《绪论发育生物学》

1、 发育生物学发育生物学Developmental Biology余雪松余雪松QQ 56318939013828404392 生科院生科院227(O) 整理整理ppt发育发育与与发育生物学发育生物学n发育发育(development)又称发生又称发生,科学地定义是科学地定义是:一一个有机体从其生命的开始到成熟的变化个有机体从其生命的开始到成熟的变化.OR发育发育是指单细胞逐渐成长为复杂的多细胞生物体的过是指单细胞逐渐成长为复杂的多细胞生物体的过程程n我是从哪儿来的呀我是从哪儿来的呀? 怎样来的？怎样来的？n“生物从何而来？生物从何而来？”、 “如何来的？如何来的？”这就是发这就是发育生物学所要回

2、答的核心问题。育生物学所要回答的核心问题。整理整理ppt动物的形态尽管千差万别，但是大多数动物的发育动物的形态尽管千差万别，但是大多数动物的发育都经历许多共同的阶段都经历许多共同的阶段发育生物学是研究生物个体发育发育生物学是研究生物个体发育过程过程及其及其规律规律的科学的科学整理整理ppt动物的发育动物的发育与与植物的发育植物的发育整理整理ppt主要内容体系主要内容体系n绪论绪论n第一篇：发育生物学基本原理第一篇：发育生物学基本原理n第二篇：第二篇：动物胚胎的早期发育动物胚胎的早期发育n第三篇：第三篇：动物胚胎的晚期发育动物胚胎的晚期发育n第四篇：发育生物学的新研究领域第四篇：发育生物学的新研

3、究领域整理整理ppt发育生物学相关期刊发育生物学相关期刊整理整理ppt主要参考教材主要参考教材n张红卫等主编，发育生物张红卫等主编，发育生物学，学，2006。n樊启昶等主编，发育生物樊启昶等主编，发育生物学原理，学原理，2002。n桂建芳等主编，发育生物桂建芳等主编，发育生物学，学，2002 。nLewis Wolpert， Principles of Development, Second edition，2002。nScott F Gilbert，Developmental Biology, Seventh edition，2003。整理整理ppt重点内容提示及学习要求重点内容提示及学习要

4、求n用红色标明相关章节及要求重点掌握的内容；用红色标明相关章节及要求重点掌握的内容；n每章课后小结、思考题，未讲述部分自学，不每章课后小结、思考题，未讲述部分自学，不作考试要求；作考试要求；n理论性较强，需要理解记忆，要做好课前预习理论性较强，需要理解记忆，要做好课前预习和课后复习。和课后复习。整理整理ppt任课老师及讲授章节任课老师及讲授章节n余雪松余雪松 绪论，第一至八章，第十七和十八章绪论，第一至八章，第十七和十八章n贾伟章贾伟章 第九至十六章，第十九至二十一章第九至十六章，第十九至二十一章 整理整理ppt课时设置课时设置n总共总共72学时：理论课学时：理论课48学时，实验课学时，实验课

5、24学时。学时。n理论课：从第一到第十二周（星期一、星期四理论课：从第一到第十二周（星期一、星期四上午上午3-4节）节）n实验课：第实验课：第6到第到第9周（星期五下午）周（星期五下午）整理整理ppt考核方式考核方式n理论课：闭卷考试理论课：闭卷考试n实验课：实验报告实验课：实验报告n平时成绩：考勤平时成绩：考勤(随机不定时点名）和课随机不定时点名）和课堂表现（回答问题）堂表现（回答问题）整理整理ppt绪论绪论整理整理ppt内容提要内容提要n第一节第一节 发育生物学研究对象、任务及与其他学发育生物学研究对象、任务及与其他学科的关系科的关系n第二节第二节 动物发育的主要特征和基本规律动物发育的主

6、要特征和基本规律n第三节第三节 发育生物学的发展简史发育生物学的发展简史n第四节第四节 发育生物学模式生物发育生物学模式生物n第五节第五节 发育生物学研究技术发育生物学研究技术整理整理ppt第一节发育生物学研究对象、任第一节发育生物学研究对象、任务及与其他学科的关系务及与其他学科的关系整理整理pptn发育生物学是近年来进展最快的学科之一发育生物学是近年来进展最快的学科之一nNature、 Science及其分支杂志在及其分支杂志在1994年年至今刊登了至今刊登了2500多篇发育方面的论文。多篇发育方面的论文。n在在Pubmed上可以检索到上可以检索到50万篇发育相关的论文。万篇发育相关的论文。

