实验一、海胆的受精作用和早期发育模式

海胆的幼虫和胚胎发育是怎样的
海胆卵子为沉性卵，体外受精。

受精后，经卵裂由多细胞发育至囊胚期。

然后，经膜旋转囊胚，脱膜旋转胚进入原肠期，这时囊胚的植物极一端变扁平，并逐渐向内陷入。

在内陷的顶端及两侧，均有许多较大的细胞为间叶细胞。

胚体再经原肠后期发育至棱柱幼虫。

棱柱幼虫的口叶突出，前端呈弧形。

幼虫左右两侧的三射骨针已长大，一支伸向幼虫的后端，一支伸至幼虫的前端。

此期内，消化道未开通，尚不能摄食，幼虫趋光性很强，多密聚于水表层，棱柱幼虫进一步发育，幼虫口叶的前端，由弧形变成一平面形，同时在相对面的左右两侧，突出一对肉芽的幼虫腕幼体，此时幼虫消化道形成，开始从外界摄取食物。

幼虫的胃较大，呈圆囊形，即发育至四腕幼虫，发育至四腕幼虫后不久，在前侧腕和口后腕之间又生出一对后背腕，此时幼虫称为六腕幼虫。

六腕幼虫随着发育个体越来越大，结构也越来越复杂。

在幼虫的前侧腕的内侧，突出一对口前腕，至此幼虫的4对腕全部形成，进入八腕幼虫期。

当口前腕生出不久，在接近幼虫腕基部的部分，纤毛带成水平方向，突出于身体的表面，形成两半环状的纤毛带，称为前肩片。

同时，在幼虫的后端，以同样方式形成两条半环状的纤毛带，称为后肩片。

其排列方向在幼虫的左右两侧，前后肩片随着幼虫的发育明显地突出于体表，成为幼虫的运动器官。

肩片出现后不久，幼虫身体左侧，逐渐变得平坦，前庭复合体（海胆基）明显可见。

由于前庭复合体的日益增大，挤压了原来的幼虫的胃。

最后，前庭复合体的
1。

发育生物学学科论文（综述）题目海胆的早期发育姓名孟丽巧学号124120025院、系生命科学学院专业生物科学班级12生科A班指导教师王晓燕职称（学历）本科海胆的早期发育摘要：海胆（Sea urchin）是一种常见的无脊椎动物，在动物的系统分类学上，隶属于棘皮动物门 (Ectu'nodermata)，游走亚门 (Eleutherozea)，海胆纲(Echinoidea)。

海胆是生物科学史上最早被使用的模式生物，它作为模式生物的优点是：容易得到大量精子和卵子用于实验；人工受精后，完全同步发育；胚体透明，便于观察；可在水中甚至在显微镜下发育；孵化速度快，仅需1—2d就可孵出幼虫，是研究极早期发育的好材料。

它的卵子和胚胎对早期发育生物学的发展有举足轻重的作用。

本文就国内外有关文献对海胆的配子发生、受精、早期胚胎发育及幼体变态为稚海胆这4个过程加以综述。

关键词：海胆；配子发生；胚胎发育；幼体发育1 配子发生海胆的性成熟年龄多在2—3龄。

在海胆配子发生的过程中，根据生殖细胞和营养噬细胞 (NP)的变化活动，可将海胆的繁殖过程分为4个时期：1．1 配子隐藏及营养噬细胞 (NP)发育期上一次配子形成结束后，在性腺内囊腔表面覆盖有一层还没有进行过有丝分裂的卵原细胞，这些卵原细胞将参与下一次的配子形成。

在雌性个体中，卵巢腔中储备有成熟的卵，在雄性个体中，精巢中留存有精子，根据贮留的卵母细胞的酸性磷酸酶的活动，认为贮存的成熟的卵子在这一阶段会发生自溶作用，消化其自身的内容物，目前，还没有办法解释这种内消化作用。

