发育生物学——发育前言与发育生物学简史
发育生物学
入。
03
组织器官的发生与再生
组织器官的发生过程与机制
01
02
03
胚胎发生
描述从受精卵到形成完整 胚胎的过程，包括细胞分 裂、分化以及组织器官原 基的形成。
组织器官的特化
在胚胎发生过程中，细胞 逐渐特化形成具有特定形 态和功能的组织器官，如 心脏、肝脏、肾脏等。
基因调控
组织器官的发生受到基因 的精确调控，包括转录因 子、信号通路以及表观遗 传学机制等。
探索生物进化机制
发育生物学研究有助于探索生物进化 的机制和规律，为生物进化理论提供 实验依据。
02
细胞分化与胚胎发育
细胞分化的分子机制
01 基因表达的调控
通过转录因子和表观遗传修饰等方式，调控基因 的表达，从而实现细胞类型的特异性。
02 信号转导通路的作用
细胞外信号通过膜受体和细胞内信号转导通路， 影响细胞的分化和命运决定。
卵子。
生殖细胞的成熟与受精
精子的成熟与获能
精子在附睾中成熟并获得 受精能力，包括形态变化、 运动能力增强和获得穿透 卵子透明带的能力。
卵子的成熟与排卵
卵子在卵巢中成熟，经历 减数分裂并排出第一极体， 随后被排出卵巢进入输卵 管等待受精。
受精过程
精子和卵子在输卵管中相 遇并结合，完成受精过程， 形成受精卵。
发育生物学
目录
• 绪论 • 细胞分化与胚胎发育 • 组织器官的发生与再生 • 生殖细胞的发生与成熟 • 发育异常的遗传与进化 • 发育生物学的研究方定义与研究对象
定义
发育生物学是研究生物从受精卵到成熟个体的发 育过程中，基因表达调控、细胞增殖与分化、组 织器官形成与功能等方面的科学。
生殖细胞异常与不育不孕
发育生物学简介
1简介发育生物学（developmentalbiology）是一门研究生物体从精子和卵子发生、受精、发育、生长到衰老、死亡规律的科学。
发育生物学是生物科学重要的基础分支学科之一，研究内容和许多学科内容相互渗透、相互联系，特别是和遗传学、细胞生物学、分子生物学的关系最为紧密。
其应用现代科学技术和方法，从分子水平、亚显微水平和细胞水平来研究分析生物体的过程及其机理。
用分子生物学、细胞生物学的方法研究个体发育机制的学科。
是由实验胚胎学发展起来的。
实验胚胎学是研究发育中的胚胎各部分间的相互关系及其性质，如何相互影响，发育生物学则是追究这种相互关系的实质是什么，是什么物质（或哪些物质）在起作用，起作用的物质怎样使胚胎细胞向一定方向分化，分化中的细胞如何构成组织或器官，以保证组织和器官的发育，正常发育的胚胎怎样生长、成熟、成为成长的个体，后者在发育到一定阶段后为什么逐步走向衰老，如何在规定的时间和空间的顺序下完成个体的全部发育。
2研究范围从学科范围讲，发育生物学比实验胚胎学大，后者基本上是研究卵子的受精和受精后的发育，虽然也包括正在发育的生命再生及变态等问题，但主要是胚胎期的发育。
发育生物学研究的则是有机体的全部生命过程。
从雌雄性生殖细胞的发生、形成、直到个体的衰老。
它是生物学领域中最具挑战性的学科之一。
从上个世纪八九十年代迄今，生物学领域的重大进展都与发育生物学有着密切的关系，或者就是发育生物学的进展。
发育生物学成为了近年来世界上生命科学最活跃和最激动人心的研究领域。
发育生物学又是一门应用前景非常广泛的学科，有关生殖细胞发生、受精等过程的研究是动、植物人工繁殖、遗传育种、动物胚胎与生殖工程等生产应用技术发展的理论基础。
有关细胞分化机理、基因表达调控与形态模式形成及生物功能的关系研究，是解决人类面临的许多医学难题（如癌症的防治）以及器官与组织培养等新兴的医学产业工程发展的基础，也是基因工程发展为成熟的实用技术的基础。
发育生物学-绪论
Homeosis（同源异形）： transformation of one body part into another. Such mutation and the responsible genes are called homeotic mutation （同源异形突变） and homeotic genes （同源异形 基因）.
