遗传和发育专题知识专家讲座.pptxVIP

第十一章遗传与发育;;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内容。;第一节发育遗传学概论;细胞核和细胞质在个体发育中作用

一、细胞质在细胞生长和分化中作用

动、植物卵细胞即使是单细胞，但它细胞质内除显见细胞器有分化外，还存在动物极、植物极，灰色新月体和黄色新月体等分化。这些分化物质未来发育成什么组织和器官，大致上已经确定。;早在20世纪最初20年中，人们就发觉，假如把关注焦点集中在相对简单生物上则发育现象难题能够得到部分解答。因为这些生物细胞数量更少，分布相对单一，改变也很好观察。因为进化原因，细胞生命在发育基本模式方面含有相当大同一性，所以利用位于生物复杂性阶梯较低级位置上物种来研究发育共通规律是可能。;第一个被用作模式生物是海胆（SeaUrchin），它胚胎对早期发育生物学发展有举足轻重作用。早在1875年，奥斯卡·赫特维格（OscerHertiwig,1849-1922）就开始以海胆为材料研究受精过程中细胞核作用，1890年后，海胆更在受精和早期胚胎发育研究中起了主要作用。1891年，汉斯·德瑞熙（HansDriesh，1876－1941）在海胆中完成了海胆胚胎分裂试验，为当代发育生物学奠定了第一块观念里程碑。他在显微镜下把刚才完成第一次分裂海胆一分为二，结果发觉，分开后两个细胞各自形成了一个完整幼虫。这一试验意义在于证实胚胎含有调整发育能力，并使盛行一时机械论发育思想完全破产。;遗传和发育专题知识专家讲座;海胆卵切割试验

;二、细胞核在细胞生长和分化中作用

伞藻是一个大型单细胞

海生绿藻，细胞核在基部

假根内。

据研究，控制子实体形态

物质是mRNA。它在核内

形成后快速向藻体上部移

动，编码决定子实体形态

特殊蛋白质合成。;三、细胞核和细胞质在个体发育中相互依存

在个体发育过程中，细胞核和细胞质是相互依存、不可分割；细胞核内“遗传信息”决定着个体发育方向和模式，为蛋白质合成提供模板(mRNA)以及其它各种主要RNA，从而控制了细胞代谢方式和分化程序；细胞质则是蛋白质合成场所，并为DNA复制、mRNA转录以及tRNA、rRNA合成提供原料和能量。另首先，细胞质中一些物质又能调整和制约核基因活性，使得相同细胞核因为不一样细胞质影响而造成细胞分化。;第二节基因在细胞分化和细胞决定中作用

;一、单细胞生物细胞分化与发育调控

分化与发育比较简单

芽孢

RNA聚合酶：α2ββ’σ

二、多细胞生物细胞分化与细胞决定

自主特化

条件特化

合胞特化;例1噬菌体分化和自然装配

控制T4噬菌体各“部件”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mRNA，编码合成噬菌体DNA酶等。

晚期基因：主要控制蛋白质“部件”合成，装配新噬菌体并产生溶菌酶。

不论早期基

因或晚期基

因发生突变，

不能形成完

整噬菌体。;2、细胞粘菌发育控制

在盘基网柄菌不一样发育阶段，由不一样阶段性专一酶，分别在发育早期、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次序表示

高等植物发育中基因表示在时间和空间上都是受到准确控制。某一特定发育时期一些mRNA及蛋白质合成改变，即相关基因依据植物发育需要依次表示结果。;4、高等动物发育中基因次序表示

人血红蛋白是由两条相同?链和两条相同β链聚合而成四聚体，即?2?2。

?链基因簇包含一个活性?基因、2个活性?基因、1个?假基因、2个?假基因。

β链基因簇含有5个功效性基因(1?，2?，1?和1β基因)、1个β假基因。

在人一生中，血红蛋白链要经历屡次改变，即这些不一样链是在发育不一样时期表示

胚胎期(8周前)：?2?2?2?2?2?2

胎儿期(3-9个月)：?2?2

成人期(自出生开始)：?2?2?2?2;三、秀丽隐杆线虫细胞特化-一个是完全程序化发育模式;五、个体发育阶段性

个体发育存在阶段性，在个体发育过程中，

各种性状发育，从受精卵开始分裂时就开始了。

这种个体发育阶段性实质上是不一样基因被激活或

被阻遏过程。

;四、环境条件影响

生物个体发育，与个体所处环境条件亲密相关。环境中很多生物及非生物因子，都能够调控相关基因表示，影响个体发育。;二、基因与发育模式

个体发育所经历不一样