发育生物学-动物绪论 ppt课件
合集下载
发育生物学-绪论
组织工程技术
利用生物材料、细胞和生长因子 等，构建具有特定形态和功能的 组织或器官，用于研究发育过程 和疾病机制。
动物模型和人类疾病研究
动物模型
利用实验动物模拟人类发育过程和疾 病状态，研究相关基因和信号通路的 功能和调控机制。
人类疾病研究
利用临床样本和数据库等资源，研究 发育相关疾病的发病机制、诊断和治 疗策略。同时，结合动物模型进行药 物筛选和治疗方案优化。
研究范围
包括胚胎学、细胞生物学、分子生物学、遗传学等多个学科领域 ，涉及从分子到细胞、组织、器官和个体各个层次的发育过程。
发育生物学的研究历史与现状
研究历史
发育生物学起源于19世纪末的胚胎学， 随着细胞生物学、分子生物学等学科 的兴起，逐渐发展成为一门综合性的 交叉学科。
研究现状
目前发育生物学研究主要集中在基因表达调 控、细胞信号传导、干细胞与再生医学、发 育缺陷与疾病等方面，取得了许多重要成果 ，但仍存在许多未解之谜和挑战。
04
胚胎发生与发育
受精和卵裂
受精过程
01
精子与卵子的结合，包括精子入卵、卵子激活和原核形成等步
骤。
卵裂方式
02
受精卵经过连续多次分裂，形成多细胞胚胎的过程，主要有完
全卵裂和不完全卵裂两种方式。
卵裂球的特点
03
卵裂球具有细胞质均等分配、细胞核位于中央、细胞间连接紧
密等特点。
胚胎分化和器官形成
胚胎分化的概念
如PCR、RT-PCR、基因克隆和测序等，用于研 究基因的表达和调控。
基因编辑技术
如CRISPR-Cas9等，用于对特定基因进行定点编 辑，研究基因功能。
3
蛋白质组学技术
如质谱分析、蛋白质芯片等，用于研究蛋白质的 组成、结构和功能。
利用生物材料、细胞和生长因子 等，构建具有特定形态和功能的 组织或器官，用于研究发育过程 和疾病机制。
动物模型和人类疾病研究
动物模型
利用实验动物模拟人类发育过程和疾 病状态，研究相关基因和信号通路的 功能和调控机制。
人类疾病研究
利用临床样本和数据库等资源，研究 发育相关疾病的发病机制、诊断和治 疗策略。同时，结合动物模型进行药 物筛选和治疗方案优化。
研究范围
包括胚胎学、细胞生物学、分子生物学、遗传学等多个学科领域 ，涉及从分子到细胞、组织、器官和个体各个层次的发育过程。
发育生物学的研究历史与现状
研究历史
发育生物学起源于19世纪末的胚胎学， 随着细胞生物学、分子生物学等学科 的兴起，逐渐发展成为一门综合性的 交叉学科。
研究现状
目前发育生物学研究主要集中在基因表达调 控、细胞信号传导、干细胞与再生医学、发 育缺陷与疾病等方面，取得了许多重要成果 ，但仍存在许多未解之谜和挑战。
04
胚胎发生与发育
受精和卵裂
受精过程
01
精子与卵子的结合，包括精子入卵、卵子激活和原核形成等步
骤。
卵裂方式
02
受精卵经过连续多次分裂，形成多细胞胚胎的过程，主要有完
全卵裂和不完全卵裂两种方式。
卵裂球的特点
03
卵裂球具有细胞质均等分配、细胞核位于中央、细胞间连接紧
密等特点。
胚胎分化和器官形成
胚胎分化的概念
如PCR、RT-PCR、基因克隆和测序等，用于研 究基因的表达和调控。
基因编辑技术
如CRISPR-Cas9等，用于对特定基因进行定点编 辑，研究基因功能。
3
蛋白质组学技术
如质谱分析、蛋白质芯片等，用于研究蛋白质的 组成、结构和功能。
《发育生物学》ppt课件(2024)
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。
2024/1/30
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。
29
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
2024/1/30
6
02
