发育生物学第十二章 脊椎动物中枢神经系统和体节形成机制
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脊椎动物的神经系统脊椎动物的神经系统脊椎动物的神经系统高度集中。
在形态上和无脊椎动物神经系统迥然不同。
第一,脊椎动物没有像环节动物、节肢动物那种腹神经索样的中枢神经系统,而有一个位于身体背面的脑和脊髓。
从胚胎发育上看,胚胎背部外胚层沿胚胎长轴内褶成沟,然后脱离外胚层而成一条位于外胚层之下的神经管。
神经管的前部发育成脑,后部发育成脊髓。
由于脑和脊髓来自不分节的神经管,因而没有分化为顺序排列的神经节,而内部中央部分总是保留着一个或大或小的管道。
脑和脊髓属中枢神经系统(centra1 nervous system)。
从脑伸出的脑神经和从脊髓伸出的脊神经属周围神经系统(peripheral nervous system)。
(一)中枢神经系统1.脑脊膜和脑脊液中枢神经系统是软组织,外面有骨骼包围,表面还裹以结缔组织软膜,即脑脊膜(meninges),这些都使脑受到很好的保护。
脑脊膜分3层,外层厚而有韧性,为硬膜(dura mater),内层薄而多血管,为软膜(Pia mater),两者之间有疏松网状结缔组织,即蛛网膜(arachnoid)。
脑膜炎就是脑膜发炎之症。
3层脑膜之间充以脑脊髓液(cerebrospinal fluid),有缓冲撞击的作用。
脑的内腔(脑室)和脊髓的中央管中也都有脑脊髓液。
各处脑脊液都是相通的,和血液循环系统也是相通的,其成分和血浆相似,但蛋白质和K+、Ca2+含量少,Na+、Cl-较多。
2.脊髓脊髓(spinal cord)是一条灰白色的长管,位于脊柱的背面,前端和脑的最后部分,即延髓相连,后端终止于脊柱的末端。
每一椎骨的椎体背部是一拱门状构造,称为神经弓,各椎骨的神经弓顺序相接,形成一管,称椎管,脊髓就位于这个管中。
脊髓有2个功能:①传导,周围神经(脊神经)传来的冲动经脊髓而上行入脑,脑的信息也经脊髓、脊神经而达到身体各部;②反射中心,反射弧是由位于脊髓外面的感觉神经元及其传入纤维,和位于脊髓内面的运动神经元及其传出纤维等构成的。
脊椎动物的神经系统脊椎动物是指拥有脊柱的动物,包括鱼类、两栖动物、爬行动物、鸟类和哺乳动物。
这些动物拥有复杂的神经系统,它们的神经系统与智能行为、感官处理和运动控制密切相关。
本文将介绍脊椎动物的神经系统的结构和功能,并探讨其在动物行为中的重要作用。
一、脊椎动物的神经系统结构脊椎动物的神经系统主要包括中枢神经系统和周围神经系统。
中枢神经系统由脑和脊髓组成,是神经系统的核心。
周围神经系统则由神经元和神经纤维构成,将传入的信息传递给中枢神经系统,并从中枢神经系统传递指令到其他部位。
脑是脊椎动物神经系统的主要控制中心,分为脑干、小脑、大脑半球和间脑等部分。
脑干负责基本的生理功能调控,如呼吸和心率控制。
小脑主要参与协调运动和平衡控制。
大脑半球则负责高级的感知、思维和行为表达。
脊髓负责传递大脑发出的指令以及接收来自周围神经系统的感觉信息。
脊髓中存在着许多神经元,负责传递信号和调节反射。
通过脊髓,机体可以对外界刺激作出极快速的反应。
二、脊椎动物的神经元神经元是神经系统的基本单元,负责传递电信号以及信息处理。
一个典型的神经元由细胞体、轴突和树突组成。
细胞体是神经元的核心部分,承担着合成和调节蛋白质的功能。
轴突是长且突出的细胞延伸,负责将神经信号传递给其他细胞。
树突则接收其他神经元传来的信号。
神经元之间的连接形成了神经网络,这是脊椎动物神经系统高级功能的基础。
通过神经网络,信号可以在不同的脑区和神经元之间传递和加工,进而实现复杂的感知、记忆和行为反应。
三、脊椎动物的感知和运动控制脊椎动物的神经系统与感知和运动控制紧密相关。
通过感知器官,脊椎动物能够感知来自环境的刺激,如光、声音、味道等。
这些感知信息被感觉神经元传递到中枢神经系统,经过处理和集成后产生相应的感觉经验和认知。
运动控制是脊椎动物神经系统的重要功能之一。