7、Developmental biology is at the core of all biology.整理整理ppt发育生物学的研究对象发育生物学的研究对象n发育生物学发育生物学（developmental biology）是应用现代生物学的技术是应用现代生物学的技术研研究生物发育本质的科学究生物发育本质的科学，主，主要研究多细胞生物体从生殖要研究多细胞生物体从生殖细胞的发生、受精、胚胎发细胞的发生、受精、胚胎发育、生长、衰老和死亡即育、生长、衰老和死亡即生生物个体发育物个体发育（ontogeny）中）中生命过程发展的机制。同时，生命过程发展的机制。同时，发育生物学也研究发育生物学也研究生物

8、种群生物种群系统发生系统发生（systematics development）的机制。）的机制。整理整理ppt整理整理pptn传统的胚胎学传统的胚胎学是研究从是研究从动物受精到出生之间有机体的动物受精到出生之间有机体的发育，描述胚胎发育的过程与现象为主。发育，描述胚胎发育的过程与现象为主。发育生物学发育生物学是研究发育过程与现象的机制是研究发育过程与现象的机制, ,即探讨发育的本质。即探讨发育的本质。发育生物学与其他学科的关系发育生物学与其他学科的关系n发育生物学是在发育生物学是在20世纪世纪50年代以后，由于分子生物学、细胞年代以后，由于分子生物学、细胞生物学、遗传学以及生物化学等其他生命学

9、科的发展，并与胚生物学、遗传学以及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。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。同时，发育生物学的研究制造了一个网络，将分子生物学、细同时，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、免疫学等学科整合在胞生物学、遗传学、生物化学、生理学、免疫学等学科整合在一起。一起。整理整理ppt发育生物学在本专业课程体系中的位置发育生物学在本专业课程体系中的位置n生物化学、微生物学、植物生物学、动物生物学生物化学、微生物学、植物生物学、动物生物学n细胞生物学、遗传学、分子

10、生物学、基因工程、发育细胞生物学、遗传学、分子生物学、基因工程、发育生物学、生态学、免疫学、生物信息学生物学、生态学、免疫学、生物信息学n生物工程下游技术、生物医药研究方法、生物检测技生物工程下游技术、生物医药研究方法、生物检测技术术 整理整理ppt 发育生物学研究的主要任务发育生物学研究的主要任务n个体发育的基础是细胞分化（个体发育的基础是细胞分化（cell differentiation）。）。从从个体发育的角度个体发育的角度来说，一个单细胞来说，一个单细胞受精卵受精卵如何通如何通过一系列的过一系列的细胞分裂细胞分裂和和细胞分化细胞分化，产生有机体内所，产生有机体内所有有形态和功能不同的细

11、胞形态和功能不同的细胞，这些细胞之间又如何通，这些细胞之间又如何通过细胞之间的相互作用共同过细胞之间的相互作用共同构建各种组织和器官构建各种组织和器官，建成一个建成一个有机体有机体并完成各种发育过程，这些都是发并完成各种发育过程，这些都是发育生物学的研究任务。育生物学的研究任务。整理整理pptn从另一个角度来讲，从另一个角度来讲，发育发育是遗传信息按一定的时间是遗传信息按一定的时间和空间顺序表达的结果。和空间顺序表达的结果。发育具有严格的次序性，发育具有严格的次序性，发育并不是个别基因的表发育并不是个别基因的表达，而达，而是众多基因表达在是众多基因表达在时间和空间上的联系和配时间和空间上的联系

