發(fā)育生物學(xué)(一種模式動(dòng)物的發(fā)育生物學(xué)相關(guān)知識(shí)介紹)
1.一種模式動(dòng)物的發(fā)育生物學(xué)相關(guān)知識(shí)介紹
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模式生物線蟲：線蟲（C.elegans）的發(fā)育模式 BIOX.CN 2005-7-7 11:05:01 來源：生命經(jīng)緯 通過對果蠅和線蟲（C.elegans）兩種無脊椎動(dòng)物的研究提示了半數(shù)動(dòng)物發(fā)育的模式，搞清了其它一些生物中相似的發(fā)育問題。人們將特別關(guān)注至今搞清了哪些問題，其中哪些是應(yīng)用遺傳學(xué)來解決的。
人們也在思考從模型動(dòng)物中獲得的信息如何應(yīng)用于其它系統(tǒng)。發(fā)育生物學(xué)面臨的主要挑戰(zhàn)是要破譯動(dòng)物形態(tài)建成的分子密碼，此涉及胚胎發(fā)育的早期階段。
發(fā)育生物學(xué)已從線蟲（C.elegans）和黑腹果蠅的研究中獲得了一定的信息。C.elegans的發(fā)育 C.elegans是一種很小的蠕蟲，人們將它作為一種模式動(dòng)物，其成體長僅1mm。
整個(gè)的生命周期僅3天。野生型線蟲胚胎發(fā)育中細(xì)胞分裂和細(xì)胞系的形成具有高度的程序性，這樣就便于對其發(fā)育進(jìn)行遺傳學(xué)分析。
一個(gè)成體的蠕蟲僅由959個(gè)細(xì)胞組成。由一個(gè)受精卵發(fā)育成為成熟的成體只要二天多一點(diǎn)（25℃時(shí)需52小時(shí)）。
從卵到成體每個(gè)細(xì)胞的命運(yùn)以及它們沿著一定的程序，在特定時(shí)間的分裂和遷移都已搞得十分清楚。C.elegans有很多有趣的特點(diǎn)，它是一個(gè)染色體數(shù)很少的二倍體，2n=12（有一對性染色體和5對常染色體），其基因組也很小，僅有8*107bp，約為人類基因組的3%，約有13,500個(gè)基因。
在真核生物中基因都是產(chǎn)生單順反子mRNA，但唯有C.elegans與原核相似，有25%左右的基因產(chǎn)生多順反子mRNA(Polycistronic mRNA)，此和它們通過反式剪接使下游基因的到表達(dá)有關(guān)。還有一個(gè)特點(diǎn)是其基因組中非重復(fù)序列很高，達(dá)到83%，而高等的真核生物都在50%以下，E.coli為100%，看來C.elegans在這些特點(diǎn)上都較接近原核生物，這也反映其在進(jìn)化中的地位點(diǎn)較為原始。
這種蠕蟲大部分是XX型，是可以自體受精的兩性體（hermaphrodites）大約每500個(gè)蠕蟲有1個(gè)是XO 型的雄體，此是染色體不分離的結(jié)果。就像植物中的自花受粉一樣，若有突變發(fā)生，兩性體自體受精易使突變基因純合。
而互交至少要到第三代才可能出現(xiàn)隱性突變基因的純合體。C.elegans的生活周期有一個(gè)在卵中的胚胎發(fā)育階段，4個(gè)幼蟲階段和一個(gè)成蟲階段。
在受精后，前五次分裂中已建立了前后軸和背腹軸。胚胎中分裂產(chǎn)生的6個(gè)細(xì)胞（AB,MS,E,C,D和P4）已為幼蟲中的6個(gè)主要的細(xì)胞系統(tǒng)提供了前體，此細(xì)胞分裂的模式對于任何一條蠕蟲來說都是如此。
由于細(xì)胞分裂的“計(jì)劃”決定了各種細(xì)胞在胚軸中的位置。所以細(xì)胞的位置和移動(dòng)都是一成不變的。
作為一個(gè)多細(xì)胞的胚是具有三維形態(tài)結(jié)構(gòu)的。是什么決定三維結(jié)構(gòu)中每一個(gè)細(xì)胞的命運(yùn)呢？可能是細(xì)胞的位置決定了這種拓?fù)鋵W(xué)的藍(lán)圖，或者是內(nèi)部存在著一種對相鄰細(xì)胞作出反應(yīng)的能力。
在C.elegans從受精卵到幼蟲、成蟲，完整細(xì)胞系的建立是通過細(xì)胞按預(yù)定的模式分裂和遷移才得以實(shí)現(xiàn)的。若從第一次分裂開始，殺死某些細(xì)胞，存活下來的其它細(xì)胞是不能完全取代它們的，它們發(fā)育的模式是不變的。
