《遺傳學》課件第11章 遺傳與發(fā)育

1、第十一章 遺傳與發(fā)育本章學時數(shù)：2-3學時本章重點：細胞質(zhì)在細胞分化中的作用 發(fā)育中基因的作用7/29/20221發(fā)育遺傳學發(fā)育遺傳主要研究基因如何調(diào)控發(fā)育的過程分析從受精卵如何發(fā)育成為一個個體以及衰老與死亡的遺傳機制；研究基因與性狀發(fā)育的關系；認識性狀發(fā)育、個體發(fā)育和系統(tǒng)發(fā)育的本質(zhì)。 7/29/20222海膽1891年，漢斯德瑞熙在海膽中完成了海膽胚胎分裂實驗在顯微鏡下把剛剛完成第一次分裂的海膽一分為二，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，分開后的兩個細胞各自形成了一個完整幼蟲。7/29/20223果蠅1970年開始人們發(fā)現(xiàn)果蠅在胚胎發(fā)育圖式的構(gòu)建中具有特殊地位：它由14個體節(jié)構(gòu)成的軀干完全對稱，一套基因控制了這些體

2、節(jié)從上到下的發(fā)生過程。7/29/20224線蟲所有細胞能被逐個盤點并各歸其類的生物。它的幼蟲含有556個體細胞和2個原始生殖細胞，成蟲則根據(jù)性別不同具有不同的細胞數(shù)。最常見的雌雄同體成蟲成熟后含有959個體細胞和2000個生殖細胞，而較少見的雄性成蟲則只有1031個體細胞和1000個生殖細胞。7/29/202257/29/20226細胞質(zhì)在遺傳中的作用細胞質(zhì)與細胞的分化細胞質(zhì)與染色體行為細胞質(zhì)與性染色體卵子中的一類特殊物質(zhì)決定了細胞的命運。7/29/20227細胞質(zhì)與細胞的分化受精卵內(nèi)細胞質(zhì)的分布是不均一的，隨著卵裂，分裂成的細胞中含有的細胞質(zhì)內(nèi)容是不同的。基因在不同的細胞質(zhì)中作用，表現(xiàn)為不同

3、的效應，從而導致細胞的分化。7/29/20228細胞質(zhì)與染色體行為細胞質(zhì)的內(nèi)含物不同，可以影響mRNA而調(diào)節(jié)基因的表達和作用。染色體失活7/29/20229細胞分化與全能性細胞分化植物細胞的全能性動物細胞的全能性核移植動物克隆7/29/202210細胞分化高等生物受精卵分裂并發(fā)育成具有不同生理功能的細胞，形成器官，這些細胞在遺傳上雖然相同，但形態(tài)和功能往往有很大差別。7/29/202211植物細胞的全能性高等植物高度分化的細胞，如根部細胞、葉片細胞和花部細胞，功能不同。但可以通過分裂進行無性繁殖，形成一個新植株。表明：高度分化的植物細胞中的遺傳信息并不丟失。7/29/202212植物的細胞培養(yǎng)

4、用胡蘿的根尖細胞可培養(yǎng)出一株完整的胡蘿卜7/29/202213植物的組織培養(yǎng)用植物的任何組織或細胞，可以通過脫分化、再分化的途徑，得到許多完整的小植株。7/29/202214動物細胞的全能性動物細胞有沒有全能性？蛙的核移植試驗胚胎早期細胞 （原腸胚之前）分化細胞 （腸上皮細胞）7/29/202215克隆羊的意義-哺乳動物的無性繁殖1997.2.27，英國wilmut博士領導的研究小組在Nature上發(fā)表文章，第一次用哺乳動物的高度分化細胞的核移植獲得成功。隨后，在多種動物上獲得成功。7/29/202216克隆羊的試驗用一頭母羊乳腺的細胞核移植到另一頭母羊的去核卵細胞中，經(jīng)體外培養(yǎng)后，再移植到假