12、和配合合。n发育生物学的主要任务是发育生物学的主要任务是研究生物体发育的研究生物体发育的遗传程遗传程序序及其及其调控机制调控机制。整理整理ppt 发育生物学的研究意义发育生物学的研究意义n1、有关细胞分化机理、正常发育的机制和异常发育的分子有关细胞分化机理、正常发育的机制和异常发育的分子机制的研究，为临床医学攻克癌症和其他绝症、防病保健提机制的研究，为临床医学攻克癌症和其他绝症、防病保健提供了必要的理论基础。供了必要的理论基础。n2、有关生殖细胞发生、受精等早期胚胎发育机制的研究为有关生殖细胞发生、受精等早期胚胎发育机制的研究为动植物人工繁殖、计划生育、优生优育、提高人类整体素质动植物人工繁殖

13、、计划生育、优生优育、提高人类整体素质等提供理论根据。等提供理论根据。 发育生物学既是重要的基础生命科学，其研究成果又具有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，对于解决人口、健康、农业生产的发展和生广阔的应用前景，对于解决人口、健康、农业生产的发展和生物资源的利用都有着重要意义。物资源的利用都有着重要意义。整理整理pptBasic concepts of Developmental Biology第二节第二节 动物发育的主要特征和基本规律动物发育的主要特征和基本规律整理整理ppt动物发育的主要特征动物发育的主要特征n发育的主要特征是具有严格的时间和空间的次序性发育的

14、主要特征是具有严格的时间和空间的次序性，这种，这种次序性由发育的遗传程序控制，保持物种的的遗传稳定性。次序性由发育的遗传程序控制，保持物种的的遗传稳定性。n发育是有机体的各种细胞协同作用的结果，也是一系列基发育是有机体的各种细胞协同作用的结果，也是一系列基因网络性调控的结果，涉及发育过程中的细胞分裂、细胞因网络性调控的结果，涉及发育过程中的细胞分裂、细胞分化、细胞迁移、细胞生长、凋亡、衰老和死亡等。分化、细胞迁移、细胞生长、凋亡、衰老和死亡等。整理整理ppt发育的主要功能发育的主要功能1. 产生细胞的多样性，并使各种细胞在本世代有机产生细胞的多样性，并使各种细胞在本世代有机体内有严格的时间和空

15、间的次序性。不同表型的体内有严格的时间和空间的次序性。不同表型的细胞构成组织、器官，成为成熟的个体，再经衰细胞构成组织、器官，成为成熟的个体，再经衰老，最后死亡。（产生生命）老，最后死亡。（产生生命）2. 通过通过繁殖繁殖产生新一代的个体，保证世代的交替和产生新一代的个体，保证世代的交替和生命的连续。（繁衍生命）生命的连续。（繁衍生命）多细胞有机体的发育有两个主要的功能：多细胞有机体的发育有两个主要的功能：整理整理ppt动物发育的基本规律动物发育的基本规律n新个体的生命开始于两性配子（新个体的生命开始于两性配子（gamete）精精子和卵子的融合，其融合过程称为受精子和卵子的融合，其融合过程称为

16、受精（fertilization）。通过受精激活发育的程序，）。通过受精激活发育的程序，受精卵开始胚胎发育（受精卵开始胚胎发育（embryogenesis）。）。整理整理pptn动物王国中各种动物形态不同，动物王国中各种动物形态不同，胚胎发育模式多种多样。胚胎发育模式多种多样。n大多数动物的胚胎发育要经过大多数动物的胚胎发育要经过受受精精、卵裂卵裂（cleavage）、）、原肠胚原肠胚形成形成（gastrulation）、）、神经胚形神经胚形成成（neurulation）和）和器官器官形成形成（organogenesis）等几个主要的）等几个主要的胚胎发育阶段才能发育成为胚胎发育阶段才能发育成

17、为幼体幼体，通过生长发育成为通过生长发育成为成体成体。n有些动物如两栖类的个体发育还有些动物如两栖类的个体发育还必需经历必需经历变态变态（metamorphosis），才能发育），才能发育成为成体。成为成体。整理整理ppt动物发育的几个主要事件动物发育的几个主要事件1. 细胞分裂细胞分裂 Cleavage: 细胞分裂快、细胞分裂快、没有细胞生长的间歇期，没有细胞生长的间歇期，因而新生细胞的体积比母细胞小。因而新生细胞的体积比母细胞小。整理整理ppt爪蟾受精卵的卵裂 整理整理ppt2. 细胞分化细胞分化 整理整理ppt多能造血干细胞多能造血干细胞形成各种血细胞形成各种血细胞n从受精卵发育成为有机

