发育生物学课件
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2024发育生物学全册配套最完整精品课件1
精品课件1contents •发育生物学概述•细胞命运决定与分化•胚胎发育过程及关键事件•神经系统发育与功能建立•免疫系统发育与功能完善•器官系统发育与功能整合•出生缺陷与再生医学应用前景目录01发育生物学概述发育生物学定义与特点定义发育生物学是研究生物体从受精卵开始，经过胚胎发生、幼体发育、性成熟、衰老直至死亡的全过程的科学。
特点发育生物学涉及细胞生长、分化、形态建成、功能完善等多个方面，具有综合性、动态性和复杂性的特点。
研究历史与现状研究历史发育生物学的研究可追溯到古希腊时期，但真正意义上的发育生物学研究始于19世纪末。
随着遗传学、细胞生物学、分子生物学等学科的飞速发展，发育生物学逐渐成为生命科学领域的研究热点。
研究现状目前，发育生物学的研究已经深入到分子、细胞、组织、器官和系统等多个层次，形成了多学科交叉的研究格局。
同时，发育生物学的研究方法和技术手段也不断更新和完善，为研究生物体的发育过程提供了有力支持。
发育生物学的研究成果广泛应用于医学、农业、畜牧业、水产养殖业等领域。
例如，在医学领域，发育生物学为胚胎干细胞治疗、生殖健康、先天性疾病的诊断和治疗等提供了理论基础和技术支持；在农业领域，发育生物学为作物遗传改良、新品种培育等提供了科学依据。
前景展望随着生命科学领域的不断发展和进步，发育生物学的研究将更加深入和广泛。
未来，发育生物学有望在再生医学、组织工程、基因治疗等领域发挥更大的作用，为人类健康和福祉做出更大的贡献。
同时，发育生物学也将面临更多的挑战和机遇，需要不断创新和发展。
应用领域应用领域及前景展望VS02细胞命运决定与分化细胞命运的决定与基因表达模式密切相关，包括转录因子、表观遗传修饰等调控机制。
基因表达调控信号转导途径细胞间相互作用细胞外信号分子通过信号转导途径传递至细胞内，影响细胞命运决定相关基因的表达。
细胞与细胞之间的相互作用，如细胞黏附、通讯等，也对细胞命运决定产生重要影响。
《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。
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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
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02
细胞分裂、分化与胚胎发育
Chapter
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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。
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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。
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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。
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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。
发育生物学课件
科的飞速发展，发育生物学在20世纪后半叶取得了重大突破。
研究现状
目前，发育生物学已经成为生命科学领域最活跃的研究方向之一。科学家们运用各种先 进的技术手段，如基因编辑、高通量测序、活细胞成像等，深入研究生物发育过程中的 分子机制、细胞行为和形态建成等问题。同时，发育生物学的研究成果也为医学、农业
和生物技术等应用领域提供了重要的理论支持和实践指导。
发育异常导致疾病类型和机制
结构异常性疾病
如先天性心脏病，由于心脏结构发育异常导致心脏功能异 常。
代谢性疾病
如糖尿病，由于胰岛素分泌或作用异常导致糖代谢紊乱。
免疫性疾病
如自身免疫性疾病，由于免疫系统发育异常导致对自身组 织产生免疫反应。
发育生物学在医学领域应用前景
01
02
03
04
疾病早期诊断
通过研究发育过程中生物标志 物的变化，实现对疾病的早期
转录因子在发育过程中的作用
通过调控关键发育相关基因的转录，影响细胞命运决定、组织器官形成和形态发生等发 育过程。
转录因子与发育模式的关系
转录因子在发育模式中的表达具有时空特异性，其表达模式和调控网络决定了生物体的 发育模式和表型。
表观遗传学在发育中影响
01
表观遗传学的பைடு நூலகம்义和 机制
表观遗传学是研究基因核苷酸序列不 发生改变的情况下，基因表达的可遗 传的变化的一门遗传学分支学科。其 机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰、 非编码RNA等。
特点
发育生物学具有综合性、动态性和系 统性等特点。它涉及遗传学、细胞生 物学、分子生物学、生物化学等多个 学科领域，并关注生物发育过程中的 动态变化和相互作用。
研究历史与现状
研究历史
研究现状
目前，发育生物学已经成为生命科学领域最活跃的研究方向之一。科学家们运用各种先 进的技术手段，如基因编辑、高通量测序、活细胞成像等，深入研究生物发育过程中的 分子机制、细胞行为和形态建成等问题。同时，发育生物学的研究成果也为医学、农业
和生物技术等应用领域提供了重要的理论支持和实践指导。
发育异常导致疾病类型和机制
结构异常性疾病
