第7章-细胞命运的决定

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细胞命运决定的机制

细胞命运决定的机制
细胞命运是指细胞在转化为特定的细胞类型时所遵循的过程和
规律。

在发育过程中，细胞经过一系列复杂的分化和分裂，最终
形成组织、器官和整个机体。

这一过程可能涉及遗传、环境和其
他多种因素的调控，但最终决定细胞命运和功能的因素是分子水
平上的特定机制。

一、基因表达
在分化过程中，细胞的基因表达模式发生显著变化，确定了细
胞的命运和功能。

许多基因能够直接或间接地影响细胞的命运，
这一过程涉及调控蛋白、转录因子、miRNA等多种分子机制。

例如，在肌肉细胞分化过程中，调控蛋白MyoD可以转录多个细胞
肌动蛋白基因，并促进细胞的分化为肌肉细胞。

二、信号通路
细胞在生长和发育过程中接收和响应多种信号，这些信号通过
信号通路调控细胞命运和功能。

信号通路包括多种分子机制，例
如细胞受体激活、酶催化、信号传导分子、核转录因子等。

例如，
在体内调控血糖水平的胰岛素通过激活IRS-1信号通路促进葡萄
糖的吸收和利用，这一过程涉及了多个信号通路分子的相互作用。

三、表观遗传学
表观遗传学是指可以影响基因表达但不影响基因序列的遗传变异。

这些遗传变异影响DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA
表达等多个层面，从而对细胞命运和功能进行调控。

例如，在肿
瘤细胞中经常出现DNA甲基化失调现象，从而导致基因表达模式
的变化和肿瘤细胞功能的改变。

细胞命运和功能的决定机制十分复杂，涉及多种分子机制和环
节的相互作用。

未来的研究将会深入研究细胞命运决定的机制，
有望能够找到更多的靶标和方法来治疗众多疾病。

发育生物学-第七章

二、Wilhelm Roux：镶嵌型发育
Weismann凭直觉认为：染色体是发育的遗传信息携带者。最为重要的是，他所提出的假‘说是一个可以立即用实验来验证的模型。德国胚胎学家 Wilhelm Roux（ 1831－1904）检验了 Weismann这一假设。他于 1888年发表的一系列实验结果表明：在蛙胚 2一细胞期，用热针刺死一个裂球（末吸去坏死的细胞质），剩下的一个裂球发育成半个身体的胚胎（图 7．2）。Roux的实验结果正好和Weismann假设预期的结果吻合。Roux认为：蛀胚是由能自我分化的各部分组织在一起形成的镶嵌体，每一部分的发育命运是不能改变的，因为每个细胞接受一组特定的核决定子，并依据所接受的核决定子分化成相应的组织。ROOX把这一类型的发育称为镶嵌型发育。
பைடு நூலகம்
上述观察结果促使horstadius开展胚胎学发展史上一些最令人激动的实验。首先对horstadius（ 1935）追踪海胆 64一细胞期胚胎的六层细胞中每一层细胞的正常发育命运。他发现：正常情况下，海胆64一细胞期胚胎中的动物极细胞和植物极第一层（Veg1）细胞形成外胚层，植物权第二层（veg2）细胞形成内胚层，而小裂球则形成中胚层骨骼（图7．5）。
三、 HanS Driesch：调整型发育
Hans Driesch是用实验方法研究胚胎学的极力推崇者，他于 1893年发展了 Roux的实验。他采用分离实验（isolation experiment）的方法，即通过剧烈摇晃将海胆胚胎裂球分开培养，结果2一细胞期分开的两个裂球都能发育成完整幼虫。Dri。sob还证明：甚至在4一细胞期时，4个分开的海胆胚胎裂球也能发育成长腕幼虫（pluteus）。Driesch的实验表明：2一或4一细胞期时，分开的海胆胚胎裂球不是自我分化成胚胎的某一部分，而是通过调整发育成一个完整的有机体。这一类型的发育称为调整型发育。

细胞生物学中的细胞分化和细胞命运决定机制

细胞生物学中的细胞分化和细胞命运决定机制细胞分化是指由未特化的细胞分化为特定类型或功能的成熟细胞的过程。

而细胞命运决定机制则是指影响细胞分化的内外因素及其相互作用。

在细胞生物学领域中，细胞分化和细胞命运决定机制是非常重要的研究方向。

一、细胞分化细胞分化是指由原始的未分化状态向特定类型或功能细胞转变的过程。

这个过程在多细胞生物的发育过程中起着至关重要的作用。

细胞分化包括细胞特化和细胞成熟两个过程。

在细胞特化阶段，原始细胞通过调控基因表达途径，选择性地转录特定的基因，从而导致细胞功能和形态的差异化。

这种差异化可以使细胞在结构和功能上适应特定生理环境和组织功能需求。

而细胞成熟是指细胞在细胞特化过程中逐渐发展和巩固其特定的细胞功能和形态。

在这个过程中，细胞会合理利用特定的细胞器和分子机制，以确保细胞能够正常运作并执行其特定的功能。

二、细胞命运决定机制细胞命运决定机制是指决定细胞分化方向的各种内外因素及其相互作用。

细胞命运往往由调控基因表达的网络所决定，而这个网络可以被内外环境信号和细胞-细胞相互作用所调节。

1. 内因素内因素主要包括细胞内的基因表达调控网络、细胞周期调控以及细胞内信号通路等。

基因表达调控网络是细胞分化的核心调控机制，通过选择性地启动或关闭特定的基因表达，决定了细胞的命运。

此外，细胞周期调控和细胞内信号通路的正常运作也对细胞命运具有重要影响。

2. 外因素外因素主要包括控制细胞分化方向的信号分子、细胞外基质以及细胞-细胞相互作用等。

在多细胞生物体内，各种细胞因子和信号分子通过细胞外基质的作用，与细胞膜上的受体结合，从而影响细胞的命运。

此外，细胞与细胞之间的相互作用，如细胞黏附、细胞间的信号传递等也会对细胞分化产生影响。

三、细胞分化和细胞命运决定机制的研究方法在研究细胞分化和细胞命运决定机制时，科学家们采用了各种方法和技术。

其中，重要的研究手段包括：1. 基因表达分析：通过测量和比较不同细胞类型或发育阶段的基因表达模式，可以揭示细胞命运决定机制的一些规律，如转录因子的表达、特定信号通路的激活等。

