发育生物学——发育前言与发育生物学简史
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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》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码:课程名称:发育生物学英文名称:Developmental Biology课程类别:专业课学时:54学分:3.0适用对象: 生物科学专业06级本科生考核方式:考试,平时成绩占总成绩的30%先修课程:本课程是在植物学、分析化学、有机化学、动物生物学、细胞生物学等课程之后开设的。
二、课程简介发育生物学是研究生命体发育过程及其本质的科学。
发育(development)是有机体生命现象的变化发展,是有机体不断自我构建和自我组织的过程。
发育生物学是近年来随着生命科学领域各学科的进展,尤其是分子生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学等学科进展及其与胚胎学的相互渗透而发展形成的一门新兴学科,是当今生命科学研究的前沿阵地和主战场之一。
Brief introduction to the course of Developmental BiologyDevelopmental Biology is a discipline to investigate the process of development ant its mechanism. Development is a process of dynamic variation, and self-construction and self-organization of organism. With the rapid progress of Molecular Biology, Cell Biology, Genetics, Biochemistry and their penetration with embryology, Developmental Biology is now developing into a novel discipline of the most important disciplines in the field of life sciences.三、课程性质与教学目的发育生物学的研究对象,其一,研究个体发育的机制,即生命个体的生殖细胞的发生、受精、胚胎发育、成熟、衰老和死亡的发展过程的机制;其二,研究生物种群系统发生的机理。
发育生物学绪论一.名词解释发育:亦称发生,指生命现象的发展,是生物有机体的自我构建和自我组织的过程。
发育生物学:应用现代生物学技术研究生物发育本质的科学。
二.问答1发育生物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、衰老和死亡,即生物个体发育中生命过程发展的机制。
同时,也研究生物种群系统发生的机制。
多细胞生物个体发育为对象:生物个体发育中生命过程发展的机制。
多细胞生物的种群发生为对象:研究生物种群系统发生的机制。
2发育生物学任务3发育生物学学科基础胚胎学分子生物学细胞生物学生物化学遗传学发育生物学生态学生理学免疫学进化生物学解剖学第一章动物的发育模式一名词解释发育体制(即形体模式):多细胞生物在形态特征和功能形成的有序构建程式。
主要包括胚轴形成、体节形成、枝芽和器官原基形成等事件。
二.问答1发育生物学的2个基本问题5个难题①受精卵是如何形成成体②成体又是如何产生另一个成体发育生物学的5个难题(1)分化难题(2)形态发生难题(3)生长难题(4)生殖难题(5) 进化难题2模式动物都有哪些特征(1).其生理特征能够代表生物界的某一大类群;(2).容易获得并易于在实验室内饲养繁殖;(3.)容易进行试验操作,特别是遗传学分析动物: 我们所学的模式动物有(1)秀丽隐杆线虫2果蝇3斑马鱼(4)爪蟾(5)鸡(6)小鼠3发育模式的阶段划分:受精——桑葚胚——囊胚——原肠胚——神经胚——器官系统的发生4动物的形态结构特征及其发育构建的多态性a卵裂的方式b胚层的形成和数目 c 体腔的类型d 原口和后口的区分 e 头尾的分化f 体节形成g器官设置h 身体的对称性第二章胚胎发育的准备一名词解释生殖质是一种具有一定形态结构的特殊细胞质,主要由蛋白质和RNA构成,它决定着生殖细胞的分化。
