用家谱研究方法研究两种遗传缺陷:色盲和红细胞中1种酶的缺失。下图表示了相关结果,哪些发生了交换?

栏目:资讯发布:2023-10-30浏览:4收藏

用家谱研究方法研究两种遗传缺陷:色盲和红细胞中1种酶的缺失。下图表示了相关结果,哪些发生了交换?,第1张

D

首先,色盲基因与该酶基因是X连锁关系,且均为隐形遗传

然后,分析基因型设色盲基因Aa,酶基因Bb

则2Ab,aB1aB,注意连锁关系

则4Ab,aB,且3完全正常

则理论上,不发生交换重组时,男孩必须患病,并且只患一种病

如图所示,7,9 与理论不符,所以7,9发生交换

解:(1)人体内每个细胞内有23对染色体,包括22对常染色体和一对性染色体;男性染色体的组成:22对常染色体+XY,女性染色体的组成:22对常染色体+XX;在生物的体细胞中,染色体是成对存在的,在形成生殖细胞的过程中,成对的染色体分开,每对染色体中的一条进入精子或卵细胞中.图示中1为男性,其体细胞内的染色体组成可表示为22对常染色体+XY,2为女性,其生殖细胞内的染色体是体细胞的一半,表示为22条常染色体+X.

(2)由“假设控制双眼皮的基因(A)为显性,控制单眼皮的基(a)为隐性.若5是双眼皮,6是单眼皮,生下的9是单眼皮”可知:个体6是单眼皮,基因组成是aa,这对基因由父母双方各提供一个,因此双眼皮得5的基因组成是Aa.

(3)由“3和4是一对表现型正常的夫妇,7患白化病”可知:3和4这对夫妇的控制皮肤正常的基因组成都是Bb,遗传图解如图所示:由遗传图解可知:8患白化病的概率为

1
4

(4)女性的性染色体为X和X,男性的性染色体为X和Y.女性产生的卵细胞仅含X,男性产生的精子含X或Y基因,当卵细胞X与精子Y结合的受精卵为XY时,受精卵发育为男孩;当卵细胞X与精子X结合的受精卵为XX时,该受精卵发育为女孩.含X的精子和含Y的精子,哪种精子与卵细胞结合是随机的,一个母亲如果生一个孩子,生男生女的机会各占50%.因此“3和4已育有一儿一女,若再生育一个孩子”,为男孩的可能性是50%.

故答案为:(1)22对常染色体+XY;22条常染色体+X

(2)Aa;aa

(3)Bb;

1
4

(4)50

原创青云计划自荐对于最原始的细胞是怎样产生的?产生它的基因物质又是怎么出现的呢之话题,我个人的观点认为,这个话题是生命科学的核心问题,目前科学界对于此题还是一个不解之谜,如有理论能解释此题的一切并获得业界公认,将是超越了获得诺贝尔奖的高度。此题实质上是目前生命科学核心的两个大问题,还处于理论形成的空白状态,我经二十多年的相关研究,已寻找到理论答案的雏形,下面我斗胆来尝试一下回答这两道生命科学中最核心的难题,如说的不好,敬请侗仁原谅:

先来说说最原始的细胞是怎样产生的问题,自从地球上有稳定液态水体(海洋)自然现象形成以来,就能为地球上原始细胞的持续诞生与演化生存创造了自然条件。原始细胞是一种活性物质的存在形式,是从自然界液态水体之中的无机物向有机物转变的过程,经化学反应之化合作用的手段自然演变而来的情况。

地球在没有细胞生命物质诞生之前,地球上的物质都是由太阳历来持续核聚变燃烧过程,所源源不断释放出来的无机尘粒流物质逐渐聚集积累形成阶段性的体积与质量的表现结果,都是太阳尘粒流物质聚集的无机物现象,主要含有二氧化碳、氮、氢氧(水)和有毒化学物五种基本元素。

