发育生物学练习题

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Crick（1953）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Driesch（1891）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Crick（1953）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