发育生物学复习资料
可能考题：
一、名词解解：
特化（specification） ---- 当一个细胞或组织放在中性环境(如培养皿中培养)可以自主分化时，那么
这个细胞或组织被认为是命运已经特化了。此类细胞发育命运是可变的。
决定（determination） ---- 当一个细胞或组织放在胚胎另一个部位可以自主分化时，那么这个细胞
或组织被认为是命运已经决定了。此类细胞的发育命运是不可逆的。
自主特化（autonomous specification） ------ 细胞发育命运完全由内部细胞质组分决定的细胞定型方
式。通过胞质隔离实现。
渐进特化（依赖型特化 dependent specification） ------ 细胞的定型分化依赖于周围的细胞或组织。同
一种细胞可能因在不同的细胞或组织环境中，命运不同；通过胚胎诱导实现。 镶嵌型发育（mosaic development）， 自主型发育------- 以自主特化为特点的胚胎发育模式（栉水母、
环节动物、线虫、软体动物、海鞘）。
调整型发育----以细胞依赖型特化为特点的胚胎发育模式（海胆、两栖类、鱼类等）。
胚胎诱导 Embryonic induction----- 胚胎发育中，一部分细胞或组织对其邻近的另一部分细胞或组织产生影响，并决定其分化方向（命运）的作用。
原肠作用是指囊胚细胞有规则的移动，使细胞重新排列，用来形成内胚层和中胚层器官的细胞迁入胚胎内部，而要形成外胚层的细胞铺展在胚胎表面。原肠作用期的胚胎叫原肠胚(gastrula)。
受精： 两性生殖细胞结合并创造出具备源自双亲遗传潜力的新个体的过程。 基因的差异表达： 指同群结构与功能相同的细胞发生一系列的内外变化，成为结构与功能不同的细胞的过程。 表达过程涉及基因活性状态变化、细胞内物质组成的变化和功能的变化以及形态结构的变化。 胞质定域： 形态发生决定子在卵裂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，这一现象称为胞质定域。
动物极： 营养物质（卵黄）较少、卵裂速度较快的一极称为动物极。细胞核偏位于动物极。
植物极： 与动物极相对的一端含较多的卵黄颗粒或卵黄小板、卵裂速度较慢的
一极称植物极。由于卵黄较其它细胞的比重大，植物极总是向下。
二、简述
（一） 所讲每种发育生物学模式生物的特点，优势及其应用？
1.脊椎动物模式生物： 两栖类：非洲爪蟾； 鱼类：斑马鱼； 鸟类：鸡；哺乳动物：小鼠。
（1） 两粞类——非洲爪蟾
主要优点： 1）. 取卵方便，不受季节限制； 2）. 卵 D=1.4cm、胚胎体积大，易于操作； 3）. 发育速度快，抗感染力强，易于培养。 4）、卵母细胞减数分裂。
主要缺点：异源四倍体，突变难。 应用：最早使用的模式生物，卵子和胚胎对早期发育生物学的发展有举足轻重的作用。
（2） 鱼类——斑马鱼
主要优点： 1）. 易于饲养，性成熟短， 3 个月；产卵力强； 2）.体外受精和发育，胚胎透明，易于观察;3）. 易于遗传操作：如杂交、诱变； 4）. 基因组测序已完成;5）、胚胎发育机理和基因组研究。 应用：大规模遗传突变筛选。 （3） 鸟类——鸡
主要优点： 1）. 体外发育，易于实验； 2）. 器官（肢、体节）发育的重要模型； 3). 基因组测序已完成。
应用：研究肢、体节等器官发育机制。 （4） 哺乳动物——小鼠
主要优点:1. 世代周期短 2 个月； 2. 人类疾病的动物模型； 3. 基因组测序已完成，遗传背景清楚，实验手段完善。 应用：作为很多人类疾病的动物模型。
2.无脊椎动物模式生物： 果蝇； 线虫;其他：海胆；海鞘；文昌鱼；水螅；涡虫；拟南芥
（1） 黑腹果蝇
主要优点:1） 个体小，生命周期短，易于繁殖，产卵力强，操作简便，成本低； 2）染色体巨大，易于基因定位。其胚胎和成体表型特征丰富。胚胎发育图式； 3）基因组测序已完成；4）遗传背景清楚，实验手段完善。 （2）线虫