地球的自转运动现象,会引发海洋进行不休止的洋流运动和海浪现象,一方面,在太阳光和热持续透射的作用下,会使地球地表海岸线上边缘的无机物(尘粒流物质)产生温度提升的自然现象。二方面,海洋液态水体的温度较为稳定,平均是在20摄氏度左右。这样就会产生温差的自然现象,能为无机的尘粒流物质向有机的活性细胞物质转变创造了化学反应的自然条件,在地球这种持续温差的自然化学反应作用下,久而久之,会使液态水体与二氧化碳、氮氢氧元素之间产生化合作用,并能实现从无机的尘粒流物质向有机的活性原始细胞物质发生根本性的转变,从而才会持续诞生地球海洋上最为原始的单细胞微生物现象。

与此化学反应之化合作用过程形成庞大数量单细胞的同时,存在于尘粒流物质之中的有毒化学物元素,也同时同步发生了化合作用,并以形成原核微生物比单细胞还要微少许多的另类微生物(细菌)而先天性寄生在原始的细胞体之中,形成细胞与细菌先天同体共生相互适应的一对合作伙伴关系,并能长期在洋流动态环境的生存下,才会产生适应性的活性生理现象,为地球生命的演化奠定了庞大数量的基础来源,支撑着地球生物圈的最低层次。随着原始细胞的不断繁衍,从而,才会演化出现地球上阶段性生物圈之自然现象。

再来谈谈产生它的基因物质又是怎么出现的问题,原始细胞先天拥有感觉、遗传、自养和异养四重生理属性,每个细胞先天都有再生增殖的遗传生理现象,一方面细胞再生增殖的生理表现,会从一个细胞再生出二个细胞,之后的周期再生会呈现出成倍的持续增加,如4个8个16个……如此类推地演化发展。二方面,每个初期细胞外膜都有感粘性,可与周边的单细胞进行粘合同体共生,尽快足成细胞聚集有机体的初步形成。上述这两方面是细胞生物演化形成初期的重要途径,由于每个细胞壁都先天拥有一种称之为超弦的传感物质,同体细胞共生之间的感觉信息能实现互联互通,形成感觉信息一体化的生命有机体,为了适应自然环境而生存,体内细胞群体进行着适应性的调整与分工,逐步能形成起不同生存功能作用的细胞组织,细胞组织与组织功能的相互协调,共同来支撑着生命有机体的各种生存活动。

随着生命有机体体积的不断壮大,功能细胞组织获得不断地完善,尤其是在遗传方面发生了质的改变,是以形成可制造出精子和卵子同体结合受孕的形质因子手段,来进行遗传后代,实现无性繁殖的遗传生理现象。而精子和卵子所拥有的形质因子,能记录着生物物种的生态类型、生理功能和生存模式的相关信息素,具有记忆与复制的特殊功能作用,当卵子与精子获得受精作用后,就能开启它们后代的记忆复制过程,会使后代生命体从受精卵开始逐步复制形成为成形类似前辈的生命个体。这种由精子和卵子结合获得受精卵作用的形质因子之遗传生理表现,生命科学才称之为基因遗传表现,也就是说,生物基因遗传的物质,离不开精子和卵子这两种形质因子的物质。

这大概是生命科学的终极问题之一,目前可知蛋白和核酸在生命的诞生中起到了非常重要的作用,但是这两种物质最初怎么连结在一起促成生命,依然是一个巨大的疑问。

地球生命有共通的模式,那就是以核酸和蛋白质为最重要的生命物质,都是组成复杂的生命大分子,核酸是由脱氧核糖(核糖)与碱基等物质连接而成,核酸关系着生物的一切,其中的基因记录了很多生命信息,控制着生物的生长发育繁殖等重要的活动,而蛋白质却是执行各种生命活动中最重要的物质成分,基因也需要先转录为RNA指导蛋白质的翻译,蛋白质也是由分子量更小的氨基酸首尾相连构成。只有病毒、阮病毒是较为特殊的,它们的增殖方式和大多数生命类型不同,可能是产生于细胞生命的特殊物质团,具备在生命体内复制增殖的能力,但缺乏自主的生存能力,因此很多科学家并没有将它们列在生命的行列。

蛋白质和核酸有着复杂的关系,核酸需要以蛋白质为结合点位,层层折叠弯曲形成复杂的空间构象,因为核酸链很窄相对也比较脆弱,变异就多发生于核酸链打开的时候,因此为了更有效地储存和保护核酸,核酸就和蛋白质结合,在必要的时候才打开这样的构造,使核酸暴露出来,因此才能进行复制转录翻译等功能。核酸的重要性在于其纪录的信息可以使自身复制,这是生物繁衍的基础,生物的繁衍进化就是基因组的分离和重构,对于生命而言两者缺一不可,但至今科学家也还未破解为什么偏偏是这两种物质构成了具备繁衍、趋利避害能力的生命。

