发育生物学
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引言:发育生物学是生物学的一个重要分支,研究生物体在发育过程中的各种变化和发展规律。
随着科技的不断进步和对生物科学研究的需求日益增加,发育生物学作为一门前沿学科备受关注。
本文将对发育生物学考研就业前景做一综述,从学术研究和就业市场两个方面进行分析,为考研学生提供一定的参考。
概述:1.发育生物学的定义和意义发育生物学是研究生物体从受精卵到成熟个体形成过程的科学。
发育生物学的研究对于了解生命起源、生物体结构和功能,以及疾病的发生机理具有重要意义。
2.发育生物学考研的背景和趋势近年来,生物医学和生物工程等相关领域的快速发展,使得对发育生物学专业人才的需求日渐增加。
发育生物学作为一个前沿学科,吸引了越来越多的学生投身其中。
正文:一、学术研究方向1.分子发育生物学通过研究基因在发育过程中的表达和调控,揭示基因组在发育过程中的作用机制。
近年来,分子发育生物学的研究在解析疾病发生机制、基因治疗等方面取得了重要突破。
2.组织发育生物学研究组织在发育过程中的分化和形态的变化。
组织发育生物学的研究对于再生医学、组织工程等领域具有重要的应用前景。
3.胚胎发育生物学研究胚胎在发育过程中的分化和发展。
胚胎发育生物学在生殖医学、遗传学研究等方面具有重要的意义。
4.发育遗传学研究遗传因素对发育过程的调控和影响。
发育遗传学在遗传疾病的预防和治疗方面具有重要的应用价值。
5.发育免疫学研究发育过程中免疫系统的发育和功能。
发育免疫学在免疫疾病治疗、免疫调控等方面具有潜在的应用前景。
二、就业市场分析1.科研机构国内外大学和科研机构对发育生物学专业人才的需求较为旺盛。
研究机构的科研项目为发育生物学专业毕业生提供了丰富的研究平台和发展机会。
2.医药生物公司医药生物领域对发育生物学专业人才的需求呈现增长趋势。
医药生物公司提供了从事药物研发、基因工程、再生医学等领域的就业机会。
3.医院和诊所发育生物学的知识和技术在医学诊断和治疗中具有广泛应用。
一发育生物学是一门研究生物体从精子和卵子发生、受精、胚胎发育、生长到衰老、死亡规律的科学。
二分化(differentiation):细胞差异性产生的过程。
三形态发生(morphogenesis);不同表型的细胞构成组织、器官,建立结构的过程。
四动物发育的主要特征:1、产生细胞的多样性并使各种细胞在本世代有机体中有严格的时间和空间的次序性。
该功能涉及有机体全部细胞的产生和组织成为结构。
细胞差异性产生的过程称为分化(differentiation)。
不同表型的细胞构成组织、器官,建立结构的过程叫做形态发生(morphogenesis)。
2、通过繁殖产生新一代的个体,使世代延续。
基本规律:五发育生物学研究中的主要模式动物:无脊椎动物模型: 果蝇:主要优点1. 体积小,易于繁殖;2. 产卵力强;3. 性成熟短;4. 易于遗传操作:如诱变;5. 基因组序列已全部测出(Science, Mar. 24, 2000)。
线虫: 1. 易于养殖:成虫体长1mm,易冷冻保存;2. 性成熟短:2.5-3天,两种成虫;3. 细胞数量少,谱系清楚;4. 易于诱变;5. 基因组序列已全部测出(Science, Dec. 11, 1998)。
脊椎动物模型:蟾蜍:1. 性成熟短;2. 卵体大,易于操作;3. 抗感染力强,易于组织移植;斑马鱼:1. 体积小,易于饲养殖;2. 产卵力强;3. 性成熟短;4. 易于遗传操作:如诱变;5. 体外受精和发育,易于观察;6. 基因组序列已全部测出。
六配子(gamete):进行有性繁殖的高等生物,由生殖细胞分化、产生世代交替的桥梁。
