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发育生物学期末复习资料 一、发育的主要功能：产生细胞的多样性（细胞分化）；保证世代的连续（繁殖）。 二、发育的基本阶段：①胚前期:配子发生、成熟、排放的时期— 生殖生物学（reproductive biology）。②胚胎期：受精、卵裂、囊胚、原肠胚、神经胚、器官发生、新个体（幼虫、幼体，变态）。③胚后期：性成熟前期、性成熟期、衰老期（老年学）、死亡。 三、发育的主要特征和普遍规律： 细胞增殖（cell division）：伴随发育的整个过程中，不同时期、不同结构增殖速度不同 细胞分化（cell differentiation）：从受精卵产生各种类型细胞的发育过程称为细胞分化。或者说，细胞的形态、结构和功能上的差异性产生的过程为细胞分化。 图式形成：胚胎细胞形成不同组织、器官和构成有序空间结构的过程。 形态发生（morphogenesis）：不同表型的细胞构成组织、器官，建立结构的过程。 卵裂：细胞分裂快、没有(或短)细胞生长的间歇期，因而新生细胞的体积比母细胞小。 胚胎在基本的pattern形成之后，其体积会显著增长，原因在于细胞数量增加、细胞体积增加、胞外物质的积累。不同组织器官的生长速度也各异。 Determination:指细胞特性发生了不可逆的改变，发育潜力已经单一化。 Specification:指一组细胞在中性环境下离体培养，它们仍按其正常命运图谱发育。 诱导信号在细胞之间传递的三种方式：扩散性信号分子、跨膜蛋白的直接互作、间隙连接 信号传导特点:传递距离有限；并非所有细胞都能对某种信号发生反应；不同类型细胞可对同一信号发生不同反应, e.g., 乙酰胆碱使心肌收缩频率下降，但促使唾液腺分泌唾液。 模式生物的主要特征：取材方便；胚胎具有较强的可操作性；可进行遗传学研究 脊椎动物模式生物：两栖类：非洲爪蟾；鱼类：斑马鱼；鸟类：鸡；哺乳动物：小鼠。 1. 非洲爪蟾主要优点：1. 取卵方便，不受季节限制；2. 卵D=1.4cm、胚胎体积大，易于操作；3. 发育速度快，抗感染力强，易于培养。4、卵母细胞减数分裂。 主要缺点：异源四倍体，突变难。 2. 斑马鱼主要优点：1. 易于饲养，性成熟短，3个月；产卵力强；2.体外受精和发育，胚胎透明，易于观察;3. 易于遗传操作：如杂交、诱变；4. 基因组测序已完成;5、胚胎发育机理和基因组研究。 3. 鸡主要优点：1. 体外发育，易于实验；2. 器官（肢、体节）发育的重要模型；3. 基因组测序已完成。 4. 小鼠主要优点:1. 世代周期短2个月；2. 人类疾病的动物模型；3. 基因组测序已完成，遗传背景清楚，实验手段完善。 无脊椎动物模式生物：果蝇；线虫;其他：海胆；海鞘；文昌鱼；水螅；涡虫；拟南芥 1. 黑腹果蝇主要优点:1. 个体小，生命周期短，易于繁殖，产卵力强，操作简便，成本低；2.染色体巨大，易于基因定位。其胚胎和成体表型特征丰富。胚胎发育图式；3. 基因组测序已完成，遗传背景清楚，实验手段完善。 2、线虫主要优点：1. 成虫体长1mm，结构简单，细胞数目少，谱系清楚；2. 性成熟短2.5-3d 易于培养，便于突变筛选，两种成虫；3. 基因组测序已完成。 3、海胆主要优点：1. 最早的发育生物学模式动物；2、早期发育的模型，受精；3、已完成紫海胆Strongylocentrotus purpuratus基因组的破译、分析工作。 希腊哲学家Aristotle在公元前第4世纪在对鸡胚和一些无脊椎动物胚胎观察后提出胚胎发育的两种假设：后成论(epigenesis) 与先成论(preformation)。 细胞的命运早在卵裂时，由细胞所获得的合子核信息决定——镶嵌型发育 发育生物学五大未解难题（中心问题）：①分化难题：相同的基因组怎样产生不同类型的细胞？②形态发生难题：细胞是如何组建自己又如何形成恰当的排序？③生长难题：生物体内的细胞如何知道它何时该长，何时该停？④生殖难题：生殖细胞是如何发出指令形成下一代的？细胞核和细胞质中允许它们完成这一使命的指令又是什么？⑤进化难题：在发育中的变化怎样创造新体型呢？哪些变化能够起到进化的作用？ 第一章 细胞命运的决定 细胞分化：细胞表型多样化和功能多样化产生的过程。 细胞命运：指正常发育情况下细胞将发育的方向，这种方向可因条件的改变而改变。 细胞定型（cell commitment） ---- 细胞在表现出明显的形态和功能变化之前，将发生一些隐蔽的变化，使细胞命运朝特定方向发展的过程。 （一）、定型的两个时相： 1、特化（specification） ---- 当一个细胞或组织放在中性环境(如培养皿中培养)可以自主分化时，那么这个细胞或组织被认为是命运已经特化了。此类细胞发育