细胞命运的决定

基因敲除技术
通过基因敲除技术，科学家可以删除特定基因，观察细胞在缺少这些基因的情况下会发生什么，从而了解这些基因在细胞命运决定中的作用点插入或替换基因，以研究特定基因对细胞命运的影响。
干细胞分化实验
干细胞分化实验
通过观察干细胞在不同条件下的分化过程，可以揭示细胞分化的机制和规律，从而理解细胞命运的决定过程。
03 细胞分化的过程
细胞分化概述
细胞分化是细胞从一种类型转变为另一种特化类型的过程，是细胞发育过程中的一个重要阶段。
在个体发育过程中，细胞分化对于形成具有特定形态、结构和功
能的组织和器官至关重要。
细胞分化是一个有序、可调控的过程，通常包括基因表达的改变、细胞形态的改变以及细胞功能的
改变。
基因表达调控等。
细胞微环境
细胞间相互作用
细胞内外的物质交换
细胞间的相互作用可以影响细胞的命运，如细胞间的接触抑制和细胞连接等。
细胞通过胞吞、胞吐、离子通道等途径与外界环境进行物质交换，影响细胞的代谢和功能。
细胞与基质的相互作用
细胞与基质之间的相互作用可以通过整合素等分子来实现，影响细胞的形态、运动和命运。
细胞命运决定的研究将有助于深入了解生命发育和疾病发生机制，为人类健康事业的发展做出贡献。
当前面临的挑战与问题
细胞命运决定的调控机制复杂，涉及多种基因和信号通路的相互作用，研究难度较大。
在实际应用方面，如何实现安全、有效的细胞治疗仍面临诸多挑战，如细胞来源、免疫排斥反应和伦理问题等。
目前对某些细胞类型之间的相互转化仍存在认识不足，需要进一步探索其分子机制。
表观遗传学因素
DNA甲基化
DNA甲基化是指在DNA序列中特定位置上的甲基基团添加或去除的过程，影响基因的表达和细胞的分化。

遗传学中的细胞分化与细胞命运决定

遗传学中的细胞分化与细胞命运决定细胞分化和细胞命运决定是遗传学中的重要概念，它们对生物体的发育和功能起着决定性的作用。

在细胞分化的过程中，细胞通过调控基因表达和蛋白质合成，逐渐形成特定的类型和功能；而细胞命运则指的是细胞在分化过程中所决定的最终发育方向。

本文将详细介绍细胞分化与细胞命运决定的机制和重要性。

一、细胞分化的机制细胞分化是指由干细胞向特定类型细胞的转变过程，是多个信号通路和调控因子共同作用的结果。

细胞分化的机制主要包括以下几个方面：1. 基因调控：细胞分化过程中，某些基因的表达被启动或抑制，从而导致细胞功能的转变。

这一过程受到一系列转录因子、表观遗传修饰和非编码RNA的调控。

2. 信号通路：外部环境信号通过细胞膜受体激活相应的信号通路，进而调控下游基因的表达和细胞功能的改变。

常见的信号通路包括Notch、Wnt和Hedgehog等。

3. 表观遗传学修饰：DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA等表观遗传学修饰在细胞分化过程中发挥着重要的调控作用。

这些修饰可以改变染色质的结构和可及性，从而影响基因的表达。

4. 细胞极性：细胞极性指的是细胞在空间上的不对称性，其中极性蛋白的排序和细胞分化过程密切相关。

细胞极性通过影响信号通路和细胞内运输来调控细胞分化。

以上是细胞分化的主要机制，不同类型的细胞分化过程中，各个机制的调控程度和方式也有所不同。

二、细胞分化的重要性细胞分化对于生物体的发育和功能的形成起着至关重要的作用。

它保证了多细胞生物的细胞类型的多样性和功能的合理分配，使得不同细胞能够协同工作，并最终形成一个完整的有机体。

在胚胎发育过程中，细胞分化决定了器官和组织的形成。

早期的胚胎由干细胞组成，经过一系列复杂的细胞分化过程，最终形成不同类型的细胞，如神经细胞、肌肉细胞、心脏细胞等，这些细胞协同工作，构建出一个功能完善的身体结构。

在成体器官再生过程中，细胞分化也扮演着重要角色。

当某些组织或器官损伤时，细胞分化过程会重新启动，通过再生和分化产生新的细胞，以修复和恢复功能。

发育生物学第7章细胞的自主特化

实验研究发现，如将海鞘8-细胞胚胎的卵裂球分成4对(左右两卵裂球是相等的)，发育过程如卵子命运决定图谱与预期一样，植物极后面一对卵裂球(B4.1)形成内胚层、间质和肌肉(下右图)。可见海鞘卵裂球命运在8-细胞期已经决定，分离的卵裂球可以自我分化.
但神经系统的发育例外，神经细胞是由动物极前面一对卵裂球 (a4.2)和植物极前面一对卵裂球(A4.1)产生。当这两对卵裂球分离后单独培养均不生产神经组织，当二者配合后可形成脑和触须(palp)。可见在海鞘这样镶嵌型发育的胚胎中也存在卵裂球之间相互作用决定发育命运的渐进决定作用.
Boveri第一个对胚胎发育中染色体变化进行了观察，发现副蛔虫单倍体生殖细胞只有2条染色体，第一次卵裂为纬裂形成动物极和植物极两个卵裂球；在第二次卵裂前动物极卵裂球染色体两端裂解成数十个小片段，散布细胞质中，不再加入新形成的细胞核内，因而失去很多基因，这一现象称为染色体消减(chromosome diminution)。植物极卵裂球仍保持正常数目染色体。
Wilson(1904)将帽贝早期卵裂球分离培养发现，其发育命运、分裂速度和分裂方式都和完整胚胎内的相同卵裂球一样(下图)。这是由特定的形态发生决定子为基础的。
帽贝成纤毛细胞的分化 A.帽贝正常胚胎中成纤毛细胞的分化 a.16-细胞期侧面观.预定成纤毛细胞以深色表示. b.48-细胞期. c. 纤毛幼虫期动物极观.纤毛位于成纤毛细胞上. B.分离培养的帽贝成纤毛细胞的分化. a.分离的成纤毛细胞. b,c. 培养过程中第1和第2次卵裂. d.纤毛形成. 即使分离后单独培养,成纤毛细胞同样在正常时间形成纤毛
由于极叶细胞质的进入，D 卵裂球比其它3个卵裂球都大，故称其为大卵裂球(macromere)。D 分裂产生1d 和1D，1D 分裂产生 2d 和2D，2D 分裂产生3d和3D，3D 分裂产生4d 和4D。当除去D 或1D 或2D 卵裂球时,发育的胚胎缺少心脏、消化道、面盘、壳腺、眼和足。除去3D，胚胎只缺少心脏和消化道。可见原先存在于D 卵裂球中的某些形态发生决定子分配到3d卵裂球中。只除去4D 对胚胎发育没有质的影响。