营养噬细胞参与并调控了从配子隐藏期到成熟配子的排放过程。

营养噬细胞的主要功能包括：①保护进行无丝分裂的卵原细胞和精原细胞；②保护上一次排精(产卵)产生的可发育的成熟的初级卵母细胞和初级精母细胞；③吞噬已成熟的卵细胞和精细胞。

在这个过程中，营养噬细胞必须能识别出不同时期的配子细胞，并对他们做出不同的反应。

如果这种识别机制出现错误，将会导致海胆不育。

实验一海胆的早期胚胎观察一、目的要求掌握海胆早期胚胎发育不同时期的特点，加深对海胆早期发育中的卵裂、囊胚和原肠作用过程的理解。

二、实验材料（一）器材烧杯、结晶皿、胚胎手术皿、塑料离心管、注射器和针头、凹玻片和盖玻片、滤纸和漏斗、吸管、铝箔、墨汁、细砂、显微镜、冰箱、海胆早期胚胎发育切片，共六片：海胆受精卵装片，海胆卵2细胞装片，海胆卵4细胞装片，海胆卵8细胞装片，海胆卵16细胞装片，海胆卵囊胚期装片。

（二）试剂过滤海水；0.5M KCl溶液（三）动物虾夷马粪海胆三、实验内容及方法（一）通过人工受精或得受精卵（二）受精作用1、人工授精：将洗过的卵子加入盛有约100ml海水的结晶皿中，使底部有一薄层分散卵子，滴加一滴精子悬液，2、受精作用：卵子受精后最明显的变化是受精膜的形成，开始由精子入卵处隆起，并向外周扩展到整个卵子。

（三）胚胎和幼虫发育1、卵裂：海胆卵裂属于辐射型全卵裂2、囊胚：卵裂继续进行，使胚胎形成一个单层的空球体，细胞包围着一个腔，称为囊胚腔，，这时期的胚胎即为囊胚。

3、原肠作用：囊胚的植物极内陷，最终导致了胚胎原肠的形成4、棱柱幼虫：是原肠胚和长腕幼虫的中间过渡阶段，此期锥形状的晚期原肠胚一侧出现一个平面，形似棱柱体，此时的幼虫开始摄食5、长腕幼虫：幼虫腕为幼虫时期的运动器官海胆胚胎及幼虫的发育时序四、实验结果各阶段照片未受精卵受精卵2细胞期 4细胞期8细胞期 16细胞期32细胞期囊胚原肠胚棱柱幼虫同时利用切片观察海胆的早期胚胎发育过程，理解海胆这一特殊的模式生物的受精及其细胞分裂的过程和特点，并结合观察结果绘图。

海胆：胚胎发育的早期事件。

海胆作为模型动物的发育和分子生物学研究海胆（Sea urchin）是一种海洋性无脊椎动物，广泛分布于世界各大海域。

由于海胆生长发育周期短，生殖体积大，胚胎生殖易获得和操作，成为广受欢迎的模式生物之一，被广泛地应用于发育细胞生物学、分子生物学、免疫学和生物化学等方面的研究。

1 海胆的发育海胆的生命周期可以分为两个发育阶段：游泳体和底栖体。

游泳体是海胆的幼体，有一个双滑车齿的结构，可以游泳。

底栖体是海胆成年后的形态，外形呈圆球形，身体表面覆盖有长针。

海胆发育进程中的关键过程是受精、初期胚胎发育、中期胚胎发育和晚期胚胎发育。

胚胎发育的早期，如受精、单细胞期、2细胞期、4细胞期、8细胞期和16细胞期等，是在卵母质内完成的。

随着发育的进行，卵细胞质和基因表达的不同和分化成为各种种类的细胞，包括：嵴能细胞（mesenchyme cells）、骨骼肌细胞（skeletogenic cells）和内外胚层细胞（endodermal cells and ectodermal cells）。