如先天性心脏病，由于心脏结构发育异常导致心脏功能异 常。
代谢性疾病
如糖尿病，由于胰岛素分泌或作用异常导致糖代谢紊乱。
免疫性疾病
如自身免疫性疾病，由于免疫系统发育异常导致对自身组 织产生免疫反应。
发育生物学在医学领域应用前景
01
02
03
04
疾病早期诊断
通过研究发育过程中生物标志 物的变化，实现对疾病的早期
转录因子在发育过程中的作用
通过调控关键发育相关基因的转录，影响细胞命运决定、组织器官形成和形态发生等发 育过程。
转录因子与发育模式的关系
转录因子在发育模式中的表达具有时空特异性，其表达模式和调控网络决定了生物体的 发育模式和表型。
表观遗传学在发育中影响
01
表观遗传学的பைடு நூலகம்义和 机制
表观遗传学是研究基因核苷酸序列不 发生改变的情况下，基因表达的可遗 传的变化的一门遗传学分支学科。其 机制包括DNA甲基化、组蛋白修饰、 非编码RNA等。
特点
发育生物学具有综合性、动态性和系 统性等特点。它涉及遗传学、细胞生 物学、分子生物学、生物化学等多个 学科领域，并关注生物发育过程中的 动态变化和相互作用。
研究历史与现状
研究历史
发育生物学(绪论)页PPT文档
卵子（Oocyt） 精子 （Sperm）
受精（fertilization）
合子（Zygote）
卵裂（cleavage）
胚 胎
囊胚（Blastula ）
发
原肠作用（gastrulation）
育
原肠胚（Gastrula）
神经胚形成（neurulation）
神经胚（Neurula）
器官形成（organogenesis）
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。
• （一）配子发生（gametogenesis） • 配子发生是在睾丸生精细管和卵巢内进
行的。 • （二）受精(fertilization) • 精子与卵子结合形成双倍体合子的过程
• （六）神经胚形成（neurula） 在中胚层尚未 完全形成时，胚胎背中部的外胚层细胞增殖并 加厚，形成神经板，从两侧向上向内卷曲形成 神经褶。两侧神经褶在中间汇合形成神经管。
• （七）组织和器官原基的形成(anlage format ion of histogenesis and organogenesis) 组织和器官原基的形成牵涉到两个过程， 其一是图式形成；其二是细胞分化。
叫受精。受精是胚胎发育起始。
（三）卵裂(cleavage)
• 受精卵体积较大，个体发育由此开始。 • 卵裂过程的明显的特点是：不同于一般
的细胞分裂，一般的细胞分裂M—G1— S—G2—M，有一个生长过程。 • 而卵裂时，细胞没有生长期，只有M— S—M—S，故卵裂球越分裂越小。
• （四）囊胚（blastula） • 桑椹胚细胞分泌液体，使细胞间出现空的腔隙，
第四节 发育生物学模式生物
2024版发育生物学课件[1]
![2024版发育生物学课件[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/9c9f387df011f18583d049649b6648d7c1c70821.png)
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。
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。
发育生物学课件讲解7(2024)
基因表达调控原理
基因表达调控是生物体内基因选择性表达的过程，涉及转录 、转录后、翻译和翻译后等多个层面。通过特定的调控因子 （如转录因子、microRNA等）与基因或mRNA的相互作用 ，实现基因表达的开启、关闭或调整。
实例分析
以果蝇发育过程中的基因表达调控为例，母源效应基因在卵 母细胞中表达，调控合子基因的表达；合子基因又分为间隙 基因和成对规则基因等，通过级联放大效应精细调控果蝇体 节和附肢的发育。
发育生物学课件讲解7
2024/1/30
1
目录
2024/1/30
• 绪论 • 细胞分化与命运决定 • 胚胎发生与器官形成 • 基因表达调控与发育模式 • 干细胞与再生医学应用前景 • 总结回顾与拓展思考
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2024/1/30
01
绪论
3
发育生物学定义与研究对象
2024/1/30
定义
发育生物学是研究生物体从受精 卵开始，经过胚胎发生、幼体发 育、性成熟、繁殖、衰老直至死 亡的全过程的科学。
发育过程中的信号传导
系统介绍了发育过程中细胞间通讯的重要性，包括细胞信 号分子的种类、信号传导途径以及信号传导对细胞命运决 定的影响。
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拓展思考方向建议
细胞周期与疾病的关系
进一步思考细胞周期异常与癌症等疾病的联 系，探讨如何针对细胞周期进行疾病治疗的 新策略。
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基因编辑技术在发育生物学 中的应用
研究对象
包括胚胎发育的细胞学、遗传学 、生理学、生物化学和分子生物 学等，以及这些过程如何受到内 外环境因素的影响。
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发育生物学历史与发展
历史
发育生物学的研究可以追溯到古希腊时期，但真正的科学进展始于19世纪末和 20世纪初，随着遗传学、细胞学和分子生物学的发展而不断深入。
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
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
