第二章研究发育生物学的模式生物46页PPT
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发育生物学发育生物学研究技术课件
发育生物学发育生物学研究技术课件
第34页
发育生物学发育生物学研究技术课件
大规模诱变筛选
经过射线或化学 诱变剂处理父本 个体，在其生殖 系细胞中产生随 机突变，然后与 wild-type母本个 体杂交，F1个体 中可能携带有基 因突变。F1与野 生型，F2 (50% 杂合突变体)群体 内杂交，F3 (25%)可出现纯 合突变个体，发 育异常
大规模诱变筛选
突变后表型改变： • 致死性 • 功效丧失：最常见。突变后蛋白质比野生型 活性差；某一蛋白质完全失活突变为无效突变 (null mutation) • 功效取得：如一些受体突变后活化
发育生物学发育生物学研究技术课件
第38页
插入诱变筛选
发育生物学发育生物学研究技术课件
利用转座子(transposon)或病 毒载体做诱变剂。果蝇中为P-因 子，能够随即插入基因组中，并 能够在基因组中移动，包含特殊 序列和转座酶，后代生殖细胞中 ，转座酶就会诱导P-因子在基因 中随即转座造成基因突变。
• 放射性标识探针：放射自显影 • 非放射性标识探针：
地高辛(DIG)-免疫组化 荧光素-荧光免疫组化 (FISH)
发育生物学发育生物学研究技术课件
第10页
发育生物学发育生物学研究技术课件
原位探测基因表示
Gene expressing guiding development
When and where particular genes are active
第39页
突变基因克隆
突变体取得后，克隆引发该突变基因
• 插入点及被阻断基 因。
• 化学诱变或射线突变：定位克隆 (positional cloning)—依据目标基因在染色体上位置进行基因分离 。经过分析突变位点与已知分子标识连锁关系来确定突 变基因染色体位置。惯用分子标识包含单核苷酸多态性 (SNPs)。
发育生物学中模式生物ppt文档
主要优点 1. 体积小（2mm）， 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)。 (120Mb encodes 13,601 proteins)
摩尔根：孟德尔遗传 学的伟大继承者，果 蝇之父
发育生物学中模式生物
各种模式动物各有优点，其研究成果 不仅可以揭示特定物种的特点，还有 助于揭示动物发育的一些普遍规律和 机制。
模式生物应具备特点
其生理特征能够代表生物界的某一大类群; 容易获得并易于在实验室内饲养、繁殖； 容易进行实验操作，特别是遗传学分析。
长久以来在进化支流的港湾中休憩的小生命——酵母 、线虫、果蝇、海胆、斑马鱼、非洲爪蟾、小鼠、拟 南芥，获得了前所未有的青睐。
克隆大鼠
长人耳的老鼠
1995年，Massachusetts 的研 究者们让一只老鼠长上了人的 耳朵。他们在一个可生物降解 的人耳形状的模子表面接种上 人软骨组织细胞，然后将模子 移植到裸鼠身上（裸鼠因为存 在天然的免疫系统缺陷，而不 会对模子产生免疫排斥反应） 。人软骨组织细胞从小鼠的血 液中得到营养，不断生长并填 满模子，最终造出了一个“耳 朵”。科学家们希望将来能够 用这种技术设计出能够用于替 换人的器官或组织。
1890年后，海胆更在受精和早期胚胎发育的研究中起 了重要 作用。同种海胆精卵表面分子的特异性识别、 精子顶体反应、卵皮质反应等现象的发现， 为受精生 物学奠定了最初的基础。
2、Caenorhabditis elegans:
Worm model
主要优点 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)。(97MB encodes 19,099 proteins.)
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)。 (120Mb encodes 13,601 proteins)
摩尔根：孟德尔遗传 学的伟大继承者，果 蝇之父
发育生物学中模式生物
各种模式动物各有优点，其研究成果 不仅可以揭示特定物种的特点，还有 助于揭示动物发育的一些普遍规律和 机制。
模式生物应具备特点
其生理特征能够代表生物界的某一大类群; 容易获得并易于在实验室内饲养、繁殖； 容易进行实验操作，特别是遗传学分析。
长久以来在进化支流的港湾中休憩的小生命——酵母 、线虫、果蝇、海胆、斑马鱼、非洲爪蟾、小鼠、拟 南芥，获得了前所未有的青睐。
克隆大鼠
长人耳的老鼠
1995年，Massachusetts 的研 究者们让一只老鼠长上了人的 耳朵。他们在一个可生物降解 的人耳形状的模子表面接种上 人软骨组织细胞，然后将模子 移植到裸鼠身上（裸鼠因为存 在天然的免疫系统缺陷，而不 会对模子产生免疫排斥反应） 。人软骨组织细胞从小鼠的血 液中得到营养，不断生长并填 满模子，最终造出了一个“耳 朵”。科学家们希望将来能够 用这种技术设计出能够用于替 换人的器官或组织。
1890年后，海胆更在受精和早期胚胎发育的研究中起 了重要 作用。同种海胆精卵表面分子的特异性识别、 精子顶体反应、卵皮质反应等现象的发现， 为受精生 物学奠定了最初的基础。
2、Caenorhabditis elegans:
Worm model
主要优点 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)。(97MB encodes 19,099 proteins.)
