发育生物学教案

教学日志章节名称 绪 论 学时数授课时间 教学进度学生考勤 应到： 实到： 请假： 旷课：课程类型 理论课 讨论课 习题课 实验课 上机课 技能课 其他教学方法 多媒体授课目的要求1. 了解发育生物学的研究对象、任务及其与其他学科的关系2. 掌握动物发育的主要特征和基本规律3. 掌握发育生物学模式生物的种类及其特点4. 了解发育生物学的发展简史和发育生物学研究技术重点难点重点：动物发育的主要特征和基本规律、发育生物学模式生物难点：动物发育的主要特征和基本规律思考题作业教学后记作业批改及实验记录说明：1、每次授课前后，任课教师应及时填写。2、授课时间：指授课日期和节次；教学进度：指是否符合教学进度简表绪 论第一节 发育生物学的研究对象、任务及其与其他学科的关系一、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。二、发育生物学主要研究生物个体发育（多细胞生物题从生殖细胞的发生、受精、胚胎发育、生长、衰老和死亡）和生物系统发生中生命发展的机制。三、发育生物学的主要任务是研究生物体发育遗传程序及其调控机制。四、发展基础：胚胎学、遗传学、细胞生物学第二节 动物发育的主要特征和基本规律一、多细胞有机体的发育有两个主要的功能1. 产生细胞的多样性并使各种细胞在本世代有机体中有严格的时间和空间的次序性，保证世代的交替和生命的连续2. 通过繁殖产生新一代的个体，使世代延续二、动物发生过程三、动物发育的主要特征和基本规律第三节 发育生物学的发展简史一、后成论和先成论二、细胞理论对胚胎发育和遗传概念的影响三、发育的嵌合型和调整型四、诱导的发现 五、遗传学、分子生物学与发育生物学的结合第四节 发育生物学模式生物一、脊椎动物模式生物：非洲爪蟾、斑马鱼、鸡、小鼠二、无脊椎动物模式生物：果蝇、线虫三、发育生物学模式植物：拟南芥第五节 发育生物学研究技术一、常用发育生物学研究技术（一）显微镜技术（二） 组织切片技术（三）分子生物学技术（四）原位杂交技术（五）显微注射（六）报道基因技术（七）细胞标记技术二、发育遗传学技术（一）正向遗传学技术1.大规模诱变筛选技术2.插入诱变筛选3.突变基因的克隆（二）反向遗传学技术1.基因敲除技术2.条件基因敲除技术3.RNA 干扰技术4.吗啉代寡聚核苷酸5.显性抑制6.转基因技术7.基因捕获8.果蝇中的克隆化分析教学日志章节名称 第一章 细胞命运的决定 学时数授课时间 教学进度学生考勤 应到： 实到： 请假： 旷课：课程类型 理论课 讨论课 习题课 实验课 上机课 技能课 其他教学方法 多媒体授课目的要求1. 掌握细胞形态发生决定子、定型、分化的概念2. 了解胚胎细胞相互作用的概念重点难点重点：细胞形态发生决定子、细胞定型、细胞分化难点：胚胎细胞相互作用思考题作业教学后记作业批改及实验记录说明：1、每次授课前后，任课教师应及时填写。2、授课时间：指授课日期和节次；教学进度：指是否符合教学进度简表第一章 细胞命运的决定第一节 细胞命运通过形态发生决定子自主特化一、细胞定型和细胞分化1. 细胞分化：从单个全能的受精卵产生各种类型的细胞的发育过程。2. 细胞定型：细胞在分化之前，将发生一些隐避的变化，使细胞朝特定的方向发展。细胞定型分为特化和决定两个时相。特化的细胞或组织的发育命运是可逆的，而决定的细胞或组织的发育命运是不可逆的。胚胎细胞定型主要有两种方式：胞质隔离和胚胎诱导。3. 自主特化和有条件特化（渐进特化、依赖型特化） 。4. 胚胎发育主要有两种方式：自主型发育（镶嵌型发育）和调整型发育。海鞘、环节动物、软体动物和线虫等属于典型的镶嵌型发育，而海胆、两栖纲、鱼类等属于典型的调整型发育。 二、形态发生决定子形态发生决定子也称为成形素或胞质决定子，广泛存在于各种动物的卵子细胞质中。三、胞质定域胞质定域：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。又称为胞质隔离、胞质区域化、胞质重排。（一） 、海鞘1.肌质和肌细胞的特化 2.内胚层、表皮和前后轴的决定（二） 、软体动物 （三） 、线虫 1.生殖细胞的特化生殖质：胞质中所含的能决定生殖细胞形成的物质。2.咽部原始细胞命运的决定（四） 、昆虫1.极质和生殖细胞的特化 2.果蝇晚期发育中细胞不对称分裂 四、 形态发生决定子的性质 （一） 、 海鞘形态发生决定子海鞘胚胎中可能含有两类形态发生决定子：一类是可以激活某些基因转录的物质，另一类可能是RNA。 （二） 、 果蝇极质：果蝇卵子极粒主要有蛋白质和 RNA 组成。第二节 细胞命运通过相互作用渐进特化一、种质学说二、Wilhelm Roux :镶嵌型发育1. 