发育生物学绪论2010.ppt

发育生物学 主讲：王玉洁 发育： 是指生命现象的发展以及生物有机体的自我构建和自我组织. 受精 卵裂 囊胚 2、胚胎期 原肠胚 神经胚 器官发生 幼虫 新个体 幼体 3、胚后期 性成熟前期、性成熟期、衰老期（老年期）、死亡 发育生物学: 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。 内容: 受精卵---分裂分化---不同细胞----相互作用----组织器官---有机体并完成各种发育过程 研究生物体发育的遗传程序及其控制的机制； 探讨生物起源与进化的奥秘。 应用: 解决人口、健康、农业生产的发展和生物资源 的利用等 二、发育生物学的发展简史 经典时期 复兴时期 近代发育生物学 现代发育生物学 后成论: 奠基人-Wolff 1735 德国科学家Wolff根据自己对鸡胚发育的仔细观察，认为卵子中并不存在胚胎结构，胚胎与成体并不相同，胚胎发育是逐渐变化的过程。 后成论的观点直到19世纪才为人们接受 2、细胞学说改变了胚胎发育和遗传的概念 19世纪30年代末：Mathias Schleiden和Theodor Schwann提出细胞学说。 1840, August Weismann提出了生殖细胞论，认为后代个体是通过精子和卵子继承亲本描述躯体特征的信息；卵子是一个细胞，其受精后分裂产生的细胞可分化出不同组织，从而否定了preformation论。(精卵是特殊的细胞) 19世纪对海胆（Sea Urchin）受精卵的观察发现，受精卵含有两个细胞核，并最终合并为一个细胞核，表明细胞核含有遗传的物质基础。(子代的遗传信息来自精子和卵子,合子细胞核的染色体来自亲代) 3、嵌和型和调整型发育 调整型发育: 胚胎早期,若将每一个卵裂球分开,则每个卵裂球均可发育成一个完整的胚胎,称调整型发育. 4、诱导的发现 Discovery of Induction 1924年，Hans Spemann和Hilde Mangold的移植实验表明，胚胎的一种组织可以指导另一种相邻组织的发育。 在原肠胚形成之后，胚胎未来发育成的各种器官已经定位。但是，各胚区以后的分化并不是孤立进行的，而是要受到各相邻细胞群的相互作用。这种相互作用包括诱导、抑制和相互识别等。 诱导现象（induction）使人们认识到细胞之间的相互作用是胚胎发育最重要的核心问题。 诱导是指一类组织与另一类组织的相互作用，前者称为诱导者（inducer），后者称为反应组织，诱导者可指令邻近反应组织的发育。 Spemann因此重大发现于1935年获诺贝尔奖 5遗传学与胚胎学的结合 正常的染色体组型决定胚胎的正常发育. 基因型是有机体从双亲获得的遗传信息具有的特性,表现型是有机体在不同的发育时期表现出来的形态结构,生物化学与生理功能的特征表现.表现型受基因型和环境因子的影响. 细胞的性质由细胞中的蛋白质决定,而蛋白质则由基因编码,基因通过编码的蛋白质控制发育. 由此可见,发育受遗传程序的控制遗传特性通过发育表现出来,没有遗传就没有发育,没有发育就无所谓遗传,遗传与发育是个体发生的两方面. 6分子生物学与发育生物学的结合 双螺旋结构的发现,发育受遗传信息的控制,利用分子生物学成果探索发育的分子机理等发育实质性问题,是十分重要的. 三、发育生物学模式生物 模式生物的共同特征: 取材方便,常年产卵,随时可获得胚胎材料,饲养管理简单,维持费用低 胚胎具有极强的可操作性, 可进行遗传学实验 脊椎动物模式生物:鱼类,斑马鱼;两栖类,非洲爪蟾;鸟类,鸡;哺乳类,小鼠 无脊椎动物模式生物:果蝇和线虫 1. 非洲爪蟾: 2. 斑马鱼 Danio rerio (zebrafish) 3. Gallus gallus (Chicken) 4. Mus musculus (Mouse) 主要优点1. 生命周期短，易于繁 殖；2. 产卵力强；具有丰富的表型特征3. 易于遗传操作： 如诱变；4. 基因组序列已全 部测出,积累了大量的遗传突变品系 6、Caenorhabditis elegans: Worm model 五发育生物学研