这样复杂的生命物质到底如何构成还是一个谜,不过根据地球生命的演化史,早在40亿年前的时候地球上就有了生命,其结构和现今的一些古细菌有些相似,根据原始化石纪录的信息,科学家尝试模拟彼时的地球大气和水体环境,发现二氧化碳、水、氨气等物质的自由碰撞可以产生组成生命的氨基酸等有机物,从实验的角度论证地球生命可能就是在地球环境中“无中生有”。

地球和地球所处的星际环境,使得地球源源不断地获得能量,而能量催动着微观粒子的运动,它们自由地碰撞就导致无数种物质的形成,有机物归根结底也还是微观粒子构成的,也还是物质碰撞反应的结果。因此在演化史研究中存在“原始汤理论”、“海底热泉说”等生命起源假说,认为在外界持续能量的推动下,物质自由碰撞,巧合地产生了构成生命的物质,而它们又十分巧合地结合在一起构成了生命,核酸和蛋白等物质基础使得生物有趋利避害的本能和复制遗传的属性,于是生命诞生并开始繁殖了,彼时海洋中自由碰撞产生的有机物可以满足生命的需求。

对于生命起源的假说,都是根据一些证据提出的,但总体上还是比较含糊的,而且难以通过实验完全证实,所以至今都还是假说。

你先记住一句话:生物的功能是基因突变(原始没有基因的状态下是大分子聚集)产生的,功能保留则是自然选择的结果。

在原始情况下,地球根本没有生命体,只是很多的元素,后来地球诞生之初高温高压的环境使得元素之间形成分子,分子又形成大分子,这之间,有机物产生了。有机物一旦产生就一发不可收拾,我说过,生物的功能之所以出现是基因突变的结果,而有机物的功能产生也是相似的,大分子之间有数以万计的凝聚方式,有些形成了蛋白质,有的形成了原始核酸,而这时候自然界有对二者起了筛选作用,同一个原始生命体中既有核酸又有蛋白质,但不是一开始就决定谁遗传,谁代谢的,这是自然界的决定,那些用蛋白质做遗传物质的生物(今天你也可以见到,如朊病毒)不如用核酸做遗传物质的生物更容易把遗传信息稳定的保存下去,而在遗传过程中发生漂变(即丢失),使得物种灭绝,因此,核酸以它的稳定性承担了此项任务。所以原始的遗传物质是不确定的情况下产生的不确定的大分子们,而我们今天看到的只是被自然界选择后的一个结果。

通俗一点来说,就是原始地球上的一堆有机物和无机物,随机组合在了一起形成了细胞。

拿机器人来比喻的话,你把一个高精度的机器人拆分成几百个零件,放在盒子里,摇了几下之后,它重新组装成了机器人,把这样的概率无限缩小大概就是最初细胞诞生的概率。

一般认为,质量就是衡量物质多少的物理学度量。当然了,这个定义在低速宏观物理学场景下没有问题,但是一旦涉及高速和微观领域,质量的定义就显得有点不太精确。

爱因斯坦的相对论高速我们,高速运动的物质质量会增大,这时候的质量叫做动质量。显然,此时的质量并不是物质的量多少的度量,其物理学意义变成了惯性质量,即成为了物质运动状态改变难以程度的度量。我们的宇宙就是这么神奇,物体的速度越快,惯性越大,想要改变物质的状态越难。

而在微观领域,质量和物质的多少也往往并不等价。比如说我们都知道质子是由夸克组成,可是计算表明,组成质子的三个夸克质量总和仅仅是一个质子质量的5%!也就是说,夸克虽然组成了质子,但是质子的质量却并不是主要有夸克提供,所以质量并不代表物质的多少。这里延伸一下,夸克通过胶子组成了质子,胶子类似于光子没有质量,但是正是这种没有质量的胶子,它们之间的相互作用和运动提供了质子95%的质量。质量质量似乎变成了衡量物质蕴含能量多少的度量,就像爱因斯坦提出的质能公式一样:E=Mc2,质量的大小表面了物质所含能量的多少!