18、体，实际上是从一个全能细胞从受精卵发育成为有机体，实际上是从一个全能细胞通过一系列的细胞分化产生有机体全部细胞表型的过通过一系列的细胞分化产生有机体全部细胞表型的过程。细胞分化的结果是形成一定的细胞表型。人的受程。细胞分化的结果是形成一定的细胞表型。人的受精卵通过细胞分化至少产生精卵通过细胞分化至少产生 种以上的细胞。种以上的细胞。250整理整理ppt3. 形态发生形态发生形成各种组织和器形成各种组织和器官，最突出的形态官，最突出的形态变化发生在变化发生在原肠作原肠作用开始之后。用开始之后。整理整理ppt (1) 胚层的形成胚层的形成4. 图式形成（图式形成（Pattern formation

19、）：胚胎细胞形）：胚胎细胞形成不同的组织器官和构成有序的空间结构的过程成不同的组织器官和构成有序的空间结构的过程整理整理ppt 所有多细胞有机体至少具有一种主要的胚轴。所有多细胞有机体至少具有一种主要的胚轴。(2) 躯体轴线的制定躯体轴线的制定胚胎发育过程中身体的主轴胚胎发育过程中身体的主轴 。整理整理ppt 5. 生长生长 胚胎在基本的胚胎在基本的pattern形成之后，形成之后，其体积会显著增长，原因在于其体积会显著增长，原因在于细胞细胞数量增加、细胞体积增加、胞外物数量增加、细胞体积增加、胞外物质的积累。质的积累。不同组织器官的生长速不同组织器官的生长速度也各异。度也各异。整理整理ppt

20、第三节第三节 发育生物学的发展简史发育生物学的发展简史Origins and History of Developmental Biology整理整理pptn发育是生物学中古老的话题发育是生物学中古老的话题，而发育生物学是在，而发育生物学是在胚胎学的基础上发展和形成的一门胚胎学的基础上发展和形成的一门新型的生命科新型的生命科学学，它揭示了生物体生命周期动态演变的规律，它揭示了生物体生命周期动态演变的规律，是生命科学中的新主角。是生命科学中的新主角。n生命科学中最活跃的发育生物学古老而又年轻。生命科学中最活跃的发育生物学古老而又年轻。整理整理ppt n最早试图解释发育问题的是希腊最早试图解释发育

21、问题的是希腊的的希波克拉底希波克拉底（Hippocrates）。）。他用当时时兴的物理学上的热、他用当时时兴的物理学上的热、湿度和凝固等理论来解释发育。湿度和凝固等理论来解释发育。 发育生物学的起源发育生物学的起源整理整理ppt 公元前公元前4世纪希腊圣贤亚里士多德（世纪希腊圣贤亚里士多德（Aristotle）对于动物胚胎的不同部分和成体动物各种结构形成的对于动物胚胎的不同部分和成体动物各种结构形成的原因就提出了自己的观点，认为胚胎发育有原因就提出了自己的观点，认为胚胎发育有2种可能种可能性：性： 一种是一种是先成论（先成论（preformation），胚胎是成体胚胎是成体的雏形的雏形，即胚胎

22、中的每件东西从一开始就预先形成即胚胎中的每件东西从一开始就预先形成好了，发育期间只是简单地放大：好了，发育期间只是简单地放大：精源学说和卵源精源学说和卵源学说学说 另一种是另一种是后成论（后成论（epigenesis） ，在胚胎的发育在胚胎的发育过程中，各种结构是逐渐形成的过程中，各种结构是逐渐形成的。1、后成论与先成论、后成论与先成论整理整理ppt后成论与先成论的后成论与先成论的争论争论n直到直到18世纪，先成论和后成世纪，先成论和后成论仍然是科学界争论的焦点。论仍然是科学界争论的焦点。特别是特别是17世纪和世纪和18世纪，虽世纪，虽然科学之风已在西欧兴起，然科学之风已在西欧兴起，但由于长期

