发育生物学作业汇总

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。

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。

精子发生：spermatogenesis
定义1：由精原细胞经初级精母细胞、次级精母细胞、精细胞至成熟精子形成的过程。

应用学科：细胞生物学（一级学科）；细胞分化与发育（二级学科）
定义2：由原始生殖细胞发育成精原细胞、精母细胞，再发育为成熟精子的整个过程。

胚胎诱导：中文名称：胚胎诱导
英文名称：embryonic induction
定义：动物在一定的胚胎发育时期，一部分细胞影响相邻的另一部分细胞使其向一定方向分化的现象。

应用学科：细胞生物学（一级学科）；细胞分化与发育（二级学科）
胚胎干细胞：英文名称：embryonic stem cell;ES cell
定义1：由胚胎内细胞团或原始生殖细胞经体外抑制培养而筛选出的细胞，具有发育全能性，理论上可以诱导分化为机体中200多种细胞。

应用学科：免疫学（一级学科）；免疫系统（二级学科）；免疫细胞（三级学科）
定义2：取自哺乳动物囊胚的内细胞团细胞，经培养而成的多能干细胞。

具有分化为各种组织的潜能。

应用学科：细胞生物学（一级学科）；细胞分化与发育（二级学科）
定义3：从囊胚期内细胞团分离得到的干细胞，可以分化为体内任何一种类型的细胞。

应用学科：遗传学（一级学科）；发育遗传学（二级学科）
细胞表型：也就是细胞的表现形式。

我们知道有基因型和表型，遗传后染色体自有重组会产生新的“基因型”，但不同的基因型不一定都有不同的表现，而生物体外在表现出来的就是所谓“表型”。

知道隐性显性吗？比如隐形是a，显性是A，基因型Aa和AA的东西表现出来的样子其实就可以是一样的（完全显性状况下），即为他们的表型相同。

分生组织：英文名称：meristem
定义：植物体内能连续或周期性地进行细胞分裂的组织。

应用学科：水产学（一级学科）；水产基础科学（二级学科）
（meristem）是在植物体的一定部位，具有持续或周期性分裂能力的细胞群。

分裂所产生的细胞排列紧密，无细胞间隙；细胞壁薄，细胞核大，一小部分仍保持高度分裂的能力，大部分则陆续长大并分化为具有一定形态特征和生理功能的细胞，构成植物体的其他各种组织，使器官得以生长或新生。

分生组织是产生和分化其他各种组织的基础，由于它的活动，使植物体不同于动物体和人体，可以终生增长。

信号转导：信号转导(signal transduction)
是细胞通讯的基本概念, 强调信号的接收与接收后信号转换的方式(途径)和结果, 包括配体与受体结合、第二信使的产生及其后的级联反应等, 即信号的识别、转移与转换。

在细胞通讯系统中，细胞或者识别与之相接触的细胞，或者识别周围环境中存在的各种化学和物理信号（来自于周围或远距离的细胞)，并将其转变为细胞内各种分子活性的变化，从而改变细胞的某些代谢过程，影响细胞的生长速度，甚至诱导细胞凋亡，这种针对外源信息所发生的细胞应答反应全过程称为信号转导（signal transduction）。

变态：英文名称：metamorphosis;metamorphoses (复)
定义1：脊椎动物中，仅两栖类所特有的一种生命过程。

其幼体具鳃，多水栖，而成体一般用肺呼吸，多陆生。

变态过程伴随骨骼系统、呼吸系统等一系列身体形态和结构的巨大变化。

应用学科：古生物学（一级学科）；古脊椎动物学与古人类学（二级学科）；两栖类（三级学科）
定义2：
多细胞动物个体发育过程中，在胚胎期之后先变成与成体不同的形态、生
理和生态的一个幼体阶段，然后再由幼体变为成体的过程。

