發(fā)育生物學復習匯總

1、發(fā)育生物學復習Chapter1 緒論問答題1. 基因表達的特點a. 按嚴格的時間和空間順序啟動或關閉b. 基因表達的特異性，不同細胞所表達的基因種類不同c. 基因表達可出現交叉性，同一家族的基因成員在不同組織細胞內表達d. 組織細胞不同功能狀態(tài)時基因呈不同表達狀態(tài)2. 控制細胞增殖分化的因素a. 細胞內控制b. 細胞之間的相互影響3. 細胞轉型從哪三個方面調節(jié)胚胎發(fā)育a. 器官形成：b. 胚層分化：體壁內胚層和中胚層的分化，以及定形內胚層的形成有關c. 神經系統(tǒng)分化：促進了背神經上皮細胞向神經管脊細胞的轉化4. 模式生物通常有哪幾種，作用，意義模式生物：進化使得不同細胞生命具有同一性，一些有助

2、于理解生命世界一般規(guī)律的，細胞數量更少，分布相對單一，變化易于觀察的低階物種條件：1. 生理特征代表生物界某一大類群 2. 容易獲得并在實驗室內大量飼養(yǎng)、繁殖 3. 容易進行實驗操作，特別是遺傳學分析與人類的相似性：1. 與人類基因組和蛋白質組的同源性 2. 與人類發(fā)育過程的相近性 3. 與人類疾病發(fā)生的類似機制 4. 與人類對藥物反應的接近程度經典模式生物：1 大腸桿菌 首個原核模式生物-基因工程載體2 釀酒酵母 首個真核模式生物-細胞周期3 擬南芥 首選模式植物 4 海膽 首個動物模式生物-胚胎發(fā)育學5 秀麗隱桿線蟲 首個蠕蟲模式生物 細胞凋亡6 黑腹果蠅 首個節(jié)肢動物模式生物 現代遺傳學

3、7 非洲爪蟾 首個脊椎動物模式生物 減數分裂8 小鼠 首個哺乳類動物模式生物 最常用5. 發(fā)育中的六個主要過程1. 細胞分裂2. 模式建成：軀體軸線的制定與三個胚層的形成3. 形態(tài)建成4. 細胞分化5. 生長 胚胎在基本的pattern形成之后，其體積會顯著增長6. 細胞凋亡6. 基因如何調控細胞行為1. 蛋白編碼基因調控的細胞行為2. microRNA調控的細胞行為3. 表觀遺傳調控的細胞行為：DNA甲基化，組蛋白乙?；c甲基化，核小體重排，染色質重塑7. 發(fā)育生物學常用技術1. 細胞追蹤：細胞染料標記，熒光染料標記，細胞移植2. 細胞遷移：細胞移植3. 突變體篩選：從自然突變體中分離鑒定控

4、制發(fā)育的基因；人工正向遺傳突變篩選分離鑒定控制發(fā)育的基因（化學誘變劑，外源DNA插入4. 鑒定發(fā)育相關基因：基因芯片，染色質免疫共沉淀ChIP，酵母雙雜交，基因序列同源性克隆5. 發(fā)育相關表觀遺傳研究：DNA甲基化表觀遺傳研究，組蛋白甲基化與乙?；芯?. 基因表達的檢測：mRNA檢測（microarray，WB，RT-PCR），蛋白質檢測（WB），特異性啟動子驅動的報告基因示蹤7. 基因在發(fā)育中的功能研究：基因敲出法，異位表達法，過量表達法名詞解釋發(fā)育生物學（developmental biology）:生物科學重要的基礎分支學科之一，研究內容是和許多其他學科內容相互滲透、錯綜聯(lián)系，特別是和

5、遺傳學、細胞生物學、分子生物學的關系最為緊密。其應用現代科學技術和方法，從分子水平、亞顯微水平和細胞水平來研究分析生物體從精子和卵的發(fā)生、受精、發(fā)育、生長直至衰老死亡的過程及其機理。模式建成：胚體形成過程中，細胞獲得個性(identity)并在胚胎中組織起來，形成初期基本的形體模式的過程。表觀遺傳調控：在不改變基因序列的前提下，通過DNA甲基化、組蛋白修飾以及非編碼RNA（ncRNA）等調控途徑在多個層面上調節(jié)參與發(fā)育過程相關的基因表達，從而決定細胞分化的方向。細胞重編程指在特定條件下將完全分化的細胞逆轉成為具有與胚胎干細胞類似特點的多能性干細胞。核細胞核移植技術（SCNT）：將體細胞核轉移到