运动由大脑发出的指令通过神经元网络传递到运动神经元,促使肌肉收缩和动作产生。
这种神经元网络的调控和运动协调主要由大脑和小脑来完成。
发育生物学试题库(发育生物学教学组)目录:第一章章节知识点与重点 (1)第二章发育生物学试题总汇 (6)第三章试题参考答案 (18)第一章章节知识点与重点绪论1.发育和发育生物学2.发育的功能3.发育生物学的基础4.动物发育的主要特点5.胚胎发育的类型(嵌合型、调整型)6.研究发育生物学的主要方法第一章细胞命运的决定1.细胞分化2.细胞定型及其时相(特化、决定)3.细胞定型的两种方式与其特点(自主特化、有条件特化)4.胚胎发育的两种方式与其特点(镶嵌型发育依赖型发育)5.形态决定子6.胞质定域(海胆、软体动物、线虫)7.形态决定子的性质8.细胞命运渐进特化的系列实验9.双梯度模型10.诱导11.胚胎诱导第二章细胞分化的分子机制1.细胞表型分类2.差异基因表达的源由3.了解基因表达各水平的一般调控机制第三章转录后的调控1.RNA加工水平调控2.翻译和翻译后水平调控第四章发育中的信号传导1.信号传导2.了解参与早期胚胎发育的细胞外信号传导途径第五章受精的机制1.受精2.受精的主要过程及相关知识3.向化性4.顶体反应5.皮质反应第六章卵裂1.卵裂特点(课堂作业)2.卵裂方式3.两栖类、哺乳类、鱼类、昆虫的卵裂过程及特点4.(果蝇)卵裂的调控机制第七章原肠作用1.了解原肠作用的方式:2.海胆、文昌鱼、鱼类、两栖类、鸟类、哺乳类的原肠作用基本过程与特点第八章神经胚和三胚层分化1.三个胚层的发育命运第九章胚胎细胞相互作用-诱导1.胚胎诱导和自动神经化、自动中胚层化2.胚胎诱导、异源诱导者3.初级诱导和次级诱导、三(多)级诱导4.邻近组织相互作用的两种类型5.间质与上皮(腺上皮)的相互作用及机制第十章胚轴形成1.体形模式2.图式形成3.果蝇形体模式建立过程中沿前后轴不同层次基因的表达4.果蝇前后轴建立的分子机制5.果蝇背腹轴形成的分子机制第十一章脊椎动物胚轴的形成1.什么是胚轴2.两栖类胚轴形成过程及分子机制。
中枢神经系统的形成与发育中枢神经系统是人类最为复杂的系统之一,它由大脑、脊髓和神经节组成,负责着人类的意识、思维、行动和情感等各种复杂的功能。
中枢神经系统的形成和发育是一个复杂而精密的过程,它涉及到许多生物学的原理和机制。
本文旨在介绍中枢神经系统的形成与发育的过程,从胚胎发育到成年后中枢神经系统的不断修复与重建。
一、胚胎发育阶段中枢神经系统的形成始于胚胎阶段,在大约22天的时候,胚胎的背部已经开始出现叶状褶,这是中枢神经系统的前体。
在这个时候,胚胎中的细胞分化已经分成了三层,最内层为内胚层,中间为中胚层,最外层为外胚层。
内胚层是中枢神经系统的起源,它后来分裂成神经管和神经嵴。
神经管是中枢神经系统的过渡阶段,它是一条空心管状结构,长约2.5毫米,是胚胎发育阶段的最早确立的神经系统。
神经管的前端被称为脑,后端被称为脊髓,脑和脊髓的连接处是脑桥。
这个过程中涉及到了许多因素的作用,如神经生长因子、分化因子等。
二、胚胎神经细胞的增殖和迁移中枢神经系统的形成是一个动态的过程,神经元的增殖和迁移是其中不可或缺的环节。
胚胎神经细胞的增殖和迁移包括以下几个阶段:1、前期神经元的增殖在神经管边缘附近,神经细胞开始增殖。
这个过程受到多种因素的调节,包括细胞间的互动、神经生长因子等。
神经细胞增殖和间歇性的终止是相互作用的结果,对于神经系统的正常发育非常重要。
2、神经元的迁移在神经细胞增殖后,它们将向神经管内部迁移。
这个过程中,神经细胞需要借助支持细胞的支持。
支持细胞会释放趋化因子和粘附分子,吸引神经元迁移。
同时,支持细胞也会向神经元释放一些养分,如乙酰胆碱等,帮助神经元生长。
3、神经细胞的定位在迁移和支持细胞的作用下,神经元定位到神经管内的指定位置。
这个过程中涉及到细胞-细胞互相作用和胶质细胞的支持。
神经元的定位会受到神经生长因子和性激素等因素的调控。
三、突触的形成和精化神经细胞定位后,其突起就可以开始形成突触。