应用学科：海洋科技（一级学科）；海洋科学（二级学科）；海洋生物学（三级学科）
定义3：从卵发育到成虫的过程中所经过的一系列内部构造和外部形态的阶段性
变化。

应用学科：昆虫学（一级学科）；昆虫发育与生活史（二级学科）
定义4：某些动物在个体发育过程中的形态与结构变化。

应用学科：水产学（一级学科）；水产基础科学（二级学科）
定义5：昆虫或两栖类不同发育时期的形态变化。

变态（metamorphosis）在有些动物的个体发育中，其形态和构造上经历阶段性剧烈变化：有些器官退化消失，有些得到改造，有些新发生出来，从而结束幼虫期，建成成体结构。

这种现象统称为变态。

卵裂球：卵裂球指由受精卵分裂而生成的形态上尚未分化的细胞。

主要指的是从二细胞期到八细胞期之间的形态，其中每一个细胞都是胚胎干细胞，具有全能性。

卵裂球之后会继续分裂形成桑葚期.
发育生物学研究技术有哪些？
鉴定发育相关新基因的方法
1分离时空特异性表达基因的方法；
2从自然或人工突变体中分离鉴定控制发育的基因；
3利用基因序列同源性的克隆法；
4利用生物大分子间相互作用克隆新基因；具体如下：
分离时空特异性表达基因的方法：
差异显示（differential display）、抑制性差减杂交(suppressive subtractivehybridization)、基因芯（Gene
从自然或人工突变体中分离鉴定控制发育的基因：
获得突变的方法(自然突变X－ray or r－ray irradiation、化学突变、插入突变, 如DNA injection, virus infection, transposon vector, and so on.
利用基因序列同源性的克隆法：
用一个物种的基因直接做探针分离另一个物种的同源基因；
根据多个物种的蛋白序列分离另一个物种的同源基因；
根据同一基因家族的不同成员间的保守序列分离新的家族成员；
利用生物大分子间相互作用克隆新基因：
鉴定可与蛋白质结合的DNA/protein
分离靶蛋白质
克隆靶蛋白的表达基因
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简述受精机制？
第二节受精的机制
多细胞有机体的个体发育开始于精子和卵子的融合，即受精。

通过受精过程，将父本和母本的遗传信息传递给子代；而且，受精激活了发育的程序，启动了复杂的胚胎发育过程。

一、受精和授精的概念
受精（fertilization）是两性生殖细胞融合，并创造出具备源自双亲遗传潜能的新个体的过程。

动物受精可分为体内受精和体外受精两类，绝大多数无脊椎动物和低等的脊椎动物都是体外受精，而大部分的高等脊椎动物，包括哺乳动物，是体内受精。

受精之前是授精(insemination)。

受精和授精是两个不同的概念。

授精使得精卵相遇，精卵质膜融合。

受精(fertilization)指精子和卵子各自的单倍体基因组相融合形成两倍体合子的过程。

对于那些在卵子完成减数分裂之前精子就已经进入卵子的生物，如哺乳动物来说，区分受精和授精的不同是很有必要的。

在哺乳动物的受精正常发生之前，单倍体的精子细胞核必须等待卵子细胞完成减数分裂成为单倍体后，才能完成受精。

在一般情况下，从精卵接触到精卵的细胞核融合的整个过程都属于“受精”的范畴。

受精过程随动物物种而异，但一般都包含了卵母细胞成熟、精子获能、精卵的接触和识别、精卵质膜融合和原核结合、卵的激活并开始发育。

二、卵母细胞成熟
哺乳动物的初级卵母细胞长期停止在第一次减数分裂的前期（双线期，即
4nDNA）。

使未成熟卵停止发育的机制依物种的不同而异，而诱发卵母细胞恢复减数分裂过程的外源信号也随不同的动物而异。

海星的外源信号是1-甲基腺嘌呤，两栖类为孕酮，鱼类是17α,20β-二羟-4-孕烯-3酮，哺乳类的是4,4-二甲基-5α-胆甾基-8,14,24-三烯-3β酚。

在这些外源信号的诱导下，卵母细胞内cAMP浓度降低，Ca2+浓度上升，蛋白质的合成增加，促成熟因子（maturation promoting facter,MPF）类的生物活性类物质出现。