七生殖细胞:指机体用来产生精子和卵子的细胞,它们可以长期存在于机体内而死亡、消失。
在胚胎发育初期生殖细胞就已经决定的动物,其生殖细胞来源于它的前体——原生殖细胞。
这些PGCs只有经过迁移,进入发育中的生殖腺原基——生殖嵴,才能分化为生殖细胞。
八精子分化(spermiogenesis):高尔基体形成顶体泡,中心粒产生精子鞭毛,线粒体整合入鞭毛,核浓缩,胞质废弃,最后产生成熟的精子。
1简介发育生物学(developmentalbiology)是一门研究生物体从精子和卵子发生、受精、发育、生长到衰老、死亡规律的科学。
发育生物学是生物科学重要的基础分支学科之一,研究内容和许多学科内容相互渗透、相互联系,特别是和遗传学、细胞生物学、分子生物学的关系最为紧密。
其应用现代科学技术和方法,从分子水平、亚显微水平和细胞水平来研究分析生物体的过程及其机理。
用分子生物学、细胞生物学的方法研究个体发育机制的学科。
是由实验胚胎学发展起来的。
实验胚胎学是研究发育中的胚胎各部分间的相互关系及其性质,如何相互影响,发育生物学则是追究这种相互关系的实质是什么,是什么物质(或哪些物质)在起作用,起作用的物质怎样使胚胎细胞向一定方向分化,分化中的细胞如何构成组织或器官,以保证组织和器官的发育,正常发育的胚胎怎样生长、成熟、成为成长的个体,后者在发育到一定阶段后为什么逐步走向衰老,如何在规定的时间和空间的顺序下完成个体的全部发育。
2研究范围从学科范围讲,发育生物学比实验胚胎学大,后者基本上是研究卵子的受精和受精后的发育,虽然也包括正在发育的生命再生及变态等问题,但主要是胚胎期的发育。
发育生物学研究的则是有机体的全部生命过程。
从雌雄性生殖细胞的发生、形成、直到个体的衰老。
它是生物学领域中最具挑战性的学科之一。
从上个世纪八九十年代迄今,生物学领域的重大进展都与发育生物学有着密切的关系,或者就是发育生物学的进展。
发育生物学成为了近年来世界上生命科学最活跃和最激动人心的研究领域。
发育生物学又是一门应用前景非常广泛的学科,有关生殖细胞发生、受精等过程的研究是动、植物人工繁殖、遗传育种、动物胚胎与生殖工程等生产应用技术发展的理论基础。
有关细胞分化机理、基因表达调控与形态模式形成及生物功能的关系研究,是解决人类面临的许多医学难题(如癌症的防治)以及器官与组织培养等新兴的医学产业工程发展的基础,也是基因工程发展为成熟的实用技术的基础。
发育生物学引言发育生物学是研究生物体从受精卵到成熟个体生长和发育的过程的学科。
它涉及到生物体的细胞分裂、细胞分化、器官形成以及整个个体的发育过程。
受精卵的发育受精卵是一个由卵子和精子结合形成的细胞。
在受精过程中,精子的DNA与卵子的DNA结合,形成一个新的合子,这是新生命开始的起点。
随后,受精卵会经历一系列的细胞分裂,其中包括胚胎发育和胚胎发育。
胚胎发育胚胎发育是受精卵经过一系列细胞分裂和细胞分化形成胚胎的过程。
在胚胎的发育过程中,细胞会不断分裂和分化,形成各种不同的细胞类型,从而形成不同的组织和器官。
胚胎发育胚胎发育是在胚胎发育基础上,通过细胞分化和细胞增殖来形成器官的过程。
在发育过程中,细胞会经历细胞分化和细胞增殖的过程,从而形成不同类型的组织和器官。
发育的调控机制发育过程中,细胞的分裂、分化和器官形成都受到严密的调控。
调控机制主要包括遗传调控和环境调控两个方面。
遗传调控遗传调控是指基因在发育过程中的表达和调控。
基因的表达受到一系列调控因子的控制,包括转录因子、miRNA等。
这些调控因子通过调控基因的转录和翻译过程来影响细胞的分裂、分化和器官形成。
环境调控环境调控是指外部环境对发育过程的影响。
环境调控可以通过调整温度、光照、营养等外部条件来影响发育过程。
例如,温度过高或过低会影响鸟类的卵孵化和幼鸟的生长发育。