《发育生物学》ppt课件(2024)
基因编辑技术
类器官培养技术
运用CRISPR/Cas9等基因编辑工具，对生 物体的基因组进行精确修饰，研究基因功 能和调控机制。
2024/1/30
通过模拟体内微环境，培养具有类似器官结 构和功能的类器官，用于疾病模拟、药物筛 选和再生医学等领域。
29
未来发展趋势预测
跨学科交叉融合
发育生物学将与遗传学、细胞生物学、生 物医学工程等学科交叉融合，共同推动生
2024/1/30
6
02
细胞分裂、分化与胚胎发育
Chapter
2024/1/30
7
细胞周期与有丝分裂
细胞周期
指连续分裂的细胞从一次分裂完 成时开始，到下一次分裂完成时 为止所经历的全过程，包含DNA 合成前期、DNA合成期、DNA
合成后期和有丝分裂期。
有丝分裂
一种真核细胞分裂产生体细胞的 过程，特点是有纺锤体染色体出 现，子染色体被平均分配到子细
02
配子形成
在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的
结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半。
2024/1/30
03
配子的种类
根据染色体的组合不同，可以产生不同种类的配子，增加了后代的遗传
多样性。
9
胚胎发育过程及调控机制
胚胎发育过程
从受精卵开始，经过卵裂、桑葚胚、 囊胚、原肠胚与组织器官形成等阶段 ，最终发育成为完整的胎儿。
2024/1/30
3
课程目标与要求
01
掌握发育生物学的 基本概念、原理和 研究方法
02
了解发育生物学的 最新研究进展和前 沿动态
03
能够运用所学知识 分析和解决发育生 物学领域的实际问 题
《发育生物学》课件
《发育生物学》ppt课 件
目录
Contents
• 发育生物学简介 • 发育过程 • 基因与发育 • 发育中的细胞与分子机制 • 发育生物学应用 • 未来展望与挑战
01 发育生物学简介
定义与重要性
定义
发育生物学是一门研究生物体从受精 卵到成体的生长、发育、分化的过程 及其机制的科学。
重要性
发育生物学对于理解生物体的生长、 发育过程以及疾病的发生、发展机制 具有重要意义，为疾病诊断、治疗和 预防提供了理论基础。
05 发育生物学应用
疾病研究
肿瘤发生机制
研究肿瘤细胞发育过程 中的异常变化，为肿瘤 的诊断和治疗提供理论 基础。
神经退行性疾病
探讨神经细胞发育和退 化的机制，为阿尔茨海 默病、帕金森病等神经 退行性疾病的防治提供 思路。
代谢性疾病
研究代谢相关细胞的发 育和功能，为肥胖、糖 尿病等代谢性疾病的防 治提供依据。
器官形成
器官发生
在胚胎发育过程中，不同 组织通过复杂的分子调控 机制形成各种器官，如心 脏、肺、肾等。
形态发生
器官形成过程中涉及复杂 的形态发生过程，如细胞 增殖、迁移、排列和凋亡 等。
组织结构与功能
形成的器官具有特定的组 织结构和功能，满足生物 体生长发育的需要。
生长与成熟
生长与发育
生物体的生长与发育是一个连续 的过程，受到多种激素和生长因
转录调控
转录调控主要涉及转录因子的作 用，通过与DNA的结合来调控基
因的表达。
表观遗传学
表观遗传学研究基因表达的表观 遗传修饰，如DNA甲基化、组蛋 白乙酰化等，对发育过程的影响
。
表观遗传学
表观遗传学概述
表观遗传学研究基因表达的表观遗传修饰，如DNA甲基化、组蛋 白乙酰化等，对发育过程的影响。
目录
Contents
• 发育生物学简介 • 发育过程 • 基因与发育 • 发育中的细胞与分子机制 • 发育生物学应用 • 未来展望与挑战
01 发育生物学简介
定义与重要性
定义
发育生物学是一门研究生物体从受精 卵到成体的生长、发育、分化的过程 及其机制的科学。
重要性
发育生物学对于理解生物体的生长、 发育过程以及疾病的发生、发展机制 具有重要意义，为疾病诊断、治疗和 预防提供了理论基础。
05 发育生物学应用
疾病研究
肿瘤发生机制
研究肿瘤细胞发育过程 中的异常变化，为肿瘤 的诊断和治疗提供理论 基础。
神经退行性疾病
探讨神经细胞发育和退 化的机制，为阿尔茨海 默病、帕金森病等神经 退行性疾病的防治提供 思路。
代谢性疾病
研究代谢相关细胞的发 育和功能，为肥胖、糖 尿病等代谢性疾病的防 治提供依据。
器官形成
器官发生
在胚胎发育过程中，不同 组织通过复杂的分子调控 机制形成各种器官，如心 脏、肺、肾等。
形态发生
器官形成过程中涉及复杂 的形态发生过程，如细胞 增殖、迁移、排列和凋亡 等。
组织结构与功能
形成的器官具有特定的组 织结构和功能，满足生物 体生长发育的需要。
生长与成熟
生长与发育
生物体的生长与发育是一个连续 的过程，受到多种激素和生长因
转录调控
转录调控主要涉及转录因子的作 用，通过与DNA的结合来调控基
因的表达。
表观遗传学
表观遗传学研究基因表达的表观 遗传修饰，如DNA甲基化、组蛋 白乙酰化等，对发育过程的影响
。
表观遗传学
表观遗传学概述
表观遗传学研究基因表达的表观遗传修饰，如DNA甲基化、组蛋 白乙酰化等，对发育过程的影响。
发育生物学课件
科的飞速发展，发育生物学在20世纪后半叶取得了重大突破。
研究现状
目前，发育生物学已经成为生命科学领域最活跃的研究方向之一。科学家们运用各种先 进的技术手段，如基因编辑、高通量测序、活细胞成像等，深入研究生物发育过程中的 分子机制、细胞行为和形态建成等问题。同时，发育生物学的研究成果也为医学、农业
和生物技术等应用领域提供了重要的理论支持和实践指导。
发育异常导致疾病类型和机制
结构异常性疾病
如先天性心脏病，由于心脏结构发育异常导致心脏功能异 常。
代谢性疾病
如糖尿病，由于胰岛素分泌或作用异常导致糖代谢紊乱。
免疫性疾病
如自身免疫性疾病，由于免疫系统发育异常导致对自身组 织产生免疫反应。
发育生物学在医学领域应用前景
01
02
03
04
