F ; H ea R y 中 图分 类 号 : 7 1 文 献标 识 码 : 文章 编 号 :2 03 6 (0 8 0 —20 Q 5 A 0 5 —2 3 2 o )56 —7
Cl n n n o i g a d Ana y i f Op n Re d ng Fr m e o a i g c r ea e l ss o e a i a f He rn - o r l t d
s n o n u a e rn o s e s r e r l h a i g l s .Th p c a ie ud t r y t m f b tt a e ev s a d p o e s s e h n o ma i n h s a i e s e i lz d a i y s se o a h tr c i e n r c s e c o i f r t a n o o
棕 果 蝠 中没 有 发 现 其 他 已知 哺 乳 动 物 E A Y4基 因 的第 二 十 外 显 子 ; 黑 髯 墓 蝠 E A 在 Y4基 因 中缺 少 第 十 九 外 显 子 , 且 与其 他 哺乳 动物 相 比 , 髯 墓 蝠 E A 而 黑 Y4基 因具 有 较 短 的 第 十 六 外 显 子 , 即缺 少 了 3 0个 碱 基 ; 大 足 鼠耳 蝠 与 非 蝙 蝠 哺 乳 动 物 一 样 存 在 第 十 九 和 第 二 十 外 显 子 的 可 变 剪 接 模 式 , 在 第 二 与 第 三 外 显 且 子 中 间存 在 外 显 子 eo 。 xna
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