遗传和发育专业知识专家讲座

第十二章遗传与发育第1页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2页第一节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。

第3页图12－1海胆个体发育第4页

图12－2海胆卵切割试验第5页图12－3花粉粒发育第6页二、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。

嫁接试验第7页三、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8页四、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。

第9页第二节基因对个体发育控制一、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。第10页二、基因与发育模式

个体发育所经历不一样阶段，总是遵照预定方向和模式。这是由个体基因所决定。同形异位基因就是其中一个主要类型。同形异位基因控制个体发育模式、组织和器官形成。同形异位基因最早发觉于果蝇胚胎发育中。第11页果蝇触角脚突变，能够使果蝇头上触角部位长出脚来。这种脚与正常脚形态相同，但生长位置却完全不一样。这种现象称为同形异位现象。当前已在果蝇、动物、真菌、植物及人类等几乎全部真核生物中发觉有同形异位基因存在。第12页图12－6B。触角脚基因簇中Ant基因结构及转录子。1，Ant基因结构；2，由开启子1(P1)形成转录子；3，由开启子2(P2)形成转录子

第13页图12－6C。腹胸节基因簇中Ubx基因前体mRNA在胚胎早期(A)和晚期(B)加工。1.Ubx基因，外显子用网络或黑色盒表示；2.前提mRNA；3.加工后成熟RNA。第14页图12－7拟南芥不一样花器同形异位基因互作与花器发育模式

第15页图12－7E拟南芥不一样花器同形异位基因间互作模式第16页受同形异位基因调整结构基因包含控制细胞分裂，纺锤体形成和取向，细胞分化等发育过程基因。当前对这些结构基因判定和克隆报道还不多。

第17页三、基因与发育过程

个体发育阶段性转变过程，实质上是不一样基因被激活或被阻遏过程。在发育某个阶段，一些基因被激活而得到表示，另一些基因则处于被阻遏状态。在发育另一阶段，原来被阻遏基因因激活而表示了，原来表示基因却被阻遏。基因是否得到表示，可从它表示产物一蛋白质或转录产物mRNA（差异显示），或经过比较突变型与野生型表型来推断。

第18页1、噬菌体分化和自然装配

利用突变体所进行研究，已发觉控制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。

第19页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

第20页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，即是相关基因依据植物发育需要依次表示结果。

大豆种子发育过程中七种不一样类型mRNA出现时间及相对数量。线条粗细代表mRNA相对含量第21页4、高等动物发育中基因次序表示人血红蛋白链改变，也足以说明个体发育过程中不一样基因表示次序。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