2024年度-发育生物学课件cleavage(精品PPT)
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06 cleavage异常与 疾病关系 23
cleavage异常导致疾病类型
癌症
01
cleavage异常可能导致细胞分裂失控，进而形成肿瘤，如乳腺
癌、肺癌等。
发育缺陷
02
cleavage异常可能影响胚胎或胎儿的正常发育，导致先天性畸
形、智力障碍等。
免疫系统疾病
03
cleavage异常可能影响免疫细胞的正常发育和功能，导致免疫
细胞信号传导异常
细胞信号传导通路在 cleavage过程中发挥重 要作用，信号传导异常 可能导致cleavage异常 和疾病发生。
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预防措施和治疗手段探讨
预防措施
通过遗传咨询、基因检测等手段，对携带cleavage相关基因 突变的人群进行风险评估和预防措施制定，如定期体检、生 活方式调整等。
治疗手段
系统紊乱，如自身免疫性疾病、免疫缺陷病等。
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cleavage异常导致疾病机制
基因突变
cleavage过程中的关键 基因突变可能导致 cleavage异常，进而影 响细胞分裂和发育。
表观遗传学改变
表观遗传学改变如DNA 甲基化、组蛋白修饰等 可能影响cleavage相关 基因的表达和调控，导 致cleavage异常。
多细胞生物从受精卵形成 到个体发育成熟过程中的 一系列变化。
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。
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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
06 cleavage异常与 疾病关系 23
cleavage异常导致疾病类型
癌症
01
cleavage异常可能导致细胞分裂失控，进而形成肿瘤，如乳腺
癌、肺癌等。
发育缺陷
02
cleavage异常可能影响胚胎或胎儿的正常发育，导致先天性畸
形、智力障碍等。
免疫系统疾病
03
cleavage异常可能影响免疫细胞的正常发育和功能，导致免疫
细胞信号传导异常
细胞信号传导通路在 cleavage过程中发挥重 要作用，信号传导异常 可能导致cleavage异常 和疾病发生。
25
预防措施和治疗手段探讨
预防措施
通过遗传咨询、基因检测等手段，对携带cleavage相关基因 突变的人群进行风险评估和预防措施制定，如定期体检、生 活方式调整等。
治疗手段
系统紊乱，如自身免疫性疾病、免疫缺陷病等。
24
cleavage异常导致疾病机制
基因突变
cleavage过程中的关键 基因突变可能导致 cleavage异常，进而影 响细胞分裂和发育。
表观遗传学改变
表观遗传学改变如DNA 甲基化、组蛋白修饰等 可能影响cleavage相关 基因的表达和调控，导 致cleavage异常。
多细胞生物从受精卵形成 到个体发育成熟过程中的 一系列变化。
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。
4
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
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
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。
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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 knockout, mutagenesis
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
• 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。 细胞可从多个方面来控制蛋白质 的合成。
Developmental Biology
3、Mosaic and Regulative Development(续)
支持嵌合体学说的实验证据：Wilhelm Roux的实验：
Developmental Biology
3、Mosaic and Regulative Development(续) 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。
Developmental Biology
(四)、发育是渐进式的、细胞命运决定于不同的发育时间
• • •
Fate of cells:指正常发育情况下细胞将发育的方向，这种方向可因条件的改 变而改变(see next slide)。 Determination:指细胞特性发生了不可逆的改变，发育潜力已经单一化。 Specification:指一组细胞在中性环境下离体培养，它们仍按其正常命运图 谱发育。
Developmental Biology
发育生物学相关期刊