5．三胚层的分化高度规律性
第三节 发育生物学的发展简史
一、胚胎学理论建立的历史
（1）后成论（epigenesis）
• 胚胎是由于卵内含有胚胎发育的基本力量
，通过后天的逐渐演变形成的 ，即一切器
官都有由简单到复杂的形成过程。
• 代表人物：C.F. Wolff （1733-1794）
•பைடு நூலகம்（2）先成论（preformation，公元17th—18 th）
总之，发育生物学的前途是无限广阔
的，它在生产中的广泛应用已引起科
学家的 密切关注和浓厚兴趣，因此
发育生物学已成为二十一世纪的前沿
学科和热门学科之一。
胚胎为保证正常发育，可以产生胚胎细胞位置
的移动和重排。
1、Mosaic development 19世纪80年代，Weismann提出了mosaic development学说：合子中的大量特殊因子在细胞分裂中 不均等分配，导致了不同细胞向不同命运的发育。
2、 Regulative Development
第四节
发育生物学模式生物
概念
对某些生物的研究具有帮助我们理解生命世界一般 规律的意义，这些生物被称为“模式生物”
特点
1）其生理特征能够代表生物界的某一大类群 2）容易获得并易于在实验室内饲养、繁殖 3）容易进行实验操作，特别是遗传学分析
《发育生物学》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
二、发育的细胞共性事件
动植物的发育从细胞水平，共性事件主要包括有： 动植物的发育从细胞水平，共性事件主要包括有： (1) 细胞分裂：满足了细胞的快速增殖和发育进程； 细胞分裂：满足了细胞的快速增殖和发育进程； (2) 细胞分化：为机体细胞的多样性提供了保证； 细胞分化：为机体细胞的多样性提供了保证； (3) 模式形成：使细胞分化按一定的时、空顺序发生 模式形成：使细胞分化按一定的时、 体的统一性； 体的统一性； (4) 细胞迁移：为器官发生提供了细胞来源； 细胞迁移：为器官发生提供了细胞来源； (5) 细胞凋亡：抑制癌变细胞或受损细胞的增殖并及 细胞凋亡： 时清除。 时清除。
6. 发育生物学的学科基础 胚胎学 分子生物学 生物化学 发育生物免疫学
进化生物学
解剖学
7.发育生物学的应用前景 发育生物学的应用前景 人类学：人口质量、人类健康；如人类基因组 计划。 农业：农作物品种改良、家畜新品种培育；如 水稻基因组计划、家畜胚胎切割技术。 医学：肿瘤、艾滋病、畸形发生机制。
第一章
绪 论
第一节 研究对象、任务 研究对象、 及其与其它学科的关系
1. 发育的概念 发育的概念(development ) ：发育指生命现象的发展， 发育指生命现象的发展， 是一个有机体从其生命开始到成熟的变化， 是一个有机体从其生命开始到成熟的变化，是生物 有机体的自我构建和自我组织的过程。 有机体的自我构建和自我组织的过程。 2. 发育生物学 发育生物学(development biology)是应用现代生物学 是应用现代生物学 技术研究生物发育本质的科学。 技术研究生物发育本质的科学。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、 物体从生殖细胞的发生、受精、胚胎发育、生长、 衰老和死亡，即生物个体发育(ontogeny)中生命过程 衰老和死亡，即生物个体发育 中生命过程 发展的机制。同时， 发展的机制。同时，也研究生物种群系统发生 (systematics development)的机制。 的机制。 的机制
发育生物学课程教学大纲
《发育生物学》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：课程名称：发育生物学英文名称：Developmental Biology课程类别：专业课学时：54学分：3.0适用对象: 生物科学专业06级本科生考核方式：考试，平时成绩占总成绩的30％先修课程：本课程是在植物学、分析化学、有机化学、动物生物学、细胞生物学等课程之后开设的。
二、课程简介发育生物学是研究生命体发育过程及其本质的科学。
发育（development）是有机体生命现象的变化发展，是有机体不断自我构建和自我组织的过程。
发育生物学是近年来随着生命科学领域各学科的进展，尤其是分子生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学等学科进展及其与胚胎学的相互渗透而发展形成的一门新兴学科，是当今生命科学研究的前沿阵地和主战场之一。
