发育生物学_复习资料_重点总结

发育生物学_复习资料_重点总结
绪论
1、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。

它主要研究多细胞生物体从生殖细胞的发生、受精、胚胎发育、生长到衰老和死亡，即生物个体发育中生命现象发展的机制。

2、（填空）发育生物学模式动物：果蝇、线虫、非洲爪蟾、斑马鱼、鸡和小鼠。

第一篇发育生物学基本原理
第一章细胞命运的决定
1、细胞分化：从单个的全能细胞受精卵开始产生各种分化类型细胞的发育过程称细胞分化。

2、细胞定型可分为“特化”和“决定”两个阶段：当一个细胞或者组织放在中性环境如培养皿中培养可以自主分化时，可以说这个细胞或组织发育命运已经特化；当一个细胞或组织放在胚胎另一个部位培养可以自主分化时，可以说这个细胞或组织发育命运已经决定。

（特化的发育命运是可逆的，决定的发育命运是不可逆的。

把已特化细胞或组织移植到胚胎不同部位，会分化成不同组织，把已决定细胞或组织移植到胚胎不同部位，只会分化成同一种组织。

）
3、（简答）胚胎细胞发育命运的定型主要有两种作用方式：第一种通过胞质隔离实现，第二种通过胚胎诱导实现。

（1）通过胞质隔离指定细胞发育命运是指卵裂时，受精卵内特定的细胞质分离到特定的裂球中，裂球中所含有的特定胞质可以决定它发育成哪一类细胞，而与邻近细胞没有关系。

细胞发育命运的这种定型方式称为“自主特化”，细胞发育命运完全由内部细胞质组分决定。

这种以细胞自主特化为特点的胚胎发育模式称为“镶嵌型发育”，因为整体胚胎好像是由能自我分化的各部分组合而成，也称自主型发育。

（2）通过胚胎诱导指定细胞发育命运是指胚胎发育过程中，相邻细胞或组织之间通过互相作用，决定其中一方或双方细胞的分化方向。

相互作用开始前，细胞可能具有不止一种分化潜能，但是和邻近细胞或组织的相互作用
逐渐限制它们的发育命运，使之只能朝一定的方向分化。

细胞发育命运的这种定型方式成为“有条件特化”或“渐进特化”或“依赖型特化”，因为细胞发育命运取决于与其邻近的细胞或组织。

这种以细胞有条件特化为特点的胚胎发育模式称为“调整型发育”，也称有条件发育或依赖型发育。

4、（名词）形态发生决定因子：也称成形素或胞质决定子，其概念的形成源于对细胞谱系的研究。

形态发生决定子广泛存在于各种动物卵细胞质中，能够指定细胞朝一定方向分化，形成特定组织结构。

5、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。

也称为胞质隔离、胞质区域化、胞质重排。

第二篇动物胚胎的早期发育
第五章受精的机制
1、（简答）受精：是两性细胞（生殖细胞）融合并创造出具备源自双亲遗传潜能的新个体的过程。

所以受精过程完成两种不同的活动：性活动（源自双亲基因的组合）和复制活动（新生物体的产生）。

因此，受精的第一个功能是将父母的基因传递给子代，第二个功能是在卵细胞质中激发一些确保发育正常进展的系列反应。

2、（选择）受精过程一般涉及以下几个主要方面：卵母细胞成熟、精子获能、精卵间的接触和识别（包括化学趋向性的距离效应）、精子入卵（配子融合和遗传物质的融合），卵的激活并开始发育。

3、精子获能：普遍认为是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（如吸附于精子膜表面精清蛋白的去除、膜表面蛋白的重组等），进而产生生化和运动方式的改变。

获能后精子穿越卵母细胞周围的滤泡细胞和透明带的能力提高，是精子发生顶体反应的前奏。

4、顶体反应：（精子释放顶体酶，溶蚀放射冠和透明带的过程称顶体反应）精卵识别有距离识别和接触识别，在受精过程中，精子与滤泡细胞、ZP和卵质膜等在3个独立的水平上准确的相互作用。