5、孕母羊的子宮內(nèi)發(fā)育而成。實驗一共移植了247個卵，多莉是其中唯一成功的一頭,可見難度是很大的。1.低血清培養(yǎng)（血清濃度由100%降低到0.5%)2.綿羊受精卵在第四次卵裂前核基因仍不表達。 7/29/202217蘇格蘭黑面母綿羊芬蘭多塞特白面母綿羊從乳腺中分離二倍體體細胞從卵巢中分離卵細胞用顯微操作除去單倍體核用低血清培養(yǎng)使細胞處于G0期7/29/202218多莉羊Dolly7/29/202219克隆羊的意義意義：高度分化的哺乳動物細胞仍保留了全部的遺傳信息，無性繁殖（克?。┏蔀榭赡堋?（1）在理論上充分證明了動物的細胞核有著全能性，發(fā)育是可逆的，從而結(jié)束了幾十年來的爭論；（2）建立了高等哺乳

6、動物體細胞克隆的方法，為搶救頻臨滅絕的珍稀動物和大量繁殖優(yōu)良品種奠定了基礎；（3）引發(fā)了人們對克隆人這一敏感問題的廣泛注意。7/29/202220這是世界上第一例成年山羊體細胞克隆出的“元元”，但由于肺部發(fā)育缺陷，它只存活了36小時零3分鐘，就因呼吸衰竭而死亡。7/29/202221這是在日本誕生的克隆牛，此是繼“多利”羊后，科學家利用成年動物體細胞成功克隆的又一動物。7/29/202222美國得克薩斯農(nóng)業(yè)和機械大學的科研人員于2001年9月成功地克隆了5只豬。7/29/202223世界上第一只克隆猴“泰特拉”在美國俄勒岡靈長類動物中心誕生7/29/2022242002年2月21日nature

7、報道美國得克薩斯農(nóng)業(yè)和機械大學獸醫(yī)學院的馬克韋斯特霍欣等成功地克隆出了小貓“茜茜”茜茜的供體茜茜和她的代孕媽媽茜茜7/29/202225基因表達的調(diào)控原核類生物基因表達的調(diào)控乳糖操縱子模型真核生物基因表達的調(diào)控轉(zhuǎn)錄調(diào)控增強子：上游100-200bpCAAT盒：上游70-80bpTATA盒：上游20-30bpRNA加工轉(zhuǎn)譯調(diào)控mRNA作為模板的次數(shù)mRNA的穩(wěn)定性7/29/2022267/29/202227紅細胞的mRNA合成與轉(zhuǎn)譯7/29/202228幾個發(fā)育現(xiàn)象的遺傳學分析高等生物的不同分化細胞中只表達全部基因組中的某些基因?；蛑嘏排c表達錐蟲的VSG基因哺乳動物的淋巴細胞哺乳動物的性別分化

8、7/29/202229錐蟲的VSG基因錐蟲引起昏睡病，表面糖蛋白由VSG基因編碼，VSG基因超過100個。當宿主針對某個VSG基因產(chǎn)生抗體前，某些錐蟲轉(zhuǎn)而表達另一個VSG基因，產(chǎn)生不同的表面糖蛋白，以免被宿主的免疫系統(tǒng)殺滅。7/29/202230哺乳動物的淋巴細胞抗體的產(chǎn)生受抗原的誘導，抗原物質(zhì)種類數(shù)量多，個體也因此產(chǎn)生成千上萬的抗體，而都是在同一基因組條件下產(chǎn)生的。 抗體的多樣性是由位于染色體不同位置上的基因的剪切重組產(chǎn)生的。7/29/202231抗體的形成7/29/202232發(fā)育中基因的作用7/29/202233哺乳動物的性別分化第一階段：Y染色體第二階段： tmf基因7/29/202234原生生物的分化細胞分化一般是多細胞生物個體發(fā)育必需的，而單細胞生物也有一些分化現(xiàn)象。病毒的形態(tài)建成細菌的孢子形態(tài)傘藻的再生與嫁接7/29/202235T4噬菌體的形