Brief introduction to the course of Developmental BiologyDevelopmental Biology is a discipline to investigate the process of development ant its mechanism. Development is a process of dynamic variation, and self-construction and self-organization of organism. With the rapid progress of Molecular Biology, Cell Biology, Genetics, Biochemistry and their penetration with embryology, Developmental Biology is now developing into a novel discipline of the most important disciplines in the field of life sciences.三、课程性质与教学目的发育生物学的研究对象，其一，研究个体发育的机制，即生命个体的生殖细胞的发生、受精、胚胎发育、成熟、衰老和死亡的发展过程的机制；其二，研究生物种群系统发生的机理。
发育生物学资料整理
发育生物学绪论一.名词解释发育:亦称发生，指生命现象的发展，是生物有机体的自我构建和自我组织的过程。
发育生物学:应用现代生物学技术研究生物发育本质的科学。
二.问答1发育生物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、衰老和死亡，即生物个体发育中生命过程发展的机制。
同时，也研究生物种群系统发生的机制。
多细胞生物个体发育为对象：生物个体发育中生命过程发展的机制。
多细胞生物的种群发生为对象：研究生物种群系统发生的机制。
2发育生物学任务3发育生物学学科基础胚胎学分子生物学细胞生物学生物化学遗传学发育生物学生态学生理学免疫学进化生物学解剖学第一章动物的发育模式一名词解释发育体制（即形体模式）：多细胞生物在形态特征和功能形成的有序构建程式。
主要包括胚轴形成、体节形成、枝芽和器官原基形成等事件。
二.问答1发育生物学的2个基本问题5个难题①受精卵是如何形成成体②成体又是如何产生另一个成体发育生物学的5个难题(1)分化难题(2)形态发生难题(3)生长难题(4)生殖难题(5) 进化难题2模式动物都有哪些特征(1).其生理特征能够代表生物界的某一大类群；(2).容易获得并易于在实验室内饲养繁殖；(3.)容易进行试验操作，特别是遗传学分析动物: 我们所学的模式动物有(1)秀丽隐杆线虫2果蝇3斑马鱼(4)爪蟾(5)鸡(6)小鼠3发育模式的阶段划分：受精——桑葚胚——囊胚——原肠胚——神经胚——器官系统的发生4动物的形态结构特征及其发育构建的多态性a卵裂的方式b胚层的形成和数目 c 体腔的类型d 原口和后口的区分 e 头尾的分化f 体节形成g器官设置h 身体的对称性第二章胚胎发育的准备一名词解释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，它决定着生殖细胞的分化。
二.问答1以线虫为例，说明其生殖干细胞是如何决定线虫的生殖质称为P颗粒①生殖质主要由蛋白质和RNA组成，呈颗粒状结构。
发育生物学_第一章
动物发育的特征和规律： 发育的特征是具有严格的时间和空间 的次序性，这种次序性由发育的遗传程序 控制。发育是有机体的各种细胞协同作用 的结果，也是一系列基因网络性调控的结 果。 多细胞有机体的发育有两个主要的功能： 产生细胞的多样性并使各种细胞在本世代 有机体中有严格的时间和空间的次序性； 保证世代的交替和生命的连续。
一、后成论与先成论 早在公元前升世纪，Aristotle公元前（384 －322年）对于动物胚胎的不同部分和成体动 物各种结构形成的原因就提出了自己的观点。 他认为只有两种可能：一种可能是卵子或精子 中本来具有微小的结构，在发育过程中逐渐长 大形成胚胎和成体的结构；另一种可能是卵子 或精子中本来并不具有这些结构，而是在发育 过程中逐渐形成的。
图1．3蛙早期胚胎中生殖质位置变化示意图 A最初生殖质在受精卵中位于植物权附近B．卵裂开始后生殖 质沿分裂沟移动C．囊胚期生殖质位于囊胚腔底部细胞的分裂沟 附近
三、减数分裂 原生质细胞进入生殖腺原基 后不断地进行有丝分裂，产生生 殖干细胞后代。由生殖干细胞分 化成为雌性配子或雄性配子。