23、以来教会神创思但由于长期以来教会神创思想的影响，学界仍然迷恋于想的影响，学界仍然迷恋于有着神创理念的先成论。即有着神创理念的先成论。即使是那些已对动物胚胎发育使是那些已对动物胚胎发育进行过详细观察的学者也是进行过详细观察的学者也是如此。如此。精原学说的代表人物精原学说的代表人物Nicholas Hartsoeker所想像的精子中的微型人所想像的精子中的微型人整理整理ppt17世纪意大利杰出的胚世纪意大利杰出的胚胎学家马尔比基胎学家马尔比基（ Marcello Malpighi）对对鸡胚鸡胚的发育作了相当的发育作了相当细致的描述，细致的描述，由他描绘由他描绘的鸡胚发育图是胚胎学的鸡胚发育图是胚胎

24、学和发育生物学的经典，和发育生物学的经典，迄今仍被绝大多数教科迄今仍被绝大多数教科书所引用，但他仍然不书所引用，但他仍然不可能以他自己的观察证可能以他自己的观察证据从先成论的理念中解据从先成论的理念中解放出来。放出来。 整理整理ppt 1759年，德国科学家年，德国科学家Wolff根据自己对鸡胚发根据自己对鸡胚发育的仔细观察，再次提出后成论的观点，认为卵育的仔细观察，再次提出后成论的观点，认为卵子中并不存在胚胎结构，胚胎与成体并不相同，子中并不存在胚胎结构，胚胎与成体并不相同，胚胎发育是逐渐变化的过程胚胎发育是逐渐变化的过程。 后成论的观点直到后成论的观点直到19世纪世纪才为人们接受。才为人们

25、接受。整理整理pptn1839年，德国著名植物学家年，德国著名植物学家施莱登施莱登Schleiden和生和生理学家理学家施万施万Schwann指出指出细胞是生命的基本单位细胞是生命的基本单位；所有生物有机体都是由细胞构成，通过细胞的有所有生物有机体都是由细胞构成，通过细胞的有丝分裂产生其他的细胞。丝分裂产生其他的细胞。 发育也必然是逐渐变化的过程发育也必然是逐渐变化的过程。在胚胎发育。在胚胎发育过程中，通过受精卵的分裂产生许多新细胞，同过程中，通过受精卵的分裂产生许多新细胞，同时产生新的细胞类型。精子和卵子是特殊的细胞，时产生新的细胞类型。精子和卵子是特殊的细胞，人们对人们对受精受精以及以及减

26、数分裂减数分裂等过程的认识揭开了发等过程的认识揭开了发育生物学甚至是整个生物学的新篇章。育生物学甚至是整个生物学的新篇章。2、细胞学说改变了胚胎发育和遗传的概念、细胞学说改变了胚胎发育和遗传的概念整理整理ppt 单细胞的合子如何经过分化产生生物有机体所单细胞的合子如何经过分化产生生物有机体所有形态和功能不同的细胞？有形态和功能不同的细胞？ 19世纪世纪80年代，年代，Weismann就提出了关于细胞、就提出了关于细胞、染色体和基因与胚胎发育关系的理论。他认为合染色体和基因与胚胎发育关系的理论。他认为合子的子的细胞核细胞核含有大量特殊的信息物质含有大量特殊的信息物质决定子决定子（determin

27、ant），在卵裂的过程中这些决定子被，在卵裂的过程中这些决定子被不均匀地分配到子细胞中去控制子细胞的发育命不均匀地分配到子细胞中去控制子细胞的发育命运。运。 细胞的命运实际上是由卵裂时所获得的合子核细胞的命运实际上是由卵裂时所获得的合子核信息早已预定的，这一类型的发育我们称为信息早已预定的，这一类型的发育我们称为嵌合嵌合型发育（型发育（mosaic development）。3、发育的嵌合型和调整型、发育的嵌合型和调整型整理整理ppt合子中的大量特殊因子在细胞分裂中不合子中的大量特殊因子在细胞分裂中不均等分配，导致了不同细胞向不同命运的发育。均等分配，导致了不同细胞向不同命运的发育。整理整理p