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1—7章课后习题答案

《发育生物学》课后习题答案绪论1、发育生物学的定义，研究对象和研究任务？答：定义：是应用现代生物学的技术研究生物发育机制的科学。

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

同时还研究生物种群系统发生的机制。

2、多细胞个体发育的两大功能？答：1.产生细胞多样性并使各种细胞在本世代有机体中有严格的时空特异性；2.保证世代交替和生命的连续。

3、书中所讲爪蟾个体发育中的一系列概念？答：受精：精子和卵子融合的过程称为受精。

卵裂：受精后受精卵立即开始一系列迅速的有丝分裂，分裂成许多小细胞即分裂球，这个过程称为卵裂。

囊胚：卵裂后期，由分裂球聚集构成的圆球形囊泡状胚胎称为囊胚。

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胚轴：指从胚胎前端到后端之间的前后轴和背侧到腹侧之间的背腹轴4、模式生物的共性特征？答：a.其生理特征能够代表生物界的某一大类群；b.容易获得并易于在实验室内饲养繁殖；c.容易进行试验操作，特别是遗传学分析。

5、所讲每种发育生物学模式生物的特点，优势及其应用？答：a.两粞类——非洲爪蟾取卵方便，可常年取卵，卵母细胞体积大、数量多，易于显微操作。

应用：最早使用的模式生物，卵子和胚胎对早期发育生物学的发展有举足轻重的作用。

b.鱼类——斑马鱼受精卵较大，发育前期无色素表达，性成熟周期短、遗传背景清楚。

优势：a,世代周期短；b,胚胎透明，易于观察。

应用：大规模遗传突变筛选。

c.鸟类——鸡胚胎发育过程与哺乳动物更加接近，且鸡胚在体外发育相对于哺乳动物更容易进行试验研究。

应用：研究肢、体节等器官发育机制。

d.哺乳动物——小鼠特点及优势：繁殖快、饲养管理费用低，胚胎发育过程与人接近，遗传学背景较清楚。

应用：作为很多人类疾病的动物模型。

e.无脊椎动物果蝇：繁殖迅速，染色体巨大且易于进行基因定位。

酵母：单细胞动物，容易控制其生长，能方便的控制单倍体和二倍体间的相互转换，与哺乳动物编码蛋白的基因有高度同源性。

发育生物学——细胞命运决定 (3)

Weismann理论的核心强调早期的卵裂必须为不对称卵裂。卵裂结果产生的子细胞彼此之间是完全不同的。
细胞质中决定因子的定位和细胞不对称分裂使细胞变得不同
细胞分裂时母细胞中的某些分子不均等地分配到两个子细胞中，造成子细胞向不同方向分化。
不对称分裂：生成不同的子细胞
细胞质分裂时分配到子细胞中的细胞质不均一 ,在一定程度上决定了细胞的早期分化。细胞质中决定细胞命运的特殊信号物质称为决定子 (determinant)
细胞命运决定及命运图
山东师范大学生命科学学院
• 动物有机体是由分化细胞(specialized cell)组成 • 分化细胞不仅形态多样，而且功能各异
•
从单个全能的受精卵产生各种类型细胞的发育过程叫细
胞分第化。二已节分化的胚细胎胞不细但胞具有发一育定命的形运态的和合决成特异
的产物，而且行使特异的定功能。
Cell fate determination
Cytoplasmic localization and asymmetric cell division: result in daughter cells having properties different from each other; chemical differences distributed in the egg in
。在胚胎早期发育过程中，某一组织或器官的细胞必需先定型，然后才能向预定的方向发育，也就是分化，形成相应的组织或器官。定型之后，分化方向变得不可逆转。
• 早期胚胎中，卵裂球的发育命运没有决定 (determination)。随着胚胎的发育，不同卵裂球受本身内在因素及环境条件的影响，其发育命运被确定下来，分化为内胚层、中胚层或外胚层细胞。

发育生物学期末考试复习资料

发育生物学期末考试复习资料一、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）。

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。

第一章细胞命运的决定细胞分化：细胞表型多样化和功能多样化产生的过程。

（一）、定型的两个时相：1、特化（specification） ---- 当一个细胞或组织放在中性环境(如培养皿中培养)可以自主分化时，那么这个细胞或组织被认为是命运已经特化了。

此类细胞发育命运是可变的。

2、决定（determination） ---- 当一个细胞或组织放在胚胎另一个部位可以自主分化时，那么这个细胞或组织被认为是命运已经决定了。

此类细胞的发育命运是不可逆的。

生殖质（极质，P颗粒）：含有生殖细胞决定子的细胞质，获得生殖质的卵裂球将形成原生殖细胞。

第五章生殖细胞的发生原生殖细胞（Primordial germ cell，PGC）---- 性别尚未分化的生殖细胞。

二、生殖质与生殖细胞的决定生殖质Germ plasm：具有一定形态结构的特殊细胞质，主要由蛋白质和RNA构成。

原生殖细胞的决定从受精卵的第一次卵裂就开始了，到4次分裂以后，原生殖细胞将发生均等分裂；含P颗粒（Posteriorgranules）的细胞构成生殖系，P1，P2，P3，P4……，P4为生殖细胞的始祖细胞；P颗粒在受精过程和第一次卵裂过程中的不对称定位，26细胞期时全部P颗粒都在P4细胞中。

线虫原生殖细胞的命运决定于Pie-1： Pie-1基因的功能涉及P细胞维持生殖干细胞的属性，其编码核蛋白，仅存于生殖干细胞中。

其缺失导致P1－P4也向体细胞分化。

其作用可能是抑制生殖细胞中体细胞相关基因转录活性。

2、果蝇(Drosophila)：生命周期短，易于繁殖，操作简便，成本低；产卵力强，其胚胎和成体表型特征丰富，遗传背景清楚。

生命科学中的基因调控与细胞命运决定

生命科学中的基因调控与细胞命运决定生命科学研究始终围绕着一个核心问题：为什么同样的基因组在不同细胞中表现出不同的特征和功能？这背后的答案涉及到基因调控和细胞命运决定的复杂过程。

