发育生物学提纲 16页

第一章 绪论（3学时）教学目的与要求：1．了解发育生物学的研究对象、任务及其与其他学科学关系；2．掌握动物发育的主要特征和基本规律；3．了解发育生物学的发展简史；4．熟悉发育生物学研究中常用的模式生物及研究技术。教学内容：第一节 发育生物学的研究对象、任务及其与其他学科学关系发育（development）包括个体发育（ontogeny）和系统发育（phylogeny）。个体发育是自受精卵开始到形成成熟个体所经历的一系列变化过程，系统发育是同一起源的生物群的形成历史。发育生物学是从细胞水平和分子水平上研究生物个体发育机制的学科，它涉及基因如何控制胚胎细胞的行为、如何决定发育的模式以及胚胎的形态变化等重要问题，是生物学的核心学科。随着分子生物学的发展与应用，发育生物学获得了迅速发展。发育是生物界普遍存在的生物学现象，不同生物的发育既具有差异，又具有相似性，因此，对包括动物、植物和微生物在内的生物的发育过程进行比较和综合，有助于了解生物之间在发育上的共同规律和特殊性，有助于把握和理解发育的生物学本质。由于历史的原因，人们对动物的发育研究比较充分和深入，而对植物等其他生物的研究则不够，因此，本课程中动物发育的内容所占比例相对较大。第二节 动物发育主要特征和基本规律动物的胚胎发育比较复杂，不同类的动物，胚胎发育的情况也不尽相同，但是早期胚胎发育的几个主要阶段却是相同的。高等动物的发育过程也包括胚前发育、胚胎发育和胚后发育几个主要阶段，胚胎发育包括受精、卵裂、囊胚、原肠胚、中胚层及体腔形成、胚层分化等主要阶段，而低等动物因进化地位不同，其胚胎发育则缺少相应的后期几个阶段。第三节 发育生物学的发展简史一、胚胎发生的后成论（epigenesis）和先成论（prefomation）二、细胞学说促进了胚胎学理论的发展三、镶嵌式发育与调整式发育四、诱导现象的发现五、遗传学与发育学的结合\n第四节 发育生物学的模式生物一、脊椎动物模式生物1．两栖类：非洲爪蟾（Xenopuslaevis）2．鱼类：斑马鱼（Daniorerio）3．鸟类：鸡4．哺乳动物：小鼠二、无脊椎动物模式生物1．果蝇2．线虫：秀丽陷杆线虫第五节 发育生物学研究技术一、常用发育生物学研究技术1．显微镜技术2．组织切片技术3．分子生物学技术4．原位杂交技术5．显微注射6．报道基因技术7．细胞标记技术二、发育遗传学技术1．正向遗传学技术2．反向遗传学技术第二章细胞命运的决定（3学时）教学目的与要求：1．掌握细胞命运的决定机制；2．掌握细胞命运决定在发育过程中的调控；3．了解常见模式生物的细胞命运决定。教学内容：第一节细胞命运通过形态发生决定子自主特化一、细胞定型和分化二、形态发生决定子\n三、胞质定域1．海鞘2．软体动物：极叶和中胚层、背-腹轴决定3．线虫4．昆虫四、形态发生决定子的性质1．海鞘形态发生决定子2．果蝇极质第二节细胞命运通过相互作用渐近特化一、种质学说二、海胆的调整型发育三、两栖类发育调控1．胚胎细胞的渐进决定2．初级胚胎诱导第三章细胞分化的分子机制（3学时）教学目的与要求：1．掌握细胞分化的分子机制——转录前调控制；2．掌握细胞分化的分子机制——转录后调控制；3．了解细胞分化个体发育过程中的重要性。教学内容：第一节基因组相同和基因差异表达一、有机体不同组织细胞基因组相同的证据1．遗传学的证据2．胚胎学的证据3．分子生物学的证据二、核潜能的限定1．在发育中核潜能被限定2．细胞核具有潜在全能性的研究三、基因组相同的例外——基因组的改变第二节染色质水平基因活性的调控一、染色质\n1．X染色体失活2．水蜡虫的染色体失活二、选择性基因转录的染色质变化1．染色体疏松区2．灯刷染色体第三节转录水平的调控一、基因表达的时间和空间特异性二、发育中基因转录水平的调节和变化1．卵清蛋白基因的转录2．珠蛋白基因的转录3．转录调控蛋白5S核糖体RNA基因的转录调控4．转录调控的“开关基因”三、差异基因转录的调控机制第四节：RNA加工水平的调控第五节：翻译和翻译后的调控第四章发育中的信号转导（3学时）教学目的与要求：1．掌握参与早期胚胎发育的主要信号调节途径；2．了解信号活性的调控与相互关联关系；教学内容：第一节：参与早期胚胎发育的信号调节途径1．TGFβ信号途径2．Wnt信号途径3．Hedgehog信号途径4．Notch信号途径5．酪氨酸激酶受体途径6．JAK-STAT信号途径第二节：信号活性的调控与相互关联1．