细胞分裂、分化与胚胎发育
Chapter
2024/1/30
7
细胞周期与有丝分裂
细胞周期
指连续分裂的细胞从一次分裂完 成时开始，到下一次分裂完成时 为止所经历的全过程，包含DNA 合成前期、DNA合成期、DNA
合成后期和有丝分裂期。
有丝分裂
一种真核细胞分裂产生体细胞的 过程，特点是有纺锤体染色体出 现，子染色体被平均分配到子细
02
配子形成
在减数分裂过程中，染色体只复制一次，而细胞分裂两次。减数分裂的
结果是，成熟生殖细胞中的染色体数目比原始生殖细胞减少一半。
2024/1/30
03
配子的种类
根据染色体的组合不同，可以产生不同种类的配子，增加了后代的遗传
多样性。
9
胚胎发育过程及调控机制
胚胎发育过程
从受精卵开始，经过卵裂、桑葚胚、 囊胚、原肠胚与组织器官形成等阶段 ，最终发育成为完整的胎儿。
2024/1/30
3
课程目标与要求
01
掌握发育生物学的 基本概念、原理和 研究方法
02
了解发育生物学的 最新研究进展和前 沿动态
03
能够运用所学知识 分析和解决发育生 物学领域的实际问 题
《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。
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。
动物的发育PPT教学课件
适宜的温度
天然孵化时，母鸡的正常体温是 40.5℃~42℃，传导到种蛋上面一 般为38℃左右，所以孵化的适宜 温度是37℃~39℃。
适宜的湿度
湿度是胚胎发育的基础保证， 鸡在不同孵化期对湿度的要求 基本相同，大约在50％～70％ 之间。
有句谚语 “二十一天孵不出的蛋——坏蛋”
你知道鸡卵的孵化期是多久吗？
大多数动物是通过雌雄两性生 殖细胞的结合而产生新个体的。
生物学上把雌雄两
性生殖细胞的结合叫做 受精。不同类别的动物 有不同的受精方式。
1
2
3
4
1
2
体_外__受精 _卵__生
3
体_外__受精 _卵__生
4
体_内__受精 _胎__生
体_内__受精 _胎__生
鲫鱼 蟾蜍 大象
狗
受精方式 体外受精 体外受精 体内受精 体内受精
胚8盘 系7带
卵1壳 气2室
卵6白 卵5黄
卵黄4 膜
内外卵3 壳膜
对鸡蛋起保护作用的主要是 _蛋___壳___.
为未出壳的小鸡提供空气的是__气___室__
雏鸟是由卵黄上的_受___精__卵__发育成熟. 为胚胎的发育提供营养的是_卵__黄__卵___白_
对卵黄起一定的固定作用的是_系___带___
成为胚胎的组成成分
卵黄中的营养 供呼吸等正常生命活动
所以鸡卵在孵化过程中重量逐渐减少
早成鸟
外形已具有成年鸡的雏形，具有稠密的绒毛，腿 足有力，能跟成年鸡一起觅食，具有独立生活的 能力。
鸡，鸭，鹅等
晚成鸟
刚出生的雏鸟发育还不完全，身上绒毛很少，腿 足软弱，没有独立生活的能力。
家鸽，燕子，麻雀等。
———21天左右
天然孵化时，母鸡的正常体温是 40.5℃~42℃，传导到种蛋上面一 般为38℃左右，所以孵化的适宜 温度是37℃~39℃。
适宜的湿度
湿度是胚胎发育的基础保证， 鸡在不同孵化期对湿度的要求 基本相同，大约在50％～70％ 之间。
有句谚语 “二十一天孵不出的蛋——坏蛋”
你知道鸡卵的孵化期是多久吗？
大多数动物是通过雌雄两性生 殖细胞的结合而产生新个体的。
生物学上把雌雄两
性生殖细胞的结合叫做 受精。不同类别的动物 有不同的受精方式。
1
2
3
4
1
2
体_外__受精 _卵__生
3
体_外__受精 _卵__生
4
体_内__受精 _胎__生
体_内__受精 _胎__生
鲫鱼 蟾蜍 大象
狗
受精方式 体外受精 体外受精 体内受精 体内受精
胚8盘 系7带
卵1壳 气2室
卵6白 卵5黄
卵黄4 膜
内外卵3 壳膜
对鸡蛋起保护作用的主要是 _蛋___壳___.
