发育宝典

发育：记忆和理解概念

绪 论

概念：

先成论：在公元17世纪后期和18世纪，以精源学说和卵源学说为代表的先成论占了主导地位。精源学说认为胚胎预先存在于精子中，卵源学说认为卵子中本来就存在微小的胚胎雏形。这两个学说的共同点在于认为胚胎是成体的雏形，是配子中本来的固有结构，胚胎发育仅仅是原有结构的增大。

渐成论：又称后成论，早在公元前，Aristotle(公元前384-公元前322年)对于动物胚胎的不同部分和成体动物各种结构形成的原因提出了自己的观点，他在观察鸡、星鲛和一些无脊椎动物胚胎的基础上，他提出胚胎是由简单到复杂逐渐发育形成的，这个理论后来被称为“后成论”。

多线染色体：一种缆状的巨大染色体，见于有些生物生命周期的某些阶段里的某些细胞中。由核内有丝分裂产生的多股染色单体平行排列而成。各染色单体上的染色粒并排排列，构成多线染色体的带，带与带之间则称间带。多线染色体的这种结构可用光学显微镜观察，也能在多线染色体上用原位分子杂交法进行基因定位，并就其结构与功能之间的关系进行系统研究，因此是细胞学和遗传学研究的有用材料。

胚胎诱导：在有机体的发育过程中，一个区域的组织与另一个区域的组织相互作用，引起后一个组织分化方向上的变化的过程。

组织者：能够诱导外胚层形成神经系统，并和其他的组织一起调整为中轴器官的胚孔背唇部分。 简述题

1. 发育生物学的定义，研究对象和研究任务？

答：定义：是应用现代生物学的技术研究生物发育机制的科学。

研究对象：主要研究多细胞生物体从生殖细胞的发生、受精、胚胎发育、生长到衰老死亡，即生物个体发育中生命现象发展的机制。同时还研究生物种群系统发生的机制。 2.先成论和渐成论有何区别？

答：早在公元前，Aristotle(公元前384-公元前322年)对于动物胚胎的不同部分和成体动物各种结构形成的原因提出了自己的观点，他在观察鸡、星鲛和一些无脊椎动物胚胎的基础上，他提出胚胎是由简单到复杂逐渐发育形成的，这个理论后来被称为“后成论”，又称“渐成论”。在公元17世纪后期和18世纪，以精源学说和卵源学说为代表的先成论占了主导地位。精源学说认为胚胎预先存在于精子中，卵源学说认为卵子中本来就存在微小的胚胎雏形。这两个学说的共同点在于认为胚胎是成体的雏形，是配子中本来的固有结构，胚胎发育仅仅是原有结构的增大

3.Spemann在发育生物学上有何贡献？

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答：1924年，Spemann和助手Mangold进行了著名的胚孔背唇移植实验。这个实验将蝾螈原肠胚早期的胚孔背唇组织移植到另一个同期受体胚胎的胚孔侧唇表面，随着受体胚胎发育的进程，大部分移植组织也内陷进入胚胎中，他们发现到原肠胚后期诱导产生了另一个次生胚。自此之后，胚胎发育中的诱导作用和细胞之间相互作用的重要性得到了充分的重视。 4.摩尔根在发育生物学上有何贡献？

答：孟德尔于20世纪20年代创立了著名的基因学说，揭示了基因是组成染色体的遗传单位，它能控制遗传性状的发育，也是突变、重组、交换的基本单位。摩尔根在遗传学实验中主要是以果蝇为实验材料，他的重要发现都是从果蝇身上取得的。有人说：上帝为了摩尔根才创造了果蝇。现在，发育生物学研究中十分注重模式生物的研究，生物是从共同祖先演化而来的，所以对生命活动有重要功能的基因在进化上是保守的，也就是说，这些基因的结构和功能，在低等生物和高等生物中是相似的。因此，可以用比较容易研究的生物作为模型来研究其基因的结构和生物学功能，由此获得的信息可以使用于其他比较难以研究的生物，特别是推测相似的人体基因的功能。

5.发育生物学的发展有赖于哪些学科的发展？

答：发育生物学是由于细胞生物学、遗传学、生物化学、分子生物学等多个生命科学学科的发展和胚胎学的相互渗透，在胚胎学基础上发展和形成的一门学科，因此它的发展和进步有赖于多个相关生命学科的共同发展 6.发育生物学对国民经济的发展有何作用？

