发育生物学期末重点整理

发育生物学(developmental biology)：是应用现代生物学的技术研究生物的生殖、生长和细胞分化等发育本质的科学。

发育生物学的研究内容: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(ontogeny) 中生命过程发展的机制；生物种群系统发生(systematics development) 的机制。

发育生物学的主要任务是研究生物个体发育的遗传程序及其调控机制。

发育：指生命现象的发展，有机体的自我构建和自我组织。

个体发育：从受精卵(合子)开始，通过一系列的分裂和分化形成胚胎、产生有机体的所有细胞过程。

胚胎发育：从受精到出生之间有机体的发育。

分化:从一个单细胞受精卵通过细胞分裂和分化产生肌肉细胞、皮肤细胞、神经细胞、血细胞等所有的细胞表型，这些细胞差异性产生的过程称为分化

形态发生:不同表型的细胞构成组织、器官，建立结构的过程叫做形态发生

生长(growth) :则指生物个体大小的增加。有机体通过生长发育成为成熟个体，再经过衰老(aging)，最后死亡。

个体发育的特征生物个体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。

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。

囊胚(blastula): 到卵裂后期，这些分裂球聚集构成圆球形囊泡状的胚胎。

原肠胚形成: 囊胚后期，胚胎产生一系列广泛的、戏剧性的细胞运动，细胞之间的位置信息发生改变。\

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称为图式形成

第一章

定型（commitment）:细胞在分化之前，将发生一些隐蔽的变化，使细胞朝特定方向发展，这一过程称为定型。

分化: 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化

特化（specialized）: 当一个细胞或者组织放在中性环境如培养皿中可以自主分化时，就可以说这个细胞或组织命运已经特化了。

决定（determined）: 当一个细胞或组织放在胚胎另一个部位可以自主分化时，就可以说这个细胞或组织命运已经决定了。

特化与决定的区别:

已特化的细胞或组织的发育命运是可逆的。如果把已特化的细胞或组织移植到胚胎不同的部位，它就会分化成不同的组织。而已决定的细胞或组织的发育命运是不可逆的。自主特化：卵裂时，受精卵内特定的细胞质分离到特定的分裂球胚中，分裂球中所含有的特定胞质决定它发育成哪一类细胞，细胞命运的决定与临近的细胞无关。这种定型方式称为自主特化

镶嵌型发育：以细胞自主特化为特点的胚胎发育模式称为镶嵌型发育

胚胎诱导：胚胎发育过程中，相邻细胞或组织之间通过相互作用，决定其中一方或双方的分化方向，也就是发育命运，称为胚胎诱导。

调整型发育：对细胞呈有条件特化的胚胎来说，如果在胚胎发育的早期将一个分裂球从整体胚胎上分离，那么剩余的胚胎细胞可以改变发育命运，填补所留下的空缺。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。

形态发生决定子也称为成形素，或胞质决定子。化学本质通常是一些转录因子或者它们的mRNA.

胞质定域：形态发生决定子在卵细胞质中呈一定形式分布，受精时发生运动，被分隔到一定区域，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，也称为胞质隔离或胞质区域化或胞质重排。

种质学说1883 年Weismann 提出了解释细胞分化的种质学说。

内容： 1.卵子和精子对新生有机体贡献出质量和数量等同的染色体，并且染色体是由各种能决定细胞发育命运的核决定子组成，携带全部的遗传物质；

2.受精卵分裂时，每个裂球都能分配数目相同的染色体，但组成染色体的核决定子不是均等地分配到每个裂球中，即每个裂球只接受了部分核决定子；

3.不同的核决定子在胚胎发育中分配到不同的细胞内，决定细胞的发育命运，使其发育成身体的某一特定部分；

4.只有最终发育成生殖细胞的细胞才接受全部的核决定子，以保持物种的稳定性。

诱导: 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经分化的作用。

初级胚胎诱导: 动物胚胎发育过程中存在许多诱导作用，其中脊索中胚层诱导外胚层细胞分化成神经组织这一关键的胚胎诱导作用称为初级胚胎诱导。

第三章

细胞分化: 指多细胞有机体的细胞从简单、原始的状态到复杂化、异样化方向发展的过程，是通过细胞分裂产生结构和功能具有稳定差异的过程。

全能细胞：能够产生有机体的全部细胞表型的细胞。如合子、海胆和有些动物的早期分裂球等。

分化细胞：由多潜能细胞通过一系列分裂和分化发育成的特殊细胞表型。

多潜能细胞：基因表达受到一定的限制，发育潜能具有一定局限性，仅能分化为特定范围内的细胞。如多潜能生血干细胞仅能分化成为淋巴细胞、单核细胞、粒细胞等。

转化：已分化的细胞转分化为其他细胞类型称为转化。

细胞分化的过程：全能细胞→多潜能细胞→分化细胞，也是基因选择性表达的结果。

细胞分化是基因差异性表达的结果，产生基因差异性表达的原因有两个方面：细胞内环境的差异影响核基因的表达和细胞外环境的影响。

不同组织细胞基因组相同的证据

1.遗传学证据遗传学研究表明，同一生物个体的细胞中的染色体和基因组是相同的。来自同一个体不同组织和器官的细胞中的染色体数目是恒定的，即体细胞中染色体是双倍的，性细胞中染色体是单倍的。（如果蝇幼虫的唾液腺细胞中的多线染色体）

2.胚胎学证据胚胎学研究表明，已分化的细胞仍具有发育成为其他细胞的潜能。（蝾螈眼再生实验表明，已分化的细胞也具有分化为其他细胞的潜能。）

3.分子生物学证据分子生物学的研究结果证明，不同组织的细胞具有完全相同的核基因组DNA。（核酸分子杂交）

总结：这些遗传学、胚胎学和分子生物学的证据均说明，同一有机体的不同细胞，无论是已决定的细胞或已分化的细胞都与未分化细胞核相同，都具有全部发育的潜能，具有相同的全套基因结构，即它们的基因组相同。

核潜能的限定胚胎学家将不同发育时期两栖类胚胎细胞的核移植到去核卵中，结果可使发育开始和进行正常卵裂。Briggs和King (1952, 1960) 用豹蛙(Rana pipiens)进行核移植实验，将未分化的囊胚期核移植进激活的去核卵，结果有60%的移植核能够指导正常卵裂形成囊胚，其中80% ~ 85%继续发育形成正常蝌蚪。说明囊胚期细胞核有全部发育的潜能。发育时期越晚，体细胞核指导发育成蝌蚪的百分率越小。

基因组相同的例外—基因组的改变

1 . 染色质消减（蛔虫体细胞的前体细胞）