突触是神经系统中信息传递的关键。
鲁东大学生命科学学院学院20 10 -20 11 学年第二学期《发育生物学》课程论文课程号:2522080-101任课教师成绩正文【摘要】:neurology is neuroscience an important part in, it is a door to explore how to develop into a single cells capable of performing various senior function extremely complex neural network, and the process exist any mystery, characteristics and control mechanism, and reveals the brain in nature, the most amazing that the product of the subject is how to form。
Vertebrates and human neural system can be divided into the central nervous system and peripheral nervous system, This paper established the central nervous system how the system discussed.【关键字】:中枢神经系统发育神经管神经管最初是单一细胞层,由神经上皮细胞迅速分裂成的神经干细胞组成。
不过由于这些细胞的核位于细胞内不同高度上,所以神经管这时看起来好像已有很多层。
细胞核在细胞内不是静止不动的,它们沿着细胞长轴不断地上下移动[1]。
细胞处于DNA合成期时,细胞核位于神经管剖面的外端。
随着细胞继续进行有丝分裂,细胞核由外向内侧面,即由上向下移动。
当处于有丝分裂期时,细胞核移动到神经管的内壁一侧。
脊椎动物神经系统发育机制研究脊椎动物的神经系统包括中枢神经系统和周围神经系统,其发育机制涉及到神经干细胞的形成、分化和定位,以及神经元突触连接的建立和调节等多个方面。
随着研究的深入,科学家们逐渐理解了这些机制,并发现了一些影响神经系统发育的重要因素。
神经干细胞的形成和分化神经干细胞是一类具有自我复制和多能性分化潜能的细胞,它们能够分裂产生自身以及神经前体细胞,并最终发育成各类神经元和胶质细胞。
这些干细胞的形成和分化过程受到多种信号通路和转录因子的调控。
在神经系统的早期发育阶段,外胚层和中胚层的信号分子会刺激神经干细胞开始分化,同时细胞内的转录因子也会调控其发育方向。
例如,Ngn1和Ngn2是神经系统中的两个关键转录因子,它们能够促进干细胞向神经元前体细胞方向分化。
而在神经系统的成熟阶段,神经干细胞的功能主要集中在维持神经系统的恒定状态和对损伤的修复。
此时,多种成体细胞和外来信号因子会对神经干细胞进行调节,引导其完成预定的细胞分化和再生过程。
神经元突触连接的建立和调节神经元之间的突触连接是神经系统功能的关键部分,它决定了神经信息的传递和处理方式。
突触连接的建立和调节涉及到多种信号通路和分子机制的参与。
神经元之间的突触连接主要分为两个阶段:突触起始形成和成熟。
在突触起始形成阶段,介导神经元之间的联系主要是细胞间黏附和神经元活动调节,如轴突会通过引导分子寻找配对的神经元而形成初期的突触。
而在突触成熟阶段,则会有多种分子信号调节突触连接的强度和稳定性。
例如,在突触成熟的过程中,NMDA受体和AMPK受体的活性会依次增强,从而有助于促进突触连接的增强和稳定。
同时,神经活动和突触因子的调节也会影响突触连接的变化和调节。
影响神经系统发育的重要因素除了上述的神经干细胞和突触连接的机制调节外,还有一些外部环境和内部因素也会影响神经系统的发育过程。
一方面,外部环境如营养不良、毒素暴露、缺氧等环境因素,均可能干扰神经系统的发育过程,例如胎儿期和婴儿期暴露到镉等重金属,会导致神经元毒性和神经系统功能的损害。