6、去核卵細胞中，培養(yǎng)形成的囊胚內出現一群細胞（內細胞群，ICM）Chapter 2 受精與性別決定問答題1. 配子的發(fā)生過程精子發(fā)生：精原細胞-初級精母細胞-次級精母細胞-精子細胞-精子發(fā)生-成熟的精細胞卵子發(fā)生：卵原細胞（原始生殖細胞）-初級卵母細胞+第一極體-次級卵母細胞+第二極體-成熟的卵細胞2. 精子的基本結構頭頸尾三部分精子頭部由頂體囊泡（ acrosomal vesicle） 和精核構成。大部分精子的細胞質在精子成熟過程中被排除。頂體位于精核前端，由高爾基體演化而來。頂體中含有多種水解酶，主要作用是溶解卵子的外膜。有些動物的頂體中還有與精卵識別有關的分子。整個精核是一個致密結構，幾乎

7、看不到染色質絲和核仁，精子中所有的基因都不表達精子尾又稱鞭毛3. 卵子的基本結構成熟卵子中合成和吸收了大量的物質，包括大量的蛋白質、核糖體和tRNA、 mRNA、形態(tài)發(fā)生因子（ morphogenetic factor）以及保護性化學物質（如IgG）， 為以后的生長和發(fā)育奠定了基礎。微絨毛（ microvilli可以幫助精子進入細胞。皮質顆粒（ cortica granules） 由高爾基體分化而來，包含蛋白水解酶及粘多糖，能阻止多精子入核。卵質外是質膜（ plasma membrane） ，質膜能與精子質膜融合，在受精時可以調控特定的離子流動。質膜外是卵黃膜（ vitelline envel

8、ope） 。 卵黃膜對識別同一物種的精子有非常重要的作用。在哺乳動物中卵黃膜稱為透明帶（ zona pellucida）， 哺乳動物卵子被卵丘（ cumulus） 細胞包圍，卵丘細胞最內層，緊靠著透明帶的一層濾泡細胞稱為放射冠（ corona radiata）4. 受精的基本過程1. 精子獲能哺乳動物的精子需要在雌性生殖道中停留一個特定的時期，以獲得對卵子受精的能力，這一過程稱為精子獲能。精子獲能中產生質膜變化，能夠識別透明帶，觸發(fā)頂體反應2. 精子頂體反應頂體反應是指受精前精子在同卵子接觸時，精子頂體產生的一系列變化。頂體反應及調控機制 離子調控Ca2+起主導作用。還有Na+、 K+、 Mg

9、2+、 Cl和H+的參與。 脂質調控脂質調控膜的流動性和“鈣泵”的活性。 磷酸肌醇調控多磷酸肌醇的產物是誘發(fā)頂體反應的第二信使。PLC， PIP2， DAG激活PKC，誘導頂體反應。IP3， 胞內Ca2+水平升高，激活頂體反應的關鍵酶。3. 精卵相互作用受精過程中，精卵的識別具有種屬特異性，即給定物種的卵子對同源精子的識別與結合具有絕對的特異性。這種特異性的原因在于雌雄配子表面具有某些結構互補的特異分子，通過這些特異分子之間的相互作用，保證了雌雄配子的正確識別精子和卵子的相互作用主要分為3個步驟：精子與卵丘細胞的相互作用: 精子在接觸和穿越卵丘細胞層是，發(fā)生頂體反應。并通過透明質酸酶，使卵丘細

10、胞脫落，暴露透明帶。精子與卵子外圍的卵黃膜（透明帶）結合哺乳動物精卵的特異性識別發(fā)生在卵細胞的透明帶（ zona pellucida） 部分精子與卵母細胞的相互作用4. 合子形成精卵質膜的融合，精子進入卵內，啟動合子形成過程。大體分為3個步驟：第二極體排出；雌、雄原核形成；兩性原核結合并開始第一次卵裂5. 多靜受精阻斷的機制與皮層反應皮質反應： 精卵結合，卵子的膜電位發(fā)生了變化，皮質顆粒的膜與卵膜融合，將內容物釋放到卵膜周圍的間隙中，膜融合使卵質膜結構發(fā)生了變化，形成了防止精子進入的屏障，不再與其它精子的膜融合。透明帶反應： 皮質顆粒內容物排出后，引起透明帶一系列的變化，使透明帶結合能力降低，