二.问答1以线虫为例,说明其生殖干细胞是如何决定线虫的生殖质称为P颗粒①生殖质主要由蛋白质和RNA组成,呈颗粒状结构。
发育⽣物学绪论⼀、发育⽣物学的概念(重点)⼀、发育⽣物学是应⽤现代⽣物学技术研究⽣物发育机制的科学,是胚胎学的继承与发展。
2.后成论(渐成论)新的结构是在胚胎发育期间逐渐形成的。
(重点)四、发育⽣物学与胚胎学的主要区别(重点)⼀)胚胎学是对胚胎发育过程形态演变的追踪,发育⽣物学侧重探察其分⼦⽣物学过程和机制。
⼆)胚胎学将发育过程限定在胚胎发⽣阶段,发育⽣物学将发育扩展为从⽣殖细胞(或植物单倍世代的孢⼦)的形成到个体衰⽼死亡的全过程。
三)胚胎学强调的是物种间形态结构的⽐较,发育⽣物学强调的是对进化关系和途径的考察。
五、研究难题1.分化难题2.形态发⽣难题3.⽣长难题4.⽣殖难题5.进化难题六、发育⽣物学的研究技术与⽅法(重点)(⼀)常⽤发育⽣物学研究技术1.显微镜技术2.组织切⽚技术3.分⼦⽣物学技术4.原位杂交技术5.显微注射6.报告基因技术7.细胞标记技术第⼀章发育的细胞和分⼦基础⼆、发育的细胞共性事件(重点)(⼀)细胞分裂(⼆)细胞分化(三)模式形成(四)细胞迁移(五)细胞凋亡发育是以上事件相互作⽤、协调的结果三、细胞命运的定型(重点)⼀)定型:细胞在分化之前,发⽣⼀些隐蔽的变化,使细胞命运朝特定⽅向发展的过程。
⼆)细胞定型的两个阶段——特化和决定1.特化:⼀个细胞或组织放在中性环境下培养能⾃主分化。
2.决定:⼀个细胞或组织在胚胎的另⼀个部分,不受周围其他细胞或组织的影响,能⾃主地进⾏分化。
已特化的细胞或组织的命运是可逆的。
已决定的细胞或组织的命运是不可逆的。
三)胚胎细胞定型的两种⽅式1.胞质隔离:卵细胞质中的形态发⽣决定⼦在受精时发⽣运动,被分隔到⼀定区域,卵裂时分配到特定的分裂球中并决定分裂球发育命运的现象。
2镶嵌型发育(⾃主型发育):以细胞⾃主特化为特点的胚胎发育模式。
(重点)第⼆章细胞分化第⼀节多细胞⽣物细胞分化建⽴的条件细胞分化建⽴的重要条件1.细胞分化建⽴的前提:细胞携带有丰富的遗传信息且具有复杂的表达调控机制。
发育生物学第一章绪论发育生物学定义:研究生物体从精子和卵子的发生、受精、发育、生长至衰老、死亡的生命过程中的变化机理的学科。
第一节发育生物学的发展与其他学科的关系研究历史很长,1950年左右才形成一门学科,在胚胎学、细胞生物学、遗传学、生物化学、分子生物学的基础上建立的一门新兴学科。
其发展过程:形态描述,机理探讨,从器官→组织→细胞水平→分子水平。
一.胚胎学与发育学胚胎学是发育学发展的基础学科之一。
其发展简史省略(动物胚胎学中细述)描述胚胎学→比较胚胎学→细胞胚胎学→实验胚胎学→分子胚胎学二.遗传学与发育生物学两者密切相关,遗传学的发展促进了发育生物学的研究。
自遗传学家提出“遗传的染色体学说”(Chromosome theory of inheritance)以来,细胞核在发育中的作用受到重视。
Morgan是遗传学家,也为胚胎学家,与他的合作者提出(1926年)“基因理论”(the theory of the gene)1972年,Moore把Morgan遗传概念归纳为12点:1.遗传是由基因从父代传递到子代。
2.基因位于染色体上。
3.每个基因在染色体上占着一个特定的位置。
4.在每个染色体上有很多基因,它们直线排列在染色体上。
5.双倍体生物的体细胞中,每一种染色体有两条(同源染色体),因此每个基因位点(genelocus)有两个。
6.在有丝分裂周期,每一基因也被复制。
7.基因能够以数种不同状态而存在(等位基因),基因从一种状态变为另一种状态就是一个突变。
8.基因在减数分裂时,通过染色体交换能够从一条染色体转移到另一条同源染色体上。
9.每个配子获得每对同源染色体的一条,每条染色体是随机分配到配子中的。
10.每对同源染色体中的一条分配到配子中,不影响其它各对染色体的分配。
11.在受精时,雌雄配子随机结合。
合子从两亲本接受每一对同源染色体中的一条染色体。
12.在一个有机体细胞中包含着两种不同等位基因时,显性基因比隐性基因有较强的表型(phenotype)。