因?yàn)榉至训倪^程是按“計(jì)劃”進(jìn)行，因此細(xì)胞的命運(yùn)也是事先就已確定好了的。L1幼蟲含有558個(gè)核，當(dāng)發(fā)育成具兩性的成蟲時(shí)具有959個(gè)體細(xì)胞核（這兒指的核是因?yàn)橛械募?xì)胞是“合胞體”（syncytial）或多核細(xì)胞）將要形成成體結(jié)構(gòu)的胚胎細(xì)胞叫做母細(xì)胞（blast cells），可以通過細(xì)胞系樹來描述它們產(chǎn)生的后裔。
E細(xì)胞系在胚期產(chǎn)生20個(gè)細(xì)胞以后分化為腸，其后裔從咽到尾列成一排。從細(xì)胞樹我們可以看出每個(gè)細(xì)胞的空間位置，以及它們的來龍去脈。
C.elegans存在著時(shí)序調(diào)控（chronogenes）,Lin-14就是時(shí)序調(diào)控基因。若發(fā)生突變，幼蟲會(huì)產(chǎn)生二次額外蛻皮，另一種突變型使表皮發(fā)育延遲，結(jié)果線蟲已發(fā)育成熟，但其表皮仍停留在幼蟲階段。
Lin-14 (o) 突變型是隱性突變，突變體多蛻一次皮，使其幼蟲期產(chǎn)生成熟表皮；另一種突變型（lin-14 (d) ）是顯性突變，突變體少蛻一次皮，使成蟲帶有幼蟲的表皮。這種決定基因表達(dá)的時(shí)空模式的基因稱異時(shí)基因（heterochronic）它們和同源異形基因（homeoticgenes）相類似。
新種的進(jìn)化往往來自這些基因的突變。Lin-14基因又受到lin4基因的調(diào)節(jié)，這種調(diào)節(jié)是以反義RNA的形成來調(diào)節(jié)的。
lin4編碼2個(gè)小分子RNA，僅有22和61nt，它們的未端位點(diǎn)不同，它們可以和lin-14 RNA 3'端7次重復(fù)的10nt的序列互補(bǔ)，關(guān)閉了lin14的表達(dá)，機(jī)理尚不清楚。
2.發(fā)育生物學(xué)的簡介
發(fā)育生物學(xué)（developmental biology）是一門研究生物體從精子和卵子發(fā)生、受精、發(fā)育、生長到衰老、死亡規(guī)律的科學(xué)。
發(fā)育生物學(xué)是生物科學(xué)重要的基礎(chǔ)分支學(xué)科之一，研究內(nèi)容和許多學(xué)科內(nèi)容相互滲透、相互聯(lián)系，特別是和遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)的關(guān)系最為緊密。其應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和方法，從分子水平、亞顯微水平和細(xì)胞水平來研究分析生物體的過程及其機(jī)理。
用分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)的方法研究個(gè)體發(fā)育機(jī)制的學(xué)科。 是由實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué)發(fā)展起來的。實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué)是研究發(fā)育中的胚胎各部分間的相互關(guān)系及其性質(zhì)，如何相互影響，發(fā)育生物學(xué)則是追究這種相互關(guān)系的實(shí)質(zhì)是什么，是什么物質(zhì)（或哪些物質(zhì)）在起作用，起作用的物質(zhì)怎樣使胚胎細(xì)胞向一定方向分化，分化中的細(xì)胞如何構(gòu)成組織或器官，以保證組織和器官的發(fā)育，正常發(fā)育的胚胎怎樣生長、成熟、成為成長的個(gè)體，后者在發(fā)育到一定階段后為什么逐步走向衰老，如何在規(guī)定的時(shí)間和空間的順序下完成個(gè)體的全部發(fā)育。
3.發(fā)育生物學(xué)的簡介
發(fā)育生物學(xué)（developmental biology）是一門研究生物體從精子和卵子發(fā)生、受精、發(fā)育、生長到衰老、死亡規(guī)律的科學(xué)。