为未出壳的小鸡提供空气的是__气___室__
雏鸟是由卵黄上的_受___精__卵__发育成熟. 为胚胎的发育提供营养的是_卵__黄__卵___白_
对卵黄起一定的固定作用的是_系___带___
成为胚胎的组成成分
卵黄中的营养 供呼吸等正常生命活动
所以鸡卵在孵化过程中重量逐渐减少
早成鸟
外形已具有成年鸡的雏形，具有稠密的绒毛，腿 足有力，能跟成年鸡一起觅食，具有独立生活的 能力。
鸡，鸭，鹅等
晚成鸟
刚出生的雏鸟发育还不完全，身上绒毛很少，腿 足软弱，没有独立生活的能力。
家鸽，燕子，麻雀等。
———21天左右
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。
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。
发育生物学-绪论 PPT课件
主要参考书
►《发育生物学》（2002年）桂建芳 易梅 生，科学出版社
►《发育生物学》（2006年）R.M.Twyman/ 王英典，科学出版社
动物胚胎发育概论
1. 发育生物学的研究对象、任务; 2. 发育生物学的发展简史; 3. 动物发育的主要特征和基本规律。
什么是发育？
发育是指多细胞生物最初由一个单 细胞成长起来的过程。
发育生物学广泛的应用前景
1、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 ； 2、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。
发育生物学的发展简史
先成论和后成论之争
希腊哲学家亚历十多德在公元前4世纪在对鸡胚和一些无脊椎动物胚 胎观察后提出两种假设：
先成论: 胚胎中的每件东西从一开始就预先形成好了，发育期间只 是简单的放大。 后成论: 在胚胎的发育过程中，新的结构是在发育期间逐渐产生的。
先成论
后成论的确立
► 十七世纪，意大利胚胎学家 Marcello Malpighi观察到的鸡胚，并对 其进行了精确的描绘
发育生物学研究技术和方法
1. 发育基因的启动子分析 （重点） 2. 原位杂交技术 3. 免疫组织化学技术 4.显微注射技术 5. 基因表达的核糖核酸酶保护分析 6. 抑制性减差杂交技术
发育基因的启动子分析
1859年出版 —— 物种不是一成不变的，而是随着客 观条件的不同而相应变异 ——物竞天择，适者生存
是增强启动子转录活性的DNA序列，并决定组织特 异性表达。 （3）沉默子
►《发育生物学》（2002年）桂建芳 易梅 生，科学出版社
►《发育生物学》（2006年）R.M.Twyman/ 王英典，科学出版社
动物胚胎发育概论
1. 发育生物学的研究对象、任务; 2. 发育生物学的发展简史; 3. 动物发育的主要特征和基本规律。
什么是发育？
发育是指多细胞生物最初由一个单 细胞成长起来的过程。
发育生物学广泛的应用前景
1、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 ； 2、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。
发育生物学的发展简史
先成论和后成论之争
希腊哲学家亚历十多德在公元前4世纪在对鸡胚和一些无脊椎动物胚 胎观察后提出两种假设：
先成论: 胚胎中的每件东西从一开始就预先形成好了，发育期间只 是简单的放大。 后成论: 在胚胎的发育过程中，新的结构是在发育期间逐渐产生的。
先成论
后成论的确立
► 十七世纪，意大利胚胎学家 Marcello Malpighi观察到的鸡胚，并对 其进行了精确的描绘
发育生物学研究技术和方法
1. 发育基因的启动子分析 （重点） 2. 原位杂交技术 3. 免疫组织化学技术 4.显微注射技术 5. 基因表达的核糖核酸酶保护分析 6. 抑制性减差杂交技术
发育基因的启动子分析
1859年出版 —— 物种不是一成不变的，而是随着客 观条件的不同而相应变异 ——物竞天择，适者生存
是增强启动子转录活性的DNA序列，并决定组织特 异性表达。 （3）沉默子
发育生物学全套完整教学课件
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。
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
发育生物学第一章：绪论1. 发育生物学（developmental biology）：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。
胚胎—幼体—成体—衰老—死亡。
发展基础：胚胎学、遗传学、细胞生物学。
2.预成论(preformation) ：生物个体的一切组成部分都早就存在于胚胎中，各个部分随着胚胎的发育而长大。
细胞学说及人工受精否定了预成论。
