贵州大学《遗传学》课件-第5章遗传与发育.pptxVIP

;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。 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。;动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。 ;图 15－1 海胆的个体发育; 图 12－2 海胆卵的切割实验 ;图 15－3 花粉粒的发育;卵细胞的发育过程中，大孢子母细胞经过减数分裂形成的4个大孢子，远离珠孔的一个子细胞能因所处的环境细胞质较多，继续分裂和发育成胚囊，而其余3个大孢子因所处环境的细胞质较少，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。 ;二、细胞核在细胞生长和分化中的作用 ; 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；细胞核内的“遗传信息”决定着个体发育的方向和模式，为蛋白质的合成提供模板(mRNA)以及其它各种重要的RNA，从而控制了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。另一方面，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。 ;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。 ;植物体在受到病原物侵染时，自身抗病基因控制的受体（receptor）识别病原物诱导因子后，使植物细胞迅速产生NO、H2O2。这些物质可以直接或间接地导致植物产生过敏性反应，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的表达，如几丁质酶、葡聚糖酶，这些水解酶通过降解真菌细胞壁来抑制其生长；或诱导与细胞壁形成有关的基因表达（如苯丙氨酸解氨酶基因），从而加强植物细胞壁，抵御病菌侵入。 ;温度高低或日照长度影响花粉的发育，使植物体雄配子育性发生变化。日照???度除了影响植物育性外，还影响植物的生长周期。例如短日条件可以诱导水稻由营养生殖向生殖生长过渡。;第二节 基因对个体发育的控制 一、个体发育的阶段性 个体发育存在阶段性，在个体发育的过程中，各种性状的发育，从受精卵开始分裂时就开始了。 这种个体发育的阶段性实质上是不同基因的被激活或被阻遏的过程。 ;二、基因与发育模式 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。同形异位基因控制个体的发育模式、组织和器官的形成。同形异位基因最早发现于果蝇胚胎发育中。;果蝇的触角脚突变，能够使果蝇头上触角部位长出脚来。这种脚与正常的脚形态相同，但生长的位置却完全不同。这种现象称为同形异位现象。目前已在果蝇、动物、真菌、植物及人类等几乎所有真核生物中发现有同形异位基因的存在。;;;受同形异位基因调节的结构基因包括控制细胞分裂，纺锤体形成和取向，细胞分化等发育过程的基因。 目前对这些结构基因的鉴定和克隆的报道还不多。 ;三、基因与发育过程 个体发育阶段性转变的过程，实质上是不同基因被激活或被阻遏的过程。在发育的某个阶段，某些基因被激活而得到表达，另一些基因则处于被阻遏状态。在发育的另一阶段，原来被阻遏的基因因激活而表达了，原来表达的基因却被阻遏。 基因是否得到表达，可从它的表达产物一蛋白质或转录产物mRNA（差异显示），或通过比较突变型与野生型的表型来推断。 ;1、噬菌体的分化和自然装配 利用突变体所进行的研究，已发现控制T4噬菌体各“部件”的合成以及装配，需要70个基因。大致分成二类： 早期基因: 主要控制早期侵染行为，产生早期的mRNA，编码合成噬菌体DNA的酶等。 晚期基因：主要控制蛋白质“部件”的合成，装配新噬菌体并产生溶菌酶。 无论早期基 因或晚期基 因发生突变， 不能形成完 整的噬菌体。 ;2、细胞粘菌的发育控制 在盘基网柄菌的不同发育阶段，由不同的阶段性专一酶，分别在发育的早期、中期、晚期发挥作用： 早期酶：N-乙酰葡萄糖胺酶 α-甘露糖苷酶 中期酶：苏氨酸脱氨酶 海藻糖磷酸合成酶 晚期酶：碱性磷酸酯酶 β-葡萄糖苷酶 ;3、高等植物发育中基因的顺序表达 高等植物发育中基因的表达在时间和空间上都是受到精确控制的。某一特定发育时期某些mRNA及蛋白质合成的变化，即是有关基因根据植物发育的需要依次表达的结果。 ;4、高等动物发育中基因的顺序表达 人的血红蛋白链的变化，也足以说明个体发育过程中不同基因的表达顺序。 人的血红蛋白是由两条相同的?链和两