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(lái)源：生命經(jīng)緯 通過(guò)對(duì)果蠅和線蟲（C.elegans）兩種無(wú)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(wèn)題。人們將特別關(guān)注至今搞清了哪些問(wèn)題，其中哪些是應(yīng)用遺傳學(xué)來(lái)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(zhǎng)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(duì)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(duì)性染色體和5對(duì)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?lè)醋觤RNA，但唯有C.elegans與原核相似，有25%左右的基因產(chǎn)生多順?lè)醋觤RNA(Polycistronic mRNA)，此和它們通過(guò)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(lái)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(duì)于任何一條蠕蟲來(lái)說(shuō)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(duì)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(guò)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(lái)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^(guò)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(guò)細(xì)胞系樹來(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(jiǎn)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(zhǎng)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?jī)?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(lái)研究分析生物體的過(guò)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(lái)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(zhǎng)、成熟、成為成長(zhǎng)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(jiǎn)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(zhǎng)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?jī)?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(lái)研究分析生物體的過(guò)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(lái)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(zhǎng)、成熟、成為成長(zhǎng)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(jiǎn)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?jī)?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(lái)研究分析生物體從精子和卵的發(fā)生、受精、發(fā)育、生長(zhǎng)直至衰老死亡的過(guò)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(lái)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(wèn)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(zhǎng)期保存精子，利于長(zhǎng)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(jiàn)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(duì)于生殖細(xì)胞的形成、排卵、受精等一系列過(guò)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(lái)自遺傳的、藥物的影響等種種原因，但都是在發(fā)育過(guò)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(duì)癌的控制需要對(duì)正常的生長(zhǎng)和分化過(guò)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(duì)衰老過(guò)程的理解，依賴于對(duì)全部生命過(guò)程中細(xì)胞、組織以至機(jī)體生長(zhǎng)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(zhǎng)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(yǔ)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(guó)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(cè)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(píng)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(guó)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。