四、生殖细胞定向分化的决定 对大多数动物，迁移进行生殖腺原基 的原生质细胞具有两种发育潜能，由生 殖腺内的微环境决定分化成为精子或卵 子。 这里涉及两种决定，第一种决定是生 殖干细胞是进入减数分裂进行配子发生 还是继续进行有丝分裂成为生殖干细胞； 第二种决定是进行减数分裂的细胞是发 育成卵子还是精子。
第 一 篇
动物个体发育模式
多细胞有机体的个体发育开始于精子 和卵子的融合，通过受精激活发育的程 序，开始复杂的胚胎发育过程。尽管各 种动物形态不同，卵子类型不同，胚胎 发育的模式也多种多样，但是它们的发 育一般都要经过几个主要的胚胎发育阶 段，即受精、卵裂、原肠胚形成。神经 胚形成和器官形成才能发育成为幼体， 通过生长发育为成体，再经历衰老、死 亡完成个体发育。
发育生物学——精选推荐
发育⽣物学绪论⼀、发育⽣物学的概念(重点)⼀、发育⽣物学是应⽤现代⽣物学技术研究⽣物发育机制的科学，是胚胎学的继承与发展。
2.后成论（渐成论）新的结构是在胚胎发育期间逐渐形成的。
（重点）四、发育⽣物学与胚胎学的主要区别(重点)⼀）胚胎学是对胚胎发育过程形态演变的追踪，发育⽣物学侧重探察其分⼦⽣物学过程和机制。
⼆）胚胎学将发育过程限定在胚胎发⽣阶段，发育⽣物学将发育扩展为从⽣殖细胞（或植物单倍世代的孢⼦）的形成到个体衰⽼死亡的全过程。
三）胚胎学强调的是物种间形态结构的⽐较，发育⽣物学强调的是对进化关系和途径的考察。
五、研究难题1.分化难题2.形态发⽣难题3.⽣长难题4.⽣殖难题5.进化难题六、发育⽣物学的研究技术与⽅法(重点)（⼀）常⽤发育⽣物学研究技术1.显微镜技术2.组织切⽚技术3.分⼦⽣物学技术4.原位杂交技术5.显微注射6.报告基因技术7.细胞标记技术第⼀章发育的细胞和分⼦基础⼆、发育的细胞共性事件（重点）（⼀）细胞分裂（⼆）细胞分化（三）模式形成（四）细胞迁移（五）细胞凋亡发育是以上事件相互作⽤、协调的结果三、细胞命运的定型（重点）⼀）定型：细胞在分化之前，发⽣⼀些隐蔽的变化，使细胞命运朝特定⽅向发展的过程。
⼆）细胞定型的两个阶段——特化和决定1.特化：⼀个细胞或组织放在中性环境下培养能⾃主分化。
2.决定：⼀个细胞或组织在胚胎的另⼀个部分，不受周围其他细胞或组织的影响，能⾃主地进⾏分化。
已特化的细胞或组织的命运是可逆的。
已决定的细胞或组织的命运是不可逆的。
三）胚胎细胞定型的两种⽅式1.胞质隔离：卵细胞质中的形态发⽣决定⼦在受精时发⽣运动，被分隔到⼀定区域，卵裂时分配到特定的分裂球中并决定分裂球发育命运的现象。
2镶嵌型发育（⾃主型发育）：以细胞⾃主特化为特点的胚胎发育模式。
(重点)第⼆章细胞分化第⼀节多细胞⽣物细胞分化建⽴的条件细胞分化建⽴的重要条件1.细胞分化建⽴的前提：细胞携带有丰富的遗传信息且具有复杂的表达调控机制。
发育生物学
1759年，德国科学家Wolff根据自己对鸡胚 发育的仔细观察，认为卵子中并不存在胚 胎结构，胚胎与成体并不相同，胚胎发育 是逐渐变化的过程。 后成论的观点直到19世纪才为人们接受。
2、细胞理论改变了胚胎发育和遗传学 的基本原理
1839年，德国著名植物学家Schleiden和 生理学家Schwann指出细胞是生命的基本单 位；通过细胞的有丝分裂产生其他的细胞。
大多数动物的胚胎发育要经过受精、卵裂 （cleavage）、原肠胚形成（gastrulation）、 神经胚形成（neurulation）和器官形成 （organogenesis）等几个主要的胚胎发育阶段 才能发育成为幼体，通过生长发育成为成体。
有些动物如两栖类的个体发育还必需经历变态 （metamorphosis），才能发育成为成体。
发育是一渐进的过程，细胞的发育命运随时间逐渐发生定型
三、发育生物学的疑难问题
发育生物学主要包括几个基本问题，（1）受精卵是 如何形成的？（2）成体又是如何产生另一个成体的？
长期以来一直困惑发育生物学家的疑难问题有 5个：
1、分化难题
2、形态发生难题
3、生长难题 4、生殖难题 5、进化难题
第三节 发育生物学的发展简史
3、发育的嵌合型和调整型
19世纪80年代，Weismann就提出了关于 细胞、染色体和基因与胚胎发育关系的理论。 他认为合子的细胞核含有大量特殊的信息物质 ——决定子（determinant），在卵裂的过程 中这些决定子被不均匀地分配到子细胞中去控 制子细胞的发育命运。 细胞的命运实际上是由卵裂时所获得的合 子核信息早已预定的，这一类型的发育我们称 为嵌合型发育（mosaic development）。