发育异常与疾病发育异常是指在发育过程中出现的异常现象。
发育异常可以导致胎儿畸形、智力障碍等问题。
一些发育异常可能是由遗传因素或环境因素引起的,而一些发育异常可能是由基因突变或染色体异常引起的。
发育生物学的应用发育生物学的研究对于理解生物发育规律以及治疗某些疾病具有重要意义。
例如,通过研究胚胎干细胞的分化过程,可以开发出治疗血液系统疾病的方法。
此外,发育生物学的研究还可以为生物工程、再生医学等领域提供理论基础和技术支持。
结论发育生物学是一个研究生物体从受精卵到成熟个体发育过程的学科。
通过研究发育生物学,我们可以更好地理解生物个体形成的原理,同时也可以为治疗疾病和推动生物技术的发展提供理论基础和技术支持。
名词解释:发育生物学
发育生物学是研究生物体从受精开始到成熟的整个过程的科学领域。
它涉及到生物体从单细胞阶段到多细胞体的组织和器官发育的各个阶段。
发育生物学的研究对象包括动物、植物和微生物等各种生物。
发育生物学的主要目标是理解生物体是如何在遗传和环境因素的交互作用下形成、生长和分化的。
发育生物学研究的基本过程包括受精、发育和成熟。
受精是指雌性生物的卵子和雄性生物的结合形成受精卵。
发育是指受精卵通过细胞分裂和细胞分化逐渐形成多细胞体的过程。
在发育过程中,细胞会通过特定的分裂和分化方式形成不同的组织和器官。
成熟是指生物体达到其最终形态和功能的阶段。
发育生物学的研究方法包括实验研究和观察研究。
实验研究可以通过改变遗传和环境因素来探究其对发育过程的影响。
观察研究则通过观察和记录发育过程中的现象和变化来理解生物体的发育机制。
现代发育生物学中还应用了分子生物学、遗传学、细胞生物学等学科的方法和技术。
发育生物学在许多领域具有重要的应用价值。
例如,在医学领域中,发育生物学是研究胚胎发育和生长的基础,对于理解疾病的发生和治疗具有重要意义。
在农业领域中,发育生物学可以帮助改良作物品种和提高农作物产量。
此外,发育生物学还对环境保护和生物技术等领域的发展起到重要作用。
总之,发育生物学是研究生物体发育过程的科学领域,通过研究遗传和环境因素的交互作用,帮助我们理解生物体形成、生长和分化的机制,对于医学、农业和环境保护等领域具有重要的应用价值。
发育生物学:是应用现代生物学的技术研究生物发育机制的科学,主要研究生物个体发育中生命现象的发展机制。
调整型发育:胚胎为保证正常的发育,可以产生胚胎细胞位置的移动和重排,以细胞渐进特化为特点的胚胎发育模式。
中期囊胚转化:卵裂进行到一定程度时,细胞分裂不在同步,新的基因开始表达,细胞开始获得运动性的现象。
镶嵌型发育:胚胎是由能够自我分化的各部分组成合在一起形成的镶嵌体,每个细胞接受一组特定的核决定子,并依据所接受的核决定子分化组成相应的组织胚胎发育过程。
顶体反应:指精子获能后,在输精管壶腹与卵相遇后,质体开始产生的改变,即精子释放顶体酶,溶蚀放射冠,透明带反应的过程。
精子获能:指射出的精子在若干生殖道获能因子作用下,精子膜发生一系列变化,进而产生生化和运动方式的改变。
透明带反应:指皮质颗粒内容物的释放,改变透明带性质,阻止精子在穿入的反应过程。
原肠作用:指动物胚胎发育至胚胎后期开始进行的一系列细胞运动和细胞重排的形态发生运动。
胚胎诱导:是发育过程中通过细胞间的相互作用来决定细胞命运使细胞定向分化的一个最根本的现象,几乎发生在胚胎发育的任何时期和任何器官,组织的形成过程。
初级胚胎诱导:原肠胚的脊索中胚层诱导其上方的外胚层形成神经系统这个关键的诱导作用,被传统的称为初级胚胎诱导.细胞分化:在个体发育中,相同细胞的后代,在形态,结构,生理,功能上发生稳定的差异的过程。
卵裂:通过多次的有丝分裂将大量的卵质分配到无数个较小的具有细胞核的细胞中去的过程。