本文将探讨基因调控在细胞命运决定中的重要作用，并介绍一些关键的机制和路径。

1.基因调控与细胞命运决定的关系基因调控是指通过一系列细胞内和细胞外信号调节基因的表达水平和模式的过程。

细胞命运决定是细胞在分化和发育过程中选择特定发育途径的决策。

在细胞发育中，基因调控的变化导致细胞所有在形态、功能和特征上的差异。

基因调控与细胞命运决定之间存在紧密的相互作用。

一方面，特定的基因调控网络决定了细胞何时、何地、以何种方式表达特定的基因。

这些特定的基因表达模式进一步决定了细胞的命运和特征。

另一方面，细胞所受的外界环境和内部调控因素也会对基因调控产生反馈作用，从而影响细胞的命运。

2.基因调控的机制基因调控的机制非常复杂，包括转录调控、转录后调控、表观遗传调控等多个层次的调控过程。

转录调控是指通过调控基因的转录过程来控制基因表达水平。

在细胞发育过程中，转录调控起到至关重要的作用。

转录因子是一类起调控作用的蛋白质，它们通过结合到DNA上，启动或抑制特定基因的转录过程。

不同细胞中转录因子的表达模式和作用机制差异导致了细胞的命运决定。

转录后调控是指在转录过程之后对RNA的调控。

这包括RNA剪接、RNA修饰、mRNA稳定性等多种方式。

转录后调控使得细胞可以通过不同的方式处理产生的RNA分子，从而调节基因表达水平和模式。

表观遗传调控是指通过对DNA和染色质的修饰来调节基因表达。

这些修饰可以改变染色质的结构，使得特定基因区域对转录因子的结合更容易或更困难。

3.细胞命运决定的关键机制细胞命运决定涉及细胞定向分化、增殖、凋亡等多个关键过程。

这些过程受到基因调控的严密控制。

在定向分化中，转录因子的表达模式起到了关键作用。

通过特定的调控网络，细胞可以选择特定的细胞命运途径，如成为神经细胞、肌肉细胞或皮肤细胞等。

细胞稳态的调节机制和细胞命运决定机理

细胞稳态的调节机制和细胞命运决定机理细胞是人体内最基本的单位，是组成人体的所有骨骼肌、器官和神经元的基础。

一个人身体内的细胞数目至少达到数十亿个，而每个细胞又包涵着成千上万个复杂的生物分子和互相关联的代谢过程。

为了使我们的身体健康稳定，细胞需要在不断变化的环境中实现一种细胞内在的稳态，以保持它们的结构和功能。

同时，细胞必须要完成与生俱来的命运，如细胞增殖、分化、死亡等。

细胞稳态的调节机制和细胞命运决定机理已成为细胞生物学领域中的热门话题。

细胞稳态调节机制稳态是指细胞在不断变化的外部环境下维持其稳定状态的能力。

细胞稳态实现的基础是细胞内的许多循环调控机制。

为了更好的理解细胞稳态的调节机制，我们可以以一个单一的蛋白质为例。

一个典型的蛋白质起初是由RNA转录而来，然后通过翻译、修饰和折叠成熟到达最终形态。

大部分蛋白质在完成这些过程后需要与其它分子互动才能发挥功能。

比如，蛋白激酶可以通过磷酸化其它蛋白质并改变它们的结构和功能来传递细胞内信号。

然而，蛋白磷酸化的过程并不是简单的“打开”或“关闭”开关，相反，它涉及到许多其他蛋白质和小分子间的相互作用。

正是这些相互作用的适时协调，使得细胞内的调控网络更加稳定和可靠。

细胞命运决定机理除了细胞稳态调节机制，细胞的发展和成熟还需要遵循一定的命运决定机理，即细胞应该做什么，何时做，何时停止做。

已知的命运决定机理主要有以下几种.1. 转录因子细胞分化的过程中，一些关键的分化转录因子扮演着重要角色。

这些转录因子通过特异性的DNA结合域绑定到指定的基因上，并通过其它聚集物协调调控基因转录。

其结果是一个细胞在产生其特异性后代时仅产生一类或几类蛋白质而不是另外一类或几类。

2. 细胞外基质细胞外基质也被证明对细胞的命运决定具有重要作用。

细胞外基质是一组与蛋白质结合的分子，包括胶原蛋白、纤维连接蛋白等。

细胞外基质通过对细胞周围环境的刺激，如向细胞提供适当的生长因子和机械力，来影响细胞的形态和功能。

发育生物学总练习题

练习题参考答案第一章、绪论1.名词解释：发育development——指生命现象的发展,生物有机体的自我构建和自我组织;发育生物学developmental biology——是应用现代生物学的技术研究生物发育机制的科学;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;2.发育生物学有哪些主要研究内容答：主要研究多细胞生物体从生殖细胞的发生、受精、胚胎发育、生长到衰老死亡,即生物个体发育中生命现象发展的机制;同时还研究生物种群系统发生的机制;3.分子生物学的兴起,对发育生物学的发展有何影响答：Watson和Crick1953提出DNA分子的双螺旋模型以后,分子生物学迅速发展,发育生物学的发展也从此揭开新的序幕;人们认识到发育主要受遗传物质DNA的控制,为回答编码在DNA上的遗传信息及其所表达的蛋白质如何控制生物体的发育等问题,人们开始采用分子生物学技术和各种其他新兴的生物学技术,进行生物发育机制的研究；取了得一系列重大成果,不仅使传统理论进一步深化,而且形成了不少新的观点和理论;由于发育生物的迅速发展,现已成为生命科学的前沿和热点领域之一;4.简述发育生物学的发展简史.答：发育生物学是由分子生物学、细胞生物学、遗传学及生物化学等学科和胚胎学的相互渗透发展和形成的一门新兴的生命科学;胚胎学的发展很久远,二千多年前,Aristotle提出胚胎是由简单到复杂逐步发育形成的后成论观点；但到了17世纪后期,由于宗教统治的禁锢,先成论占统治地位,既认为胚胎是成体的雏形预先存在精子或卵子中；1759年德国科学家Wolf 根据对鸡胚发育的仔细观察,再次提出后成论观点,到19世纪才普遍为人们所接受;1839年,Schleiden和Schwann提出细胞理论,对胚胎发育的概念是划时代影响;认识到细胞核在发育中的重要性,1880年代,Weismann提出“种质学说”在当时影响很大,强调早期卵裂是不对称分裂；但Driesch1891证明海胆二细胞期的细胞发育没有区别;1924年,Spemann 进行了著名的胚胎移植实验,人们才真正认识到,细胞之间的相互作用是胚胎发育最重要的核心问题;1900年,Mendel遗传规律的重新发现,胚胎学与遗传学结合,认识到发育受基因型的控制,但环境也影响发育;Watson和Crick1953提出DNA分子的双螺旋模型以后,开启了现代意义上发育生物学;重点是阐明发育的分子控制机制,在一些模式动物如果蝇、线虫等已取得一系列重大的突破;第二章配子发生1、说明线虫和果蝇的生殖细胞的决定;答：线虫未受精卵的细胞质均匀分布一种P颗粒,受精后集中到后部;受精卵经过4次分裂,P 