所以在不同的场景中,质量具有不同的含有。而质量也不是所有物质必须要有的物理量,比如光子,磁场和电场,尽管它们属于物质的范畴,但是它们却并没有静质量。这或许是它们的质量竭尽变成了能量的原因吧。

超弦理论认为,一切物质都是由一维的能量弦振动而成。

从众多的核放射现象,核子反应的事实可知,原子核的组成只有质子、中子、电子,也是原子核组成的三要素,再严格的说原子核只有质子于电子这二个要素构成,中子是质子与电子的复合物,不能算是一个要素,在研究原子核时,二要素说更确切。

质子,是中心有一正电子的复合粒子团,中心的正电子于电子有差不多的性质,有相似的质量,有相似的自旋,电子的自旋轴是呈90°摆锥的1/2旋,质子中心的正电子也有相同的1/2自旋,这个1/2旋其旋转磁矩的磁场被自我封闭在正电子周围很小的空间内,自然状态下正电子的自旋不显磁矩,当有强的外磁,自旋轴摆锥角度变小,对外有磁矩效应,或有另一个自旋的正电子靠得很近的情况下,两个自旋磁矩相互有影响,此时磁矩就能被打开,二个正电子会形成自旋磁矩耦合环,这种耦合环也是闭合的磁回路,对外也不显磁性。

质子中心正电子的外层有大量的无电荷性的“中微子”旋转环绕,这此中微子间通过能量场作用相互耦合,如原子一样的结构,外层的中性粒子是各种场极粒子,有电场粒子,有磁场粒子,光微粒子等各种微粒子,这此场粒子都有强大的耦合力,其轨道强度和刚度远大于原子的电子壳层,从天文观测可以看出,中子星强大的压力,压不垮中子的壳层,星系中心巨大的黑洞压不垮中子的壳层,只有质量大到太阳质量上万亿倍的类星体才能压垮中子的壳层,发生宇宙中最大的质能瀑发事件——中子裂爆。

从质子有确定的质量这一点可以看出,质子的壳层结构也是有严格的规则限定的,可能有电场粒子壳层轨道,磁场粒子壳层轨道,中性粒子壳层轨道,事实如何有待研究,但可以肯定的是质子壳层是有强大的场能锁定效应,并且质子间有质能场力的耦合作用。

本文的质子结构理论与现有的夸克论有本质的差别:

质子的三个夸克论,认为构成质子只有三种夸克和赋予质量的胶子等组成,没有单独的中心正电子,并将电荷用三分量法分配到三个夸克上,将电荷量的最小单位定为三分之一,无数的实验事实并没有观察到三分级的电量。本文对最小单位的电荷量的定义,是电场粒子的一个正、反向旋的结构体,正负电子在结构或体旋上呈镜像对称性,是个正反粒子对,是相为镜像的粒子对。电荷性是一种粒子结构态,这种结构态是不能分割的,一个电子的电量就是最小的电量单位。夸克论将电子的电量三分之,认为电子不是最小单位量,或认为电量是粒子本身的特性,是一种特殊的物质,如这样认为电子的电量就可以更小的分割,或可以无限的分割,这一点于事实严重不符。

你这个问题应该没人知道,现在关于最初的生命科学都是假说,可能我们习惯了进化这个学说,基于进化论无机物化合产生了有机物,有机物产生了氨基酸,然后是细胞。关于生命是怎么诞生的科学家正在努力寻找

花粉沾到雌蕊柱头上,然后萌发出花粉管,直接到达子房。然后花粉中的两个精子进入子房,一个和卵细胞结合,一个和产生卵细胞时候一起产生的营养细胞结合成为受精极核,受精极核会发育成胚乳,为胚的发育提供营养。值得一提的是,单子叶植物在种子成熟时会保留胚乳,双子叶植物种子在发育过程中据被慢慢吸收,所以双子叶植物成熟种子的营养储备是子叶。

12 植物的无性生殖

无性生殖也称孢子生殖,是藻类、菌类、地衣、苔藓、蕨类等植物的一种普遍存在的繁殖方式。这些植物在生活史的某一阶段能产生一种具有繁殖能力的特化细胞--孢子,当孢子离开母体后,在适宜外界环境下便能发育成一新的植物体的繁殖方式。

