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发 育 生 物 学 第一章???? 序??? 言 一、引言 发育生物学是一门研究生物体从精子和卵子的发生、受精、胚胎发育、生长到衰老、死亡的规律的科学。 1、后成论(epigenesis)和先成论(preformation) Preformation:生物体的各个组成部分存在于胚胎中，随胚胎发育而长大。 Epigenesis: 胚胎的各个部分是在发育中逐渐形成的。 2、细胞学说改变了胚胎发育和遗传的概念 19世纪有关的重要发现和理论：细胞、生殖细胞、细胞核、染色体、 3、Mosaic and regulative development Mosaic development: 合子核中的特殊因子在细胞分裂中的不均等分裂导致不同细胞的产生，这些细胞有各自的发育命运。 Regulative development: 胚胎在局部被排除或受损后仍能正常发育。 4、诱导(induction)现象的发现 1924年，Spemann和Hilde Mangold发现一种组织能够指导另一种组织的发育。 5、遗传学和发育学的结合 1909年Wilhelm Johannsen提出基因型和表现型的概念，使遗传学和胚胎发育学 首次发生关系；40年代进一步认识到基因在发育中的决定性作用。 二、发育生物学研究中的主要动物模型 (一)、 Invertebrate models1. Drosophila melanogaster (fruitfly) ---insect model 2. Caenorhabditis elegans (nematode)--- worm model (二)、 Vertebrate models Xenopus laevis (Africa frog) --- Amphibian model Chick--- bird model Mouse--- mammalian model 4.? Zebrafish --- fish model 三、发育生物学中的基本概念及规律 (一)、五个主要的developmental processes 1. Cell division: 早期胚胎发育中的细胞分离不同于后期。 2. Pattern formation: 指胚胎形成有序的结构。 三条轴线的形成：A－P axis; D - V axis; L - R axis; 三个胚层的形成： endoderm(肠、肝、肺)， mesoderm (肌、骨、心、肾)， ectoderm (神经系统和表皮)。 3. Morphogenesis:胚胎的立体形态发生显著改变的过程。 4. Cell differentiation:同一来源的细胞发展为结构和功能不同的细胞。 5. Growth：胚胎在基本的pattern形成之后在体积上显著增加，原因包括细胞数量的增加、细胞体积的增加、胞外基质的增加。 (二) 、细胞行为是基因作用与发育进程之间的桥梁 即基因影响细胞行为、细胞行为影响发育。主要的细胞行为包括： 1. Cell state: 指基因的活性状态。 2. Cell-to-cell signaling: 一种细胞产生某种信号物质，而另一种细胞接受该信号而调整 其行为。 3. Cell-shape changes/Cell movement: 细胞通过形态的改变及运动产生机械动力， 以形成特殊的构造。 4. Cell proliferation: 细胞因 分裂而增加数量，但在躯体的不同部位细胞增生的速度不一，从而也可影响整体结构。 5. Cell death: 在特定发育时期，特定部位的细胞的死亡是形成正确结构所必须的。 (三) 、基因控制细胞行为是通过控制细胞中的蛋白质的合成来实现的两 类 蛋 白：house-keeping proteins and tissue-specific (luxury) proteins?蛋 白 合 成 控 制 点：tanscription, processing of primary transcripts,transportation of mature RNA, translation, posttranslational modification, etc.. (四)、发育是渐进式的，细胞的命运决定于不同的发育时期 三个胚层的形成 → 各胚层内细胞的分化描述细胞分化程度的几个概念：Fate of cells：指在正常情况下细胞会分化、 发育为什么；Determination, 指细胞的内部状态已发生不可逆的改变；specification： ?指一组细胞在中性环境下立体培养，它们仍按其正常命运图谱发育。胚胎细胞的分化潜力随发育深度而异。 胚胎细胞的分化潜力因不同物种而异。 (五)、诱导作用可使细胞互为不同 ?