细胞分化:由单个全能的受精卵产生各种类型细胞的发育过程。
胚胎诱导:动物在一定的胚胎发育时期,一部分细胞影响相邻的另一部分细胞使其向一定方向分化的现象。
发育:指生命现象的发展,是一个有机体从其生命开始到成熟的变化,是生物有机体的自我构建和自我组织的过程。
皮质反应:精细胞与卵细胞的细胞质膜融合时激活了卵细胞的磷脂酰肌醇信号转导途径,使定位于卵细胞胞质外周的皮质颗粒与卵细胞质膜融合释放内容物(酶类),并快速分布到整个卵细胞的表面,阻断多精受精的现象。
绪论:发育development: ---多细胞生物从受精卵到成体经历的一系列有序的发展变化过程。
生长: 指身体各器官、系统的长大和形态变化,是量的改变;发育是指细胞、组织和器官的分化完善与功能上的成熟,质的改变。
两者密切相关,生长是发育的物质基础。
而发育成熟状况又反映在生长的量的变化。
发育生物学(developmental biology)是应用现代生物学的技术研究生物发育的本质,从生殖细胞的发生、受精、胚胎发育、生长、到衰老和死亡过程的机制个体发育---多细胞生物体从生殖细胞的发生、受精、胚胎发育、生长、到衰老和死亡过程的机制发育生物学与传统胚胎学的区别: 发育生物学最初由实验胚胎学发展而来;传统的胚胎学是研究从动物受精到出生之间有机体的发育,即胚胎发育。
与传统的胚胎学(embryology)不同,发育生物学是在20世纪50年代以后,由于分子生物学、细胞生物学、遗传学以及生物化学等其他生命学科的发展,并与胚胎学的相互渗透,才逐渐发展和形成的一门新兴的生命科学。
发育生物学的形成和发展是多学科相互渗透的结果。
胚胎学 发育生物学发育过程中形态变化 发育的分子机理受精到幼体 生殖细胞到个体衰老只注重形态比较,研究缺乏内在联系 多种生物个体发育进行比较分析,放在生物进化的大背景下研究后成论/渐成论在观察鸡、星鲛和一些无脊椎动物胚胎发育的基础上,Aristotle首先提出了胚胎是由简单到复杂逐渐发育形成的,这个理论后来称为后成论(theory of epigenesis),也称渐成论。
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(theory of performation)占据统治地位。
精源学说认为胚胎预先存在于精子中。
卵源学说则认为卵子中本来就存在微小的胚胎雏形精源学说和卵源学说的共同点认为胚胎是成体的雏形,是配子中固有的结构,胚胎发育仅仅是原有结构的增大。
这两种学说还认为卵子中含有所有后代的微小胚胎,一个世代包含下一个世代,使种族得以延续。
名词解释1.细胞分化:从单个全能的受精卵产生各种类型细胞的发育过程叫细胞分化。
2.定型:细胞在分化之前,将发生一些隐蔽的变化,使细胞朝特定方向发展,这一过程称为定型。
定型分为特化和决定两个时相。
3.特化:当一个细胞或者组织放在中性环境,如培养皿中可以自主分化时,就可以说这个细胞或组织已经特化了。
4.决定:当一个细胞或组织放在胚胎另一个部位可以自主分化时,就可以说这个细胞或组织已经决定了。
已特化的细胞或组织的发育命运是可逆的。
相比之下,已决定的细胞或组织的发育命运是不可逆的。
5.胞质隔离:卵裂时,受精卵内特定的细胞质分离到特定的分裂球中,裂球中所含有的特定胞质决定它发育成哪一类细胞,细胞命运的决定与临近的细胞无关。
6.胚胎诱导:胚胎发育过程中,相邻细胞或组织之间通过相互作用,决定其中一方或双方的分化方向,也就是发育命运。
7.镶嵌型发育:以细胞自主特化(细胞发育方向取决于细胞内特定的细胞质)为特点的胚胎发育模式。
8.调整型发育:以细胞有条件特化(细胞的发育方向取决于它与邻近细胞之间的相互作用)为特点的胚胎发育模式。
