发育生物学 PPT课件

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发育生物学第二篇生命发育的基本过程课件PPT

第二篇
生命发育的基本过程
个体发育：
个体发生、发展、变化的总称卵裂期受精卵形成胚胎发育囊胚期胚胎发育原肠胚期幼体神经轴胚期胚后发育器官发生期
成体
衰老死亡
个体发育
第一章配子发生与种系的延续
总论配子发生（gametogenesis）:有性生殖（sexual reproduction）动物发育的前奏。包括精子发生和卵子发生，是由原始生殖细胞分化而来。
海胆卵子的结构
卵黄膜(透明带) 质膜
卵黄颗粒皮层颗粒
质膜在受精时可以调控特定的离子在卵子内外的流动，且能与精子质膜融合。
卵黄膜能识别同一物种的精子，对受精的物种特异性有非常重要的作用。
海胆未受精卵的扫描电镜照片，显示卵黄膜（vitelline envelope）和内部质膜（plasm membrane）
1. 精子的趋化性（ chemotaxis ） 2. 精子的顶体反应，释放水解酶。 3. 精子与卵子外围的卵黄膜（透明带）结合 4. 精子穿过卵外的结构 5. 精卵细胞质膜的融合
1、精子的趋化性
精子的趋化性（chemotaxis）是指精子根据化学浓度梯度直接向卵子运动的现象。
现已在许多动物中发现，其卵母细胞完成第二次减数分裂后，可以分泌具有物种特异性的的趋化因子,如海胆的呼吸活化肽 resact和精子活化肽speract，构成卵周特有的微环境。
透明带功能： ① 顶体胞吐作用 ② 精卵识别 ③ 卵子与精子顶体结合 ④ 精子激活 ⑤ 阻断多精入卵
原始生殖细胞（primordial germ cell, pgc）在雄性动物中分化为精原细胞（spermatogonium）,在雌性动物中分化为卵原细胞（oogonium）,然后分别经过精子发（spermatogenesis）和卵子发生（oogenesis）,形成成熟的精子和卵子。卵子内生殖质（germ plasm）分布

发育生物学——细胞命运决定课件

Notch信号通路可被多种因素调节，包括配体浓度、受体表达水平等，从而影响细胞命运决定。
CHAPTER 06
细胞命运决定与人类疾病的关系
细胞命运决定与肿瘤发生发展的关系
肿瘤细胞基因突变与细胞命运改变
01
肿瘤细胞由于基因突变导致细胞命运发生改变，从而影响肿瘤
的发生和发展。
肿瘤细胞增殖、分化和凋亡的调控
细胞命运决定的重要性
• 细胞命运决定是生物发育的基础，它决定了细胞在组织或器官中的角色，以及它们如何相互作用以维持生命。错误的细胞命运决定可能导致疾病或发育异常。
发育生物学简介
• 发育生物学是研究生物体从受精卵到成熟个体的过程中细胞和组织发育过程的科学。它涉及细胞命运的决定、器官和组织的形成以及生物体形态的建立。
详细描述
组蛋白修饰是指对组成染色体的组蛋白进行化学修饰的过程，它可以改变染色体的结构和功能，从而影响基因表达水平。在发育过程中，组蛋白修饰的变化可以导致细胞分化为不同的类型，并且这种变化是可遗传的。
非编码RNA在细胞命运决定中的作用
总结词
非编码RNA是一种重要的表观遗传学调控分子，在细胞命运决定中发挥重要作用。
通过β-catenin的稳定性和核转录因子TCF/LEF的活性，调控基因表达，影响细胞命运。
非经典Wnt信号通路
通过Ca²⁺和PKC等信号转导分子，影响细胞命运。
BMP信号通路在细胞命运决定中的作用
BMP信号通路
通过Smad1/5/8等BMP受体激活，影响细胞分化、增殖和凋亡等细胞命运决定过程。
VS
详细描述
非编码RNA是一类不编码蛋白质的RNA 分子，它们可以调控基因表达水平，从而影响细胞命运决定。在发育过程中，非编码RNA的表达水平的变化可以导致细胞分化为不同的类型，并且这种变化是可遗传的。

《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。

发育生物学课件cleavage(精品PPT)