CELL NATURE SCIENCE GENES &. DEVELOPMENT DEVELOPMENT DEVELOPMENTAL BIOLOGY MECHANISMS OF DEVELOPMENT NATURE CELL BIOLOGY DEVELOPMENTAL DYNAMICS DEVELOPMENTAL GENETICS (GENESIS) DEVELOPMENT GROWTH & DIFFERENTIATION DEVELOPMENT GENES AND EVOLUTION REPRODUCTION FERTILITY AND DEVELOPMENT MOLECULAR REPRODUCTION AND DEVELOPMENT SEMINARS IN CELL & DEVELOPMENTAL BIOLOGY DEVELOPMENTAL NEUROSCIENCE DEVELOPMENTAL REVIEW DEVELOPMENTAL PSYCHOBIOLOGY IN VITRO CELLULAR & DEVELOPMENTAL BIOLOGY-ANIMAL INTERNATIONAL JOURNAL OF DEVELOPMENTAL BIOLOGY
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： 如诱变； 5. 基因组序列已全
部测出 (Science,
Mar. 24, 2000)。 (120Mb encodes
13,601 proteins)
Developmental Biology
2、Caenorhabditis elegans: Worm model
Developmental Biology
4. Cell differentiation:
人类胚胎可最后 发育出至少250种 不同细胞类型， 分化通常是不可 逆的。
Developmental Biology
5. 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。
Developmental Biology
发育生物学
Developmental Biology
第一章 序
一、前言 (一) 概念
言
发育生物学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。 发展基础：胚胎学、遗传学、细胞生物学。 发展过程：形态 组织器官 机理 细胞 分子
Developmental Biology
2、细胞学说改变了胚胎发育和遗传的概念
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。 19世纪对Sea Urchin受精卵的观察发现，受精卵含有两
4. Gallus gallus (Chicken)
Developmental Biology
三、发育生物学中的基本概念及规律
(一)、Five major developmental processes 1. Cell division的体积比母细胞小。
Developmental Biology
本课程的主要讲授内容
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
Developmental Biology
(二)、发展历史
1、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。
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。
Developmental Biology
3、Mosaic and Regulative 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。
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
1. Drosophila melanogaster: Insect model
Developmental Biology
(二)、Cell Behaviour
Cell behavior Gene Embryonic development 细胞行为主要包括： Cell state: 指基因活性状况。 Cell-to-cell signaling: 细胞间信号的传送、接受、反应。 Cell movement and cell-shape changes:细胞通过形态改变及运 动产生的机械动力，导致特殊结构的形成。 Cell proliferation: 躯体不同部位的细胞增生速度不一，可导致 整体结构的改变。 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
主要参考书
Scott Gilbert编:《Developmental Biology》，6th Editions, 2000. Lewis Wolpert主编：《 Principles of
Development》，1998.
Klaus Kalthoff:《Analysis of Biological Development》，2nd edition, 2001. Bruce M. Carlson: 《Human Embryology & Developmental Biology》, 2nd Edition,1999.
Developmental Biology
4、Discovery of Induction
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。
Developmental Biology
5、遗传学、分子生物学与发育生物学的结合
主要优点 1. 易于养殖：成虫 体长1mm，易冷 冻保存； 2. 性成熟短：2.5-3 天，两种成虫； 3. 细胞数量少，谱 系清楚； 4. 易于诱变； 5. 基因组序列已全部 测出 (Science, Dec. 11, 1998)。(97MB encodes 19,099 proteins.)