9.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。
10.形态发生决定子性质:1.激活某些基因转录的物质 2.mRNA11.受精:是指两性生殖细胞融合并形成具备双亲遗传潜能的新个体的过程。
12.精子获能:哺乳动物的精子需要在雌性生殖道中停留一个特定的时期,以获得对卵子受精的能力,这一过程称为精子获能。
13.顶体反应:顶体反应是指受精前精子在同卵子接触时,精子顶体产生的一系列变化。
(顶体反应释放的水解酶溶解和精子结合的卵黄膜或透明带,并在该位置进行精卵细胞膜的融合。
)14.卵裂:受精卵经过一系列的细胞分裂将体积极大的卵子细胞质分割成许多较小的、有核的细胞,形成一个多细胞生物体的过程称为卵裂。
发育生物学发育生物学(developmentalbiology)是生物科学重要的基础分支学科之一,研究内容是和许多其他学科内容相互渗透、错综联系,特别是和遗传学、细胞生物学、分子生物学的关系最为紧密。
其应用现代科学技术和方法,从分子水平、亚显微水平和细胞水平来研究分析生物体从精子和卵的发生、受精、发育、生长直至衰老死亡的过程及其机理。
简介发育生物学(developmentalbiology)是一门研究生物体从精子和卵子发生、受精、发育、生长到衰老、死亡规律的科学。
是生物科学重要的基础分支学科之一,研究内容是和许多其他学科内容相互渗透、错综联系,特别是和遗传学、细胞生物学、分子生物学的关系最为紧密。
其应用现代科学技术和方法,从分子水平、亚显微水平和细胞水平来研究分析生物体的过程及其机理。
用分子生物学、细胞生物学的方法研究个体发育机制的学科。
是由实验胚胎学发展起来的。
实验胚胎学是研究发育中的胚胎各部分间的相互关系及其性质,如何相互影响,发育生物学则是追究这种相互关系的实质是什么,是什么物质(或哪些物质)在起作用,起作用的物质怎样使胚胎细胞向一定方向分化,分化中的细胞如何构成组织或器官,以保证组织和器官的发育,正常发育的胚胎怎样生长、成熟、成为成长的个体,后者在发育到一定阶段后为什么逐步走向衰老,如何在规定的时间和空间的顺序下完成个体的全部发育。
范围从学科范围讲,发育生物学比实验胚胎学大,后者基本上是研究卵子的受精和受精后的发育,虽然也包括正在发育的生命再生及变态等问题,但主要是胚胎期的发育。
发育生物学研究的则是有机体的全部生命过程。
从雌雄性生殖细胞的发生、形成、直到个体的衰老。
它是生物学领域中最具挑战性的学科之一。
从上个世纪八九十年代迄今,生物学领域的重大进展都与发育生物学有着密切的关系,或者就是发育生物学的进展。
发育生物学成为了近年来世界上生命科学最活跃和最激动人心的研究领域。
发育生物学又是一门应用前景非常广泛的学科,有关生殖细胞发生、受精等过程的研究是动、植物人工繁殖、遗传育种、动物胚胎与生殖工程等生产应用技术发展的理论基础。
有关细胞分化机理、基因表达调控与形态模式形成及生物功能的关系研究,是解决人类面临的许多医学难题(如癌症的防治)以及器官与组织培养等新兴的医学产业工程发展的基础,也是基因工程发展为成熟的实用技术的基础。
研究对象从研究对象看,实验胚胎学一般专指动物实验胚胎学。
由于历史的原因,尤其是材料的不同,像动物实验胚胎学那样的植物实验胚胎学未曾发展起来。
但动植物的发育原理,尤其是从分子生物学的角度考虑,有许多共同之处,所以发育生物学既研究动物的也研究植物的个体发育。
历史从发展的历史来看,发育生物学是一门既古老又年轻的学科。
它是在胚胎学的基础上发展起来的,起源于卵裂和胚泡的形成上世纪五十年代,在上世纪七十年代才正式形成一个独立的学科,从叙述胚胎学、比较胚胎学及实验胚胎学发展为化学胚胎学及分子胚胎学的过程中逐渐形成的一门新的学科,也是上述这些学科的综合和进一步的发展。