疾病早期诊断
通过研究发育过程中生物标志 物的变化，实现对疾病的早期
转录因子在发育过程中的作用
通过调控关键发育相关基因的转录，影响细胞命运决定、组织器官形成和形态发生等发 育过程。
转录因子与发育模式的关系
转录因子在发育模式中的表达具有时空特异性，其表达模式和调控网络决定了生物体的 发育模式和表型。
表观遗传学在发育中影响
01
表观遗传学的பைடு நூலகம்义和 机制
表观遗传学是研究基因核苷酸序列不 发生改变的情况下，基因表达的可遗 传的变化的一门遗传学分支学科。其 机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰、 非编码RNA等。
特点
发育生物学具有综合性、动态性和系 统性等特点。它涉及遗传学、细胞生 物学、分子生物学、生物化学等多个 学科领域，并关注生物发育过程中的 动态变化和相互作用。
研究历史与现状
研究历史
研究现状
目前，发育生物学已经成为生命科学领域最活跃的研究方向之一。科学家们运用各种先 进的技术手段，如基因编辑、高通量测序、活细胞成像等，深入研究生物发育过程中的 分子机制、细胞行为和形态建成等问题。同时，发育生物学的研究成果也为医学、农业
和生物技术等应用领域提供了重要的理论支持和实践指导。
发育异常导致疾病类型和机制
结构异常性疾病
如先天性心脏病，由于心脏结构发育异常导致心脏功能异 常。
代谢性疾病
如糖尿病，由于胰岛素分泌或作用异常导致糖代谢紊乱。
免疫性疾病
如自身免疫性疾病，由于免疫系统发育异常导致对自身组 织产生免疫反应。
发育生物学在医学领域应用前景
01
02
03
04
疾病早期诊断
通过研究发育过程中生物标志 物的变化，实现对疾病的早期
转录因子在发育过程中的作用
通过调控关键发育相关基因的转录，影响细胞命运决定、组织器官形成和形态发生等发 育过程。
转录因子与发育模式的关系
转录因子在发育模式中的表达具有时空特异性，其表达模式和调控网络决定了生物体的 发育模式和表型。
表观遗传学在发育中影响
01
表观遗传学的பைடு நூலகம்义和 机制
表观遗传学是研究基因核苷酸序列不 发生改变的情况下，基因表达的可遗 传的变化的一门遗传学分支学科。其 机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰、 非编码RNA等。
特点
发育生物学具有综合性、动态性和系 统性等特点。它涉及遗传学、细胞生 物学、分子生物学、生物化学等多个 学科领域，并关注生物发育过程中的 动态变化和相互作用。
研究历史与现状
研究历史
生物的发育ppt 人教版最新优选公开课件
（1）从细胞水平分析个体发育过程 个体发育可以理解为是在细胞分
裂基础上通过细胞分化实现的。
受精卵 细胞分裂 性成熟个体 细胞分化
从细胞水平和分子水平理解生物个体发育过 程
（2）从分子水平分析个体发育过程
个体发育过程实质上是体细胞基 因中遗传信息表达的过程，即
基转 因录
mRNA
翻 不同蛋白质 译 （不同的性状）
（减少，种类增多）
（7）核/质
（增加，与细胞数目一致）
囊胚（模式图）
纵剖图
囊胚纵剖图
囊胚腔
原肠胚纵剖图
囊胚腔
内胚层
外胚层 原肠腔 中胚层
原肠胚的特点
1. 具有三个胚层
2.同时具有原肠腔 和囊胚腔
3.具有胚孔
蛙的原肠胚发育歌诀
内胚两道上肝胰，外胚表附神感器， 中胚脊索和真皮，肌内泻殖循环系。
A、胚芽 B、胚乳
C、珠被 D、果皮
C 3、一个豆荚中种子的数目取决于——（ ）
A、花中雌蕊的数目
B、胚囊中陪的数目
C、子房中胚珠的数目 D、雌蕊中柱头的数目
D 4、荠菜种子的胚乳内成分为——（ ）
A、脂肪和蛋白质
B、淀粉和蛋白质
C、脂肪、淀粉和蛋白质 D、此问题是错误的
受精卵（模式图）
上端 ，卵黄少，比重小 深 吸光热，提供温度条件 动物极
以后也许三里清风，三里路，步步清风再无你。可也无悔你来过！人生的路你陪我一程，我念你一生……… 谢谢你来过！往后余生愿安好！感恩相遇，感恩来过……“当花瓣离开花朵，暗香残留，香消在风起雨后，无人来嗅”忽然听到沙宝亮的这首《暗香》，似乎这香味把整间屋子浸染。我是如此迷恋香味，吸进的是花儿的味道，吐出来的是无尽的芬芳。轻轻一流转，无限风情，飘散，是香，是香，它永远不会在我的时光中走丢。
裂基础上通过细胞分化实现的。
受精卵 细胞分裂 性成熟个体 细胞分化
从细胞水平和分子水平理解生物个体发育过 程
（2）从分子水平分析个体发育过程
个体发育过程实质上是体细胞基 因中遗传信息表达的过程，即
基转 因录
mRNA
翻 不同蛋白质 译 （不同的性状）
（减少，种类增多）
（7）核/质
（增加，与细胞数目一致）
囊胚（模式图）
纵剖图
囊胚纵剖图
囊胚腔
原肠胚纵剖图
囊胚腔
内胚层
外胚层 原肠腔 中胚层
原肠胚的特点
1. 具有三个胚层
2.同时具有原肠腔 和囊胚腔
3.具有胚孔
蛙的原肠胚发育歌诀
内胚两道上肝胰，外胚表附神感器， 中胚脊索和真皮，肌内泻殖循环系。
A、胚芽 B、胚乳
C、珠被 D、果皮
C 3、一个豆荚中种子的数目取决于——（ ）
A、花中雌蕊的数目
B、胚囊中陪的数目
C、子房中胚珠的数目 D、雌蕊中柱头的数目
D 4、荠菜种子的胚乳内成分为——（ ）
A、脂肪和蛋白质
B、淀粉和蛋白质
C、脂肪、淀粉和蛋白质 D、此问题是错误的
受精卵（模式图）
上端 ，卵黄少，比重小 深 吸光热，提供温度条件 动物极
以后也许三里清风，三里路，步步清风再无你。可也无悔你来过！人生的路你陪我一程，我念你一生……… 谢谢你来过！往后余生愿安好！感恩相遇，感恩来过……“当花瓣离开花朵，暗香残留，香消在风起雨后，无人来嗅”忽然听到沙宝亮的这首《暗香》，似乎这香味把整间屋子浸染。我是如此迷恋香味，吸进的是花儿的味道，吐出来的是无尽的芬芳。轻轻一流转，无限风情，飘散，是香，是香，它永远不会在我的时光中走丢。