其中
精子与透明带（ZP）间的相互作用为专一反应，精子与透明带特异的ZP糖蛋白结合，诱导顶体反应。

顶体反应的重要作用在于释放顶体内的酶类和使精子膜成分重新分配、暴露或被修饰。

第六章卵裂
1、（选择/判断）（对应模式动物）卵裂方式的分类
卵裂方式卵黄位置卵裂的对称性代表动物
完全卵裂稀疏和均匀分布
的卵黄
辐射状对称棘皮动物、文昌鱼
螺旋状对称大多数软体动物、环节动物、扁虫、线虫中度卵黄
两侧对称海鞘
交替旋转对称哺乳动物
辐射状对称两栖类
不完全卵裂
端卵黄
两侧对称头足纲、扁虫
圆盘形爬行类、鱼类、鸟类中央卵黄表面的大多数节肢动物
2、哺乳动物发育中的第一个分化事件：滋养层细胞与内细胞团细胞的分离。

紧密化为哺乳动物发育中第一次分化的外部条件。

（第三次卵裂后，卵裂球之间的接触面增大，形成一个紧密的细胞球体，相邻细胞间的表面间作用是导致紧密化的原因）
3、内细胞团：紧密化的细胞分裂后，形成16个细胞的桑椹胚，在桑椹胚中有1~2个细胞属内细胞团，并由大多数的外层细胞所包围。

大多数外层细胞分裂产生的子细胞成为滋养层细胞，内部的细胞发育成胚胎。

4、双胞胎：异卵双生是两个卵分别受精的结果。

同卵双生则源于同一胚胎，早胚中的细胞由于不明原因相互分离导致产生双胞胎。

因此，同卵双生可以通过早，胚卵裂球的分离，甚至是同一囊胚中内细胞团一分为二而产生。

（1）分离发生于滋养层形成之前，胚胎有各自的羊膜和绒毛膜；（2）分离发生在滋养层形成后和羊膜形成前，两个
胚胎共用一个绒毛膜，但有各自的羊膜腔；（3）羊膜形成后分离，两个胚胎于同一羊膜腔内，并共用绒毛膜。

5、胚胎干细胞：当内细胞团细胞被分离，并在一定条件下生长时，它们会在培养过程中保持未分化的特征，并可持续不断地分裂，这些细胞被称为胚胎干细胞。

（胚胎干细胞简称ES或EK细胞，是早期胚胎（原肠胚期之前）或原始性腺中分离出来的一类细胞，它具有体外培养无限增殖、自我更新和多向分化的特性。

）
第七章原肠作用——胚胎细胞重组
1、（填空）动物胚胎原肠作用方式复杂多样，总体可概括为6种细胞运动形式：外包、内陷、内卷、内移、分层、集中延伸。

（原肠作用是胚胎细胞通过剧烈而又有序的运动，使囊胚细胞重新组合，形成由外胚层、中胚层和内胚层3个胚层构成的胚胎结构的过程。

）
1、（判断）哺乳类原肠作用过程图P163
第八章神经胚和三胚层分化
1、中枢神经系统的形成：胚胎由原肠胚预定外胚层细胞形成神经管的过程称为神经胚形成。

（1）初级神经胚形成：指由脊索中胚层诱导上面覆盖的外胚层细胞分裂、内陷并与表皮质脱离形成中空的神经管。

（初级神经胚形成之后，最初的外胚层被分成3种类型的细胞：
①位于在内部的神经管细胞，将来形成脑和脊髓；
②外置在外部的皮肤表皮细胞：③神经嵴细胞，将来形成外周神经元和胶质、皮肤的色素细胞和其他一些细胞类型。

）初级神经胚形成过程分为5个时期：神经板形成，神经底板形成，神经板变形，神经板弯曲成神经沟，神经沟闭合形成神经管。

（2）次级神经胚形成：包括脊索形成及其随后空洞化成为神经管两部分。

（3）脑区形成。

2、（判断）三胚层：（1）外胚层：分化形成表皮及神经系统。

（2）中胚层：分化形成肌肉、骨骼、心脏、结缔组织、血细胞、生殖腺和泌尿系统等。

（3）内胚层：分化形成消化系统和呼吸系统。

（外胚层：神经系统、感觉器官的感觉上皮、表皮及其衍生物、消化管两端的上皮等。

中胚层：肌肉、骨骼、真皮、循环系统、排泄系统、生殖器官、体腔膜及系膜等。

内胚层：消化管中段的上皮、消化腺和呼
吸管的上皮、肺、膀胱、尿道和附属腺的上皮等。

）
第九章胚胎细胞相互作用——胚胎诱导
第十章果蝇胚轴形成
1、（小题）果蝇前后轴形成：（有4个重要的形态发生素：Bicoid（BCD）和Hunchback（HB）调节胚胎前端结构的形成，Nanos（NOS）和Caudal（CDL）调节胚胎后端结构的形成。