八十年代起,由于遗传学、细胞生物学、分子生物学等学科的发展,大量新的研究方法的应用,发育生物学取得了巨大的进展。
这门学科的研究内容发展到配子的发生和形成;受精过程;细胞分化及形态形成,包括发育过程中不同细胞群如何按照一定的时间顺序及空间关系有序地重新配置、特化、进而产生出各种细胞类型,最终器官表型特征的出现和特殊功能的建立;基因在不同发育时期的表达、控制与调节,基因型和表型表达之间的因果关系;发育过程中细胞核与细胞质的关系、细胞间的相互关系以及外界因素对胚胎发育的影响。
其中细胞分化是发育生物学中的核心问题。
发展发育生物学从学术思想上可追溯到19世纪末期。
W.鲁创立的所谓发育机制学的学科,就提出要研究有机体建成的原因和因子以及这些因子的作用方式。
而且这学科是要追究形态建成功能的产生、维持和衰退的原因。
可见他已经注意到个体发育中相互关系的实质,而且他所理解的个体发育也不限于胚胎时期。
细胞分化由于当时的科学水平,W.鲁所赋予这个学科的使命是无法实现的。
W.鲁之后的实验胚胎学在条件许可之下,主要致力于胚胎各部分的发育潜能、器官原基的决定,在决定过程中邻近组织的影响,或者说主要集中在胚胎的组织与细胞之间的相互影响和它们如何组排,从这方面分析和了解胚胎发育,但却忽略了对发育机理的追索。
直到40年代,由于组织化学、生物化学的渗透,发展起化学胚胎学,希望由发育中的化学变化了解发育。
这在实质上是从另一个侧面叙述胚胎发育。
这一个发展阶段为以后的发育生物学创造了条件,使得胚胎学家较容易地接受来自分子生物学和分子遗传学的影响。
尽管在实验胚胎学的早期曾经探讨过细胞核在发育中的作用,如T.H.博韦里曾经指出染色体在发育中的重要作用,并且不断有涉及遗传与发育的工作,但是由于证实了核的全能性以及关于镶嵌型卵子的研究,细胞质在发育中的重要性更受到重视。
占相当比重的关于器官发育的研究,始终未考虑细胞核的作用。
直到分子遗传学和分子生物学确定了遗传物质的性质和构造,发现了遗传密码,揭露出蛋白质合成的机制,才使人们认真考虑基因在发育中的作用,以及细胞分化的机制──在产生出构成有机体的各种细胞类型的过程中,基因是怎样地被控制的。
在这基础上逐渐形成了发育生物学。
由于认识到,外表相去甚远的植物和动物在发育上有很多共同点,有些简单的有机体(如藻类和粘菌)是研究细胞分化的非常有利的模式系统,发育的过程不仅仅出现在一个有机体的胚胎发生期间,而且出现在整个生命期间的各个阶段,这就使发育生物学研究的对象和范围远比实验胚胎学扩大了。
研究方法发育生物学是一个多学科的研究领域,它利用一切有关学科的技术方法,也利用它们的研究成果,来研究和解释发育中的问题。
例如要了解早期发育时的基因活动,就需要用分子生物学的技术研究受精之前和受精之后以至卵裂时期的RNA,以判断哪些是受精前已有的,哪些是受精后转录的,它们是哪些类型,何时开始、在哪些细胞中转录的;要研究某一结构基因的调节控制,分子遗传学关于原核基因的研究就是不可缺少的基础。
但是关于发育机制的探索,不能仅限于某一水平,既可以是分子水平的研究,也可以是亚显微或细胞水平的,如果涉及某些细胞器在细胞分化中的变化和作用;或者如果涉及到不同胚层的细胞在形成某一特定结构中的相互作用,就是更高水平的事。
或者如果涉及个体的极性或对称等的形成,那就是个体水平的了。
不论哪个水平的发育,追究到底都可以从有关基因的调节、激活去探索。
有关基因在何时被激活,它的产物在何时、如何在不同的水平上起作用,导致出现各个水平的形态发生过程,则是发育生物学的重点所在。
研究基因的结构,转录的时刻,转译产物的性质等自然要用分子生物学的方法;研究某种超微结构在发育中的变化,就要应用电子显微镜技术;研究某种蛋白的出现,细胞膜受体等可能需要免疫学技术,如果要离体地研究某种细胞的终末分化,或者不同组织在形成某种构造中的相互作用,就离不开细胞培养或组织培养的技术,显然,在哪个水平上工作,或者研究什么问题,决定了采用什么技术。
