第十二章 遗传与发育 习题参考答案

第十二章遗传与发育

1、怎样理解细胞核和细胞质在个体发育中的相互作用？

答：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。因为细胞核内的"遗传信息"决定着个体发育的方向和模式，为蛋白质（包括酶）的合成提供了模板（mRAN）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。例如，叶绿体的RuBp羧化酶的8个小亚基和8个大亚基虽然分别由核基因和叶绿体基因编码合成，但叶绿体的形成却是在核基因的控制之下。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特性，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。从细胞分化这一点说，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。

2、海胆的受精卵分裂成4个细胞时，将各个细胞分开，都能发育成小幼虫。而分裂成8个小细胞时，再把它们分开，为什么不能发育成小幼虫？

答：这是因为受精卵虽是单细胞，但它的细胞质内除显见的细胞器有分化外，还存在动物极和植物极、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。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。获得的4个卵裂细胞中的细胞质是完全的，而第三次卵裂方向与对称轴垂直，分裂的8个卵裂细胞的细胞质不均等，因此就不能发育成小幼虫。这说明了细胞质是胚胎发育所必需，而且一个细胞除核和各种细胞器外。其它的不同部分对个体发育也能产生不同的影响。

3、如何理解个体发育的阶段性和连续性？

答：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，随着个体发育时期的推进，相应的性状有序且有节奏的发生。这一过程实际上包括了一系列连续的发育阶段，这些阶段按预定的顺序依次接连发生。上一阶段的趋向完成，启动下一阶段的开始。在正常情况下，一个细胞（组织或器官）通常不再继续分化或转化为其它任何结构，个体发育的这种特性是由内外两种因素控制的。内在的因素也就是遗传的因素，是基因序列在不同时间上的选择性表达。外在因素则包括相邻细胞间或组织器官间以及外界环境条件的影响。

4、说明同形异位基因在个体发育中的作用。

答：同形异位基因控制着个体的发育模式，组织和器官的形成。同形异位基因编码一组转录因子，这类转录因子都有含有一段或几段十分保守的序列，形成一定空间结构，与特异的DNA序列结合，和RNA聚合酶及其它因子一起控制基因转录，即，同形异位基因是通过调控其它重要的形态及器官结构基因的表达（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）来控制生物发育及器官形成的。

5、何谓分化，去分化和再分化？植物细胞或组织怎样恢复它的全能性？

答：分化反映来自同一合子或遗传上同质的细胞转变为形态机能和化学构成上异质细胞的过程，是由一般变为特殊的现象，它可在细胞水平，组织水平和器官水平上表现出来。

去分化是指植物细胞或组织脱离其受发育阶段及所在组织器官环境的约束，成为游离状态，并且得到必需营养和激素，就可能经去分化而恢复其遗传全能性。

再分化指由脱分化状态的细胞再度分化形成另一种或几种类型的细胞过程。

植物细胞或组织经激素等因素或条件的诱导后可恢复其细胞的全能性，即脱分化。

6、简述利用植物细胞的全能性在作物育种上获得的成就？

答：利用植物细胞的全能性在作物育种上能获得以下几方面的成就：

⑴.胚珠培养，克服远缘杂交不亲和性，获得种间杂种。

⑵.通过体细胞培养，创造体细胞无性系突变，从而创造出新的种质资源。

⑶.通过原生体培养和体细胞杂交，创造出有性杂交难于获得的远缘杂交种。

⑷.难过花粉或花培养，进行单倍体育种，提高育种效率，缩短常规育种年限。

⑸.通过体细胞培养诱导体细胞胚，经包裹后生产人工种子。

⑹.结合外源基因导入（农杆菌介导、基因枪等）技术，通过植物细胞全能性获得转基因植株。