植物的营养繁殖和孢子生殖都是无性的方式,不经过有性过程,其遗传物质来自于单一亲本,子代的遗传信息与亲代基本相同,有利于保持亲代的遗传特性;无性过程的繁殖速度快, 产生孢子的数量大,有利于大量快速地繁衍种族;但是,无性繁殖的后代来自同一基因型的亲本,生活力往往会有一定程度的衰退。

13 植物的有性生殖

有性生殖是指植物在繁殖阶段产生两种生理、 遗传等均不同的配子,经其结合形成合子,再由合子发育成新的植物体的生殖(或繁殖)方式,故又称配子生殖。

根据两配子间的差异程度有性生殖可分为三种类型:同配生殖、异配生殖、卵式生殖

14 植物的生活史与世代交替

植物从生长发育的某一阶段开始,经一系列生长发育生殖过程,产生下一代后又重现了该阶段的现象称为生活周期或称生活史。

某些低等的植物生活史中仅具有营养繁殖或无性生殖。有些低等植物仅有有性生殖。

在长期演化过程中,植物的生活史中出现了两种个体,一种是能产生配子,行有性生殖的配子体,配子体是由孢子发育形成的,为单倍体;另一种是能产生孢子,行无性生殖的孢子体,孢子体是由合子发育形成的,为二倍体。我们把第一个阶段称为配子体世代,或称有性世代;第二个阶段称为孢子体世代,亦称无性世代。两个世代有规律地交替出现,称为世代交替。

藻类有些较高等的类群如绿藻、褐藻和红藻的一些种类具世代交替,而高等植物都有世代交替。世代交替保证了植物可产生数量多、适应性强的后代,以确保种族的繁衍与发展。

花药的发育过程

花药由花粉囊和药隔组成。花药发育初期,结构简单,外层为一层原表皮,内侧为一群基本分生组织,不久,由于花药四个角隅处分裂较快,花药呈四棱形。以后在四棱处的原表皮下面分化出多列体积较大,核亦大,胞质浓,径向壁较长,分裂能力较强的孢原细胞。随后孢原细胞进行平周分裂,成内、外两层,外层为初生周缘层;内层为初生造孢细胞,初生周缘层细胞继续平周分裂和垂周分裂,逐渐形成药室内壁、中层及绒毡层。花药中部的细胞逐渐分裂,分化形成维管束和薄壁细胞,构成药隔。

小孢子的产生

造孢细胞经几次分裂后,形成花粉母细胞。花粉母细胞排列紧密,早期具有一般的纤维素壁。整个花粉囊内,花粉母细胞之间与绒毡层细胞之间都有胞间连丝相贯通。在相邻的花粉母细胞间,常形成直径为1-2微米的胞质管,将同一花粉囊的花粉母细胞连接成为合胞体。研究发现有染色质、内质网片段等细胞器、营养物质等通过胞质管进行物质交流。这种连接现象与花粉囊中花粉母细胞的减数分裂同步化与营养物质、生长物质的迅速运输及分配有关。

以后,在减数分裂过程中,随着花粉母细胞在质膜与细胞壁之间积累胼胝质,形成胼胝质壁,并逐渐加厚,致使胞间连丝和胞质管被阻断。花粉母细胞在减数分裂前,细胞的形态和结构常有很多变化,如细胞和核的体积增大,胞质增稠,RNA和蛋白质大量合成,核蛋白体密集,质体和线粒体增多,液泡小而不明显等,所以花粉母细胞显著地与周围花粉囊壁细胞不同。

323 花粉(雄配子体)的发育

初生造孢细胞--花粉母细胞--四分体--单细胞花粉粒--二细胞花粉(营养细胞、生殖细胞)--三细胞花粉(营养细胞1个,精子3个)(成熟花粉粒)图示

33 雌性生殖器官的结构与发育

雌蕊由心皮构成,心皮有3条维管束,与叶脉相当的为背束,其两侧的维管束为腹束。心皮向内卷合,使近轴的一面(或称腹面)闭合起来,心皮边缘连合之处称为腹缝线;其背束之处称为背缝线。单雌蕊只有一条腹缝线和背缝线。在复雌蕊或合生心皮雌蕊中,其腹缝线和背缝线的数目与心皮数目相同。心皮卷合成雌蕊后,其上端为柱头,中间为花柱,下端为子房。