发育生物学
发育生物学
发育生物学第一章绪论发育生物学定义：研究生物体从精子和卵子的发生、受精、发育、生长至衰老、死亡的生命过程中的变化机理的学科。
第一节发育生物学的发展与其他学科的关系研究历史很长，1950年左右才形成一门学科，在胚胎学、细胞生物学、遗传学、生物化学、分子生物学的基础上建立的一门新兴学科。
其发展过程：形态描述，机理探讨，从器官→组织→细胞水平→分子水平。
一．胚胎学与发育学胚胎学是发育学发展的基础学科之一。
其发展简史省略（动物胚胎学中细述）描述胚胎学→比较胚胎学→细胞胚胎学→实验胚胎学→分子胚胎学二.遗传学与发育生物学两者密切相关，遗传学的发展促进了发育生物学的研究。
自遗传学家提出“遗传的染色体学说”（Chromosome theory of inheritance）以来，细胞核在发育中的作用受到重视。
Morgan是遗传学家，也为胚胎学家，与他的合作者提出（1926年）“基因理论”（the theory of the gene）1972年，Moore把Morgan遗传概念归纳为12点：1.遗传是由基因从父代传递到子代。
2.基因位于染色体上。
3.每个基因在染色体上占着一个特定的位置。
4.在每个染色体上有很多基因，它们直线排列在染色体上。
5.双倍体生物的体细胞中，每一种染色体有两条（同源染色体），因此每个基因位点（genelocus）有两个。
6.在有丝分裂周期，每一基因也被复制。
7.基因能够以数种不同状态而存在（等位基因），基因从一种状态变为另一种状态就是一个突变。
8.基因在减数分裂时，通过染色体交换能够从一条染色体转移到另一条同源染色体上。
9.每个配子获得每对同源染色体的一条，每条染色体是随机分配到配子中的。
10.每对同源染色体中的一条分配到配子中，不影响其它各对染色体的分配。
11.在受精时，雌雄配子随机结合。
合子从两亲本接受每一对同源染色体中的一条染色体。
12.在一个有机体细胞中包含着两种不同等位基因时，显性基因比隐性基因有较强的表型（phenotype）。
发育生物学——发育前言与发育生物学简史
三、发育的嵌合型和调整型
Mosaic development
Roux’s experiment to test Weismann’s theory：热针破坏蛙胚的一个 分裂球，存活的另一个分裂球只能发育成为半个胚胎。“蛙的胚胎发育存在嵌合 型发育机制，细胞的体征和命运是在卵裂的过程中决定的。”
三、发育的嵌合型和调整型
三、发育的嵌合型和调整型
Mosaic development
19世纪80年代, Weismann’s theory: 合子的细胞核中含有大量特殊的信 息物质-决定子 (determinants)，在卵裂过程中这些决定子不对称分配到子 细胞中去控制子细胞的发育命运。命运在卵裂时就已由合子核信息决定，决定 子在核中的分布是分散存在的。核心：强调早期卵裂必须是不对称分裂。由于 合子成分的不均匀，其卵裂的结果产生的子细胞彼此之间完全不同。
neurulation (神经胚), organogenesis (器官形成)
主要内容概图
发育生物学与其它学科关系
Unite the disciplines of embryology, cellular and molecular biology, genetics and embryology
Total 100%
Brief history of Developmental Biology
• 发育是生物学中古老的话题，而发育生物学
是在胚胎学的基础上发展和形成的一门新型
发育生物学的发展简史
的生命科学，它揭示了生物体生命周期动态
演变的规律，是生命科学中的新主角。
• 生命科学中最活跃的发育生物学古老而又 年
发育生物学
狭义: a single cell (fertilized egg) give rise to a multicellular organism
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Textbook
• 张红卫等 2006 发育生物学 高等教育出版社 • Wolpert L. 2007 Principles of Development 发育的原理 科学出版社
发育 (Development)
一个细胞 (受精卵 zygote) 不断分裂和分化, 即一个 有机体从其生命开始到性成熟的变化过程称为发育。它 是从单个细胞演变成复杂的多细胞生物的过程, 是生命 现象的发展、生物有机体以遗传信息为基础的自我构建 和自我组织的过程, 是基因按照特定的时间和空间选择 性表达并逐步转化为特征表型的过程。