卵母细胞的核膜破裂，染色体凝集，纺锤体形成，第一极体排出，卵母细胞发育至第二次减数分裂的中期，成为趋于成熟，等待受精的成熟卵。

爪蟾给脊椎动物发育研究提供了最好的卵子和典型的胚胎。

研究发现，成熟蛙卵中含有能促进卵母细胞成熟的促成熟因子。

它的MPF是一种蛋白激酶，可催化多种蛋白质发生磷酸化，引起这些蛋白质的结构和功能的变化。

进一步的研究发现，MPF活性存在于从酵母到人体的所有分裂期细胞（包括生殖细胞）中，并有高度的保守性，将酵母或人的MPF注射到非洲爪蟾的卵母细胞中，可促进其卵母细胞成熟，这证明了MPF是几乎所有真核细胞中普遍存在的一种活性物质。

三、精子获能
在哺乳动物中，直接射出的精子是不能使卵子受精的。

精子只有在经过子宫和输卵管的途中，接受了雌性分泌的物质后，才具备受精的能力，这种作用称为精子的获能（capacitation）。

在精子成熟过程中，其表面被覆以精液蛋白，进入雌性的生殖道后，在若干生殖道获能因子的作用下，吸附于精子膜表面的精液蛋白被去除，膜表面蛋白发生重组等一系列变化，进而产生生化和运动方式的改变。

获能后精子穿越卵母细胞周围的滤泡细胞和透明带的能力提高，这是精子顶体反应的前奏。

现在一般认为，获能的主要意义在于使精子准备顶体反应，便于通过透明带。

在获能过程中，腺苷酸环化酶活性、细胞内cAMP、磷脂激酶的蛋白激酶和酪氨酸激酶等参与了精子运动和顶替反应的调节。

最近的研究还发现，精液中含有可促进精子获能的受精促进肽。

体外受精实验证实，获能可以在体外试管中进行。

一些哺乳动物，如大鼠、小鼠、人的精子可以在一些简单的溶液中获能。

四、顶体反应（acrosomal reaction）
顶体反应是精子头部的顶体小泡释放水解酶，酶解卵泡细胞间质、透明带和卵质膜，形成精子穿过的通道的过程。

它是精子卵子结合不可缺少的条件。

未发生顶体反应的精子几乎不能与卵的质膜融合；而在与透明带接触之前就发生顶体反应的精子，也不能与透明带结合。

五、精卵的接触和识别
精子和卵子的结合是有种属特异性的，因此受精过程中必然存在着精卵识别（recognition of egg and sperm），只有同种的精子和卵子才能进行受精。

目前已经知道，在卵子的透明带上有物种特异的精子结合蛋白，而在精子的表面也存在卵子结合蛋白。

在受精过程中，精子与滤泡细胞、透明带和卵质膜等在三个水平准确地相互作用（图11-3）。

（一）精子结合蛋白
哺乳动物卵子的透明带上有物种特异的精子结合蛋白，称为ZP1、ZP2、ZP3，它们是糖蛋白，其中ZP3被认为是主要的精子捕捉（sperm-catching）分子。

在小
鼠中，ZP3是卵子透明带表面的初级精子受体，一个精子可以通过和多个ZP3受体结合，从而达到识别卵子透明带的作用。

而且，只有未受精的卵子的透明带中的ZP3才能与精子头部结合。

受精后的透明带，其结合精子的能力就丧失了。

透明带上精子结合蛋白，尤其是ZP3，不仅检查精子的种类，而且触发顶体反应，导致精子头部失去质膜，暴露出顶体内膜，顶体内膜又与ZP2结合，以维持两者间的联系，因此，ZP2是次级精子蛋白。