发育生物学课件1introduction (2)-86页PPT文档资料
本课程的主要讲授内容
序言：发育生物学中的一些基本原理；发育生物学 中的动物模型；发育生物学中的现代技术。
胚胎的早期发育：卵裂、原肠作用、神经胚作用。 细胞分化的机制：侧重基因表达的调控对组织器官
形成和分化的影响。 果蝇躯体轮廓发育的分子机制 四肢动物的肢体的发育 性别决定与生殖细胞
Developmental Biology
主要参考书
1. Scott Gilbert编:《Developmental Biology》，6th Editions, 2000.
2. Lewis Wolpert主编：《 Principles of Development》，2019.
3. Klaus Kalthoff:《Analysis of Biological Development》，2nd edition, 2019.
Developmental Biology
2、细胞学说改变了胚胎发育和遗传的概念
19世纪30年代末：Mathias Schleiden和Theodor Schwann提出细胞学说。
1840, August Weismann提出了生殖细胞论，认为后代 个体是通过精子和卵子继承亲本描述躯体特征的信息； 卵子是一个细胞，其分裂产生的细胞可分化出不同组 织，从而否定了preformatology
17世纪，意大利胚胎学家 Marcello Malpighi观察到的 鸡胚
Developmental Biology
17世纪，精原学说的代表人 物Nicholas Hartsoeker所想 像的精子中的微型人 法国科学家Bonnet(1745)提 出胚胎发育套装论
3、Mosaic and Regulative Development(续) Wilhelm Roux的同事Hans Driesch的下述实验表明，胚
序言：发育生物学中的一些基本原理；发育生物学 中的动物模型；发育生物学中的现代技术。
胚胎的早期发育：卵裂、原肠作用、神经胚作用。 细胞分化的机制：侧重基因表达的调控对组织器官
形成和分化的影响。 果蝇躯体轮廓发育的分子机制 四肢动物的肢体的发育 性别决定与生殖细胞
Developmental Biology
主要参考书
1. Scott Gilbert编:《Developmental Biology》，6th Editions, 2000.
2. Lewis Wolpert主编：《 Principles of Development》，2019.
3. Klaus Kalthoff:《Analysis of Biological Development》，2nd edition, 2019.
Developmental Biology
2、细胞学说改变了胚胎发育和遗传的概念
19世纪30年代末：Mathias Schleiden和Theodor Schwann提出细胞学说。
1840, August Weismann提出了生殖细胞论，认为后代 个体是通过精子和卵子继承亲本描述躯体特征的信息； 卵子是一个细胞，其分裂产生的细胞可分化出不同组 织，从而否定了preformatology
17世纪，意大利胚胎学家 Marcello Malpighi观察到的 鸡胚
Developmental Biology
17世纪，精原学说的代表人 物Nicholas Hartsoeker所想 像的精子中的微型人 法国科学家Bonnet(1745)提 出胚胎发育套装论
3、Mosaic and Regulative Development(续) Wilhelm Roux的同事Hans Driesch的下述实验表明，胚
发育生物学课件PPT课件
古生物学和比较解剖学为发育生物学提供了基础，如胚胎发育的相似性。
随着基因组学、蛋白质组学和生物信息学等技术的发展，发育生物学的研究更加深入和全面。
02
发育生物学基础知识
细胞分化
细胞分化是发育生物学中的基本过程，指同一来源的细胞逐渐产生形态、结构和功能上的差异。细胞分化是胚胎发育和器官形成的基础。
实验数据是研究的基础，数据分析的目的是从数据中提取有意义的信息，包括描述性统计、推论性统计和可视化分析等。
实验设计与数据分析
数据分析
实验设计
分子生物学技术
基因表达分析
利用分子生物学技术检测基因在不同发育阶段的表达情况，包括基因转录和蛋白质翻译水平。
蛋白质组学技术
通过蛋白质组学技术分析发育过程中蛋白质的表达、修饰和功能，揭示蛋白质与发育过程的关系。
内分泌调节
营养与环境因素
遗传因素
生长与成熟的调节
母体的营养状况、环境因素等也会影响胎儿的生长和发育。
基因等遗传因素对胎儿的生长和发育也有重要影响。
激素等内分泌因素对胎儿的生长和发育起着重要的调节作用。
04
发育异常与疾病
遗传性疾病的发育起源
总结词：遗传性疾病的发育起源是指某些遗传性疾病在胚胎发育过程中出现异常，导致器官或系统的功能缺陷。
生物信息学方法
06
未来展望与研究方向
CRISPR-Cas9等基因编辑技术为治疗遗传性疾病和癌症等疾病提供了新的可能，未来有望通过编辑人类基因来治疗各种疾病。
基因编辑技术
利用基因编辑技术，可以纠正导致疾病的基因突变，或者增强人体对疾病的抵抗力，提高治疗效果和生存率。
疾病治疗
基因编辑与人类疾病治疗
VS
利用遗传工程技术对特定基因进行敲除或敲入，研究其在发育过程中的作用。
随着基因组学、蛋白质组学和生物信息学等技术的发展，发育生物学的研究更加深入和全面。
02
发育生物学基础知识
细胞分化
细胞分化是发育生物学中的基本过程，指同一来源的细胞逐渐产生形态、结构和功能上的差异。细胞分化是胚胎发育和器官形成的基础。
实验数据是研究的基础，数据分析的目的是从数据中提取有意义的信息，包括描述性统计、推论性统计和可视化分析等。
实验设计与数据分析
数据分析
实验设计
分子生物学技术
基因表达分析
利用分子生物学技术检测基因在不同发育阶段的表达情况，包括基因转录和蛋白质翻译水平。
蛋白质组学技术