11、對頂體蛋白酶的敏感性減弱，制止精子的穿透（卵膜屏障、透明帶屏障）。卵子的激活海膽卵子細胞膜去極化引起的快速的阻礙作用；卵子皮層顆粒的胞吐作用產生的一種較慢的阻礙作用；卵子細胞質降解額外精子的核酸或排出包含有額外精子核酸的細胞質。6. 性別決定相關基因與功能SOX9 與 SRY7. 卵子激活未受精的卵子是惰性的，細胞的呼吸活動、 RNA的轉錄和蛋白質的合成處于或幾乎處于零水平。只有受精的刺激才能喚醒其代謝的活躍進行。這一活化過程分為兩個階段：早期反應（應答）指從精卵接觸到發(fā)生皮質反應的數秒鐘內所發(fā)生的事件。晚期反應（應答）在受精開始后數分鐘內發(fā)生的事件。精子誘導卵子激活包括:皮質反應、減數分裂恢

12、復、第二極體排出、DNA復制和第一次卵裂。Ca2+和磷脂激活的蛋白激酶（ PKC）在卵激活過程中起一定的作用。8. 頂體反應的檢測方法1. 豌豆凝集素標記技術2. 金霉素染色技術3. 考馬斯亮藍染色技術4. 頂體特異性抗精子抗體標記技術5. 轉基因熒光頂體名詞解釋受精（ fertilization）精子與卵子相結合而形成受精卵的復雜過程，是以有性生殖為繁衍方式的動物個體發(fā)育的起始點，也是新生命的開端。精子獲能（ capacitation ）哺乳動物的精子需要在雌性生殖道中停留一個特定的時期，以獲得對卵子受精的能力，這一過程稱為精子獲能。趨化性（ chemotaxis）精子根據化學濃度梯度直接向

13、卵子運動的現象。頂體反應（ acrosomal reaction， AR）頂體反應是指受精前精子在同卵子接觸時， 精子頂體產生的一系列變化。印跡形成合子的雌雄原核所攜帶的單倍體基因組并不等同。 一個尚未被了解的生物學進程選擇性地沉默父本或母本來源的等位基因，即印跡（imprinting）。Imprinting 基因: 在卵子發(fā)生或精子發(fā)生過程中被打上了不同印記的基因。 由于印記不同，來源于雌核和雄核基因的表達模式也不同，即在胚胎發(fā)育過程中，有些基因僅來自于雄性的表達，而另一些基因僅來自于雌性的表達。ICSI (Intracytoplasmic sperm injection)即卵胞漿內單精子顯

14、微注射技術 ，也就是第二代“試管嬰兒”，該技術是借助顯微操作系統(tǒng)將單一精子注射入卵子內使其受精胚胎發(fā)育與腫瘤發(fā)生問答題1. 癌細胞細胞形態(tài)與細胞行為的改變a. 失去接觸抑制b. 低分化程度c. 逃離細胞死亡的命運2. 腫瘤發(fā)生的調控機制a. 細胞周期調控異常：RB P53b. 腫瘤細胞凋亡機制受阻 caspase 端粒酶異常c. 腫瘤細胞分化調控異常 Wnt3. 胚胎發(fā)育與腫瘤發(fā)生的相似性a. 發(fā)育過程與腫瘤發(fā)生受到相同的基因調控 Wntb. 胚胎植入·過程與腫瘤侵襲轉移過程類似: 病理過程；參與二者的蛋白水解酶（MMPs與uPA）；生長因子類似；胚胎滋養(yǎng)層細胞與腫瘤細胞在免疫上的相

15、似性（CEA AFP等）c. 胚胎發(fā)育機制與腫瘤發(fā)病機理d. 腫瘤干細胞與胚胎干細胞：高端粒酶活性與共同的信號通路名詞解釋胚胎發(fā)育：從受精卵發(fā)育成胚胎并且形成成熟的胎兒的過程。腫瘤發(fā)生：在致癌因子作用下， 由于基因表達的某些環(huán)節(jié)出現問題，導致的細胞增殖和分化異常。早期胚胎發(fā)育與軸性建立1. 高等動物個體發(fā)育總過程 4個主要階段1. 受精卵（Fertilized egg）通過細胞分裂（卵裂Cleavage） 形成多細胞的胚胎，稱為囊胚 (blastulae)。 囊胚一般有個腔，稱為囊胚腔。2. 囊胚通過一次較大規(guī)模的細胞重排，原來位于胚胎表面的細胞遷移到胚胎內部，形成三胚層（外胚層、中胚層和內胚