28、pt 胚胎学家Roux（1887）的实验结果支持Weismannn的理论。蛙的发育存在嵌合型发育机制。整理整理pptRoux的同事的同事Driesch（1891）首先证明海胆发育过程中存在调整型发育调整型发育（regulative development）：胚胎具有胚胎具有在局部被排除或受损伤后仍正常发育的能力，即在局部被排除或受损伤后仍正常发育的能力，即胚胎胚胎发育是可调节的发育是可调节的。整理整理ppt 1924年Spemann和助手Mangold进行了著名的蝾螈蝾螈胚孔背唇移植实验胚孔背唇移植实验，发现胚孔背唇具有调控和组织一个几乎完整的胚胎产生的特殊能力。4、诱导现象的发现、诱导现象的

29、发现n尽管尽管Driesch提出的调整型发育已经涉及细胞调整型发育已经涉及细胞间的相互作用，但是一直到诱导现象的发现人间的相互作用，但是一直到诱导现象的发现人们才真正认识到细胞间的相互作用是胚胎发育们才真正认识到细胞间的相互作用是胚胎发育最重要的核心问题。最重要的核心问题。整理整理ppt整理整理ppt 诱导现象（诱导现象（induction）使人们认识到细胞之间的相互作用是胚胎发育最重要的核心问题。移植实移植实验表明，验表明，胚胎的一种组织可以指导另一种相邻组织的发育胚胎的一种组织可以指导另一种相邻组织的发育。 诱导是指一类组织与另一类组织的相互作用，前者称为诱导者（inducer），后者称为

30、反应组织，诱导者可指令邻近反应组织的发育。 发育中诱导和细胞之间相互作用发育中诱导和细胞之间相互作用的重要性才得到充分的重视。 Spemann在1935年获得诺贝尔奖。整理整理ppt 基因型与表型：由基因型与表型：由基因型基因型（genotype）控制发育，同）控制发育，同时有机体的时有机体的表型表型（phenotype）又受到环境因子与基因）又受到环境因子与基因型的共同影响。型的共同影响。从基因型到表型的唯一途径是胚胎发育从基因型到表型的唯一途径是胚胎发育。5、遗传学与胚胎学相伴而来、遗传学与胚胎学相伴而来 1900年年Mendel定律的重新发现使科学家们认识定律的重新发现使科学家们认识到染

31、色体在发育中的作用。细胞分化是基因在时空上选到染色体在发育中的作用。细胞分化是基因在时空上选择表达的结果和协同作用，择表达的结果和协同作用，发育受遗传的控制发育受遗传的控制。基因通基因通过其编码产物过其编码产物蛋白质的变化控制发育分化中细胞的蛋白质的变化控制发育分化中细胞的性质和习性。性质和习性。 基因型基因型是有机体从双亲获得的遗传信息所赋有的特性。因此，是有机体从双亲获得的遗传信息所赋有的特性。因此，发育是从基因型实现表现型的过程，是基因选择表达的结果发育是从基因型实现表现型的过程，是基因选择表达的结果。整理整理ppt 基因型和表型的差异基因型和表型的差异发育实际上可以看作基因型与表型的结

32、合。发育实际上可以看作基因型与表型的结合。 遗传和发育是个体发生过程的两个方面：发育受遗传程序遗传和发育是个体发生过程的两个方面：发育受遗传程序的控制，遗传特性通过发育展现出来的控制，遗传特性通过发育展现出来。没有遗传就没有发育，没有遗传就没有发育，没有发育也就无所谓遗传。当今发育生物学与遗传学在分子水没有发育也就无所谓遗传。当今发育生物学与遗传学在分子水平上是融会贯通的。平上是融会贯通的。遗传学不但与发育生物学相伴而来，而且遗传学不但与发育生物学相伴而来，而且相伴而兴相伴而兴。整理整理ppt 关于发育的研究虽然已有很长的历史，但发育生物学是关于发育的研究虽然已有很长的历史，但发育生物学是20

33、世纪世纪50年代后才逐渐形成的。分子生物学的迅速发展促使年代后才逐渐形成的。分子生物学的迅速发展促使人们对编码在人们对编码在DNA上的遗传信息如何控制生物体的发育等问上的遗传信息如何控制生物体的发育等问题进行了深入的探讨。题进行了深入的探讨。 发育生物学已成为当代生命科学研究的前沿和热点领域之发育生物学已成为当代生命科学研究的前沿和热点领域之一。一。6、分子生物学与发育生物学的结合、分子生物学与发育生物学的结合n目前对于果蝇和线虫发育的分子控制机制已基本得到目前对于果蝇和线虫发育的分子控制机制已基本得到阐明。在深入了解阐明。在深入了解果蝇果蝇和和线虫线虫发育机制的基础上，近发育机制的基础上，近