镶嵌型发育： Roux 认为，蛙胚是由能自我分化的各部分组织在一起形成的镶嵌体，每一部分的发育命运是不能改变的，因为每一个细胞接受一组特定的核决定子，并依据所接受的核决定子分化成相应的组织。2. Hans Driesch:调整型发育3. Sven Horstadius 双梯度模型：在海胆胚胎发育中存在两个彼此相对的梯度：植物极化梯度和动物极化梯度。植物极化梯度在植物级活性最大，动物级化梯度在动物级活性最大。海胆胚胎的正常发育依赖于动物极化梯度和植物极化梯度两者之间的平衡，而不依赖于它们的绝对强度大小。两个梯度之间的不同组合建立起各种中间状态。只要两个梯度强度是平衡的，胚胎就能正常发育。三、两栖类发育调控（一） 、胚胎细胞的渐进决定（二） 、初级胚胎诱导1. 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径分化的作用。2. 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。教学日志章节名称 第二章 细胞分化的分子机制-转录和转录前的调控 学时数授课时间 教学进度学生考勤 应到： 实到： 请假： 旷课：课程类型 理论课 讨论课 习题课 实验课 上机课 技能课 其他教学方法 多媒体授课目的要求1. 掌握基因组相同的概念、基因差异表达的机理2. 掌握染色质结构对基因活性的调控机理3. 掌握基因表达的时间和空间特异性、发育中基因转录水平的调节机制。重点难点重点：1.基因组相同的概念、基因差异表达的机理2.染色质结构对基因活性的调控机理3.基因表达的时间和空间特异性、发育中基因转录水平的调节机制难点：基因表达的时间和空间特异性、发育中基因转录水平的调节机制思考题作业教学后记作业批改及实验记录说明：1、每次授课前后，任课教师应及时填写。2、授课时间：指授课日期和节次；教学进度：指是否符合教学进度简表第二章 细胞分化的分子机制 -转录和转录前的调控1. 在多细胞生物体内，每一个细胞有一定的性状，即细胞特定基因型在一定条件下的表现，也称为细胞表型。2. 根据细胞表型可将细胞分为 3 类：全能细胞、多潜能细胞、分化细胞。3. 细胞分化是基因差异性表达的结果，差异性基因表达产生的原因主要来自两个方面：一是细胞内环境的差异影响核基因的表达；二是细胞外环境的影响。4. 基因差异表达的调控机制主要是在以下几个水平完成：一是差异基因转录；二是核 RNA 的选择性加工；三是 mRNA 的选择性翻译；四是差别蛋白质加工。第一节 基因组相同和基因差异表达一、有机体不同组织细胞基因组相同的证据1. 遗传学证据2. 胚胎学证据3. 分子生物学证据二、核潜能的限定1. 在发育中核潜能被限定2. 细胞核具有潜在全能性的研究三、基因组相同的例外 基因组的改变 1.染色质消减：马蛔虫、瘿蝇2.基因重排：B 淋巴细胞发育过程中免疫球蛋白轻链基因重排3.基因扩增：非洲爪蟾卵母细胞核糖体 RNA 的基因扩增第二节 染色体水平基因活性的调控一、染色质染色质根据在细胞分裂间期折叠压缩的状况分为异染色质和常染色质。1. X 染色体失活2. 水蜡虫的染色体失活二、选择性基因转录的染色质变化1. 染色体疏松区 2. 灯刷染色体第三节 转录水平的调控一、基因表达的时间和空间特异性1. 基因表达的时间特异性是指有些特异性基因，只有在发育的某一个特定时期或某些时期才具有活性，而在其他时期则是无功能的基因。2. 基因表达的空间特异性主要指基因表达的组织细胞特异性。二、发育中基因转录水平的调节和变化（一） 、卵清蛋白基因的转（二） 、珠蛋白基因的转录（三） 、转录调控蛋白对 5S 核糖体 RNA 基因表达的转录1. 中心启动子元件2. TF a 的转录调节（四） 、转录调控的“ 开关基因 ”三、差异基因转录的调控机制（一） 、外显子和内显子（二） 、启动子和增强子1. 启动子的结构和功能2. 与启动子结合的反式作用因子3. 增强子的结构和功能（三） 、转录因子转录因子是基因调控的反式作用因子，是能与启动子和增加子结合的蛋白质。转录因子既含有特异性 DNA 结合域，又含有能与启动子或增强子结合并刺激基因转录的结构域，可分为通用转录因子和特殊转录因子。1. 同源异型框蛋白 2. POU 蛋白（四） 、激素应答成分（五） 、免疫球蛋白轻链基因的转录调控1. 免疫球蛋白基因2. 抗体轻链基因的产生3.抗体重链基因的产生4. 免疫球蛋白基因的顺式调节5. 免疫球蛋白基因表达的反式调节（六） 、转录因子活性的调节1. 转录调节：如果转录因子是调节特定基因表达的蛋白质，这些转录因子可以通过其他转录因子调节蛋白质的合成。2. 蛋白质的修饰和 RNA 剪接教学日志章节名称 第三章 细胞分化的分子机制-转录后