3312 胚珠的发育

胚珠的发育过程首先在胎座表皮下层的一些细胞经平周分裂,产生一团突起,成为胚珠原基。原基的前端成为珠心。珠心是一团相似的薄壁细胞,原基的基部成为珠柄。由于珠心基部的表皮层细胞分裂较快,产生一环状的突起,逐渐向上生长扩展,将珠心包围,此包围珠心的组织即为珠被,仅在珠心的前端留下一小孔,即珠孔。

胚珠发育图示

332 胚囊的结构与发育

3321 胚囊的结构

胚囊是被子植物的雌配子体,由卵细胞、助细胞、极核和反足细胞组成的结构。

卵细胞是一个有高度极性的细胞,通常它的壁在珠孔端最厚,接近合点端的壁逐渐变薄。卵细胞核大,核仁的RNA含量高于胚囊中其他细胞,细胞内常有一个大液泡。核和细胞质等在卵细胞内的分布也常有明显的极性;成熟卵细胞中,质体和线粒体常退化,数量减少,内质网及高尔基体也常变得稀少或不发达,反映出卵细胞代谢活动的强度是低的。

助细胞与卵细胞在珠孔端排列成三角形。 它们也是有高度极性的细胞。助细胞的壁和卵细胞一样,也以珠孔端为最厚,向合点端逐渐变薄。助细胞最突出的特征是在珠孔端的细胞壁上有丝状器结构,它是壁向内延伸的部分,类似传递细胞壁的内褶突起。不同植物的组成常有变化。丝状器的结构,大大地增加了质膜的表面面积,这可能与助细胞的功能有关。

中央细胞是胚囊中最大的一个细胞,也是高度液泡化的细胞。成熟胚囊的增大,主要由于中央细胞液泡的膨大。中央细胞的壁厚薄变化很大,在与卵细胞和中央细胞相接处,通常只有质膜而没有细胞壁;而与反足细胞相接处,则具有胞间连丝的薄壁。不少植物中央细胞壁的内侧也有许多指状的内突,说明它能从珠心组织或珠被组织吸取营养物质,中央细胞的细胞质内在不少植物中发现含丰富的质体、核蛋白体、线粒体、高尔基体和内质网。中央细胞的极核或次生核常被许多细胞索悬挂在高度液泡化的细胞中间,极核通常很大,核仁也很大。

反足细胞是胚囊中一群变异最大的细胞,不仅细胞数目可差异很大,在细胞的结构上也因植物而有各种变化。反足细胞具有从珠心吸收营养物质,经过反足细胞输入中央细胞的功能。大多数植物反足细胞的细胞质含丰富的质体、核蛋白体、线粒体、高尔基体和内质网。反足细胞是代谢活动非常活跃的细胞,对胚囊的发育具有吸收、传输和分泌营养物质的多种功能。除一些植物的反足细胞能存在较长的时间外,在多数植物中,它们通常是短命的,在受精前或受精后不久即退化。

3322 胚囊的发育

首先,在胎座表皮下层的一些细胞经平周分裂,产生一团突起,成为胚珠原基。原基的前端成为珠心。珠心是一团相似的薄壁细胞。原基的基部成为珠柄。

通常在靠近珠孔一端的表皮下,逐渐形成一个与周围不同的细胞,即孢原细胞。孢原细胞的体积较大,细胞质较浓,细胞器丰富,RNA和蛋白质含量高,液泡化程度低,细胞核大而显著,壁上具有很多胞间连丝。 在分化时,核内DNA合成 至四倍体或4C水平。孢原细胞在形成后,需要进一步发育长大成胚囊母细胞。其发育的形式随植物不同而有差异。很多被子植物,包括棉花等作物,其孢原细胞先进行 一次平周分裂,形成内、外两个细胞: 外侧的一个称为周缘细胞, 内侧的一个称为造孢细胞。 周缘细胞继续进行平周分裂和垂周分裂,增加珠心的细胞层数,而造孢细胞则长大形成胚囊母细胞。