04 植物胚胎 cleavage特点
植物胚胎cleavage过程
起始阶段
植物胚胎在受精后，经过一段时间的休眠期，开始进入 cleavage阶段。此时，受精卵首先进行不均等分裂，形成一个较小的顶细胞和一个较大的基细胞。
分裂阶段
顶细胞和基细胞继续分裂，形成多细胞的胚胎。在分裂过程中，细胞数量和体积逐渐增加，胚胎逐渐发育成具有特定形态和结构的组织。
研究内容
包括细胞增殖、分化、迁移、凋亡等过程及其调控机制。
研究意义
揭示生物体发育的本质和规律，为医学、农业、生物技术等领域提供理论支持。
发育生物学研究内容
胚胎发生
研究受精卵如何发育成具有各种组织和器官的
完整生物体。
组织器官发生
研究生物体内各种组织和器官的形成过程及其
相互关系。
细胞分化
cleavage过程及机制
过程
受精卵经过一系列快速连续的细胞分裂，形成由许多小细胞组成的实心细胞团。
机制
涉及复杂的分子调控网络，包括转录因子、信号通路和表观遗传修饰等。这些调控因子相互作用，精确控制 cleavage过程中细胞的增殖和分化。
03 动物胚胎 cleavage模式
螺旋式cleavage
植物和动物胚胎发育过程中涉及的基因和信号通路也存在差异。例如，在动物胚胎发育中，原肠胚形成是一个重要阶段，而在植物胚胎发育中则没有类似的过程。
05 影响cleavage因素探讨
遗传因素对cleavage影响
基因突变
某些基因突变可能导致cleavage异常，如影响细胞分裂相关基因的突变。
遗传多态性
01
分裂方式
植物和动物胚胎在cleavage阶段的分裂方式存在差异。植物胚胎通常进

2024版发育生物学课件[1]

发育生物学课件•胚胎发育基础•基因表达与调控•细胞信号传导与细胞间相互作用•器官发生与形态建成目•再生医学与干细胞治疗前景•实验技术与方法录胚胎发育基础受精与卵裂受精卵裂胚胎发育过程卵裂期囊胚期胚胎细胞继续分裂并重新排列，形成囊胚，内部出现囊胚腔。

胚胎细胞分化与器官形成细胞分化器官形成基因调控信号分子调控表观遗传调控030201胚胎发育调控机制基因表达与调控基因选择性表达与沉默基因选择性表达基因沉默转录因子与基因调控网络转录因子是一类能够结合DNA并调控基因转录的蛋白质，通过与启动子、增强子等顺式作用元件结合，激活或抑制基因转录。

基因调控网络在生物体内，多个基因之间通过相互作用形成一个复杂的调控网络，共同调控细胞生长、分化和发育等过程。

表观遗传学在发育中作用表观遗传学在发育中作用基因突变与疾病发生关系基因突变是指基因序列发生碱基对的替换、增添或缺失，导致基因结构发生改变，进而影响基因表达和蛋白质功能。

与疾病发生关系基因突变是导致遗传性疾病和某些获得性疾病的重要原因之一。

例如，单基因遗传病由单个基因突变引起，而多基因遗传病则由多个基因和环境因素共同作用导致。

此外，某些获得性疾病如癌症也与基因突变密切相关。

细胞信号传导与细胞间相互作用细胞信号传导途径及受体介导机制信号分子种类受体分类与功能信号转导通路相邻细胞间通讯方式及功能细胞间连接结构如紧密连接、锚定连接、通讯连接等，维持组织结构的稳定性和细胞间的通讯。

细胞间通讯分子如钙离子、一氧化氮等，通过扩散或主动转运方式在细胞间传递信息。

相邻细胞间通讯功能调控细胞生长、分化、凋亡等生理过程，维持组织稳态和器官功能。

远距离信号传导和靶器官响应神经调节体液调节通过神经纤维传导神经冲动，释放神经递质作用于靶细胞或器官。

靶器官响应机制1 2 3信号传导异常类型信号传导异常与疾病发生信号传导异常与疾病治疗信号传导异常与疾病关系器官发生与形态建成器官发生过程器官原基进一步发育，经过细胞迁移、组织重组和形态发生等过程，最终形成成熟的器官。

