发育模式生物

发育模式生物 一 线虫 作为发育生物学研究模式生物的一种线虫 称为华美广杆线虫 Caenorhabditiselegans 线虫是线虫动物门 Aschelminthes 线虫纲 Nematoda 系动物界中数量最丰者之一 寄生于动物 或自由生活于土壤 淡水和海水环境中 绝大多数营自生生活 营寄生生活中 只有极少部分寄生于人体并导致疾病 此类线虫在中国已发现有35种 目前流行的线虫有蛔虫 鞭虫 蛲虫 钩虫 旋毛虫和类粪圆线虫 体长约1nm 呈两端尖 两侧对称的粗线状 具三胚层 原体腔 消化系统管状 前端有口 后端有肛门 经体表进行气体交换 无专门呼吸器官 无专门的循环系统 以原体腔液为介质在细胞组织中进行代谢物质的运输和交换 排泄系统为纵行的排泄管 神经系统简单 以神经环为中枢向前后各伸出6条神经 通过体壁的肌肉收缩进行运动 以雌雄同体 即个体兼具雌雄生殖器官 为主 体内受精 在生殖腺管内发育成胚胎 线虫的基本发育过程包括受精卵 胚胎 幼虫和成虫等阶段 成体线虫自由生活于土壤中 鳗鳔居线虫 线虫通体透明 很容易观察体内单个细胞的分裂和分化过程种系细胞 在简略的细胞谱系中 每一轮细胞分裂后 继续可以向产生生殖细胞方向分裂的细胞 即延续其种系的细胞称为种系细胞 生成细胞 发育命运已经确定为体细胞并决定了其分化方向 即预定将分化成哪一类组织 的细胞 细胞分化谱系 该谱系反映了细胞命运确定的时间 预定组织器官类型及总体细胞总数 二 果蝇 果蝇科 Drosophilidae 果蝇属 Drosophila 昆虫 约1 000种 作为一种常见的模式生物 modelorganism 已经大量使用在遗传学 genetics 和发育生物学 developmentalbiology 上的研究 体型较小 身长3 4mm 近似种鉴定困难 主要特征是具有硕大的雄性腹部有黑斑前肢有性梳 雌性没有雄性腹部有黑斑前肢有性梳 雌性没有红色复眼 雌性体长2 5毫米 雄性较之还要小 雄性有深色后肢 可以此来与雌性作区别 雌雄鉴别方法 雌果蝇体型大 末端尖 背面 环纹5节 无黑斑 腹面 腹片7节 第一对足跗节基部无性梳 雄果蝇体型小 末端钝 背面 环纹7节 延续到末端呈黑斑 腹面 腹片5节 第一对足跗节基部有黑色鬃毛状性梳 优点与用途作为实验动物 果蝇有很多优点 首先是饲养容易 用一只牛奶瓶 放一些捣烂的柿子 就可以饲养数百甚至上千只果蝇 第二是繁殖快 在25 左右温度下十天左右就繁殖一代 一只雌果蝇一代能繁殖数百只 果蝇性状变异很多 比如眼睛的颜色 翅膀的形状等性状都有多种变异 这些特点对遗传学研究也有很大好处 对于这些有利的特点 摩尔根也不是一下子都认识清楚了的 而是后来在研究工作中逐渐体会到的 果蝇在生命学中的重要作用果蝇为基因学说的创立和发育生物学分子基础的确定做出了不可替代的贡献 它之所以被遗传学家和发育生物学家所垂青 在于果蝇作为模式生物的突出优点 个体小 生命周期短 易于大量培养和进行突变体的筛选 胚胎发育速度快 同时易于观察卵裂 早期胚胎发生 躯体模式形成和各器官结构的变化 易于进行基因诱变并获得变化的表型特征 具有各种大量的突变体 仅有4对染色体 组成简单 基因组测序已于2000年基本完成 卵子