通过蛋白质组学技术分析发育过程中蛋白质的表达、修饰和功能，揭示蛋白质与发育过程的关系。
内分泌调节
营养与环境因素
遗传因素
生长与成熟的调节
母体的营养状况、环境因素等也会影响胎儿的生长和发育。
基因等遗传因素对胎儿的生长和发育也有重要影响。
激素等内分泌因素对胎儿的生长和发育起着重要的调节作用。
04
发育异常与疾病
遗传性疾病的发育起源
总结词：遗传性疾病的发育起源是指某些遗传性疾病在胚胎发育过程中出现异常，导致器官或系统的功能缺陷。
生物信息学方法
06
未来展望与研究方向
CRISPR-Cas9等基因编辑技术为治疗遗传性疾病和癌症等疾病提供了新的可能，未来有望通过编辑人类基因来治疗各种疾病。
基因编辑技术
利用基因编辑技术，可以纠正导致疾病的基因突变，或者增强人体对疾病的抵抗力，提高治疗效果和生存率。
疾病治疗
基因编辑与人类疾病治疗
VS
利用遗传工程技术对特定基因进行敲除或敲入，研究其在发育过程中的作用。
模式生物发育研究
模式生物发育研究
什么是模式生物？ 为什么要用模式生物研究？ 模式生物的种类及特点 模式生物的应用 模式生物发育的研究意义
模式生物
生物学家通过对选定的生物物种进行科学 研究，用于揭示某种具有普遍规律的生命 现象，此时，这种被选定的生物物种就是 模式生物。
为什么要用模式生物研究？
多细胞生物包括人类，在胚胎期复杂的发育 变化和调控一直是困扰生命科学的未解之迷。
荧光显微镜下的秀丽线虫（图片来自）
秀丽线虫的主要优点
①能在实验室用培养皿培养。 ②生命周期短。 ③存在雌雄同体和雄性两类不同生物型。 ④体细胞数量少且恒定。 ⑤易于观察生殖细胞的发生及生殖系颗粒的传递过程。 ⑥基因组相对较小，组成相对简单。
2、果蝇
果蝇广泛地存在于全球温带及热带气候区。 目前至少有1000个以上的果蝇物种被发现，大部分的物 种以腐烂的水果或植物体为食，少部分则只取用真菌，树 液或花粉为其食物。 体型较小，身长3～4mm。大约可存活9d左右。主要特征 是具有硕大的红色复眼。
为什么要用模式生物研究？
由于进化的原因，许多生命活动的基本方式在 地球上的各种生物物种中是保守的，这是模式 生物研究能够成功的基本基础。
选择什么样的生物作为模式生物，首先依赖于 研究者要解决什么科学问题，然后寻找能最有 利于解决这个问题的物种。
为什么要用模式生物研究？
随着人类基因组计划的完成和后基因组研究时 代的到来，模式生物研究策略得到了更加的重 视。人体基因的结构和功能可以在其它合适的 生物中去研究，同样人类的生理和病理过程也 可以选择合适的生物来模拟。
发育过程从本质上讲是一部生命发展的细胞历史。成 体中每个细胞都有一段自己独特的历史，综合起来就 构成了个体生命。
什么是模式生物？ 为什么要用模式生物研究？ 模式生物的种类及特点 模式生物的应用 模式生物发育的研究意义
模式生物
生物学家通过对选定的生物物种进行科学 研究，用于揭示某种具有普遍规律的生命 现象，此时，这种被选定的生物物种就是 模式生物。
为什么要用模式生物研究？
多细胞生物包括人类，在胚胎期复杂的发育 变化和调控一直是困扰生命科学的未解之迷。
荧光显微镜下的秀丽线虫（图片来自）
秀丽线虫的主要优点
①能在实验室用培养皿培养。 ②生命周期短。 ③存在雌雄同体和雄性两类不同生物型。 ④体细胞数量少且恒定。 ⑤易于观察生殖细胞的发生及生殖系颗粒的传递过程。 ⑥基因组相对较小，组成相对简单。
2、果蝇
果蝇广泛地存在于全球温带及热带气候区。 目前至少有1000个以上的果蝇物种被发现，大部分的物 种以腐烂的水果或植物体为食，少部分则只取用真菌，树 液或花粉为其食物。 体型较小，身长3～4mm。大约可存活9d左右。主要特征 是具有硕大的红色复眼。
为什么要用模式生物研究？
由于进化的原因，许多生命活动的基本方式在 地球上的各种生物物种中是保守的，这是模式 生物研究能够成功的基本基础。
选择什么样的生物作为模式生物，首先依赖于 研究者要解决什么科学问题，然后寻找能最有 利于解决这个问题的物种。
为什么要用模式生物研究？
随着人类基因组计划的完成和后基因组研究时 代的到来，模式生物研究策略得到了更加的重 视。人体基因的结构和功能可以在其它合适的 生物中去研究，同样人类的生理和病理过程也 可以选择合适的生物来模拟。
发育过程从本质上讲是一部生命发展的细胞历史。成 体中每个细胞都有一段自己独特的历史，综合起来就 构成了个体生命。
发育生物学全套完整教学课件
受精卵在受精后数小时内开始基因组 激活，转录和翻译新的蛋白质，为胚 胎发育提供基础。
受精过程中的信号转导
精子与卵子结合后，触发一系列信号 转导事件，包括钙离子波动、蛋白激 酶激活等，最终导致卵子激活和受精 。
辅助生殖技术应用
人工授精
体外受精与胚胎移植
将处理过的精子直接注入女性生殖道内， 使精子和卵子自然结合，达到受孕目的。
07
发育生物学实验技术与方法
显微操作技术在发育生物学中应用
显微注射技术
将外源基因、mRNA、蛋白质等 直接注入到受精卵或早期胚胎中 ，研究基因功能或制备转基因动
物。
显微切割技术
利用显微操作仪对早期胚胎进行精 确切割，研究胚胎发育过程中的细 胞命运和分化机制。
显微成像技术
利用共聚焦显微镜、活细胞成像系 统等对胚胎发育过程进行实时观察 和记录，揭示胚胎发育的动态过程 。
等。
Wnt信号转导途径在胚胎发育中作用
01 Wnt信号转导途径是一种高度保守的信号转导途 径，它在胚胎发育过程中发挥着重要的作用。
02 Wnt信号可以促进细胞的增殖和分化，对于胚胎 的形成和器官的发育具有至关重要的作用。
02 Wnt信号的异常调控会导致胚胎发育的缺陷和疾 病的发生，如先天性心脏病、神经管缺陷等。
课程要求
学生应认真听讲、积 极参与课堂讨论、完 成实验报告和课程论
文等任务。
02
细胞命运与胚胎发育
细胞命运决定因素
01
02
03
基因表达调控
包括转录因子、信号通路 等对基因表达的调控，影 响细胞分化和命运。
表观遗传学修饰
如DNA甲基化、组蛋白修 饰等，对基因表达产生长 期、可遗传的影响，进而 决定细胞命运。