在初期胚胎发育阶段（5细胞期到中胚层形成阶段），细胞间的相互作用对未来胚胎结构的建立是至关重要的。

嵴能细胞的形成、移动和信号通路被广泛研究，对于细胞功能和生理过程等的研究具有积极意义。

2 分子生物学研究海胆的遗传体系被广泛应用于基因表达调控、信号转导和基因组学等领域的研究。

自1990年，第一个海胆基因库被建立以来，越来越多的大量的基因表达谱和基因组数据被解码，从而促进了对海胆生物学的研究.2.1 基因调控网络研究海胆胚胎形态发生的基本过程是由一系列相互作用的基因和信号通路共同调节的。

研究人员使用海胆的胚胎发育和基因组学信息，系统研究了各个基因及其相互作用，从而揭示了生物体内基因调控网络的特点及其对发育的重要性。

2.2 信号通路研究海胆细胞外信号及其传导途径的研究已经提供了对很多疾病发生机理的理解。

许多海胆细胞外蛋白，如海胆蛋白和TNF-α，已经被发现作为信号分子，参与了细胞外沟通、细胞增殖和细胞分化等过程。

发育生物学复习资料三、论述海胆卵发育的启动机制：海胆卵发育包括阻止多精受精和发育启动。

一、阻止多精入卵的机制多精受精快速阻碍机制中膜电位的变化时间非常短暂（1 min左右），不足以永久实现阻碍多精入卵。

因此动物进化出皮层反应来永久阻止多精入卵。

1.海胆的皮层反应：皮层由皮层颗粒组成，通常分布在没有微绒毛结构的卵质膜下方。

当精子进入卵子时，皮层颗粒与卵膜发生融合，颗粒内容物被释放到卵质膜和卵黄膜之间的区域——卵黄周隙，这些释放物中有几种蛋白质在皮层颗粒反应中发挥了重要的作用。

当第一个精子与卵子发生质膜融合时，质膜融合处的卵子皮层颗粒与卵子发生质膜融合，胞吐作用发生，皮层颗粒释放物质到卵周隙，使卵黄膜硬化，此时，卵黄膜改称受精膜，其它精子再也不能穿过卵黄膜。

二、发育启动。

由于H、Na交换，导致PH升高，代谢活动增强，发育正式启动。

绪论一、发育的主要功能：产生细胞的多样性（细胞分化）；保证世代的连续（繁殖）。

二、发育的基本阶段：①胚前期:配子发生、成熟、排放的时期—生殖生物学（reproductive biology）。

②胚胎期：受精、卵裂、囊胚、原肠胚、神经胚、器官发生、新个体（幼虫、幼体，变态）。

③胚后期：性成熟前期、性成熟期、衰老期（老年学）、死亡。

三、发育的主要特征和普遍规律：细胞增殖（cell division）：伴随发育的整个过程中，不同时期、不同结构增殖速度不同细胞分化（cell differentiation）：从受精卵产生各种类型细胞的发育过程称为细胞分化。

或者说，细胞的形态、结构和功能上的差异性产生的过程为细胞分化。

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。

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。

卵裂：细胞分裂快、没有(或短)细胞生长的间歇期，因而新生细胞的体积比母细胞小。

胚胎在基本的pattern形成之后，其体积会显著增长，原因在于细胞数量增加、细胞体积增加、胞外物质的积累。

中国海洋大学实验报告姓名：专业年级：学号：课程：发育生物学实验题目：海胆的受精作用和早期发育模式一.【目的要求】掌握人工诱导海胆排放配子、人工受精及胚胎和幼虫的培养技术；通过观察海胆各发育阶段，加深对海胆早期发育中的卵裂、囊胚和原肠作用过程的理解。

二．【实验材料】（一）器材烧杯、结晶皿、胚胎手术皿、塑料离心管、注射器和针头、凹玻片和盖玻片、滤纸和漏斗、吸管、铝箔、墨汁、细砂、显微镜、冰箱（二）试剂过滤海水或人工海水，煮沸消毒后静置1d；0.5M KCl溶液（三）动物虾夷马粪海胆trongylocentrotus intermedius三．【实验内容】（一）配子获得1. 人工诱导配子排放：用注射器向海胆围口膜处注入1~2ml 0.5M KCl，为保证注入的全部进入内脏周围的体腔，可分为几个点注入。