答：发育生物学既是重要的基础生命科学理论，其成果又具有广阔的应用前景，对于解决人口、健康、农业生产的发展和生物资源的利用等问题都具有极其重要的意义。发育生物学的研究不仅涉及正常发育的机制，还涉及异常发育的机制，对于肿瘤、艾滋病、畸形发生机制的研究是临床医学的基础。由于人类基因组研究计划的顺利进行，我们将能够更加清楚的阐明人类正常发育和异常发育的分子机制，这也是攻克癌症和其他绝症的必要理论基础。关于受精和早期胚胎发育机制的研究则是计划生育、优生优育工作的理论根据。克隆技术、胚胎切割、转基因动植物等生物技术的应用，对国民经济和农业现代化的可持续发展具有重要意义。

7、多细胞个体发育的两大功能？

答：1.产生细胞多样性并使各种细胞在本世代有机体中有严格的时空特异性； 2.保证世代交替和生命的连续。

8、书中所讲爪蟾个体发育中的一系列概念？ 答：受精：精子和卵子融合的过程称为受精。

卵裂：受精后受精卵立即开始一系列迅速的有丝分裂，分裂成许多小细胞即分裂球，这个过程称为卵裂。

囊胚：卵裂后期，由分裂球聚集构成的圆球形囊泡状胚胎称为囊胚。

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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 胚轴：指从胚胎前端到后端之间的前后轴和背侧到腹侧之间的背腹轴 9、模式生物的共性特征？

答：a.其生理特征能够代表生物界的某一大类群； b.容易获得并易于在实验室内饲养繁殖； c.容易进行试验操作，特别是遗传学分析。

10、所讲每种发育生物学模式生物的特点，优势及其应用？

答：a.两粞类——非洲爪蟾取卵方便，可常年取卵，卵母细胞体积大、数量多，易于显微操作。应用：最早使用的模式生物，卵子和胚胎对早期发育生物学的发展有举足轻重的作用。 b.鱼类——斑马鱼 受精卵较大，发育前期无色素表达，性成熟周期短、遗传背景清楚。优势：a,世代周期短；b,胚胎透明，易于观察。应用：大规模遗传突变筛选。

c.鸟类——鸡 胚胎发育过程与哺乳动物更加接近，且鸡胚在体外发育相对于哺乳动物更容易进行试验研究。应用：研究肢、体节等器官发育机制。

d.哺乳动物——小鼠 特点及优势：繁殖快、饲养管理费用低，胚胎发育过程与人接近，遗传学背景较清楚。应用：作为很多人类疾病的动物模型。

e.无脊椎动物 果蝇：繁殖迅速，染色体巨大且易于进行基因定位。酵母：单细胞动物，容易控制其生长，能方便的控制单倍体和二倍体间的相互转换，与哺乳动物编码蛋白的基因有高度同源性。秀丽隐杆线虫：所有细胞能被逐个盘点并各归其类；生命周期很短，只有2.5h；容易实现基因导入；已建立完整从受精卵到所有成体细胞的谱系图。 11、发育生物学实验技术：gene knock-out、RNAi、MO等？

答：Gene knock-out:基因打靶，通过外源DNA和染色体之间的同源重组，对基因组进行精确的定点修饰和改造的一种技术。

RNAi:又叫RNA干扰，利用dsRNA的高效特异性降解细胞内同源mRNA，从而阻断体内靶基因的表达。

MO：吗啉代寡聚核苷酸，是一种利用反义寡聚核苷酸抑制特定mRNA的翻译而阻断目的基因功能的方法。

第一章 细胞命运的决定

参考答案 概念

形态发生决定子：是细胞质中的一类分子，在母细胞中呈极性分布，细胞分裂时导致两个子细胞中只有一个能够继承这种物质，它们有助于细胞命运的决定。 细胞分化：是指从单个全能的受精卵产生个体各种类型细胞的发育过程。

自主特化：细胞的命运决定与卵裂时所获得的细胞质相关，这种细胞发育命运完全由内部细胞质组分决定的定型方式称为自主特化(autonomous specification) 。

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有条件特化：细胞或组织的命运与细胞所处的位置，即相邻细胞或组织之间通过相互作用有关。这种通过相邻细胞或组织之间相互作用定型方式称为有条件特化或渐进特化或依赖型特化。