受精过程中的信号转导
精子与卵子结合后，触发一系列信号 转导事件，包括钙离子波动、蛋白激 酶激活等，最终导致卵子激活和受精 。
辅助生殖技术应用
人工授精
体外受精与胚胎移植
将处理过的精子直接注入女性生殖道内， 使精子和卵子自然结合，达到受孕目的。
07
发育生物学实验技术与方法
显微操作技术在发育生物学中应用
显微注射技术
将外源基因、mRNA、蛋白质等 直接注入到受精卵或早期胚胎中 ，研究基因功能或制备转基因动
物。
显微切割技术
利用显微操作仪对早期胚胎进行精 确切割，研究胚胎发育过程中的细 胞命运和分化机制。
显微成像技术
利用共聚焦显微镜、活细胞成像系 统等对胚胎发育过程进行实时观察 和记录，揭示胚胎发育的动态过程 。
等。
Wnt信号转导途径在胚胎发育中作用
01 Wnt信号转导途径是一种高度保守的信号转导途 径，它在胚胎发育过程中发挥着重要的作用。
02 Wnt信号可以促进细胞的增殖和分化，对于胚胎 的形成和器官的发育具有至关重要的作用。
02 Wnt信号的异常调控会导致胚胎发育的缺陷和疾 病的发生，如先天性心脏病、神经管缺陷等。
课程要求
学生应认真听讲、积 极参与课堂讨论、完 成实验报告和课程论
文等任务。
02
细胞命运与胚胎发育
细胞命运决定因素
01
02
03
基因表达调控
包括转录因子、信号通路 等对基因表达的调控，影 响细胞分化和命运。
表观遗传学修饰
如DNA甲基化、组蛋白修 饰等，对基因表达产生长 期、可遗传的影响，进而 决定细胞命运。
发育生物学基本原理ppt课件
转录因子的活性受到多种因素 的调节，包括其他转录因子、 信号分子和表观遗传修饰等。
表观遗传学在发育过程中的作用
表观遗传学是研究基因表达调控中不涉及DNA序列改变的遗传现象的科 学。
表观遗传学在发育过程中起着重要作用，包括X染色体失活、基因组印记 、转座子沉默等。
表观遗传学机制通过影响基因的表达模式，从而调控细胞的分化和发育 过程。例如，DNA甲基化和组蛋白修饰可以影响染色质的结构和转录因 子的结合，进而调控基因的表达。
生长因子的定义：一类能够 促进细胞生长、分化和迁移
的多肽类物质。
01
02
03
促进细胞增殖和分化，参与 组织器官的形成和发育。
调节细胞迁移和黏附，影响 细胞的空间排列和组织结构
。
04
05
参与细胞凋亡和自噬等过程 ，维持组织内环境的稳定。
细胞信号传导与胚胎发育的关系
胚胎发育过程中的信 号传导：在胚胎发育 过程中，细胞信号传 导起着至关重要的作 用，涉及多个信号通 路和复杂的调控网络 。
细胞分化的分子机制
基因选择性表达
不同细胞类型表达不同的基因，
从而合成不同的蛋白质，实现细
胞功能的多样性。
01
转录因子调控
02 转录因子通过与DNA结合，调控
特定基因的转录，从而影响细胞
的分化方向。
表观遗传学修饰
表观遗传学修饰如DNA甲基化、
组蛋白修饰等，可以影响基因的
03
表达和细胞的分化状态。
细胞信号传导
发育生物学基本原理ppt课件
CONTENTS
• 绪论 • 细胞分化与发育 • 基因表达调控与发育 • 细胞信号传导与发育 • 生殖细胞发育与受精 • 胚胎发育与模式生物研究
发育生物学 本科考试 课件整理
(1)鉴定发育相关新基因的主要方法 • 从自然或人工突变体中分离鉴定控制发育 的基因； • 分离时空特异性表达基因的方法； • 利用基因序列同源性的克隆法； • 利用生物大分子间的相互作用克隆新的基 因。
(2)基因表达的检测
• mRNA的检测 • 蛋白质的检测 • 启动子活性检测 电泳法
• 卵子、精子
• 胚胎发育
• 受精：精子与卵结合
• 卵裂（方式）
• 完全卵裂 • 不完全卵裂 • 胚后发育
• • • • •
受精 卵裂 囊胚形成 原肠作用 胚层分化与器官形成
• 原肠作用
胚胎发育
个体发育的主要阶段
受精（精卵融合）→卵裂→原肠胚 形成→神经胚形成→器官的形成→ 幼体生长（发育和变态）→成体→ 细胞衰老死亡→个体发育终止即死 亡。
• 1、线虫 P4细胞质内含有所有P颗粒，P颗粒对于生殖细胞的分化起重要 作用。 P1细胞经三次卵裂：每次分裂产生1个体细胞前体和依次产生P1 P2 P3 P4生殖干细胞。 P4是所有生殖细胞的始祖，由其最终形成两个原生殖细胞Z2 Z3. • 2、果蝇 • 果蝇原生殖细胞最早发现于受精后大约90min，这些原生殖细 胞位于果蝇胚胎后端称极细胞，含有特殊的极质颗粒，称极粒 用移植生殖质的方法，可使受体细胞分化成原生殖细胞。
一、生殖质与生殖细胞的起源
• 随着胚胎发育的进行，生殖质被逐渐分 配到一定的细胞中，这些细胞将分化成 为原生殖细胞。 有性繁殖的动物个体由体细
•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，可以被嗜 碱性染料着色，它决 定着生殖细胞的分化。
胞和生殖细胞两大部分组成， 二者均由受精卵发育分化而 来。 原生殖细胞的起源可追溯到 亲代动物的卵细胞。 有些动物的卵子中有一类可 决定生殖细胞分化的特殊物 质--生殖质(germ plasm)。
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• 将华美广杆线虫中的1 8 89 1个蛋白与酿酒酵母的 62 1 7蛋白、大肠杆菌的4289个
Developmental Biology
• 蛋白及目前可利用的人类的4979个蛋白进行比较 分析后发现，人的4979个蛋白中有74％可在线虫 中找到对应蛋白，线虫有36％的蛋白可在现知的 人类蛋白中找到相关蛋白。总的比较结果表明， 较小的基因组有较多的组分与较大的基因组相匹 配，且较大的基因组含有更多可与之对应的蛋白 (图4—2)。有趣的是，线虫中没有发现在酿酒酵 母和大肠杆菌中都能与之匹配的蛋白。当然，尽 管线虫的基因组已全部测序，但已做过遗传分析 的蛋白基因还只占其基因总数的10％～25％。-因 此，有关线虫基因的真正研究可以说是刚刚开始， 前面还有很长的路要走。