注射后使海胆反口面向上静置数分钟后，可观察到配子自反口面中央的生殖孔排出，卵子呈橙黄色，精液呈白色。

2. 卵子收集：将雌海胆翻转过来置于烧杯口处，杯内海水以生殖孔能没入水中为宜，以收集卵子。

卵子由生殖孔中排出，并沉于烧杯底部。

卵子收集量以烧杯底部有一薄层分散卵子为宜，若排卵量大，可及时将卵子转移到其他容器中。

进行人工受精前，卵子需经过洗涤，即轻轻倒出上层海水，然后注入新鲜海水，以除去水中的体腔液及棘刺等身体表面的碎片。

卵子洗涤至少两次后可用于人工授精。

3. 精液收集：海胆精子在海水中激活后只能存活较短时间，因此精液的收集应以干精形式为宜。

精液开始排放后，吸去反口面骨针间的海水将雄海胆翻转过来置于凉的烧杯上，当大滴白色精液滴入烧杯后，移去海胆，盖上铝箔，于低温下保存。

4. 卵子、精子悬液观察：未受精的海胆卵被透明胶膜包裹，胶膜与海水的遮光系数一致，因此需在卵子悬液中滴加几滴墨汁，置于凹玻片上，放上盖玻片后于显微镜下观察卵子及其胶膜。

成熟卵子的生发泡已破裂，未成熟卵子可见明显细胞核。

在盛有10ml海水的容器中加一滴干精，迅速混匀后于显微镜下观察精子的运动状况。

动物发育学论文题目海胆早期神经发育及研究进展姓名胡政香班级学号指导教师日期2012年11月2日摘要：海胆的早期神经发育过程，综述神经系统对海胆早期发育的调控作用，结合近年来国内外的研究,并展望了该领域的研究方向。

关键词海胆神经系统发育研究1 海胆早期神经发育1.1 血清素能神经系统的发育血清素能神经系统是目前在海胆早期发育过程中研究较为透彻的神经系统之一。

血清素细胞在原肠胚后期到棱柱幼虫早期最先出现在顶端神经节，血清素合成限速酶色氨酸羟化酶的转录也是从原肠胚后期开始，特异性的在血清素顶端神经节发生。

血清素细胞的数目在棱柱幼虫期到二腕幼虫期快速增长，其后增加变缓慢。

例如马粪海胆的血清素细胞在 24小时受精后，原肠胚晚期最早出现在动物极外胚层，其数目到棱柱幼虫增加到2—3 个，二腕幼虫期达到5—7 个，在长腕幼虫晚期，血清素细胞的数目根据个体间顶端神经节大小的不同也不尽相同，大部分达到8—10 个。

至长腕幼虫期，血清素能顶端神经节的基本结构形成。

马粪海胆的血清素能顶系神经节细胞呈梨形，血清素细胞沿着顶系神经节的结构呈线性排列。

在长腕幼虫期，不同品种海胆血清素细胞的数目不同，例如紫球海胆在 86—90hpf 长腕幼虫期有 8 个血清素细胞，北方球海胆在92hpf 长腕幼虫期有24 个血清素细胞，马粪海胆在72hpf 长腕幼虫期有8—10 个血清素细胞。

随着数目的增加，血清素细胞开始长出突起并不断延伸，与相邻的神经细胞彼此相连。

海胆血清素能轴突的延伸受到神经导向因子及其受体的调控。

在早期发育过程中，马粪海胆最初均匀地分布在囊胚表面，随着发育的进程，分布发生变化，在动物极的表达量增加，植物极的表达量减少，至长腕幼虫期的表达呈现规律的梯度分布，表达量在背部反口面外胚层和后端腹部外胚层较高，在口面外胚层和前端腹部反口面外胚层表达量较低。

血清素细胞在棱柱幼虫早期出现在上述两个区域之间表达量适中的区域，在发育进程中，位于中线左侧和右侧的血清素细胞先朝富的中脊延伸处延伸轴突，在穿过中脊后，又续延原来的方向朝远离富的区域延伸，直至到达靶组织。