主要优点： 1）. 成虫体长 1mm，结构简单，细胞数目少，谱系清楚； 2）. 性成熟短 2.5-3d 易于培养，便于突变筛选，两种成虫； 3）. 基因组测序已完成。
3、海胆主要优点： 1）最早的发育生物学模式动物； 2）、早期发育的模型，受精； 3）、已完成紫海胆基因组的破译、分析工作。
（二）简述形态发生决定子和形态发生素的定义和主要区别？
形态发生决定子： 自主特化裂缘含有特定的细胞质，其中具有影响细胞发育命运的分子称为形态发生决定子。 形态发生素： 能够通过其浓度确定细胞发育命运的可以扩散的生化分子称为形态发生素。
区别： 形态发生决定子通常是一些转录因子或 mRNA， 形态发生决定子以定性的方式确定细胞命运， 主要存在于卵子细胞质中，包括典型的镶嵌型与调整型胚胎。而形态发生素可以是细胞产生的转录因子，也可以是一组细胞内产生的旁分泌因子，形态发生素是以定量的方式确定细胞命运，形态发生素是以连续的浓度梯度分布的，因而形成各种浓度阈值，细胞根据所处环境的形态发生素的浓度阈值决定分化方向。
（三） 卵裂的方式：
1.完全卵裂：卵裂面将受精卵完全分开，卵裂球大小相差不多。 (辐射状卵裂：棘皮动物、文昌鱼； 螺旋状卵裂：软体动物； 两边均裂：海鞘 ； 旋转状均裂：哺乳动物；辐射状不均裂：两栖类)
2． 不完全卵裂：卵裂面不能通过整个卵，卵裂仅在卵的细胞质部分进行。 (盘状卵裂：爬行类、鸟类； 双边不均裂：头足纲扁虫； 表面卵裂：大多数节肢动物)
3． 经线裂：指卵裂面与 A－V 轴平行的卵裂方式。 4． 纬线裂：指卵裂面与 A－V 轴垂直的卵裂方式。
（四） 卵子发生过程与精子发生过程有哪些异同？ 答：相同点：（1）、都要经过减速分裂，使配子的染色体减半；（2）都要经过增殖期、分裂期和成熟期。 不同点对比如下：（1）、 精子发生过程中的生长期不很明显，而卵子发生过程中的生长期则特别长。因此精子发生的结果是产生体积微小的精子，而卵子发生的结果是产生体型很大的卵子。 （2）、 精子发生速度比卵子快，而且精原细胞则可以在成熟期内不断增殖。所以成熟精子的数目大 大超过成熟卵子的数目。（3）、每个初级精母细胞最后变成 4 个大小相等的精子；而每个初级卵母细胞只能产生 1 个大的成熟卵和 3 个体积很小不能受精的极体。（4）、 精子发生过程要经过变态期，才能从精细胞转变为精子；而卵子发生没有这一时期。（5）、 精子发生过程中的两次成熟分裂全部在精巢内进行，卵子发生过程中的两次成熟分裂可在卵巢内也可在卵巢外进行。
（五） 细胞定型？可分哪两个阶段（特化与决定）？特化与决定的区别？ 答：细胞定型；在细胞化为具有一定的形态和一定功能之前，细胞内部已经发生了一些隐蔽的变化，使细胞具有朝特定方向发生的潜力，这一过程为细胞定型或指定
细胞定型可分为特化与决定两个阶段。区别：已特化细胞或组织的发育命运是可逆的，而已决定细胞或组织的发育命运是不可逆的。
（六） 细胞定型的作用方式（自主特化与有条件特化）？自主特化与有条件特
化的区别？
答：细胞定型的作用方式： 1、通过胞质隔离实现（既自主特化） 2、通过胚胎诱导实现（既有条件特化） 区别：通过胞质隔离指定细胞发育命运是指卵裂时，受精卵内特定的细胞质分离到特定的裂球中，裂球中所含有的特定胞质可以决定它发育成哪一类细胞，而与邻近细胞没有关系，细胞发育命运完全由内部细胞质组分决定。通过胚胎诱导指定细胞发育命运是指胚胎发育过程中，相邻细胞或3组织之间通过相互作用，决定其中一方或双方字报的分化方向，相互作用开始前，细胞可能具有不止一种分化潜能，但是和邻近细胞或组织的相互作用逐渐限制它们的发育命运，使之只能朝一定的方向分化，细胞的发育命运取决于与其邻近的细胞或组织。
（七） 镶嵌性发育和调整型发育？举例？