Developmental Biology
三．基因组大小及其基因组成
• 华美广杆线虫是继病毒、细菌和酿酒酵母之后 基因组已经被完整测序了的第一个多细胞动物， 其基因组由97兆碱基组成。在这97兆碱基中，， 预计含有1 9 099个编码蛋白的基因，即平均每5 kb含有1个基因。每个基因平均含有5个内含子， 基因组的27％被预期的外显子占据。与以前基于 部分少量序列所作的估计相比，由完整基因组序 列所预测的基因数要多得多。其基因量大约是酿 酒酵母的3倍，是人类的1／5～1／3。
Developmental Biology
第一节 华美广杆线虫
（ Caenorhabditis elegans）
• 一．华美广杆线虫的分类地位
•
华美广杆线虫是一种长为1 mm，自由生活于土壤
中的小线虫，隶属于线形动物门(Nemathelminthes)线
虫纲(Nematoda)小杆线虫目(Rhab—ditida)广杆线虫属
• ③存在雌雄同体(1lermaphrodite)和雄性两类不同生物型，主 要是雌雄同体生物型，见图4—1(A)。在雌雄同体生物型中，每 尾线虫既含有卵子又含有精子，精卵在体内受精，胚胎在生殖腺 管内发育，幼虫由阴门(vulva)产出。雌雄同体个体自体受精的结 果可产生非常纯合的基因型。雌雄同体个体性别决定的染色体机 制为X．X型。在偶然情况下，可产生大约O．2％的XO雄性个 体。XO雄性个体可与雌雄同体个体交配产生后代，从而增加了 基因重组和新等位基因引入的机会。
Developmental Biology
Developmental Biology
• ⑤能观察到生殖细胞的发生及种质颗粒的传递过程。胚胎发 育的细胞分裂为不对称分裂，种系(germ 1ine)细胞中的种质颗 粒(germ line granule)或P颗粒。(P granule)在细胞分裂过程中仅 分配到形成种系细胞的细胞质中。细胞谱系研究表明，受精 卵(又称为P0种系细胞)的第一次卵裂产生AB创建者细胞和种 系细胞P1，种系细胞P1再次分裂后形成创建者细胞EMS和种 系细胞P2，P2进一步分裂后形成创建者细胞C和P3种系细胞， P3种系细胞再分后形成D创建者细胞和P4种系细胞。到幼虫 产出时，AB细胞经分裂和进一步分化产生包括皮下细胞、神 经细，胞、咽肌细胞、分泌腺细胞和1个体肌细胞在内的共 389个细胞；EMS细胞经分裂为MS和E2个创建者细胞后，MS 细胞再经分裂和分化出包括体肌细胞、咽肌细胞、神经细胞 和分泌腺细胞在内的80个细胞，E细胞则形成构成肠子的20个 细胞；C细胞经分裂和分化出包括皮下细胞、体肌细胞和2个 神经细胞在内的47个细胞；D细胞则形成20个体肌细胞；而此 时种系细胞P4才开始分裂出2个生殖细胞Z2和Z3(图4—1)。
• ④体细胞数量少，由于透明可见，易于追踪细胞分裂谱系。产 出的幼虫含有556个体细胞和2个原始生殖细胞，见图4—1(B)， 幼虫经4次蜕皮后变为成虫。若成虫为雌雄同体个体，则含有959 个体细胞和大约2000个生殖细胞；若成虫为雄性个体，则含有 103 1．个体细胞和大约1 000个生殖细胞。
Developmental Biology
• 作为模式生物，华美广杆线虫的主要优 点如下：
Developmental Biology
• ①可在实验室用培养皿培养。由于以细菌为食，在实验室培养 时，一般是先让琼脂培养皿长满细菌，再接种线虫。
• ②生命周期短(一般为3.5d)，胚胎发育速度快。在培养温度为1 6度，胚胎发育期为1 8h；在培养温度为25度，胚胎发育期为1 2 h。
Developmental Biology
Developmental Biology
第二节 果 蝇
• 一．果蝇的两个重大贡献 • 谈起果蝇，已学过遗传学的人大概无人不知。自1
9 1 O年遗传学泰斗Thomas Hunt Morgan发现其第 一个突变体白眼果蝇以来，其作为模式生物的历 史已有90多年。正是以它为模式生物，Morgan和 他的一批弟子们才从有关性连锁、性染色体、多 线染色体和伴性遗传等遗传规律的发现中提出了 基因论，奠定了现代遗传学的基础，并由此使 Morgan获得了1 933年的诺贝尔生理和医学奖。 也就是从那时开始，生物学家才普遍认识到模式 生物在生命科学研究中的重要作用。
经给人类带来的危害和痛苦，有谁会不为之惧怕呢?其
实这些病原寄生虫都属于线虫一类。不同的是，华美广
杆线虫不是寄生线虫，而是生活于土壤中、以细菌为食
的一种自由线虫。
Developmental Biology
二．作为模式生物的优点
• 近30年来的研究表明，华美广杆线虫的确 是分子发育生物学及细胞生物学、分子生 物学和神经生物学研究的极好模型。
Developmental Biology
• 1978年长期在美国加州理工学院从事果蝇遗传和发育研究 的Edward B．I．ewis发表了他几十年来关于基因复合体如 何控制体节发育这一划时代的论文时，才又重新激起了欧 洲分子生物学实验室两位年轻发育生物学家的研究热情， 他们也选用这一给众多遗传学家带来好运的果蝇，作为他 们开创科学研究生涯的模式生物，并试图搞清楚受精卵是 如何发育成分节的胚胎的。他们采用饱和诱变的方法随机 破坏近一半的果蝇基因，然后通过显微观察来研究和分析 影响体轴形成和分节模式的基因，并由此鉴定出1 5种不同 的由于突变引起体节缺陷的基因。当他们的研究结果在1 980年秋季发表后，立即受到_批发育生物学家的关注。由 于他们选用了好的模式生物，并采用了新颖有效的实验手 段，使得其他学者，特别是当时的年轻学者有勇气0有信 心去鉴定和寻找其他物种内控制发育的基因。很快，人们 在其他高等生物和人类细胞中发现了同样的或类似的基因， 并证明这些基因在发育过程中执行了相似的功能。这两位 用果蝇作为模式生物开创分子发育生物学研究的学者就是 1 995年与LewiS一起分享诺贝尔生理和医学奖的 Christiane Nusslein—V01．hard和EricWieschaus.