颗粒集中到一个P4细胞;P4是所有生殖细胞的祖细胞;果蝇的生殖质是位于受精卵后端极质颗粒;受精卵核经过9次分裂,后部形成5个包含极质颗粒的极细胞,极细胞分化为原生殖细胞;2、精子形成过程中经历了哪些变化答：精子细胞形成后,经过一系列分化,变态为特殊形状的精子;1、细胞核中的染色质高度浓缩,使核体积大大减少；其中核蛋白由组蛋白变为精蛋白;2、细胞质大多被抛弃；其中中心粒演变为轴丝,产生精子鞭毛；高尔基体形成顶体；线粒体形成线粒体鞘;3、形状变成流线型,便于运动;3、卵子发生过程与精子发生过程有哪些异同答：相同点：1、都要经过减速分裂,使配子的染色体减半；2都要经过增殖期、分裂期和成熟期;不同点对比如下：1、精子发生过程中的生长期不很明显,而卵子发生过程中的生长期则特别长;因此精子发生的结果是产生体积微小的精子,而卵子发生的结果是产生体型很大的卵子;2、精子发生速度比卵子快,而且精原细胞则可以在成熟期内不断增殖;所以成熟精子的数目大大超过成熟卵子的数目;3、每个初级精母细胞最后变成4个大小相等的精子；而每个初级卵母细胞只能产生1个大的成熟卵和3个体积很小不能受精的极体;4、精子发生过程要经过变态期,才能从精细胞转变为精子；而卵子发生没有这一时期;5、精子发生过程中的两次成熟分裂全部在精巢内进行,卵子发生过程中的两次成熟分裂可在卵巢内也可在卵巢外进行;4、什么是母体效应基因举列说明;答：在卵子发生过程中表达并在早期胚胎发育中起作用的基因,称为母体效应基因;如Bicoid 基因是果蝇一个重要的母体效应基因,Bicoid基因在滋养细胞中转录,其mRNA定位并储存在卵子的前端；受精后翻译出的蛋白质沿前—后轴扩散,形成浓度梯度,为胚胎的早期分化提供位置信息;第三章受精的机制1、名词解释促成熟因子MPF——促使卵母细胞恢复减速分裂的因子,由调节亚基CyclinB和催化亚基cdc2组成;精子获能capacitation——从雄体直接采集的哺乳动物的精子不能受精,只有在雌性生殖道的适宜环境中发生许多生理、生化方面的变化后,才能获得受精的能力,这个过程称为精子获能;顶体反应acrosomal reaction——当精子遇到卵子时,顶体膜和其外的质膜发生多处融合,释放蛋白水解酶,消化透明带或卵膜,为精子进入卵子打开通道,这些就是顶体反应;皮层反应cortex reaction——当精卵质膜融合后,皮层颗粒与其外的质膜融合,导致其内含物释放到质膜和卵黄膜或透明带之间的卵周隙内,这种现象就是皮层反应;2、海胆的精子和鱼类的卵处于同一环境中,二者是否可以受精为什么答：不可以受精;因为海胆精子顶体的突起上具有结合素bindin,而卵黄膜上存在着种类特异性的结合素受体；结合素能特异地结合到同种动物的卵黄膜上;这样精子结合素和其受体之间相互作用的专一性就阻止了种与种之间的杂交受精;3、卵子为什么要阻止多精受精举例说明其怎样阻止多精受精的答：因为多精受精造成细胞分裂时的染色体紊乱,最后导致死亡或不正常发育,所以卵子要阻止多个精子进入卵子;阻止多精受精的机制有二方面,1、初级、快速阻断：通过膜电位的改变,使卵子上精子结合的受体失活;如海胆的第一个精子与卵质膜结合后的1－3秒内,因钠离子的流入而导致膜电位的迅速升高,从而阻止其它精子与卵膜的结合;2、次级、永久阻断：通过皮层反应,使受精膜迅速膨胀;如海胆卵受精后20－60秒内,质膜下的皮质颗粒与质膜融合,释放其内含物形成受精膜,阻止其它精子的进入;第四章卵裂1、名词解释经线裂meridional cleavage——指卵裂面与A－V轴平行的卵裂方式;表面卵裂superficial cleavage——昆虫受精卵的大量卵黄位于卵的中央,卵裂被限制在卵的外围卵质中,为表面卵裂;紧密化compaction——哺乳动物在第三次卵裂后,形成的卵裂球突然挤在一起,卵裂球之间的接触面增大,形成一个紧密的细胞球体而把球的内部封闭起来;胚胎干细胞ESC——胚胎干细胞是一种高度未分化细胞;它具有发育的全能性,能分化出成体动物的所有组织和器官;当受精卵分裂发育成囊胚时,内层细胞团Inner Cell Mass的细胞即为胚胎干细胞;2、早期卵裂与一般的细胞分裂有什么重要不同分子机制如何答：早期卵裂一般只有S期和M期,无生长期；因此分裂周期短,速度快,卵裂时胚胎的体积不增大;受精后早胚细胞分裂的都是由贮存在卵内的母型mRNAs和蛋白质控制的;卵裂周期受成熟促进因子MPF的控制；早期的卵裂所需要的有活性的MPF已存在在卵质中或由母型mRNA翻译,不需要启动合子基因,因此速度很快;3、卵裂有那些主要类型说明与卵黄的关系并举例代表动物;答：卵裂主要可分为完全卵裂和不完全卵裂;卵黄对卵裂有一定的阻抑作用,因此卵黄的含量和分布影响卵裂方式,含卵黄少的受精卵均黄卵和中黄卵的卵裂为完全卵裂,如哺乳动物和两栖类；卵黄含量高的的受精卵采用偏裂即不完全卵裂,如鱼类和鸟类的盘状裂、昆虫的表面卵裂;4、分析节肢动物与哺乳动物早期卵裂过程表现出对未来发育的设定;答：果蝇受精卵核经过9次分裂后,出现生殖细胞的决定,后部形成5个极细胞,极细胞分化为原生殖细胞;哺乳动物8细胞期的细胞是等能的;紧密化后产生16个细胞的桑胚椹,桑椹胚内部有1-2个细胞与外界隔离,属于内细胞团,将来形成胚胎组织；外部细胞分裂产生滋养层细胞,不参与形成胚胎组织,而参与形成绒毛膜组织;第五章原肠作用：胚胎细胞的重新组合1、名词解释原肠作用gastrulation——原肠作用是通过剧烈地有序的细胞运动,使囊胚细胞重新组合,形成三个胚层的胚胎结构的过程;中囊胚转换midblastula transition——在囊胚中期由母型调控向合子型调控的过渡称为中囊胚转换;“Nieuwkoop”中心——在两栖类囊胚中,最背部的植物极细胞能够诱导产生Spemann组织者,称为“Nieuwkoop中心”;绒毛膜chorin——合胞体滋养层和富含血管的中胚层共同构成的器官称为绒毛膜;2、简述原肠作用的细胞运动方式;答：原肠作用的细胞运动方式可概括为6种：1、外包：表层细胞运动,细胞铺展、变薄、面积扩大,包住胚胎内层的细胞；2、内陷：某个区域的细胞同时向内凹入形成凹陷；3、内卷：外面铺展的细胞连续从边缘向胚胎内部卷入,并沿细胞内表面扩展形；4、内移：细胞从胚胎表层单个的向胚胎内部迁移；5、分层：单层细胞被割裂成两层或多层平行的细胞层；6、会聚伸展：指细胞间相互插入,使所在组织变窄、变薄,并推动组织向一定方向移动;3、在两栖类原肠作用过程中,三个胚层是怎样形成的答：在原肠作用过程中,动物极帽和非内卷边缘带细胞通过外包扩展,覆盖整个胚胎,形成外胚层;中胚层细胞开始内卷时,表层内卷边缘带细胞与其内侧的脊索中胚层一起移动,形成了原肠腔顶部的内胚层壁；胚孔下面的植物极细胞被外包的非内卷边缘带细胞覆盖,形成原肠腔底部的内胚层;深层内卷边缘带是一个细胞环;在原肠作用过程中,该细胞环沿胚孔唇内卷;预定脊索从背唇内卷,体节中胚层从侧唇卷入,未来的侧板中胚层从腹唇卷入;4、比较两栖类和鸟