Total 100%
Brief history of Developmental Biology
• 发育是生物学中古老的话题，而发育生物学
是在胚胎学的基础上发展和形成的一门新型
发育生物学的发展简史
的生命科学，它揭示了生物体生命周期动态
演变的规律，是生命科学中的新主角。
• 生命科学中最活跃的发育生物学古老而又 年
三、发育的嵌合型和调整型
Mosaic development
Roux’s experiment to test Weismann’s theory：热针破坏蛙胚的一个 分裂球，存活的另一个分裂球只能发育成为半个胚胎。“蛙的胚胎发育存在嵌合 型发育机制，细胞的体征和命运是在卵裂的过程中决定的。”
三、发育的嵌合型和调整型
2010 Nobel Prize in Physiology or Medicine
Robert Edwards University of Cambridge gets nod for developing in vitro fertilization
1978, the first baby was born through IVF treatment. 2010, approximately 4 million babies will be born from the procedure.
一些动物能够再 生出失去的器官。 一种蜥蜴 （South eastern five-lined skink, 东南五线石龙子） 在防御中丢弃自 己的尾巴。
有尾两栖类蝾螈 晶状体的再生
发育生物学与其它学科关系
Impact on Society 发育工程与基因工程、细胞工程等技术相结 合，将渗入农业、畜牧养殖业、制药业、医疗保 健业和优生优育等广泛领域，对人类社会的产业 结构、经济、法律、伦理等产生深远影响。
精源学说：胚胎预先存在于 精子中
Theory of performation
17世纪，意大利胚胎学 家 Marcello Malpighi 观察到的鸡胚
卵源学说：卵子中本来 就存在微小的胚胎图形
胚胎是成体的雏形，是配子中固有的结构， 胚胎发育仅仅是原有结构的增大。
二、细胞理论改变了胚胎发育和遗传的概念
二、细胞理论对胚胎发育和遗传概念的影响
• 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 preformation论。
• 19世纪对Sea Urchin受精卵观察发现，受精卵含两个细胞核 ，并最终合并为一个细胞核，表明细胞核含有遗传的物质基础。 • 19世纪末，染色体的发现和发现染色体数目在发育中的变化规 律，使孟德尔遗传定律有了物质基础。体细胞的染色体数保持不 变，但是在配子形成过程中，二倍体 (diploid) 的前体细胞经过 减数分裂 (meiosis) 形成单倍体 (haploid)，两性单倍体配子 通过受精形成二倍体的合子，再由合子产生胚胎。揭开了新篇章 。
Developmental Biology
Prof. Sun Fei (孙斐), MD, PhD
Rm.: 522/515 Telephone: 63600847 Email: feisun@
Spring, 2013
Biology 00811900
发育生物学
Course Description
19世纪30年代末：The cell theory: Schleiden and Schwann: cells are the basic units of life
1840：German biologist Weismann A.: 动物的细胞可以分 为体细胞（somatic cell）和生殖细胞（germ cells）他认为后代 的遗传特征不是来自体细胞，而是来自生殖细胞，生殖细胞并不 受体细胞的影响。生殖细胞和体细胞不同。
• Epigenesis: 在胚胎的发育过程中，各种结构是逐渐形成的, 这
个过程叫epigenesis 。
Aristotle：首先提出胚胎是由简单到复杂逐 渐发育形成的
Theory of performation
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
发育生物学
狭义: a single cell (fertilized egg) give rise to a multicellular organism
????
