转录水平基因调控

第十三章 遗传与个体发育
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第十 四章 遗传与个体发育
高等生物从受精卵开始发育，经过一系列细 胞分裂和分化，长成新的个体。这个过程通常 称为个体发育。
个体发育包括三个过程，即由单细胞
多细胞：通过细胞分裂完成，增加了细胞的数
量；由简单
复杂：通过细胞分化完成，
增加了细胞的种类；由基因
性状，完成
了整体发育。
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◆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。
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◆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。
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◆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。
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2.细胞质对染色体行为的影响
小麦瘿蚊的染色体（40）放弃： 卵的极细胞质的核（8）---体细胞 其它细胞质的核（40）----生殖细胞
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3.细胞质对性染色体的影响 细胞质中有效成分的作用可是哺乳动物细胞中的一 条染色体保持活性，而另一条性染色体失活。 例1.x—小体 的形成 例2.玳瑁猫的皮毛颜色（受精卵卵裂到5000－6000细胞植入
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一、体细胞的全能性
能表现出胚细胞中每个基因的潜在能力，而发育为一个完整的 生物体。
• 很早人们就注意到高等动物和人能够再生出新器官和新组织 ，如星鱼再生出臂，壁虎再生掉下的尾，人再生部分切去的 肝，这说明有些分化的细胞能够恢复分生能力，但是否所有 分化细胞都能恢复分生能力呢？
1958年斯蒂伍德用野生胡萝卜根的韧皮部细胞进行离体培养， 成功地长出了幼株。
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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。
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
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★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 子实体了。 ★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。 ◆核在伞藻个体发育中的主导作用。
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遗传与发育
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第一节 细胞核和细胞质在个体发育中的作用P254
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
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一、细胞质在细胞生长和分化中的作用
1、细胞质的不均一性和细胞分化
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◆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。
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三、动物的核移植：
• 非洲爪蟾：戈登将爪蟾的未受精卵细胞照紫外线（对 DNA有很强的损伤作用）杀死细胞核，再将蝌蚪的肠 细胞的核放进去，进行发育，至少有20%的肠细胞核 移植到去核卵后能够长成胚，在胚中可以观察到有功 能的肌肉和神经细胞；有的发育成蝌蚪，7%正常发育 为成体。
• 现在小麦、玉米、水稻等很多植物都可以通过组织培养获得 愈伤组织，产生新的个体。因此，分化的细胞，不是细胞的 丢失，第一种可能的分化机制被否认。
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•实践上的意义：有利于突变植株的获得，可缩短育种进程（ 诱变培养细胞，筛选需要的突变型，分化为成熟植株）；快速 无性繁殖（试管苗）；单体培养快速获得纯合个体。
子宫壁时，X异染色质化，基因失活，两条X随机失活，表现镶嵌现象 ）。
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二、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
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二、植物组织培养
在体外人工培养植物组织和细胞的技术。例：胡萝卜韧皮部的 单个细胞置于脱分化培养基上，产生一团没有分化的细胞， 这种没有分化的细胞团叫愈伤组织。（词的来源：杨树砍一 刀后要修复，在伤口的部位生长的细胞非常多，包裹着伤口 ，没有分化，包围着伤口的组织叫愈伤组织。）愈伤组织又 可以在再分化培养基上重新发育成一个完整的个体。
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第二节细胞分化的可逆性
细胞分化 在个体发育的过程中，细胞之间在形态结构、生理机能 和生化特性上产生稳定差异的过程。或由一个细胞分裂 产生许多形态、功能不同细胞的过程。 关于分化的机制有两种观点 一是基因的丢失：在不同的分化细胞中，保留着不同的 基因。 二是基因的选择性表达：不同的组织细胞中起作用的基 因（有活性的基因）不同。