类的原肠作用过程,说明背唇与原条在发育地位的同一性;答：鸟类原条与两栖类背唇在发育地位的同一性可用以下几点说明;1、两栖类动物背唇和胚孔的出现是原肠作用开始的标志,鸟类的原肠的形成是以原条出现为标志；2、原条前端的亨氏节与背唇一样都是原肠作用的组织者,可以发动形成次生胚胎；3、原条上的原沟和胚唇周围的胚孔同样是外层细胞进入囊胚腔的门户；4、通过背唇内卷进入胚胎的细胞发育为头部中胚层和脊索,同样从原条亨氏结迁移到囊胚腔的细胞是未来的头部中胚层和脊索;5、胎盘是怎样形成的,它有什么功能答：合胞体滋养层和富含血管的中胚层共同构成绒毛膜,绒毛膜和子宫壁融合形成胎盘；胎盘既含有母体成分,又含有胎儿成分;胎盘负责胎儿的物质交换,胎儿通过胎盘从母血中获得营养和氧气,排出代谢产物和二氧化碳,相当于小肠、肺和肾的作用;第六章神经胚和三胚层分化1、什么是神经胚初级神经胚的形成过程答：正在进行神经管形成的胚胎称为为神经胚;初级神经胚的形成过程如下：①中线处的预定的神经外胚层细胞变长加厚,形成神经板;②神经板边缘加厚,并向上翘起,形成神经褶,神经板中央出现“U”形神经沟;③神经褶向胚胎背中线迁移,最终合拢形成神经管,上面覆盖着外胚层;④神经管最靠背面细胞变成神经嵴细胞;2、脊椎动物中胚层在发育中形成哪5个过渡性的区域性结构答：神经胚中胚层可分为5个过渡性区域;第一个是脊索中胚层,将来形成脊索；第二是背部体节中胚层,主要形成体节；第三个是居间中胚层,将来形成泌尿系统和生殖管道；第四个是侧板中胚层,形成心脏、血管、血细胞和胚胎外膜等；最后是头部中胚层,将来形成面部的结缔组织和肌肉;3、轴旁中胚层什么基因的表达对脊椎动物体节形成有重要关系答：在轴旁中胚层的前端首先出现Notch1和Paraxis基因的表达；由于Notch1和Paraxis 基因产物的作用,轴旁中胚层细胞开始合成并分泌fibronectin和N-cadherin,创造了体节结构发生的条件;4、内胚层主要形成哪些器官或组织答：胚胎内胚层的功能是构建体内两根管道消化管和呼吸道的内表皮;第一根管道是贯穿于身体全长的消化管,肝、胆囊和胰腺由消化管凸出形成；第二根管道是呼吸管,由消化管向外生长形成,包括气管、支气管和肺；咽和咽囊也是内胚层来源,咽和咽囊向外凸起产生扁桃体、甲状腺、胸腺和甲状旁腺,水生脊椎动物中,咽囊产生鳃;第七章细胞命运的决定——细胞的自主特化1、名词解释细胞分化cell differentiation——从单细胞受精卵产生有机体的各种形态和功能细胞的发育过程叫细胞分化;镶嵌型发育mosaic development——如果将一个发育早期胚胎的某一个卵裂球去掉,则这个胚胎将会发育为一个不完整的胚胎,而缺失的部分刚好就是所移走的卵裂球所能发育的结构；这种以细胞自主特化为特点的发育模式称为镶嵌型发育;调整型发育regulativ development——如果移去早期胚胎的一个卵裂球,胚胎的剩余的部分则可改变它们正常的发育命运,来填补移去的卵裂球所留下的空白,仍形成一个完整的胚胎；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;胞质定域cytoplasmic localization——在镶嵌型发育中,形态发生决定子被定位于特定卵质区域的,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;2、简述海鞘8裂球的细胞发育命运;答：海鞘第一卵裂面与幼虫两侧对称面吻合,所以左右两裂球的发育完全对称；在8细胞期可将胚胎裂球分为4对,每对裂球发育命运如同卵子发育命运图谱一致；动物极二对裂球发育为外胚层,植物极后面的一对裂球形成内胚层、间质和肌肉组织,植物极前面的一对裂球形成脊索和内胚层;神经细胞是从动物极前面的一对裂球和植物极前面的一对裂球产生的;3、试述果蝇的极质决定子的分子基础;答：果蝇卵极质主要由蛋白质和RNA组成;生殖质的组分之一是gclgerm cell-less基因转录的mRNA,gcl基因在果蝇卵巢的营养细胞中转录,所转录的mRNA通过环管转运至卵子中,定位于称为极质的细胞质中,是极细胞形成所必不可少的成分;极质决定子也可能是Nanos蛋白,如果缺乏Nanos蛋白,胚胎的极细胞就不能迁移到生殖腺中,不能产生生殖细胞;生殖细胞决定子还可能是线粒体大核糖体RNAmtlrRNA;第八章细胞命运的渐进特化——胚胎细胞相互作用1、说明相嵌型发育和调整型发育与Weismann的“种质说学”的调和与矛盾;答：Weismann的“种质说学”主要论点为染色体是由各种能决定细胞发育命运的核决定子组成的；受精卵分裂时,不同的核决定子在胚胎发育过程中分配到不同的细胞内,由此决定细胞的命运,使其发育成身体的某一部分;在相嵌型发育中,如果将一个发育早期胚胎的某一个卵裂球去掉,则这个胚胎将会发育为一个不完整的胚胎,而缺失的部分刚好就是所移走的卵裂球所能发育的结构,这种发育现象是与Weismann上述观点是相调和的;但在调整型发育中,如果移去早期胚胎的一个卵裂球,胚胎的剩余的部分则可改变它们正常的发育命运,来填补移去的卵裂球所留下的空白,仍形成一个完整的胚胎,这种发育现象显然与Weismann的“种质说学”相矛盾;2、什么是Spemann组织者哪些动物具有这类的组织者答：两栖类早期胚胎胚孔背唇能诱发原肠作用,组织次生胚胎的形成,即为Spemann 组织者;鸟类和哺乳动物中的原条前端的亨氏结是类似组织者,鱼类的胚盾也是这样的组织者;3、简述goosecoid基因的作用;答：goosecoid基因具组织者特异性,编码一种DNA结合蛋白;Goosecoid蛋白的功能主要表现在：1能激活背唇细胞的迁移特性内卷和延伸；2决定头部中胚层和背侧中胚层的发育命运；3gossecoid表达细胞动员周围细胞参入背轴形成;第九章果蝇胚轴形成1、什么是形态发生原morphogen举例说明;答：某些因子沿体轴的分布呈现浓度梯度,不同水平决定该区域的的反应,最终形成某种形态结构,这种因子即是形态发生原;例如果蝇的Bicoid蛋白,Bicoid蛋白在果蝇的合胞体胚胎中形成一个由前到后的浓度梯度,在不同的浓度阈值分别激活不同靶基因的表达,对果蝇头胸部的结构的决定起关键作用;2、为什么dorsal基因的突变会导致胚胎背部化,cactus基因突变会导致胚胎腹部化答：因为dorsal基因的突变会导致胚胎无Dorsal蛋白合成,导致合子基因snail和twist腹侧特征在所有细胞中都不表达,而背侧特征基因dpp、Zen、tolloid、zerknullt等在所有细胞中表达,从而导致胚胎背部化;相反,cactus基因突变会导致胚胎无Cactus蛋白,这样使Dorsal蛋白同样能进入背部的细胞核,活化合子腹侧特征基因twist和snail的表达,同时抑制背侧特征基因dpp和zen等基因的表达,这样导致胚胎腹部化;3、试述果蝇A—P轴形成的分子机理;答：果蝇A—P轴的形成首先是母体基因的作用,形成形态发生原梯度;形态发生原在A－P 