34、年来又利用发育调控基因在进化上的保守性，开展了年来又利用发育调控基因在进化上的保守性，开展了脊椎动物发育分子机制脊椎动物发育分子机制的深入研究，对于的深入研究，对于斑马鱼、爪斑马鱼、爪蟾蟾等模式动物的研究中取得一系列重大的突破。等模式动物的研究中取得一系列重大的突破。整理整理ppt第四节第四节 发育生物学主要模式动物发育生物学主要模式动物整理整理ppt模式生物模式生物n 要认识人体基因的功能，无法直接用人体作为实验对象。要认识人体基因的功能，无法直接用人体作为实验对象。但是，生物是从共同祖先演化而来的，所以但是，生物是从共同祖先演化而来的，所以对生命活动有重对生命活动有重要功能的基因在进化上是

35、保守的要功能的基因在进化上是保守的，也就是说，这些基因的结，也就是说，这些基因的结构和功能，在低等生物和高等生物中是相似的。因此，构和功能，在低等生物和高等生物中是相似的。因此，可以可以用比较容易研究的、技术上更容易操作的生物作为模型来研用比较容易研究的、技术上更容易操作的生物作为模型来研究其基因的结构和生物学功能，由此获得的信息可以使用于究其基因的结构和生物学功能，由此获得的信息可以使用于其他比较难以研究的生物其他比较难以研究的生物，特别是推测相似的人体基因的功，特别是推测相似的人体基因的功能。能。n 模式生物学模式生物学就是利用模式生物来研究生物学问题的学科。就是利用模式生物来研究生物学问

36、题的学科。整理整理ppt模式动物模式动物n 模式动物模式动物共同特征：取材方便、胚胎可操共同特征：取材方便、胚胎可操作行强、可进行遗传学研究作行强、可进行遗传学研究n 各种模式动物各有优点，其研究成果不仅可各种模式动物各有优点，其研究成果不仅可以揭示特定物种的特点，还有助于动物发育的以揭示特定物种的特点，还有助于动物发育的一些普遍规律和机制。一些普遍规律和机制。 整理整理ppt 主要优点主要优点1. 体积小，易于繁殖；体积小，易于繁殖；2. 产卵力强；产卵力强；3. 性成熟短；性成熟短；4. 易于遗传操作：如诱变；易于遗传操作：如诱变；5. 基因组序列已全部测出基因组序列已全部测出 (Scie

37、nce, Mar. 24, 2000)。1. Drosophila melanogaster: Insect model(一一) Invertebrate Models整理整理ppt2、Caenorhabditis elegans: Worm model 主要优点主要优点1. 易于养殖：成虫易于养殖：成虫 体长体长1mm，易冷易冷 冻保存冻保存；2. 性成熟短：性成熟短：2.5-3 天，两种成虫；天，两种成虫；3. 细胞数量少，谱细胞数量少，谱 系清楚；系清楚；4. 易于诱变；易于诱变；5. 基因组序列已全部基因组序列已全部测出测出 (Science, Dec. 11, 1998)。整理整理p

38、pt(二二)、Vertebrate Models1. Xenopus laevis: Amphibian model 主要优点：主要优点：1. 性成熟期短；性成熟期短； 2. 卵体大，易于操卵体大，易于操 作；作；3. 抗感染力强，易于组织抗感染力强，易于组织移植；移植； 缺点：缺点： 生命周期过长，难以生命周期过长，难以进行遗传学研究进行遗传学研究整理整理ppt 主要优点主要优点1. 体积小，易于饲养；体积小，易于饲养；2. 产卵力强；产卵力强；3. 性成熟短；性成熟短；4. 易于遗传操作：如诱变；易于遗传操作：如诱变；5. 体外受精和发育，胚胎透体外受精和发育，胚胎透明易于观察；明易于观察