第十一章_遗传与发育教程.ppt

* 个体发育所经历的不同阶段，总是遵循预定的方向和模式。这是由个体的基因所决定的。 同形异位基因就是其中的一种主要类型。同形异位基因就是控制个体的发育模式、组织和器官的形成的一类基因。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第1节 细胞核和细胞质在个体发育 中的作用 第2节 基因对个体发育的控制 * ◆高等生物从受精卵开始发育，经过一系列细胞分裂和分化，长成新的个体。这个过程通常称为个体发育。 ◆个体发育有两个特点： ★一是个体发育的方向和模式，由合子(受精卵)中的基因型决定，由基因型和环境共同作用，形成个体的各种性状； ★二是合子分裂到一定阶段，细胞就要发生分化，也就是个体不同部位的细胞形态结构和生理功能发生改变，形成不同的组织和器官。 细胞怎么能发生分化呢？其中基因起什么作用？细胞质又有什么影响？这些都是发育遗传学研究的内容。 * 高等生物的细胞有细胞核和细胞质两个部分组成，对于个体发育来说，两者同样重要，缺一不可。在个体发育中，既分工又合作。 第1节 细胞核和细胞质在个体发育中的作用 * 遗传与发育 * 遗传与发育 * 细胞质在细胞生长和分化中的作用 细胞核在细胞生长和分化中的作用 细胞核和细胞质在个体发育中的相互依存 环境条件的影响 第1节 细胞核和细胞质在个体 发育中的作用 * 一 细胞质在细胞生长和分化中的作用 动、植物的卵细胞虽然是单细胞的，但它的细胞质内除显见的细胞器有分化外，还存在动物极、植物极，灰色新月体和黄色新月体等分化。 这些分化的物质将来发育成什么组织和器官，大体上已经确定。 * 一 细胞质在细胞生长和分化中的作用 ◆海胆受精卵的第一、二次分裂，都是顺着对称轴的方向进行的。如果将四个卵裂细胞分开，每一个卵裂细胞都能发育成小幼虫，说明各个卵裂细胞中的细胞质是完全的 ◆第三次卵裂方向与对称轴垂直，分裂的8个卵裂细胞分开后，就不能发育成小幼虫。 * ◆如果在卵裂开始时，顺着赤道面把卵切成两半 ★带核的植物极一半受精后，发育成比较复杂但不完整的胚胎； ★带核的动物极一半受精后，发育成空心而多纤毛的球状物。两者都不能正常发育而夭折 ◆如果在切割前用离心法将植物极的细胞质抛向动物极，使两者同处于一个半球内，然后进行切割，则含有细胞核的动物极半球在受精后能正常发育。 一 细胞质在细胞生长和分化中的作用 * ◆花粉母细胞小孢子的核，在经过第一次配子有丝分裂后形成二个子核。其中一个核移到细胞质稠密的一端，发育成生殖核。另一个移到细胞的另一端，发育成营养核。 ◆如果小孢子发育不正常，核的分裂面与正常的分裂面垂直，致使两个子核处于同样的细胞质环境，则不能发生营养核和生殖核的分化。 一 细胞质在细胞生长和分化中的作用 * 细胞核在细胞生长 和分化中的作用 ◆伞藻(Acetabularia) 细胞核在基部的假根内。成熟时，顶部长出一个伞状的子实体。 ◆地中海伞藻(A. mediterranea)，子实体边缘为完整的圆形。裂缘伞藻(A. crenulate)，子实体边缘裂成分瓣形。 ◆嫁接试验表明，如果把地中海伞藻的子实体和带核的假根去掉，嫁接到裂缘伞藻的带核的假根上，长出来的是裂缘伞藻的子实体 * 三 细胞核和细胞质在个体发育中的相互依存 ◆在个体发育过程中，细胞核和细胞质是相互依存、不可分割的，但起主导作用的应该是细胞核。 ★细胞核内的“遗传信息”决定着个体发育的方向和模式，控制细胞的代谢方式和分化程序。 ★细胞质则是蛋白质合成的场所，并为DNA的复制、mRNA的转录以及tRNA、rRNA的合成提供原料和能量。 ◆从另一方面看，细胞质中的一些物质又能调节和制约核基因的活性，使得相同的细胞核由于不同的细胞质的影响而导致细胞的分化。细胞质的不等分裂起着重要的作用；没有细胞质的不等分裂，其后果只能是细胞数目的增加，不会有细胞的分化。 * 四 环境条件的影响 ◆生物个体的发育，与个体所处的环境条件密切相关。环境中的很多生物及非生物因子，都可以调控相关基因的表达，影响个体发育。 ◆例如植物与病原菌之间的互作。植物受到病原菌侵染时，由病菌释放的诱导子(elicitor)，识别受植物抗病基因控制的受体(receptor)后，激活植物细胞，使其迅速产生一氧化氮，过氧化氢、活性氧中间体(reactive oxygen intermediate)。这些物质可直接或间接地导致植物产生过敏性反应(hypersensitive response)，杀死病原菌。同时它们也作为信号传递分子，诱导植物防卫相关基因(defense-related gene)表达，如几丁质酶、葡聚糖酶，这些水解酶可降解真菌细胞壁，抑