胚囊母细胞进行减数分裂的第一次分裂:由于珠心基部的表皮 层细胞分裂较快,产生一环状的突起,逐渐向上生长扩展,将珠心 包围,仅在珠心的前端留下一孔。此包围珠心的组织即为珠被。

减数分裂的二次分裂:形成四分体。近珠孔端的3个细胞退化。近合点端的细胞逐渐发育为单核胚囊。并从珠心组织中不断吸取营养物质,体积不断增大,细胞核也稍有增大,同时出现大液泡。以后单核胚囊进行三次有丝分裂形成八核胚囊。

第一次分裂,分别移到胚囊细胞的两端,形成二核胚囊。第二次分裂,形成四核胚囊。胚囊细胞进一步长大,核暂时游离于共同的细胞质中。第三次分裂,形成八核胚囊。随后,每一端的4核中,各有1核向胚囊的中部移动,互相靠拢。

成熟的八核胚囊。珠被前端留下一小孔,即珠孔。

4 传粉与受精

41 开花

当雄蕊中的花粉粒和雌蕊中的胚囊(或二者之一)已经成熟时,花萼和花冠即行开放,露出雄蕊和雌蕊。此时,花粉散放,完成传粉过程。传粉之后,发生受精作用,从而完成有性过程。

双受精的过程

多数植物的花粉管经珠孔进入胚囊后,释放其中的两个精子和一个营养核。两个精细胞分别转移至卵和中央细胞附近,并分别与卵核和极核接触。一个精核紧贴卵核,精细胞和卵细胞的细胞质膜发生融合,一个精子进入卵细胞内,细胞质则留在质膜外。精核和卵核再相互接触,在接触处核膜开始融合,继而精核仁和卵核仁融合成一个大核仁。至此精、卵受精完成,形成合子,以后发育成胚。另一个精子与极核靠近,然后以如精核进入卵核相似的过程进入一个极核,最后与另一个极核融合。或两个极核先融合成一个次生极核后再与精核融合。

5 种子的形成

被子植物受精作用完成后,胚珠发育成种子,子房(有时还有其它结构)发育成果实。种子中的胚由合子发育而成,胚乳由受精极核发育形成,胚珠的珠被发育成种皮,多数情况下珠心退化不发育。

51 胚的发育

胚的发育过程是从合子开始的,卵细胞受精后,合子会产生纤维素的壁,进入休眠状态,休眠期的长短因植物种类而不同。

511 双子叶植物胚的发育

现以荠菜为例,说明双子叶植物胚的发育。合子经过一段时间休眠后,先延伸成管状,然后进行不均等的横分裂,形成大小不等的两个细胞,靠近胚囊中央的一个很小,质浓,称为顶细胞,靠近珠孔一个较长,并高度液泡化,叫基细胞。

随后基细胞产生的细胞继续进行横分裂,形成单列的胚柄,作用将胚推向胚囊内部。顶细胞先进行一次纵分裂,接着进行与第一次纵向垂直的纵分裂,形成四分体,然后各细胞进行一次横分裂,形成把八分体。八分体再经过各个方向分裂,形成球形胚。球形胚体继续增大,顶端两侧分化子叶原基,近而发育成两片子叶,凹陷处分化成胚芽。球形胚体的基部细胞和胚柄细胞,分化成胚根。胚根与子叶之间都分化为胚轴。随着幼胚的发育,胚轴和子叶延伸,最终,成熟胚在胚囊内弯曲成马蹄形,胚柄退化消失。

512 禾本科植物胚的发育

小麦合子的第一次分裂,常是倾斜的横分裂,形成一个顶细胞和一个基细胞,接着顶细胞纵分裂,基细胞横分裂,形成四个细胞的原胚。四个细胞又不断地从各个方向分裂, 增大胚的体积,形成梨形胚。 此后,在胚的中上部一侧出现一个凹沟,凹沟以上部分,将来形成盾片的主要部分和胚芽鞘的大部分。凹沟处,即胚的中间部分,将来形成胚芽鞘的其余部分和胚芽、胚轴、胚根、胚根鞘和外胚叶。凹沟的基部形成盾片的下部。

