发育生物学第一章绪论讲诉

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新型的发育生物学实验技术：
Gene knock-out：基因敲除，应用DNA同源重组 原理，用设计的同源片段替代靶基因片段，从而 达到基因敲除的目的。 RNAi：RNA干扰，利用dsRNA的高效特异性降 解细胞内同源mRNA，从而阻断体内靶基因的表 达。 MO：吗啉代寡聚核苷酸，是一种利用反义寡聚 核苷酸抑制特定mRNA的翻译而阻断目的基因功 能的方法。
• 发育生物学既是重要的基础生命科学，其研 究成果又具有广阔的应用前景，已经成为当 代最活跃的生命科学研究领域之一。
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20Leabharlann 四、发育生物学研究的主要问题及应用前景
1 . 基本问题
• • • • 生殖细胞的发生及调控机制 受精 早期胚胎发育及基因表达 细胞分化和胚胎诱导
概括为①受精卵是如何形成成体的； ②成体又是如何产生另一个成体的
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第一节 发育生物学的研究对象、任 务及其与其他学科的关系
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一、发育生物学的研究对象
• 是应用现代生物学的技术研究生物发育机 制的科学。 • 主要研究多细胞生物从生殖细胞的发生、 受精、胚胎发育、生长到衰老和死亡等个 体发育中生命现象发展的机制及生物种群 系统发生机制。
发育生物学的研究制造了一个网络，将分子生物学、细 胞生物学、遗传学、生物化学、生理学、解剖学、免疫 学、胚胎学和进化生物学甚至生态学等多种学科都整合 在一起。 基因、细胞和发育已成为生命科学研究的一主线。成为
理解任何其他生命科学的问题所必需。
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• 发育生物学的形成和发展本身是多学科相互 渗透的结果，代表了现代生命科学的结晶。
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2. 经典而重要的热点问题
• • • • • • •
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性别决定及性染色体进化 细胞核的全能性与可塑性 发育异常与癌症 肥胖与疾病 衰老与死亡 干细胞与再生 发育与进化
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3.疑难问题
• 分化难题：每一细胞相同的基因组怎样产生不同类 型的细胞。 • 形态发生难题：不同表型的细胞构成组织、器官， 建立结构的过程。有序性，眼睛长在头上。 • 生长难题：生物体内的细胞知道它何时该长，何时 该停。 • 生殖难题：生殖细胞是如何发出指令形成下一代? 细胞中允许它们完成这一使命的指令又是什么? • 进化难题：进化涉及发育中的遗传变化。那些变化 能够起到进化作用？
5.Scott F Gilbert 《Developmental Biology》Seventh edition 2003
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学术刊物
• • • • • • • • • • • 《生命的化学》 《科学通报》 《遗传学报》 《细胞生物学杂志》 《动物学报》 Genes and Development Developmental Cell Development Developmental Biology Annual Reviews of Cell and Developmental Biology Current Opinion in Genetics and Development
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人的不同组织的细胞形态
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发育生物学是近年来进展最快的 学科之一
• 《Nature》 及其分支杂志在1994年1月— 2004 年8月期间刊登了1200多篇发育方面的 论文。 • 《Science》 1994年1月—2004年8月期间刊 登了1050多篇发育方面的论文。
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发育：指生命现象的发展、生物有机体的自我构 建和自我组织。 个体发育：多细胞有机体的生命过程是一个相对 缓慢和逐渐变化的过程，这个过程为个体发育。
个体发育起源于一个单细胞（受精卵，合子）， 由受精卵通过一系列的分裂和分化形成胚胎和产 生有机体的所有细胞。
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细胞程序性死亡对发育中神经细胞数量的调节
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细胞程序性死亡在小鼠脚趾形成中的作 用
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二、发育生物学的主要任务
个体发育的基础是细胞分化。
从个体发育的角度：
一个单细胞受精卵如何通过一系列的 细胞分裂和分化，产生有机体内所有形态 和功能不同的细胞，这些细胞之间又如何 通过相互作用构建各种组织和器官，建成 一个有机体并完成各种发育过程
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• 发育生物学与传统的胚胎学（embryology）不同 发育生物学是在20世纪50年代以后，由 分子生物学 细胞生物学 遗传学 生物化学
等其他生命学科的发展，并与胚胎学的相互渗透， 才逐渐发展和形成的一门新兴的生命科学。
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• 传统的胚胎学：
是研究从动物受精到出生之间有机体的发 育，即胚胎发育。 • 但有机体的发育在出生后并未停止，甚至 大多数成年生物体也依然继续发育。
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从遗传学角度： 发育是遗传信息按一定的时间和空间顺序 表达的结果。发育具有严格的次序性，发育并 不是个别基因的表达，而是众多基因表达在时 间和空间上的联系和配合。
发育生物学的主要任务是研究生物体发育 的遗传程序及其调控机制。
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三、发育生物学与其他学科的关系
发育生物学
Developmental Biology
参考教材：
参考教材
1.张红卫《发育生物学》高等教育出版社 2006 2.樊启昶《发育生物学原理》高等教育出版社 2002 3.桂建芳 《发育生物学》科学出版社 2002 4.Lewis Wolpert 《Principles of Development》Second edition 2002
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4.发育生物学的研究成果具有广泛的应用前景
•对肿瘤、爱滋病、畸形发生机制的研究是临床医学 的基础。 •关于受精和早期胚胎发育机制的研究是计划生育、 优生、优育工作的理论基础。 •克隆技术、胚胎切割、转基因动植物等生物技术的 应用，对国民经济和农业现代化的可持续发展具有 重要意义。