顶体反应使一种顶体内层蛋白暴露于精子顶部，这种蛋白质是精子细胞与精子受体偶联的配基，它使精卵细胞膜得以融合。

1.精卵接触
在受精过程中，精子首先与卵泡细胞相互作用，精子受卵泡液和卵泡细胞间质的诱导产生顶体反应，释放水解酶，溶解卵泡细胞间质，暴露出透明带。

然后，其他的顶体完整的获能精子，再与透明带上的精子受体糖蛋白ZP3结合，释放顶体酶，进入卵周隙。

进而精子与卵母细胞相互作用，精子随即与卵母细胞相互识别，精子头部侧面的细胞膜与卵细胞膜融合，精子的核与部分胞质进入卵母细胞。

精子进入卵子以后，卵膜下方外层胞质中大量的皮质颗粒随即释放入卵周隙，引起透明带上的ZP3糖蛋白分子的变化，使其他精子不能与卵子结合，保证了单精受精。

六、精卵质膜融合和原核结合
精子一旦穿过透明带，就与卵子接触、附着和融合。

与精子和透明带结合相比，精子和卵子融合的种的特异性较差，许多哺乳动物的精子均能和去掉透明带的卵子融合。

精卵细胞膜融合后，精子的内部成分，如细胞核、线粒体和中心粒进入卵子中。

然而，遗传分析表明只有母体线粒体存活。

因此，线粒体基因只在雌性谱系中遗传。

母本线粒体遗传的唯一性已激起遗传学家们创立了线粒体种系发育学。

哺乳类的精子进入卵母细胞后，卵母细胞质中谷光甘肽将雄原核DNA周围的鱼精蛋白的二硫键还原，使精子染色质解凝聚。

随着卵母细胞完成第二次减数分裂，雄原核增大，中心体装配成星体，雄、雌原核靠近，在迁移中复制各自的DNA。

两原核靠拢后，核膜崩解，染色质浓缩成染色体，定向于有丝分裂纺锤体上，进入有丝分裂中期，受精过程即结束。

受精恢复了二倍体染色体数，启动了合子的卵裂。

七、卵的激活
受精前，成熟卵子内的转录、蛋白质合成和细胞代谢活动处于或几乎处于零水平，像一个沉睡的美人。

受精过程将唤醒成熟的卵母细胞，形成受精卵，使其发生一系列的变化，从休眠状态进入活动状态，这被称为卵的激活（activation）。

精子与卵子表面结合后，磷脂酰肌醇信号传导通路被启动，数秒内就产生第二信使三磷酸肌醇（IP3）、二酰甘油（DAG）和环鸟苷酸（cGMP）等。

其中IP3和环
腺甘二磷酸-核糖，促使Ca2+从内质网中大量释放，并随后快速地泵回，形成一串反复出现的Ca2+浓度波动；DAG则激活PKC，加速Na+的流入和H+的流出，使卵内pH上升；最后导致DNA复制，蛋白质合成增加，原核融合和受精卵开始分裂。

简述干细胞在再生医学中的应用？
干细胞是一类能反复复制和分化成各类次生细胞的细胞。

它们在分化过程中越来越自成为一个谱系,直至只形成一种细胞。

其实,任何一种可分化成几种功能较专一的细胞的普通细胞都可被看成是干细胞。

当然,干细胞也有不同的等级。

有些干细胞能够大量复制,但分化能力有限。

在这类细胞中最主要的是全能干细胞。

单个全能干细胞能持久地维持完整的造血系统和免疫系统。

而能分化成几种细胞系的干细胞为多能干细胞。

干细胞产生人血细胞和免疫系统的关键组分,分离和操纵干细胞将能开辟治疗癌症、免疫系统缺损症以及其它病症的新方法。

拟南芥作为模式生物在植物发育生物学中有何价值？
拟南芥是模式生物,在植物研究里的作用与实验鼠相当,拟南芥的大多数基因在其他植物中都能找到，有关拟南芥的任何发现都能应用于其他植物研究，对农作物和药用植物的研究具有重要价值。

试述转基因动物制作过程？。