52 胚乳的发育

被子植物的胚乳是由一个精细胞与中央细胞的两个极核或次生核受精后形成的初生胚乳核发育而成的,具有三倍染色体。初生胚乳核的分裂早于合子的分裂,胚乳的发育总是早于胚的发育。胚乳的发育类型如下:

核型胚乳

核型胚乳是被子植物中普遍的胚乳发育形式。其主要特征是初生胚乳核的第一次分裂和以后的多次分裂,都不伴随壁的形成,各个胚乳核呈游离状态分布在胚囊中。待到发育到一定阶段,常在胚囊外围的胚乳核之间出现细胞壁。

核型胚乳为单子叶植物和具有离瓣花的双子叶植物中普遍存在,如小麦、水稻、玉米、棉花、油菜、苹果等。

细胞型胚乳

细胞型胚乳的特点是初生胚乳核的分裂开始,即产生细胞壁,形成胚乳细胞。无游离核时期。大多数双子叶合瓣花植物,如番茄、烟草、芝麻等。

沼生目型胚乳

这类胚乳是核型胚乳与细胞型胚乳的中间类型。初生胚乳核的第一次分裂将胚囊分隔为两室,其中珠孔端室比合点端室宽大。次后,核进行分裂形成状态的游离核,最后形成细胞。

53 种皮的形成

种皮由胚珠的珠被发育而来,包围胚和胚乳,起保护作用。通常外珠被形成外种皮,内珠被形成内种皮。也有一些植物两层珠被,但发育过程中,其中一层珠被退化而消失,只有一层珠被发育为种皮,如大豆、蚕豆的种皮。

希望对你有帮助

繁育后代是一生中极其重要的使命,在自然界中,所有的哺乳动物都是有性繁殖的。有性繁殖是两个单体生物分别产生的精子和卵子结合后生长成新单体,新单体分别带有两个亲子的部分基因。

2023年3月8日,日本大阪大学的研究人员在伦敦弗朗西斯克里克研究所举行的《人类基因组编辑国际峰会》上展示了一项最新研究成果,据悉,该研究的结果现已提交给科学杂志《自然》。

研究人员首次利用雄性小鼠的细胞培育出了有活力的卵子,并成功培育出了7只小鼠,这些小鼠身体健康,寿命也正常,并且成年后仍能正常繁殖。这一突破有朝一日可能为人类男性生育孩子铺平道路,还可以治疗女性的一种不孕症。

在该研究中,研究人员对雄性小鼠的皮肤细胞进行了重新编程,将其转变为干细胞,然后删除Y染色体并复制X染色体,雄性XY染色体对转变为雌性XX染色体对,这些细胞在卵巢类器官中培养,使其变成卵子。

随后,用另一只雄性小鼠的精子使卵子受精。最终,研究人员成功获得了约600个胚胎,将胚胎植入正常雌性小鼠体内后,这些胚胎成功培育出了7只小鼠,它们身体健康,寿命也正常,并且成年后仍能正常繁殖。

研究人员表示,相信有朝一日,可以使用这项技术让人类两名男性使用细胞产生的卵子,并孕育出孩子,尽管用人类细胞进行复制可能很困难,因为人类细胞需要更长时间的培养才能产生成熟的卵子,还有很长的路要走。

研究人员乐观地认为,这些问题可以在十年内得到解决,他的团队现在将尝试用人体细胞复制这项研究。此外,这项技术还可以用于治疗特纳综合征,一种只影响女性的遗传病,由X染色体完全或部分缺失或结构异常所致。

据悉,该研究的结果现已提交给科学杂志《自然》。总之,尽管还有很长的路要走,这一突破有朝一日可能为人类男性生育孩子铺平道路,还可以治疗女性的一种不孕症。

类似的尝试已经不是第一次了,早在2018年,中科院科学家成功培育出两位父亲的小鼠,但幼鼠身体不健康,没过多久就死了。值得一提的是,2022年3月7日,上海交通大学附属仁济医院魏延昌团队在国际顶刊PNAS上发表了一篇题为" Viable offspring derived from single unfertilized mammalian oocytes "的研究论文。

研究人员通过卵子和基因编辑技术,成功制造出了孤雌生殖的小鼠,且小鼠能够活到成年,正常生育。这项研究被认为是孤雌生殖的成功案例,是单性生殖的重要科学进步。

本文转载自“医诺维”微信公众号。

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