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。

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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。

发育生物学(绪论)共62页PPT

第二节动物发育的主要特征和基本规律
严格的时间和空间的秩序性基本规律发育时空秩序性的控制机制
一、主要特征：
• 具有严格的时间与空间的次序性。这种次序性是由发育的遗传程序控制的。爪蟾个体发育的主要阶段和生活史。这是一个正常的遗传程序控制的例子。但在异常情况下，如受到不良环境刺激，或机体代谢紊乱，产生错误代谢产物，特别是蛋白质、酶类后，会改变细胞基因的表达，导致发育程序紊乱，就会危及动物的生存（如基因突变、遗传缺陷、癌变等）。
（二）组织切片技术
• 观察到胚胎的内部结构，通常进行组织切片： • ①石蜡切片技术。 • ②冷冻切片是利用特殊的低温包埋剂对样品进
行包埋，在低温条件下进行切片的技术。 • ③振动切片机可以切新鲜的或经过固定的动、
植物标本，但切片较厚，不适于精细结构的观察。
（三）分子生物学技术
• 聚合酶链式反应（polymerase chain re action，PCR），反转录PCR（RT-PCR）， Northern印迹杂交，Western印迹杂交，免疫共沉淀技术常用于检测目的基因或蛋白质在某一发育时期或特定组织中的表达。抑制性差减杂交技术：其基本原理是以抑制PCR为基础的DNA差减杂交。
第四节发育生物学模式生物
脊椎动物模式生物: 非洲爪蟾, 斑马鱼, 鸡, 小鼠无脊椎动物模式生物: • 果蝇, 线虫
发育生物学研究技术
常用发育生物学研究技术发育遗传学技术正向遗传学技术反向遗传学技术
一、常用发育生物学研究技术
• （一）显微镜技术 • 显微镜和解剖镜是必备工具， • 相差显微镜（phase contrast microscope）、
二、动物发育的基本规律
• 动物共同的发育阶段：一般从受精开始，到最后的组织器官形成，发育为幼体，再通过生长发育成为成体。

《发育生物学》ppt课件

组织器官功能完善及调控机制
功能完善
阐述组织器官在发育过程中功能的逐步建立和完善，包括代谢、分泌、免疫等功能的形成和调控
。
调控机制
详细介绍组织器官发育的调控机制，包括基因表达调控、信号传导通路和细胞间相互作用等方面。
生理意义
探讨组织器官发育的生理意义，以及发育异常对生理功能的影响。
异常发育导致疾病案例分析
突触可塑性在神经系统发育中作用
突触可塑性
突触是神经元之间传递信息的结构基础，突触可塑性是指突触在形态和功能上可发生改变的特性。突触可塑性在神经系统发育和学习记忆中发挥重要作用。
突触可塑性与学习记忆
突触可塑性的改变是学习记忆的神经基础。在学习过程中，相关脑区的突触连接会发生改变，以形成记忆。突触可塑性的异常可能导致学习记忆障碍。
生殖系统肿瘤
如睾丸癌、卵巢癌等，与生殖系统的异常发育和激素分泌紊乱有关。
不孕不育
生殖系统发育异常或激素分泌不足，可导致不孕不育等生殖障碍。
07
总结回顾与展望未来发展
Chapter
关键知识点总结回顾
细胞命运决定与调控
包括基因表达、信号传导和细胞间相互作用等方面。
01
02
胚胎发育与进化
03
探讨胚胎发育过程中的基因调控、细胞行为和进化机制。
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。
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。
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

发育生物学课件

4. Bruce M. Carlson: 《Human Embryology & Developmental Biology》, 2nd Edition,1999.
Developmental Biology
Developmental Biology
Developmental Biology
17世纪，意大利胚胎学家 Marcello Malpighi观察到的鸡胚
Developmental Biology
(五)、诱导作用可使细胞互为不同
信号传导特点
传递距离有限并非所有细胞都能对某种信号发生反应。不同类型细胞可对同一信号发生不同反应,e.g., 乙酰胆碱使心肌收缩频率下降，但促使唾液腺分泌唾液。
扩散性信号分子
Autonomous cell fate non-autonomous cell fate
knockout, mutagenesis
Developmental Biology
二、发育生物学研究中的主要模式动物
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，还有助于动物发育的一些普遍规律和机制。
(一) Invertebrate Models
Developmental Biology
动产生的机械动力，导致特殊结构的形成。
Cell pr体结构的改变。
Cell death: 在特定的发育时期，特定部位的细胞的死亡是形成
正确结构所必需的。
Developmental Biology
(三)、基因控制细胞行为是通过控制细胞中的蛋白质的产生而实现的
谱发育。
Developmental Biology
两栖动物眼区细胞的潜能随发育时期的不同而改变