）①由形态发生素调节首先表达的合子基因，即缺口基因的表达；②缺口基因翻译的蛋白质及其浓度调控成对控制基因的表达；③成对控制基因翻译的蛋白质可激活体节极性基因的转录；④体节极性基因的表达产物再进一步将胚胎划分成14个体节。

同时，缺口基因和成对控制基因的编码蛋白质，以及体节极性基因与同源异型框基因之间的相互作用，调节同源异型基因的表达，而后者的表达产物则决定每个体节的发育命运。

（前后轴背腹轴简答）
2、（小题）果蝇背腹轴形成：（1）背腹系统：①在果蝇胚轴形成有关的4组母体效应基因中，背–腹系统最为复杂，涉及约20个基因。

其中dorsal（dl）等基因的突变会导致胚胎背部化，即产生具有背部结构而没有腹部结构的胚胎。

与此相反，cactus等基因的突变则引起胚胎腹部化，产生只具有腹部结构的胚胎。

②背–腹系统的作用方式：背–腹系统的作用方式与末端系统有相似之处。

通过一种局部分布的信号分子，即定位于卵子腹侧卵黄膜上的配体激活分布于腹侧卵黄膜上的受体来调节合子基因的表达。

背-腹系统对合子靶基因表达的调节方式与前端系统相似，通过一种转录因子的浓度梯度来完成。

③背腹系统浓度梯度形成的方式：背腹系统浓度梯度形成的方式却与前端系统完全不同。

dl基因是这一信号传导途径的最后一个环节，它编码一种转录调节因子。

dl mRNA和DL蛋白在卵子中是均匀分布。

当胚胎发育到第9次细胞核分裂之后，细胞核迁移到达合胞体胚盘的外周皮质层，在腹侧的DL蛋白开始往核内聚集，但背侧的DL蛋白仍位于胞质中。

从而，使DL蛋白在细胞核内的分布沿背腹轴形成一种浓度梯度。

（2）滤泡细胞极性的产生：在卵子发生中，滤泡细胞背腹极性的获得是由卵细胞的信号调控的。

滋养细胞合
成大量的蛋白和mRNA通过胞质桥转运至卵细胞中。

滤泡细胞在决定卵轴极性方面发挥着重要的作用。

（3）分节基因与胚胎体节的形成：①分节基因的功能：把早期胚胎沿前—后轴分为一系列重复的体节原基。

分节基因的突变可使胚胎缺失某些体节或体节的某些部分。

根据分节基因的突变表型及作用方式可分为三类：缺口基因、成对控制基因和体节极性基因，这三类基因的调控是逐级进行的。

②分节基因的逐级调控：首先由母体效应基因控制缺口基因的活化；
其次缺口基因之间互相调节彼此的转录且共同调节成对控制基因的表达；然后成对控制基因之间相互作用，把胚体分隔成为一系列重复的体节，并且进一步控制体节极性基因的表达。

所以，胚盘末期的每一个体节原基都具有其独特基因表达的组合，从而决定每个体节的特征。

第十一章脊椎动物胚轴形成
1、组织者：（在胚胎发育过程中，能诱导相邻组织形成高度有序和相对完整胚胎结构的一些特殊组织。

）在原肠作用中，由组织者诱导背部外胚层形成中枢神经系统的原基——神经管，并作用于侧中胚层共同形成胚胎的背腹轴和前后轴。

2、Nieuwkoop中心：在两栖类囊胚中最靠近背侧的一群植物半球细胞，对组织者具有特殊的诱导能力，称为Nieuwkoop中心。

它是由于精子入卵，使乱质在重力作用下旋转，而产生的兼具动物极和植物极细胞质的特殊区域。

第十四章附肢的发育和再生
1、（填空）附肢的起源：脊椎动物的附肢在起源上是由胚胎体壁向外生长形成的，主要是由来自侧板中胚层的体节部分和体节腹侧部产生的疏松间质形成的中央核，以及位于外部的，来自外胚层的表皮两大部分组成。

Tbx4和Tbx5分别特化后肢和前肢。