1 cell type
~200 different cell types
发育生物学
广义：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。也研究生物种群 系统发生的机制。
发育生物学教学大纲
第一章 绪论
§1.1 动物发育的前言及发育生物学简史 §1.2 发育生物学模式生物 §1.3 发育生物学研究技术
第二章 发育生物学基本原理 (13学时)
§2.1 发育的基本过程
§2.2 细胞命运的决定及命运图 §2.3 细胞分化的分子机制 §2.3.1 基因的转录调节 §2.3.2 转录后调控 §2.4 发育中的信号传导
发育生物学与其它学科关系
发育生物学既是重要的基础生命科学，其研究成果 又具有广阔的应用前景，已迅速跃迁为生命科学领域中 最活跃的主流学科之一。
迷 人 的 领 域
发育生物学教学内容
The principal phenomena of development as illustrated in a variety of model organisms and systems. The cellular and molecular basis of development. Both classical and modern techniques which are employed in the field. An introduction to the rapidly advancing field of developmental biology.
Developmental defects seen at birth are caused by defects in the cellular processes of development.
发育生物学与其它学科关系
Impact on Society
IVF
Teratology Cancer
三、发育的嵌合型和调整型
Mosaic development
19世纪80年代, Weismann’s theory: 合子的细胞核中含有大量特殊的信 息物质-决定子 (determinants)，在卵裂过程中这些决定子不对称分配到子 细胞中去控制子细胞的发育命运。命运在卵裂时就已由合子核信息决定，决定 子在核中的分布是分散存在的。核心：强调早期卵裂必须是不对称分裂。由于 合子成分的不均匀，其卵裂的结果产生的子细胞彼此之间完全不同。
发展基础：胚胎学、遗传学、细胞生物学。 发展过程：形态 பைடு நூலகம்理；组织器官 细胞 分子
主要内容
Draw out embryonic development from 1-cell
stage, cleavage (卵裂), blastula (囊胚), gastrula
(原肠胚), germ layer formation (胚层形成),
A knowledge base allowing for advanced study in development and related fields.
Course Requirements and Evaluation
• Participation • Assignments or quiz • Final exam 10% 30% 60%
§4.2 microRNA的调控 §4.3 考试复习
Course Goals
Literacy in the concepts, terminology and methodology of developmental biology An understanding for basic processes of development
Regulatory development
Driesch’s (Roux’s fellow countryman) experiment: 在海胆两细胞 期将两个分裂球分开，得到一个发育正常但个体较小的海胆幼体。首次证明发 育过程中存在调整型发育机制。胚胎在局部被排除或受损伤后,可产生胚胎细胞 位置的移动或重排, 胚胎仍具正常发育的能力，即胚胎发育是可调节的。
发育生物学教学大纲
第三章 动物胚胎的发育
§3.1 受精的机制 §3.2 §3.3 §3.4 §3.5 §3.6 哺乳动物胚轴形成与胚层分化 脊椎动物体节形成与早期神经系统的图式形成 哺乳动物的生殖系统 生殖细胞（精子和卵子）发生 生长与胚后发育