发育生物学绪论3(xie)_PPT幻灯片

House-keeping proteins:几乎存在于所有类型细胞中，通常用于产生能量、在代谢途径中生成或降解产物，如组蛋白及转录或翻译中所必需的蛋白因子。
Tissue-specific proteins: 存在于特殊类型细胞中，从而赋予细胞特定的活性。如血细胞中的血红蛋白－输氧、肌肉细胞合成myosin、actin、tropomyosin为收缩提供能量。包括酶、生长因子、受体蛋白、结构分子。
斑马
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★果蝇：学名黑腹果蝇（fruit fly, Drosophila melanogaster）
自1909年摩尔根（Thomas Hunt Morgan，1866－ 1945）将之用作研究遗传变异和染色体关系的材料之后，果蝇就成为经典遗传学家揭示遗传规律的一张王牌。
31
果蝇与诺贝尔奖
个体发育：从受精卵开始到形成成熟个体所经历的一系列变化过程。
系统发育：同一起源的生物群的形成历史。
1
2
进化难题
进化涉及发育中的遗传变化。
在发育中的变化怎样创造新体型呢？哪些变化能够起到进化的作用？
这是发育生物学家最近重新强调的进化难题。
3
•有尾两栖类蝾螈晶状体的再生
6
发育生物学是近年来进展最快的学科之一
26
Pattern formation
(2) 胚层的形成
27
四、形态发生 Morphogenesis
最突出的形态变化发生在原肠作用开始之后。
28
五、生长 Growth
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。不同组织器官的生长速度也各异。

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

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体节
前肾
腮
肩带腮周侧翼组织附肢
美西螈（Ambystoma maculatum）的预定前肢场
太平洋树蛙（Hyla regila）的早期后肢场被许多寄生的线虫卵分隔开，形成多附肢的蝌蚪，示附肢场的调整能力。
2、附肢的早期发育
附肢早期发育的第一个迹象是体节中胚层细胞沿胚胎长轴的增殖，逐渐在表皮的下面形成厚的细胞团,它们从附肢场的侧板中胚层和体节中胚层分离出来，进而转变为间质细胞进行迁移。附肢的发育开始于间质细胞从附肢的骨骼前体细胞 (limb skeletal precursors)和附肢的肌肉前体细胞 (limb muscle precursors)分离后的增殖，这些细胞在内胚层组织下聚集并形成一环状的突起，此突起称为肢芽。
发育生物学
第十四章附肢的发育和再生
附肢发育的研究是发育生物学的一个重要课题。脊椎动物，特别是鸟类和两栖类附肢（limb）的发育包含了大量的、各种各样的诱导作用。有尾类的蝾螈和美西螈附肢具有明显的再生能力，是研究再生的极好模型。

一、脊椎动物附肢的发育
脊椎动物的附肢是一个极其复杂的器官，每一块骨和肌肉的位置都被精密地组织在一起。附肢在三个基本轴上是不对称的，但左前肢总是和右前肢呈镜面对称。脊椎动物的附肢都是由体壁中胚层和外部的表皮共同组成的。
翅肢芽顶外胚层嵴
腿肢芽
许多脊椎动物胚胎中的预定附肢区（prospective limb area）已被定位。能形成一个附肢的所有细胞，称为附肢场（limb field），包括位于中央的、产生附肢本身的中胚层细胞（附肢盘，limb disc）以及形成周围的躯干组织和肩带/腰带的细胞。附肢场起初具有调节失去或增加部分附肢的能力，附肢场中的每个细胞都能被指令形成附肢的任意一部分－调和等能系统。