渐成论(epigenesis) 在胚胎的发育过程中，各种结构是逐渐形成的。
3.果蝇(Drosophila melanogaster ): 昆虫模型—无脊椎动物模式生物（无）答：1.体积小，成虫长度仅为2mm，易于繁殖；2. 产卵力强，产出的卵子大，易于观察；3. 幼虫存在变态过程，是分析器官芽细胞增殖机制的理想模型；4. 生命周期短，在实验室条件下，12天就可完成一次世代交替（卵、幼虫、蛹和成虫）；5. 基因组序列已全部测出6.具有成熟的遗传操作的方法，具备众多的突变品系;7.有特殊的染色体结构（多线染色体，可分成102条区带）,有比较复杂的行为能力. 4. 小鼠( mus musculus,Mouse):哺乳动物模型答：1. 最小的哺乳动物之一(25-40g)，世代周期短；2. 生物进化上与人类接近(60 - 75 百万年)；3. 胎盘形成和早期胚胎发育与人类相近；4. 组织器官结构和细胞功能与人类相似，有高级神经活动;5. 小鼠基因组测序计划已完成,人类99%的基因存在于小鼠，基因同源性高达78.5% ,基因组93%的区域基因排列顺序与人类相同；6. 基因组改造的技术手段成熟；5.小鼠的生命周期(无)小鼠的成熟卵外包被着透明带，其主要成分为粘多糖和糖蛋白。
小鼠卵子的受精和卵裂均在母体输卵管内进行。
在8细胞时期胚胎发生紧密化，形成一个实心的球体。
紧密化后的胚胎至32细胞时期称为桑椹胚（morula）。
此后胚胎内部逐渐出现一个腔隙，即囊胚腔。
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
30
★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。
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
30
★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。
发育生物学绪论课件PPT
Developmental Biology Web Resources
• • • Developmental Biology OnLine (Univ. of Wis.) The Virtual Embryo (Univ. of Alberta, Canada) The Visible Embryo (U. C. San Fran.) • • • • • • • Randall Moon's Lab (U. Washington) Paul Macdonalds Lab (Stanford Univ.) FlyBase Drosophila Database (Indiana Univ.) Sea Urchin Embryology (Stanford Univ.) FishScope (Univ. of Washington) Zygote (Swarthmore) Zebrafish Develop. Database (Univ. of Oregon)
2nd Edition,1999.
Scott Gilbert编:《Developmental Biology》，6th Editions, 2000. 发育生物学 ， 尤永隆, 林丹军, 张彥定主编 ，科学出版社 2011 发育生物学 ，王方海，金立培编著，中山大学出版社2011 发育生物学 ， 安利国主编 ，科学出版社 2010 发育生物学，张红卫主编，高等教育出版社，2005 年10 月，第二版 发育生物学，桂建芳主编，科学出版社，2005 年8 月，第一版
第一篇 基本原理与研究技术
第一章 发育生物学的发展简史
一 、发育生物学是研究生物发育本质的科学。
发展基础：胚胎学、遗传学、细胞生物学、生化与分子生 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ppt课件
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ppt课件
11
20世纪20-40年代 胚胎诱导的发现
• 1924年，Hans Spemann和Hilde mangold的移植实验表明，胚胎的一种 组织可以指导另一种相邻组织的发育。
ppt课件
12
现代发育生物学的全面建立
1900年，孟德尔遗传定律研究遗传元素在世代间的传递。 1909年荷兰植物学家Wilhelm Johannsen提出基因型和表现型的概念，首次使 遗传学和胚胎发育学发生关系。 20世纪40年代证明：DNA是遗传物质，控制蛋白质的合成。 20世纪50年代发现：DNA为双螺旋结构。 20世纪60年代：三联体密码被破解。 20世纪70年代：DNA重组技术出现。 20世纪80年代：转基因技术出现。 20世纪90年代：动物克隆技术出现。 世纪之交：HGP。 新的突破：stem cells, proteomics, conditional gene