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
• 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。 细胞可从多个方面来控制蛋白质 的合成。
Developmental Biology
3、Mosaic and Regulative Development(续)
支持嵌合体学说的实验证据：Wilhelm Roux的实验：
Developmental Biology
3、Mosaic and Regulative Development(续) 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。
Developmental Biology
(四)、发育是渐进式的、细胞命运决定于不同的发育时间
• • •
Fate of cells:指正常发育情况下细胞将发育的方向，这种方向可因条件的改 变而改变(see next slide)。 Determination:指细胞特性发生了不可逆的改变，发育潜力已经单一化。 Specification:指一组细胞在中性环境下离体培养，它们仍按其正常命运图 谱发育。
Developmental Biology
发育生物学相关期刊
CELL NATURE SCIENCE GENES &. DEVELOPMENT DEVELOPMENT DEVELOPMENTAL BIOLOGY MECHANISMS OF DEVELOPMENT NATURE CELL BIOLOGY DEVELOPMENTAL DYNAMICS DEVELOPMENTAL GENETICS (GENESIS) DEVELOPMENT GROWTH & DIFFERENTIATION DEVELOPMENT GENES AND EVOLUTION REPRODUCTION FERTILITY AND DEVELOPMENT MOLECULAR REPRODUCTION AND DEVELOPMENT SEMINARS IN CELL & DEVELOPMENTAL BIOLOGY DEVELOPMENTAL NEUROSCIENCE DEVELOPMENTAL REVIEW DEVELOPMENTAL PSYCHOBIOLOGY IN VITRO CELLULAR & DEVELOPMENTAL BIOLOGY-ANIMAL INTERNATIONAL JOURNAL OF DEVELOPMENTAL BIOLOGY
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： 如诱变； 5. 基因组序列已全
部测出 (Science,
Mar. 24, 2000)。 (120Mb encodes
13,601 proteins)
Developmental Biology
2、Caenorhabditis elegans: Worm model
Developmental Biology
4. Cell differentiation:
人类胚胎可最后 发育出至少250种 不同细胞类型， 分化通常是不可 逆的。
Developmental Biology
5. 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。
Developmental Biology
发育生物学
Developmental Biology
第一章 序
一、前言 (一) 概念
言
发育生物学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。 发展基础：胚胎学、遗传学、细胞生物学。 发展过程：形态 组织器官 机理 细胞 分子
Developmental Biology
2、细胞学说改变了胚胎发育和遗传的概念
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。 19世纪对Sea Urchin受精卵的观察发现，受精卵含有两
4. Gallus gallus (Chicken)
Developmental Biology
三、发育生物学中的基本概念及规律
(一)、Five major developmental processes 1. Cell division的体积比母细胞小。
Developmental Biology
本课程的主要讲授内容
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
Developmental Biology
(二)、发展历史
1、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。
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。
Developmental Biology
3、Mosaic and Regulative 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。
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
1. Drosophila melanogaster: Insect model
Developmental Biology
(二)、Cell Behaviour
Cell behavior Gene Embryonic development 细胞行为主要包括： Cell state: 指基因活性状况。 Cell-to-cell signaling: 细胞间信号的传送、接受、反应。 Cell movement and cell-shape changes:细胞通过形态改变及运 动产生的机械动力，导致特殊结构的形成。 Cell proliferation: 躯体不同部位的细胞增生速度不一，可导致 整体结构的改变。 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
主要参考书
Scott Gilbert编:《Developmental Biology》，6th Editions, 2000. Lewis Wolpert主编：《 Principles of
Development》，1998.
Klaus Kalthoff:《Analysis of Biological Development》，2nd edition, 2001. Bruce M. Carlson: 《Human Embryology & Developmental Biology》, 2nd Edition,1999.
Developmental Biology
4、Discovery of Induction
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。
Developmental Biology
5、遗传学、分子生物学与发育生物学的结合
主要优点 1. 易于养殖：成虫 体长1mm，易冷 冻保存； 2. 性成熟短：2.5-3 天，两种成虫； 3. 细胞数量少，谱 系清楚； 4. 易于诱变； 5. 基因组序列已全部 测出 (Science, Dec. 11, 1998)。(97MB encodes 19,099 proteins.)