轴线的不同区域激活不同的基因,使不同区域的基因活性谱不同而出现分化;调节果蝇胚胎前后轴的形成有4个非常重要的形态发生原：BICOIDBCD和HUNCHBACKHB调节胚胎前端结构的形成,NANOSNOS和CAUDALCDL调节胚胎后端结构的形成；另外,Torso基因编码一种细胞外信号分子受体蛋白,可能是末端形态发生原;有3类合子基因对体躯A—P轴的分节进行遗传调控：缺口基因gap genes、成对法则基因pair-rule genes和体节极性基因segment polarity genes;形态发生原首先调节缺口基因的表达,缺口基因表达区呈宽的带状,包括hunchback、kruppel和knirps的表达带；缺口基因再控制成对法则基因,成对法则基因每隔一个体节,以7条条纹的模式表达,如even-skipped、fushi tarazu 和hairy等；成对法则基因又控制体节极性基因,体节极性基因把不同体节再分成更小的条纹,划分出14个体节的分界线,如engrailed、wingless和hedgehog等;同时,缺口基因和成对法则基因编码的蛋白质调节同源异型基因的表达,最终决定身体体节将出现那一种类型;4、试述果蝇同源异型选择者基因的表达图式;答：果蝇同源异型选择者基因Homeotic selector genes是指在体节边界建立之后,用来控制每个体节的特征结构发育的基因;包括触角足复合体Antp-C,有5个基因：lab labial,pb proboscipedia,Dfd Deformed,Scr Sex comb reduced,Antp Antennapedia；另一个区域是双胸复合体BX-C,有3个基因：Ubx Ultrabithorax,abdA abdominal A和AbdB abdominal B基因；这两个复合体统称同源异型复合体HOM-C;这8个基因的表达图式总的来说是胚胎从前到后依次表达;Lab、Pb和Dfd基因参与头部体节的特化；Scr和Antp基因主要决定胸部体节的特征；Ubx与胸部体节的分化相关,abd-A与Abd-B负责腹部体节的分化;同源异型选择者基因突变可引起同源异型现象,例如Antp基因的显性突变体,使该基因在头部和胸部同样表达而使头部长出肢而不是触角；当Ubx缺乏时,第三胸节转变成第2胸节,形成具有4个翅的果蝇;第十章脊推动物胚轴形成1、简述两栖类动物胚轴的形成;答：两栖类胚胎的D-V轴和A-P轴是由受精时卵质的重新分布而决定的;受精时,由于精子入卵的影响,卵子皮质与卵黄在重力作用下相对移动,在精子入卵处的对面产生有色素差异的灰色新月区,由此标志预定胚胎的背侧;随着原肠胚的形成,精子进入的一侧发育成为胚胎的腹侧,相反的一侧发育为胚胎的背侧,在动物极附近的背侧形成头部,与其相反的一侧形成尾,从而形成胚胎的背腹轴和前后轴;左右轴随着脊索的形成而确定;2、试述Nieuwkoop中心作用的分子机理;答：在两栖类囊胚中最靠近背侧的一群植物极细胞,对组织者具有特殊的诱导能力,称为Nieuwkoop中心;β-catenin是Nieuwkoop中心的一个主要的细胞因子;β-catenin开始在整个胚胎中均有分布,但在腹侧细胞中因为含有糖原合成激酶3GSK-3而降解,而在背侧细胞中由于存在GSK-3的抑制因子DisheveledDSH蛋白, β-catenin不会被降解；β-catenin是转录因子,它与转录因子Tcf3结合形成β-catenin/Tcf3复合物,激活siamois基因在Nieuwkoop中心表达；Siamois蛋白与TGF- β基因家族蛋白产物Vg1,VegT和Nodal-相关基因编码蛋白Xnrs的协同作用使组织者特异基因goosecoid激活,诱导背部产生组织者活性;3、简述哺乳动物前—后轴形成过程的有关分子及其作用;答：哺乳动物胚胎的前—后轴的受两个信号中心调控,一个是前端的内脏内胚层A VE,另一个原条前端的亨氏节相当于两栖类的胚孔背唇,组织者;胎体远端的A VE细胞单独表达hex基因,将来仅仅形成前部,是前端位置的标志；A VE相反的后端的上胚层,cripto基因表达,原条开始形成;原条前端的亨氏节负责整个躯体的建立,包含有与蛙的组织者中发现的蛋白质,如GOOSECOID、NODAL、LIM-1和HNF3β；nodal基因对于原条的起始发育和维持发育是必须的,goosecoid基因的表达对于激活与头部形成的基因起关键作用,GOOSECOID、LIM-1和HNF3β蛋白对于前背部中胚层细胞的特化是必须的;哺乳动物前—后极性的特化都由hox 基因的表达进行调控;第十一章胚胎细胞相互作用——胚胎诱导1、名词解释胚胎诱导embryonic induction——胚胎一个区域对另一个区域发生影响,并使后者沿着一条新途径分化的过程称为胚胎诱导;诱导者inductor——发出信号,产生影响的一部分细胞或组织,称为诱导者;反应组织responding tissue——接受信号从而进行分化的细胞或组织称为感应者,或称反应组织,它们必须具有感应性competence才能接受诱导者的刺激;组织者organizer——能够诱导外胚层形成神经系统,并能和其他组织一起调整成为中轴器官的胚孔背唇部分;2、经典胚胎学所指的初级胚胎诱导与现在的概念的区别答：过去经典实验胚胎学的初级胚胎诱导实际上是神经诱导,是指原肠胚中预定的外胚层受脊索中胚层的诱导而形成神经板的过程;现在认为初级胚胎诱导应包括3个阶段：第一阶段发生在卵裂期,为中胚层的形成和分区；第二阶段即是脊索中胚层诱导背部外胚层转变为神经系统的神经诱导；第三阶段是中央神经系统的区域化;3、邻近组织相互作用的类型并举例说明;答：邻近组织相互作用可分为指导互作和容许互作;指导互作需要从诱导者发出诱导信号,才能启动反应细胞新基因的表达,没有诱导细胞,反应细胞就不能按特定的方式分化;例如表皮和间质真皮的相互作用属于指导互作,鸡皮肤结构的类型羽毛或鳞片由中胚层间质的区域位置决定,翅的真皮乳头诱导表皮产生羽毛,而足的中胚层核诱导表皮产生鳞片;容许互作中反应组织已包含有特定的发育潜能,其发育方式已经决定,诱导组织只能提供发育所需要的环境,而不能改变其发育方向;例如肾的输尿管芽上皮中胚层与生后肾间质属于典型的容许互作,输尿管芽进入生后肾间质,在分支的顶端上皮诱导间质聚集和形成肾小管；肾小管的分化并不一定完全需要输尿管芽的诱导,其他组织如脊髓、脑、唾液腺间充质等和生后肾间质相互作用,也能使生后肾间质分化为肾小管;所以在这种情况下,生后肾间质已经决定了,但要表现其决定,需要在诱导条件下进行分化;4、简述果蝇眼发育单个细胞之间的诱导。