胞质定域：形态发生决定子在卵细胞质中呈一定形式分布，受精时发生运动，被分隔到一定区域，并在卵裂时分配到特定的裂球中，决定裂球的发育命运。这一现象称为胞质定域，也称胞质隔离、胞质区域化、胞质重排。

极叶：呈螺旋卵裂的角贝胚胎在第一次卵裂前植物极部分向下凸出，而在卵子植物极部分形成一个胞质突起，通常称为极叶。

染色体消减：副蛔虫受精卵第一次分裂为纬裂，受精卵沿赤道分为动物极和植物极两个裂球。第一次卵裂形成的动物极裂球在下一次分裂开始前，染色体两端裂解成数十个小片段，散落到细胞质中，不再加入到新形成的细胞核内，因而失去很多基因。这一现象称为染色体消减。 三叶期：某些呈螺旋型卵裂的胚胎（主要是软体动物和环节动物）在第一次卵裂时受精卵不对称地分裂为两部分，形成两个裂球AB和CD，极叶和CD裂球相连。在某些种类中，极叶总体积约占卵子总体积的1/3，和正在的受精卵相连的部分很细，因此，极叶看起来像一个裂球。这时的胚胎外呈三叶状，称为三叶期。 叙述题

1. 简述感受性的特点

感受性：是指反应组织以一种特异方式对诱导刺激起反应的能力。 2. 自主特化和渐进特化的特点

特化是指一个细胞或者组织放在中性环境可自主分化；特化细胞或组织移植到胚胎不同部位，它就会分化成不同组织，它发育命运是可逆的。 （1）自主特经的特点是：

①主要出现在多数无脊椎动物（海鞘、栉水母、环节动物、线虫和软体动物）； ②细胞命运由其所获得的卵内特定的细胞质组分决定； ③卵裂方式和卵裂球命运不能改变；

④细胞谱系“创始细胞”一般在胚轴两极部分形成；细胞的特化发生在胚胎细胞大量迁移之前；

⑤产生“镶嵌型”发育； ⑥细胞不能改变发育命运； ⑦不能填补所分离裂球留下的空缺； （2）渐进化的特点是：

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①多出现在为脊椎动物及部分无脊椎动物中（海胆、两栖类和鱼类）； ②细胞的命运由细胞之间相互作用决定 ③卵裂方式和卵裂球的命运可以改变

④细胞特化发生在大量的细胞重排和迁移之后或相伴 ⑤产生“调整型”发育 ⑥细胞可以改变发育命运 ⑦填补所分离裂球留下的空缺

3. 举例说明海鞘的形态发生决定子的存在。

形态发生决定子：是细胞质中的一类分子，在母细胞中呈极性分布，细胞分裂时导致两个子细胞中只有一个能够继承这种物质，它们有助于细胞命运的决定。

海鞘胚胎确实类似于依据卵内贮存信息进行自我分化的镶嵌体。海鞘胚胎卵裂时，不同的细胞接受不同区域的卵细胞某些海鞘卵细胞质不同区域具有不同的颜色，如柄海鞘受精卵细胞质根据所含色素不同可分为4个区域质。不同区域的卵细胞质含有不同的形态发生决定子，具有不同的发育命运：黄色新月区含有黄色细胞质，称为肌质(myoplasm)，将来形成肌细胞。灰色新月区含有灰色细胞质，将来形成脊索和神经管。动物极部分含透明细胞质，将来形成幼虫表皮。灰色卵黄区含大量灰色的卵黄，将来形成幼虫消化道。 4. 举例说明在镶嵌型发育的胚胎中存在细胞相互作用决定细胞发育命运。 （1）肌肉组织的诱导

8-细胞期的b4.2、A4.1裂球各自分离培养，不能形成肌肉组织。而将其两者一起培养时则在胚胎中出现形成肌肉组织。 （2）神经组织的诱导

8-细胞期时把各裂球分离培养时不出现神经细胞，只有当a4.2和A4.1配合后，才能形成脑和触须组织。

5. 简述软体动物中形态发生决定子的存在。

6. 简述副蛔虫早期卵裂中发生的染色体消减与生殖细胞发生的关系。

副蛔虫受精卵第一次分裂为纬裂，受精卵沿赤道分为动物极和植物极两个裂球。 1) 靠近动物极的裂球发生染色体消减现象

第一次卵裂形成的动物极裂球在下一次分裂开始前，染色体两端裂解成数十个小片段，散落

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