答：镶嵌型发育：如果在发育早期将一个特定裂球从整体胚胎上分离下来，他就会形成如同其在整体胚胎中将会形成的结构一样的组织，而胚胎其余部分形成的组织会缺乏分离裂球所能产生的结构，两者恰好相补。这种以细胞自主特化为特点的胚胎发育模式称为镶嵌型发育。如：栉水母、海鞘、环节动物、线虫、软体动物。
调整型发育：对细胞进行有条件特化的胚胎来说，如果在发育早期将一个分裂球从整体胚胎上分离下来，剩余胚胎中某些细胞可以改变发育命运，填补分离掉的裂球所留下的空缺，仍形成一个正常的胚胎。这种以细胞有条件特化为特点的胚胎发育模式称为调整型发育。如：海胆、两栖类、鱼类。 （八） 精子发生过程？发生特点？
答：精子发生过程：当哺乳动物 PGCs 到达发育中的生殖腺后， PGCs 分裂形成精原细胞 A1，精原细胞 A1 位于近邻于性索外的基膜附近，以后精原细胞 A1 分裂，形成另一个精原细胞 A1 和一个着色较浅的精原细胞 A2。精原细胞 A2 分裂形成精原细胞 A3，后者经分裂形成精原细胞 A4。由精原细胞 A4 分裂形成过渡性的精原细胞。这些过渡性的精原细胞分裂形成精原细胞 B，再通过有丝分裂产生初级精母细胞，初级精母细胞将进入减数分裂。初级精母细胞通过第一次成熟分裂形成次级精母细胞，再经过一次成熟分裂完成减数分裂，经减数分裂形成的单倍体细胞称为精子细胞。精子细胞位于管腔的边缘，在那里失去他们间的细胞质连接进一步分化为精子。
发生特点： 1、精子发生在曲精小管中进行，且在早期胚胎时就已开始。 2、细胞质分裂是不完全的，形成生精皮（合胞体）。 3、曲精细胞在变态期形成精子。（1）顶体泡形成（2）鞭毛的形成（3）多余细胞质的排除（4）染色质凝缩和精液重构，鱼精蛋白质替换组蛋白（5）位于精膜上的卵子结合蛋白质产生（6）形成的精子进入管腔
（九） 精子和卵子发生的不同点？
答：精子和卵子发生的不同点： 1、产生配子数不同 2、静止期不同，精子只出现一次静止期，发生在出生前的原生质细胞进入精巢后，静止在 G1 期，对于卵
子，早在胚胎发育第 12 周减数分裂就开始了，两次静止期，一是出生后第一次减数分裂前期的双线期，二是在青春期后，形成次级卵母细胞，停在第二次减数分裂前期 3、精子发生最终形成的精子实质上只是运动的细胞核，而卵子含有之后机体发育的全套机制 4、出生后生殖细胞数量不同。父本有精子细胞存在，精子数量无法预测，而母本卵子在出生后的最大数量便固定了下来。 三、论述
海胆卵发育的启动机制：
海胆卵发育的启动机制分为阻止多精受精和发育启动两个部分。
阻止多精受精包括快速封闭反应（膜电位变化）和慢封闭反应（皮层反应）。 1、阻止多精受精： 海胆对多精受精的快速阻止是通过改变卵膜电位来实现的。当第一个精子与卵质膜融合后 1—3s 内，由于小股 Na+进入卵内,膜电位迅速去极化，变为阳性。精子的一种顶体蛋白可能对 Na+通道的打开起了作用。由于卵质膜表面电荷的变化，改变了卵膜上精子受体的结构，导致后来的精子不能与之结合，从而阻止后续精子的进入。 当精细胞与卵细胞的细胞质膜融合时，激活了卵细胞的磷脂肌醇信号转导途径，引起卵细胞局部胞质溶胶中 Ca2+浓度的升高，激活了卵细胞；定位于卵细胞质外周的皮层颗粒与卵细胞质膜融合释放内含物（酶类）；释放的酶类快速分布到整个卵细胞的表面，改变透明带的结构，使之变得“坚硬”，这样，精子就不能与卵细胞结合，从而提供了一种缓慢的二级多精受精的阻断作用。从机理上说，皮层颗粒释放的酶类破坏了卵细胞透明 带中与精细胞结合的受体。
2、 发育启动： 在皮层反应开始后的数秒内，呼吸酶被激活，使呼吸速率大大增加。随后的反应包括蛋白质合成的增加和 DNA 合成的激活。 Ca+信号刺激卵子的新陈代谢活动。蛋白激酶 C（PKC）从胞质中转移到膜上与二酰甘油（DAG）接触并被激活，刺激卵膜上 Na+/H+的反向转运。通过这种交换， H+被排出细胞外， Na+被摄取进来，卵内 PH 升高，从而促使代谢活动增强，发育启动。
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