生物学各种模式动物

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三、乌贼
生物学分类
乌贼(Cuttlefish)动物界,软体动物门(Mollusca), 头足纲( Cephalopoda),鞘亚纲(Coleoidea),乌贼 目(Sepiida),乌贼身体可分为头、足和躯干三个部分, 躯体相当于内脏团,外被肌肉性套膜,具石灰质內壳。
优点
乌贼的神经系统发达,由中枢神经系统、周围神经系统 及交感神经系统组成。结构复杂。枪乌贼的星形神经元具 有巨大轴突,而巨大轴突由于其异常大的直径可以允许电
极径向插入从而进行刺激或记录。
科学研究 1939年,A.L.霍奇金和A.F.赫胥黎将微电极插入枪乌贼大神经,
直接测出了神经纤维膜内外的电位差。Hodgkin and Huxley 还同 时发现在产生动作电位的过程中膜电位并非仅去极化到零电位而是 进一步发生极性的逆转,这与Bernstein的假设是相矛盾的。 Bernstein认为兴奋过程中膜通透性的提高是非特异性的,且这种 通透性的提高导致了膜去极化状态的消除。Hodgkin and Huxley随 后还发现如果将细胞外的Na+去除则动作电位即无法产生,且当细 胞外Na+浓度降低后去极化的速率降低同时动作电位的幅度也减小。 这些发现使他们提出了“钠假说”,即动作电位的上升支及超射部 分是由膜对Na+通透性暂时增大引发的Na+内流所导致的。Hodgkin and Huxley由于以上的研究而获得了1963年的诺贝尔生理医学奖。
作用的基础。
优点与用途
一些捣烂的香蕉,就可以饲养数百甚至上千只果蝇。
2、繁殖快,在25℃左右温度下十天左右就繁殖一代,一只雌果蝇一代能 繁殖数百只。孟德尔以豌豆为实验材料,一年才种植一代。摩尔根最 初以小鼠和鸽子为实验动物研究遗传学,效果也不理想。后来经人介 绍,摩尔根于1908年开始饲养果蝇。果蝇只有四对染色体,数量少而 且形状有明显差别;
线虫是一种富有特性的生物,包含了完整的分化组 织及一个有脑的神经系统,这些特色可协助研究人员进行
线虫是否具有学习行为的研究。
1、 线虫生活在土壤间水层,成虫体全长只有 0.1 公分,因以细菌为食 物,所以在实验室中极易培养。
2、又因为全身透明,研究时不需染色,即可在显微镜下看到线虫体内的 器官如肠道、生殖腺等;若使用高倍相位差显微镜,还可达到单一细 胞的分辨率。因此,线虫是研究细胞分裂、分化、死亡等的好材料。 又因为线虫仅有一千多个体细胞,所以它的所有细胞都可以澈底地观 察研究,这与人体数十兆的体细胞比起来,真是简单多了!
后来Andrew Fire(安德鲁·菲尔)和Craig Mello(克雷格·梅洛)通过实验阐明了这一反常 现象:将反义RNA和正义RNA同时注射到秀丽隐杆 线虫(Caenorhabditis elegans)比单独注射反义 RNA诱导基因沉默的效率高10倍。由此推断, dsRNA触发了高效的基因沉默机制并极大降低了靶 mRNA水平(Fire等,1998),这是一个有关控制基 因信息流程的关键机制。人们将这一现象命名为 RNAi (见综述:Arenz和Schepers,2003)。安德 鲁·菲尔和克雷格·梅洛因为发现这一关键机制而
一、果蝇
生物学分类
果蝇(Drosophila, fruitfly,Drosophilamelanogaster)节肢动物门、 昆虫纲、双翅目、果蝇属、果蝇种。约1,000种。 广泛用作遗传和演化的室内外研究材料,尤其是 黄果蝇(D.melanogaster)易于培育。其生活史短, 在室温下不到两周。关于果蝇的遗传资料收集得 比任何动物都多。用果蝇的染色体,尤其是成熟 幼虫唾腺中最大的染色体,研究遗传特性和基因
3、果蝇性状变异很多,比如眼睛的颜色、翅膀的形状等性状都有多种变 异,这些特点对遗传学研究也有很大好处。对于这些有利的特点,摩 尔根也不是一下子都认识清楚了的,而是后来在研究工作中逐渐体会 到的。 由于摩尔根的实验室中饲养了很多果蝇,研究人员整天在侍 候果蝇、观察研究果蝇,所以人称他领导的实验窒为“蝇室”。在摩 尔根的领导之下,这个“蝇室”成了全世界的遗传学研究中心。
பைடு நூலகம்
研究价值
在20世纪生命科学发展的历史长河中,果蝇扮演 了十分重要的角色,是十分活跃的模型生物。遗传学的研 究、发育的基因调控的研究、各类神经疾病的研究、帕金 森氏病、老年痴呆症、药物成瘾和酒精中毒、衰老与长寿、 学习记忆与某些认知行为的研究等都有果蝇的“身影”。
科学家不仅用果蝇证实了孟德尔定律,而且发现 了果蝇白眼突变的性连锁遗传,提出了基因在染色体上直 线排列以及连锁交换定律。摩尔根1933年因此被授予诺贝 尔奖。1946年,摩尔根的学生,被誉为“果蝇的突变大师” 的米勒,证明X射线能使果蝇的突变率提高150倍,因而成 为诺贝尔奖获得者。
在近代发育生物学研究领域中,果蝇的发生遗传 学独领风骚。1995年,诺贝尔奖再次授予三位在 果蝇研究中辛勤耕耘的科学家。果蝇为进一步阐 明基因-神经(脑)-行为之间关系的研究提供 了理想的动物模型。
专家认为,近一个世纪以来,果蝇遗传学在各 个层次的研究中积累了十分丰富的资料。人们对 它的遗传背景有着比其他生物更全面更深入的了 解。作为经典的模式生物,果蝇在21世纪的遗传 学研究中将发挥更加巨大而不可替代的作用。
二、线虫
生物学分类
袋形动物门(Aschelminthes)线虫纲(Nematoda)所 有蠕虫的通称,系动物界中数量最丰者之一,寄生于动、 植物,或自由生活于土壤、淡水和海水环境中,甚至在醋 和啤酒这样稀罕的地方亦可见到。通常呈乳白、淡黄或棕 红色。大小差别很大,小的不足1毫米,大的长达8米。
优点与用途
对线虫的研究
瑞典卡罗林斯卡医学院宣布,将2006年诺贝尔生理学或医学奖授予两名 美国科学家安德鲁·菲尔和克雷格·梅洛,以表彰他们在分子生物学
和遗传信息方面的开创性工作。Andrew Z. Fire和Craig C. Mello 发现了RNA干扰机制,论文发表在1998年。这一发现对于防御病毒及 寻找疾病的治疗方法极为重要。科学家们最早在植物(Napoli等, 1990)和脉孢菌(Neurospora crassa) (Cogoni和Macino,1997)中发 现了dsRNA诱导的RNA沉默现象。RNAi在这些机体中作为抗病毒的防御 体系而发挥作用。虽然在上述发现中,转基因病毒可以编码具有沉默 功能的基因片断,并在复制过程中产生dsRNA,但针对RNA沉默现象的 决定性发现还是由Andrew Fire和Craig Mello首先完成的。早在几年 前,在线虫中进行反义RNA实验时,Guo和Kemphues就观察到正义RNA 也具有很高的基因沉默活性(Guo和Kemphues,1995)。
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