(Caenorhabditis)。就其与人类的关系来说，华美广杆
线虫在现已记录的大约2万种(估计可能有4万～1 000万
种)线虫中，并不是最重要的线虫，所以在我国，即使
是从事生命科学研究的学者对其还相当陌生。然而，线
虫的确与人类生活密切相关和蛲虫及寄生于人的淋巴系统内的丝虫曾
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• 蛋白及目前可利用的人类的4979个蛋白进行比较 分析后发现，人的4979个蛋白中有74％可在线虫 中找到对应蛋白，线虫有36％的蛋白可在现知的 人类蛋白中找到相关蛋白。总的比较结果表明， 较小的基因组有较多的组分与较大的基因组相匹 配，且较大的基因组含有更多可与之对应的蛋白 (图4—2)。有趣的是，线虫中没有发现在酿酒酵 母和大肠杆菌中都能与之匹配的蛋白。当然，尽 管线虫的基因组已全部测序，但已做过遗传分析 的蛋白基因还只占其基因总数的10％～25％。-因 此，有关线虫基因的真正研究可以说是刚刚开始， 前面还有很长的路要走。
Developmental Biology
三．基因组大小及其基因组成
• 华美广杆线虫是继病毒、细菌和酿酒酵母之后 基因组已经被完整测序了的第一个多细胞动物， 其基因组由97兆碱基组成。在这97兆碱基中，， 预计含有1 9 099个编码蛋白的基因，即平均每5 kb含有1个基因。每个基因平均含有5个内含子， 基因组的27％被预期的外显子占据。与以前基于 部分少量序列所作的估计相比，由完整基因组序 列所预测的基因数要多得多。其基因量大约是酿 酒酵母的3倍，是人类的1／5～1／3。
Developmental Biology
第一节 华美广杆线虫
（ Caenorhabditis elegans）
• 一．华美广杆线虫的分类地位
•
华美广杆线虫是一种长为1 mm，自由生活于土壤
中的小线虫，隶属于线形动物门(Nemathelminthes)线
虫纲(Nematoda)小杆线虫目(Rhab—ditida)广杆线虫属
• ③存在雌雄同体(1lermaphrodite)和雄性两类不同生物型，主 要是雌雄同体生物型，见图4—1(A)。在雌雄同体生物型中，每 尾线虫既含有卵子又含有精子，精卵在体内受精，胚胎在生殖腺 管内发育，幼虫由阴门(vulva)产出。雌雄同体个体自体受精的结 果可产生非常纯合的基因型。雌雄同体个体性别决定的染色体机 制为X．X型。在偶然情况下，可产生大约O．2％的XO雄性个 体。XO雄性个体可与雌雄同体个体交配产生后代，从而增加了 基因重组和新等位基因引入的机会。
Developmental Biology
Developmental Biology
• ⑤能观察到生殖细胞的发生及种质颗粒的传递过程。胚胎发 育的细胞分裂为不对称分裂，种系(germ 1ine)细胞中的种质颗 粒(germ line granule)或P颗粒。(P granule)在细胞分裂过程中仅 分配到形成种系细胞的细胞质中。细胞谱系研究表明，受精 卵(又称为P0种系细胞)的第一次卵裂产生AB创建者细胞和种 系细胞P1，种系细胞P1再次分裂后形成创建者细胞EMS和种 系细胞P2，P2进一步分裂后形成创建者细胞C和P3种系细胞， P3种系细胞再分后形成D创建者细胞和P4种系细胞。到幼虫 产出时，AB细胞经分裂和进一步分化产生包括皮下细胞、神 经细，胞、咽肌细胞、分泌腺细胞和1个体肌细胞在内的共 389个细胞；EMS细胞经分裂为MS和E2个创建者细胞后，MS 细胞再经分裂和分化出包括体肌细胞、咽肌细胞、神经细胞 和分泌腺细胞在内的80个细胞，E细胞则形成构成肠子的20个 细胞；C细胞经分裂和分化出包括皮下细胞、体肌细胞和2个 神经细胞在内的47个细胞；D细胞则形成20个体肌细胞；而此 时种系细胞P4才开始分裂出2个生殖细胞Z2和Z3(图4—1)。
• ④体细胞数量少，由于透明可见，易于追踪细胞分裂谱系。产 出的幼虫含有556个体细胞和2个原始生殖细胞，见图4—1(B)， 幼虫经4次蜕皮后变为成虫。若成虫为雌雄同体个体，则含有959 个体细胞和大约2000个生殖细胞；若成虫为雄性个体，则含有 103 1．个体细胞和大约1 000个生殖细胞。
Developmental Biology
• 作为模式生物，华美广杆线虫的主要优 点如下：
Developmental Biology
• ①可在实验室用培养皿培养。由于以细菌为食，在实验室培养 时，一般是先让琼脂培养皿长满细菌，再接种线虫。
• ②生命周期短(一般为3.5d)，胚胎发育速度快。在培养温度为1 6度，胚胎发育期为1 8h；在培养温度为25度，胚胎发育期为1 2 h。
Developmental Biology
Developmental Biology
第二节 果 蝇
• 一．果蝇的两个重大贡献 • 谈起果蝇，已学过遗传学的人大概无人不知。自1
9 1 O年遗传学泰斗Thomas Hunt Morgan发现其第 一个突变体白眼果蝇以来，其作为模式生物的历 史已有90多年。正是以它为模式生物，Morgan和 他的一批弟子们才从有关性连锁、性染色体、多 线染色体和伴性遗传等遗传规律的发现中提出了 基因论，奠定了现代遗传学的基础，并由此使 Morgan获得了1 933年的诺贝尔生理和医学奖。 也就是从那时开始，生物学家才普遍认识到模式 生物在生命科学研究中的重要作用。
经给人类带来的危害和痛苦，有谁会不为之惧怕呢?其
实这些病原寄生虫都属于线虫一类。不同的是，华美广
杆线虫不是寄生线虫，而是生活于土壤中、以细菌为食
的一种自由线虫。
Developmental Biology
二．作为模式生物的优点
• 近30年来的研究表明，华美广杆线虫的确 是分子发育生物学及细胞生物学、分子生 物学和神经生物学研究的极好模型。
Developmental Biology
• 1978年长期在美国加州理工学院从事果蝇遗传和发育研究 的Edward B．I．ewis发表了他几十年来关于基因复合体如 何控制体节发育这一划时代的论文时，才又重新激起了欧 洲分子生物学实验室两位年轻发育生物学家的研究热情， 他们也选用这一给众多遗传学家带来好运的果蝇，作为他 们开创科学研究生涯的模式生物，并试图搞清楚受精卵是 如何发育成分节的胚胎的。他们采用饱和诱变的方法随机 破坏近一半的果蝇基因，然后通过显微观察来研究和分析 影响体轴形成和分节模式的基因，并由此鉴定出1 5种不同 的由于突变引起体节缺陷的基因。当他们的研究结果在1 980年秋季发表后，立即受到_批发育生物学家的关注。由 于他们选用了好的模式生物，并采用了新颖有效的实验手 段，使得其他学者，特别是当时的年轻学者有勇气0有信 心去鉴定和寻找其他物种内控制发育的基因。很快，人们 在其他高等生物和人类细胞中发现了同样的或类似的基因， 并证明这些基因在发育过程中执行了相似的功能。这两位 用果蝇作为模式生物开创分子发育生物学研究的学者就是 1 995年与LewiS一起分享诺贝尔生理和医学奖的 Christiane Nusslein—V01．hard和EricWieschaus.
(Caenorhabditis)。就其与人类的关系来说，华美广杆
线虫在现已记录的大约2万种(估计可能有4万～1 000万
种)线虫中，并不是最重要的线虫，所以在我国，即使
是从事生命科学研究的学者对其还相当陌生。然而，线
虫的确与人类生活密切相关和蛲虫及寄生于人的淋巴系统内的丝虫曾