细胞分化和细胞命运决定的机制

细胞分化和细胞命运决定的机制细胞是构成生命体的最基本单位，通过不断繁殖与分化形成不同类型的组织和器官，从而完成生命的各项功能。

然而，细胞分化和细胞命运决定的机制一直以来都是科学界所关注的热点问题，也是细胞生物学的重要研究方向之一。

本文将详细介绍细胞分化和细胞命运决定的机制及其影响因素。

一、细胞分化的定义和过程细胞分化是指一种细胞特化的过程，即原来能发育成多种类型细胞的细胞，经过一系列生物化学反应后，最终分化成不同功能和形态的特定类型细胞。

在这个过程中，细胞外形及细胞器官不断改变，胞质中的染色质结构也发生变化。

具体来说，细胞分化通常由两个步骤构成：特化和定向。

特化：是指细胞内某种基因的表达增强或减弱，导致特定功能或形态的分化。

不同的特化过程导致不同类型细胞的产生，例如心肌细胞、神经细胞、骨细胞等。

定向：是指在特化的过程中，细胞得到定向、准确的细胞命运赋能，以产生特定类型细胞。

定向主要由信号转导和成体细胞重编程来实现。

二、细胞命运的决定细胞命运是指某细胞经过分化后会发育成为什么类型的细胞。

细胞命运的决定和细胞分化的关系非常密切。

具体来说，细胞命运的决定与如下因素有着千丝万缕的联系：1. 基因表达：基因表达调控是细胞命运决定的一个重要因素。

由于不同类型细胞对基因表达的需求不同，因此在细胞分化过程中，某些基因的表达会增强或减弱，以最终产生一个具有特定功能的细胞。

基因表达调控主要由转录因子、miRNA和crRNA等因子调控。

2. 细胞信号：外界信号可以影响细胞内的信号传导途径，从而影响细胞的分化和命运。

许多信号通路被证明与细胞命运相关，例如Notch和Wnt通路。

这些信号通路可以传递外部信号，影响基因体系调控，从而影响细胞命运。

3. 辅助因素：除了基因表达和信号通路之外，细胞分化和命运还会受到许多辅助因素的影响，例如环境和细胞-细胞通信。

环境因素包括温度、氧气和所接受的化学物质等，而细胞-细胞交流则包括细胞间相互作用和细胞-外界间相互作用。

细胞命运决定的分子机制

细胞命运决定的分子机制细胞命运是指成熟细胞在生命过程中具有的特定功能和组织结构。

细胞命运的决定是由一系列复杂的生物学过程构成的，其中分子机制起了重要作用。

本文将探讨细胞命运决定的分子机制。

分子机制从DNA开始DNA是决定细胞命运的关键分子。

每个人的DNA序列都是独特的。

DNA中略微不同的序列和各种蛋白质的修改形成了一个独特的信号，将细胞分为不同的种类。

我们称这些细胞命运为细胞命运的编程。

细胞的编程涉及的生物学过程在胚胎发育过程中，一个初期的单个细胞变成了几千亿个不同种类的细胞。

这是通过细胞分裂和分化完成的。

细胞分化是指由未分化的细胞向已分化的细胞的转变。

再生和修复所发生的细胞分化是获得特定细胞类型的一种过程。

细胞命运可被逆转吗？细胞分化被认为是一种不可逆转的过程。

一个一旦分化的细胞类型就不会返回到原始状态。

然而，最近的研究表明，它们可以通过异分化和重新编程原始状态的技术逆转。

由于这些技术的潜在影响和使用这些技术可能导致的道德和伦理问题，这些进展引发了广泛的讨论和争议。

分子机制和治疗有些类型的疾病发生在细胞分化过程中，这导致了细胞类型的失调。

有时治疗可以通过操纵细胞命运进行治疗。

例如，有些疾病涉及到骨髓细胞分化。

骨髓内的血液干细胞将分化成成熟细胞，如红血球、白血球和血小板。

造血干细胞移植是一种利用这个过程的治疗方法，可以将健康的干细胞移植到患者体内。

分子机制和未来分子机制以及细胞命运的理解进展迅速。

研究人员正在研究不同的分子机制和多种疾病的治疗方法，预计这将有益于全球的健康。

这些研究需要长期且艰苦的努力，但前景令人鼓舞。

结论总之，分子机制是使细胞命运编程的复杂生命过程的关键。

对细胞命运的研究将带来很多有益的治疗方法，如骨髓移植。

尽管有令人担忧的合成生物进展，但对细胞命运和相关分子机制的研究仍将是促进健康的重要领域。

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，而及邻近细胞没有关系。

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及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。