遗传第15章遗传与发育

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1、第十五章遗传与发育第1节细胞核与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第3节细胞的全能性................目录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。、前言细胞核与细胞质在个体发育中的作用back第一讲细胞质在细胞生长和分

2、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。在卵裂开始时，顺着赤道

3、面把卵切成两半，使其一半含有动物极，一半含有植物极。带核的动物极一半受精后发育成空心而多纤毛的球状物。带核的植物极一半受精后发育成较复杂但不完整胚胎。两者都不能正常发育而夭折。◆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◆卵细胞的发育也一样，远离珠孔一极的细胞质较多，靠近珠孔一极的细胞质较

4、少。大孢母细胞经过减数分裂形成的四个大孢子中，远离珠孔的一个子细胞能继续分裂和发育为胚囊，其余3个最终退化，同样说明细胞质的不同部分对细胞的分化产生不同的影响。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，不久出现中间形的

5、子实体；把这种中间形的子实体去掉，长出来的是裂缘伞藻的子实体◆嫁接后为什么先长出中间形的子实体？★是因为嫁接的茎中还带有原来的细胞核控制下合成的物质，它们自然要影响子实体的形成。等到茎中贮存的物质消耗完了，再生的子实体是在嫁接后的异种核控制下形成的，所以长出的完全是异种的子实体。★控制子实体形态的物质是mRNA。它在核内形成后迅速向藻体上部移动，编码决定子实体形态的特殊蛋白质的合成。这个试验结果，充分肯定了核在伞藻个体发育中的主导作用。细胞核在细胞生长和分化中的作用三、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，细胞核和细胞质相

6、互依存、不可分割，细胞核起主导作用。细胞核内的“遗传信息”决定个体发育方向和模式，为蛋白质（包括酶）合成提供模板（mRNA）以及其它各种RNA，控制细胞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复制、mRNA转录、tRNA或rRNA合成提供原料和能量。*如叶绿体中的RuBp羧化酶的8个大亚基（由叶绿体基因组编码）和8个小亚基（由核基因组编码），*植物叶绿体基因组只能编码120种左右的蛋白质。叶绿体中约3000种蛋白质中，有95%以上的蛋白质是由核基因组编码，在细胞质翻译后被转运到叶绿体中,所以叶绿体在细胞中的重要功能由核质

7、两者共同控制。此外，细胞质物质能调节和制约核基因的活性使得相同的细胞核在不同细胞质的影响下产生细胞的分化。其中细胞质不等分裂起着重要作用：细胞质的不等分裂决定细胞的分化。例如海胆受精卵和植物小孢子分裂后的分化可以说明这一点。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。例如病原菌，日照长度，干旱，冷冻，高温，紫外线及激素类化合物等都可以诱导相关基因的表达，从而影响个体发育。◆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(elici

8、tor)，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(reactiveoxygenintermediate)。这些物质可直接