16、層）。這一現象稱為原腸運動（Gastrulation）。形成的胚胎稱為原腸胚（ gastrulae ）。3. 原腸胚的背方的外胚層細胞增厚，成為神經系統(tǒng)的原基，稱為神經板。通過一系列的形態(tài)建成運動，神經板最終形成為腦和脊髓。這一過程即為神經建成（Neurulation），該階段的胚胎為神經胚(neurulae) 。4. 在神經建成的同時，胚胎的各部分形成各種器官的原基，進而形成器官。該過程稱為器官形成（Organogenesis）2. 卵裂的定義與特點卵裂的概念：合子在獲得新的遺傳物質和進行細胞質的重排之后，即發(fā)生一系列快速的有絲分裂，形成一個多細胞體。卵裂球連續(xù)分裂不間隔，細胞在兩次分裂之間

17、沒有生長期，細胞體積不增大，合子以二分裂、四分裂和八分裂的方式進行，每次分裂后的卵裂球只有原來大小的一半。卵裂中細胞周期縮短，只有S期和M期，且均較短，其原因是DNA復制在多位點上同時進行。1. 輸卵管內，邊運動邊分裂2. 進行有絲分裂，數目不斷增加3. 只分裂不生長，胚胎總體積不變或減小4. DNA含量不斷增加，有機物含量減少3. 決定卵裂方式的影響因素核的位置卵黃的含量及其在細胞內的分布卵的細胞質成分和極性決定卵裂溝的方向4. 2個卵裂球5. 桑椹胚的胚胎發(fā)育特點1. 胚胎致密化 概念：在第三次卵裂后，卵裂球突然相互靠近，卵裂球之間的接觸面增大形成一個緊密的多細胞體，是哺乳動物卵裂的特征

18、作用：細胞球體外層細胞之間的緊密連接可使球體內部的細胞與外界隔絕，穩(wěn)定細胞球。2. 胚胎極性形成 8細胞期之前，各個卵裂球的發(fā)育潛能一致，都有發(fā)育全能性。8細胞期晚期，隨著致密化起始，各個卵裂球出現極性變化，卵裂球的細胞質形成兩個區(qū)域：頂部區(qū)和基底區(qū)。 頂部區(qū)：微絲和微管；細胞間為縫隙連接 基底區(qū)：核；細胞間形成緊密連接6. 早期胚胎的基因表達特點基因表達時相：2細胞期階段，早期胚胎開始基因轉錄。雌雄原核基因表達的差異：雄性原核形成時就可發(fā)現少量轉錄。雄原核的DNA去甲基化早于卵原核。7. 雙卵雙生與單卵雙生雙卵雙生：排兩個卵，并同時受精。特點：每個胚胎有其獨立的絨毛膜囊和胎盤。遺傳形狀和性別

19、與普通兄弟姐妹相同單卵雙生：單個卵子受精后發(fā)育成兩個胚胎。原因：1.卵裂早期，兩個卵裂球完全分開，各形成一個胚胎。特點：每個胚胎有各自的羊膜和絨毛膜。2. 形成兩個內細胞群特點：共用一個胎盤和絨毛膜，但羊膜腔是分開的。8. 化學分化9. 細胞分化的影響因子名詞解釋1. 胚胎致密化 概念：在第三次卵裂后，卵裂球突然相互靠近，卵裂球之間的接觸面增大形成一個緊密的多細胞體，是哺乳動物卵裂的特征 作用：細胞球體外層細胞之間的緊密連接可使球體內部的細胞與外界隔絕，穩(wěn)定細胞球。2. 細胞分化是指在個體發(fā)育過程中，由一種相同類型的細胞經細胞分裂逐漸在形態(tài)、結構和功能上形成穩(wěn)定性差異，產生不同細胞類群的過程。3. 細胞決定是指在個體發(fā)育過程中，由一種相同類型的細胞經細胞分裂逐漸在形態(tài)、結構和功能上形成穩(wěn)定性差異，產生不同細胞類群的