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帝王蝶的幼虫吃一种叫作“乳草”的有毒植物,乳草产生的毒素“强心甾”能够结合并破坏动物细胞钠钾泵,帝王蝶的幼虫能将“强心甾"储存在体内以防御捕食者。研究人员发现帝王蝶的钠钾泵的119和122位

更新时间:2026-06-17 19:40:28   栏目: 中华词典

帝王蝶的幼虫吃一种叫作“乳草”的有毒植物,乳草产生的毒素“强心甾”能够结合并破坏动物细胞钠钾泵,帝王蝶的幼虫能将“强心甾"储存在体内以防御捕食者。研究人员发现帝王蝶的钠钾泵的119和122位氨基酸与其他昆虫不同,如果利用基因编辑技术修改果蝇钠钾泵基因,发现122位氨基酸改变使果蝇获得抗“强心甾”能力的同时导致果蝇“瘫痪”,119位氨基酸改变时表现型不变,但能消除因122位氨基酸改变导致的“瘫痪”作用。下列叙述正确的是( ) A. 帝王蝶在进化过程中119、122位氨基酸的改变一定是同时发生的 B. 帝王蝶钠钾泵突变基因是由于强心甾与钠钾泵结合后诱发突变形成的 C. 通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时设置了两个实验组 D. 强心甾与钠钾泵结合的普通动物细胞,兴奋传导发生异常

强心甾与钠钾泵结合会破坏细胞离子平衡，而帝王蝶通过钠钾泵特定氨基酸突变获得抗毒性。研究显示，122位突变单独即可大幅提升抗毒能力，但会导致果蝇瘫痪；119位突变本身无抗毒作用，却能消除122位突变的副作用。这种"功能补偿型"突变组合，为理解生物适应性演化提供了典型案例。

选项分析：

A错误：根据演化路径推断，111和119位突变可能先出现，122位突变随后发生。系统发生分析显示，拥有122突变的昆虫通常已具备前两种突变，说明三者并非同时起源。

B错误：强心甾是选择压力而非诱变因素。钠钾泵突变是随机产生后经自然选择保留的结果，并非毒素直接诱发。

C错误：基因编辑实验至少设置了三组单突变（111、119、122）及组合突变，仅119和122位相关的实验组就包括119单突变、122单突变、119+122双突变等，远不止两个实验组。

D正确：钠钾泵维持神经细胞静息电位和动作电位，强心甾结合后会破坏离子梯度，导致兴奋传导异常甚至细胞破裂。这与拟除虫菊酯类药剂作用于钠离子通道引发的神经症状类似。

钠钾泵突变如何在抗毒性与生理功能间取得平衡？帝王蝶的演化智慧或许能为人类设计副作用更小的强心甾类药物提供启示。

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