ppt课件
9
三、实验胚胎学
• 支持嵌合体学说的实验证据：Wilhelm Roux的实验：实验胚胎学之父
结论是错误的，因为没有移走猝死的一半死亡胚胎
ppt课件
10
• Wilhelm Roux的同事Hans Driesch的下述实验表明，胚胎具有在局部被排 除或受损伤后仍正常发育的能力，即胚胎发育是可调节的。
ppt课件
6
17世纪，意大利胚胎学 家 Marcello Malpighi 观察到的鸡胚
ppt课件
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
7
二、细胞胚胎学：细胞学说改变了胚胎发育和遗传的概念
ppt课件
18
象条鱼
器官分化出现眼睛,耳朵,手和脚
3个月
ppt课件
19
二、发育生物学研究的模式生物
• 早在20世纪初，人们就发现，如果把关注的焦点集中在相对简单的生物上 则发育的现象难题可以得到部分解答。因为这些生物的细胞数量更少，分 布相对单一，变化也较好观察。
• 由于进化的原因，细胞生命在发育的基本模式方面具有相当大的同一性，所 以利用位于生物复杂性阶梯较低级位置上的物种来研究发育共通规律是可能 的
如诱变； 5. 基因组序列已全
（6）变pt课老件 期
15
人
类
卵子正在静静地等待...
胚
胎
发
育
过
精子已经进入了卵子
程
两原核融合
ppt课件
16
两细胞期
四细胞期
多细胞期（桑葚胚）
ppt课件
17
囊胚形成, 开始着床 早期胚芽.手和脚的雏形已经出现.
脐带出现, 从母体获得生长所需要 的一切:营养,氧气等并且排出废物.
•
以人为例：胚期 受精-第八周
•
胎期 以第九周到出生
ppt课件
14
胚胎期分六个阶段：
（1）受精----------------------受精卵
（2）卵裂----------------------囊 胚
（3）原肠形成------------------原肠胚
（4）器官原基形成
（5）生长和组织分化
发育生物学 Developmental
Biology
动物部分
ppt课件
1
思考：由一个受精卵发育而成的胚胎为何会产生巨大的差别？
ppt课件
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
19世纪对Sea Urchin受精卵的观察发现，受精卵含有两个细胞核， 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。
ppt课件
8
典型代表：19世纪80年代，德国胚胎学家 Weismann 提出了Mosaic and Regulative 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。
knockout, mutagenesis
ppt课件
13
第二节 发育生物学研究的范围
• 一、发育的简要过程
• 胚胎发育
• 经典胚胎学（狭义）：指受精到孵化或者分娩的整个过程
• 现代胚胎学（广义）：配子发生--成体--衰老
•
（胚前期、胚胎期、胚后期）
• 1.胚前期： 主要指配子发生和形成阶段
• 2.胚胎期： 主要指从受精到出生或变态。
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
本科所要学习的内容
1、序言：发育生物学中的一些基本原理；发育生物学中的动物模型；发育 生物学中的现代技术。 胚胎的早期发育：卵裂、原肠作用、神经胚作用。 细胞分化的机制：侧重基因表达的调控对组织器官形成和分化的影响。 果蝇躯体轮廓发育的分子机制 四肢动物的肢体的发育 性别决定与生殖细胞
ppt课件
5
第一章 绪 论
第一节 发育生物学发展历史
一、描述性胚胎学： 后成论(epigenesis)和先成论(preformation)之争 希腊哲学家Aristotle在公元前第4世纪在对鸡胚和一些无脊椎动物胚胎观
察后提出胚胎发育的两种假设：
Preformation:生物个体的一切组成部分都早就存在于胚胎中，各 个部分随着胚胎的发育而长大。 Epigenesis: 在胚胎的发育过程中，各种结构是逐渐形成的。
• 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 助于研究动物发育的一些普遍规律和机制。
• （一）无脊椎动物 Invertebrate Models
ppt课件
20
1.果蝇 Drosophila melanogaster: Insect model
主要优点 1. 体积小，易于繁
殖； 2. 产卵力强； 3. 性成熟短； 4. 易于遗传操作：
19世纪30年代末：Mathias Schleiden和Theodor Schwann提出 细胞学说。
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。