發(fā)育生物學(xué)是生物科學(xué)重要的基礎(chǔ)分支學(xué)科之一，研究內(nèi)容和許多學(xué)科內(nèi)容相互滲透、相互聯(lián)系，特別是和遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)的關(guān)系最為緊密。其應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和方法，從分子水平、亞顯微水平和細(xì)胞水平來研究分析生物體的過程及其機(jī)理。
用分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)的方法研究個(gè)體發(fā)育機(jī)制的學(xué)科。 是由實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué)發(fā)展起來的。實(shí)驗(yàn)胚胎學(xué)是研究發(fā)育中的胚胎各部分間的相互關(guān)系及其性質(zhì)，如何相互影響，發(fā)育生物學(xué)則是追究這種相互關(guān)系的實(shí)質(zhì)是什么，是什么物質(zhì)（或哪些物質(zhì)）在起作用，起作用的物質(zhì)怎樣使胚胎細(xì)胞向一定方向分化，分化中的細(xì)胞如何構(gòu)成組織或器官，以保證組織和器官的發(fā)育，正常發(fā)育的胚胎怎樣生長、成熟、成為成長的個(gè)體，后者在發(fā)育到一定階段后為什么逐步走向衰老，如何在規(guī)定的時(shí)間和空間的順序下完成個(gè)體的全部發(fā)育。
4.簡述發(fā)育生物學(xué)的概念及學(xué)習(xí)發(fā)育生物學(xué)的意義
發(fā)育生物學(xué)（developmental
biology）是生物科學(xué)重要的基礎(chǔ)分支學(xué)科之一，研究內(nèi)容是和許多其他學(xué)科內(nèi)容相互滲透、錯(cuò)綜聯(lián)系，特別是和遺傳學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)的關(guān)系最為緊密。其應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和方法，從分子水平、亞顯微水平和細(xì)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(jī)理。
意義：
發(fā)育生物學(xué)的研究使人們了解到，脊椎動(dòng)物中，不論是低等的卵生的或高等的胎生的，發(fā)育的原則是一致的，即使存在著一些乍看起來頗為懸殊的差別。
凡是與發(fā)育有關(guān)的生產(chǎn)實(shí)踐中的技術(shù)問題都是隨著發(fā)育生物學(xué)工作的深入而得到解決的。最淺顯的例子是關(guān)于經(jīng)濟(jì)動(dòng)物的繁育，用低溫可以長期保存精子，利于長途運(yùn)輸；早期胚胎也可貯存，進(jìn)行異體移植，而且被移植的胚胎不受寄母的遺傳條件的影響。這些在家畜已見實(shí)效的措施在人類也逐漸成為可行的（例如試管嬰兒）。
此外，由于發(fā)育的基本原則也適用于人類，研究人類自身的發(fā)育機(jī)制謀求人類的康泰，這本身就具有很大的實(shí)際意義。①控制人口和優(yōu)生，只有對于生殖細(xì)胞的形成、排卵、受精等一系列過程有更深入的了解才能采取更安全更有效的避孕措施。人類的畸形可能來自遺傳的、藥物的影響等種種原因，但都是在發(fā)育過程中出現(xiàn)的，都要從發(fā)育的角度了解才能預(yù)防。②癌癥實(shí)際上是異常的細(xì)胞分化，對癌的控制需要對正常的生長和分化過程有深入的了解。③衰老實(shí)際上是發(fā)育的一個(gè)方面或一個(gè)階段，對衰老過程的理解，依賴于對全部生命過程中細(xì)胞、組織以至機(jī)體生長的認(rèn)識(shí)，在這基礎(chǔ)上才能控制衰老。
5.有哪些基本的生物學(xué)常識(shí)
有哪些基本的生物學(xué)常識(shí)
生物科學(xué)專業(yè)
生物科學(xué)是從分子、細(xì)胞、機(jī)體乃至生態(tài)系統(tǒng)等不同層次研究生命現(xiàn)象的本質(zhì)、生物的起源進(jìn)化、遺傳變異、生長發(fā)育等生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。本專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)生物科學(xué)方面的基本理論、基本知識(shí)，接受基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面的科學(xué)思維和科學(xué)研究訓(xùn)練，具有較好的科學(xué)素養(yǎng)及一定的教學(xué)和科研能力。培養(yǎng)具有扎實(shí)的生物科學(xué)理論基礎(chǔ)，掌握本學(xué)科的基本理論和基本技能，具有一定的科學(xué)研究能力和創(chuàng)新精神的專門人才。