实验材料一些过去在实验胚胎学中较少使用的,但是对研究某些发育生物学问题有利的材料已受到重视。
如果蝇,智力发育经过遗传学家几十年的努力,对它的性状遗传已经充分了解,而且培育出大量的突变型。
果蝇的有些突变型正是了解某一基因在何时起影响,起什么样的影响的理想材料,这是用野生型做材料无法做到的。
虽然果蝇体积较小,难以得到足够的量供生化分析,但有可能通过大量培养和发展微量化检测方法克服这一困难。
小鼠是另一种常用的材料。
因为已经培养出一些突变型,而且它的胚胎在体内发育与人类比较接近。
另一种使用范围有扩大趋势的材料是一种自由生活的秀丽隐杆线虫。
已经用实验方法得到许多突变型。
它们繁殖迅速,可以在短期内培养出大量材料供生化分析和提取之用。
实验胚胎学的传统材料──棘皮动物、两栖类、鸟类等,仍然是重要的,只是用来研究的问题不同。
例如关于早期发育中基因的活动,用海胆作材料的研究曾经提供大量资料。
关于器官发生的分析,细胞分化的分子基础,两栖类和鸟类仍然是重要的材料。
研究内容从胚胎学的角度,个体发育从受精开始,因为卵子受精之后才能发育,但发育生物学则应把个体发育追溯宝宝感官的发育到卵子的形成。
因为卵子在长大中不仅被动地积累营养物质,而且要通过细胞核中的基因活动,合成下一代发育中、尤其是早期发育中所需要的物质。
一方面,成熟的卵子中含有大量的核酸,除rRNA主要是通过基因扩增产生的,其他的如mRNA、5SRNA、tRNA的相当大的部分是在卵子发生过程中从染色体转录下来的。
这时的染色体呈灯刷状,显示活跃的转录功能。
另一方面已经知道一些基因,它们的产物显示所谓母体效应,决定下一代某些性状的发育,而受精之后父方的细胞核不能改变这种情况。
例如美西螈的O突变型,纯合雌体产出卵子,即使由正常雄体的精子受精,也不能进行原肠形成。
也发现了果蝇的一些影响卵子的结构和空间格局的突变型,例如双腹端(bicaudal,bic)和背方 (dorsal,dl)。
纯合的双腹端突变型(bic/bic)雌体所产的卵子,受精后只能发育出腹部后端的结构,所形成的胚胎由两个对称排列的腹部后端组成,缺乏头部、胸部和前腹部。
这方面的研究使人们对以前难以理解的体形的基本格局──极性、对称──的建立的问题,有了一些认识。
影响发育生物学作为当代生命科学研究的最活跃的领域之一,一方面将分子生物学、细胞生物学、遗传学、生少女青春期发育物化学、生理学、免疫学、胚胎学、进化生物学及生态学等多种学科汇集一起,综合运用,揭示生命发育的本质规律;另一方面,发育研究已存在于生物学的各个领域,成为其他学科的基本要素,发育生物学研究发展必将促进其他学科领域的发展。
因而,发育生物学是很重要的基础学科之一。
发育生物学与医药卫生、农业生产和生物资源的利用关系密切,例如对受精和早期胚胎发育机制,肿瘤、爱滋病、畸形发育的机制,衰老机制等的揭示,对计划生育、优生优育、健康生活和农林牧生产等都有深刻影响。
应用发育生物学又是一门应用前景非常广泛的学科,有关生殖细胞发生、受精等过程的研究是动、植物人工繁胎儿发育过程殖、遗传育种、动物胚胎与生殖工程等生产应用技术发展的理论基础。
有关细胞分化机理、基因表达调控与形态模式形成及生物功能的关系研究,是解决人类面临的许多医学难题(如癌症的防治)以及器官与组织培养等新兴的医学产业工程发展的基础,也是基因工程发展为成熟的实用技术的基础。
近年来引起世界巨大反响的生命科学研究进展都是与发育生物学相关的,如1997年的哺乳动物体细胞克隆技术,1999年度超越人类基因组计划而为世界第一大科学新闻的干细胞培养技术等。