主要專業(yè)課程有：動(dòng)物生物學(xué)、植物生物學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)、遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、生理學(xué)、植物生理學(xué)、基因組學(xué)、生物信息學(xué)、生物統(tǒng)計(jì)學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)等。
生物技術(shù)專業(yè)：
生物技術(shù)是一門包括基因工程、細(xì)胞工程、微生物工程、酶工程、生化工程等領(lǐng)域的綜合性學(xué)科。這一學(xué)科強(qiáng)調(diào)應(yīng)用生物學(xué)的現(xiàn)代知識(shí)和技術(shù)，以獲得產(chǎn)品或服務(wù)為目的，進(jìn)行各種生物資源包括生物分子資源的開發(fā)、利用、研究，發(fā)展可能產(chǎn)業(yè)化的生物工藝。這一學(xué)科在醫(yī)藥、農(nóng)牧漁、化工、環(huán)境、能源及軍事上都展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。
該專業(yè)堅(jiān)持基礎(chǔ)理論與開發(fā)應(yīng)用研究并重，結(jié)合華南地區(qū)特點(diǎn)，著重向醫(yī)藥生物技術(shù)、微生物工程與資源微生物學(xué)以及農(nóng)業(yè)生物技術(shù)方向發(fā)展。
該專業(yè)特別注重學(xué)生能力和素質(zhì)的培養(yǎng)，使學(xué)生具有較好的外語和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)，并且具備廣泛、堅(jiān)實(shí)的生物化學(xué)魚與分子生物學(xué)、微生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)、現(xiàn)代生物技術(shù)等方面的基本理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，能夠適應(yīng)新世紀(jì)科學(xué)及經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展的需要。
學(xué)生畢業(yè)后相當(dāng)一部分能進(jìn)入國內(nèi)外的研究生院攻讀碩士和博士學(xué)位課程，其他可從事基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、微生物工程、生化制備、環(huán)保工程及食品飲料、氨基酸、抗生素、有機(jī)酸、酶制劑等產(chǎn)品的研究開發(fā)工作，也能從事生化分析和微生物分析監(jiān)測等工作。
生態(tài)學(xué)專業(yè)：
生態(tài)學(xué)是一門涉及生物與環(huán)境、生態(tài)規(guī)劃與工程、環(huán)境評價(jià)、自然資源管理、生態(tài)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展等領(lǐng)域的 該專業(yè)培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面廣，具有從事基礎(chǔ)與應(yīng)用研究或管理能力的高層次人才。學(xué)生畢業(yè)后處課在國內(nèi)外攻讀碩士、博士學(xué)位外，還適合在高等學(xué)校、科研部門、政府機(jī)關(guān)、企業(yè)等單位和部門從事教學(xué)、科研或環(huán)境保護(hù)、城市規(guī)劃、資源管理、商品檢疫、食品、醫(yī)藥衛(wèi)生等方面的管理或科技開發(fā)工作。