信号活性的调控2．信号途径的关联与整合3．形态发生原第五章受精的机制（3学时）教学目的与要求：\n1．掌握卵母细胞的成熟、精子获能、精卵间的接触和识别、精子入卵及卵的激活等受精过程；2．了解受精过程中重要的生物反应；教学内容：第一节：卵母细胞成熟第二节：精子获能一、获能精子中蛋白激酶活性的改变影响获能1．PKA2．PKC3．酪氨酸激酶二、源于雄性生殖道的受精促进肽第三节：精卵识别的分子基础一、精子的化学趋向性二、具受体功能的精子表面蛋白1．半乳糖基转移酶2．SP563．p95三、参与配子千周膜间相互作用的一些具黏附作用的分子四、顶体反应的调控机制第四节：配子遗传物质的融合第五节：卵的激活一、受体假说二、融合假说第六章卵裂（3学时）教学目的与要求：1．掌握卵裂的方式；2．了解卵裂的机制；教学内容：第一节胚胎的卵裂方式一、两栖类二、哺乳动物1．紧密化2．紧密化的机制\n3．内细胞团的形成4．囊胚脱离透明带5．双胞胎和胚胎干细胞三、斑马鱼四、果蝇第二节卵裂的机制一、卵裂同期的调控二、促成熟因子三、Cdc2激酶四、周期蛋白B五、Cdc25磷激酶六、其他周期蛋白和依赖于周期蛋白的激酶七、细胞分裂检查点：DNA和纺缍体八、细胞静止因子第七章原肠运动—胚胎细胞重组（3学时）教学目的与要求：1．了解不同动物的原肠运动方式；2．理解原肠运动在发育中的作用；教学内容：第一节海胆一、初级间质细胞的内移1．初级间质细胞2．囊胚腔内的基质层二、植物极板内陷三、晚期原肠内陷第二节文昌鱼第三节鱼类一、中期囊胚转换和细胞运动性的获得二、胚层形成第四节两栖类一、原肠作用时的细胞运动二、胚孔的定位三、细胞运动和原肠构建1．原肠作用的开始2．非洲爪蟾原肠作用期间中胚层的形成\n四、内卷中胚层的迁移五、外胚层的下包第五节鸟类一、鸟类原肠作用概述1．下胚层和上胚层的形成2．原条的形成3．通过原条的细胞迁移：内胚层和中胚层的形成二、鸟类原肠作用机制1．下胚层的作用和胚轴的形成2．原条细胞的聚集3．脊索的二次形成4．外胚层的外包第六节哺乳类一、体内发育带来的变化二、胚外膜的形成第八章神经胚和三胚层分化（3学时）教学目的与要求：1．了解神经胚形成，掌握神经胚神经脊等概念；2．了解表皮和皮肤结构的起源；3．了解中胚层和外胚层的分化教学内容：第一节神经胚的形成一、中枢神经系统的形成1．初级神经胚形成2．次级神经胚的形成3．脑区形成二、神经嵴三、表皮和皮肤结构起源1．表皮细胞起源2．皮肤衍生物第二节中胚层一、脊索和体节分化1．轴旁中胚层2．体节球和体节形成3．体节细胞分化\n4．骨骼肌的形成5．骨发生二、侧板和中胚层1．胚外膜的形成2．心脏3．血管的形成三、血细胞的发育第三节内胚层一、咽二、消化管及其衍生物1．肝、胰腺和胆囊2．呼吸道第九章胚胎细胞的相互作用—胚胎诱导（3学时）教学目的与要求：1．掌握胚胎诱导、诱导者、反应组织等概念；2．了解初级胚胎诱导、次级诱导及三级诱导过程；3．了解邻近组织的相互作用及单细胞水平的诱导。教学内容：第一节初级胚胎诱导一、组织者的发现二、初级胚胎诱导各阶段细胞间的相互作用1．中胚层的形成和分区2．神经诱导3．中央神经系统的区域化第二节反应组织者一、感受性1．感受性的获得2．感受性的特性二、自动神经化三、自动中胚层化第三节异源诱导者第四节次级诱导和三级诱导第五节邻近组织的相互作用一、上皮和间质的相互作用1．间质指令表皮的分化\n2．间质指令上皮的分化二、间质和腺上皮的相互作用1．唾液腺2．肾三、间质和上皮相互作用的机制1．上皮-间质诱导中贴近的实质2．分支形成的机制第六节单细胞水平的诱导作用一、果蝇视网膜的sevenless和brideofsevenless基因二秀丽线虫（Caenorhabditiselegans）阴门的诱导第十章果蝇胚轴的形成（3学时）教学目的与要求：1．了解果蝇胚胎极性的产生；2．掌握果蝇前-后轴及背-腹轴形成的机制；3．了解邻近组织的相互作用及单细胞水平的诱导。教学内容：第一节果蝇胚胎的极性第二节果蝇前-后轴形成一、前端组织中心：Bicoid（BCD）蛋白浓度梯度二、后端组织中心：Nanos蛋白和Caudal蛋白浓度梯度三、未端系统：Torso信号途径第三节果蝇背-腹轴形成一、背腹系统二、滤泡细胞极性的产生三、分节基因与果蝇胚胎体节的形成1．缺口基因2．成对控制基因3．体节极性基因4．同源异形选者基因第十一章脊椎动物胚轴形成（3学时）教学目的与要求：1．了解两栖类、鱼类、鸟类及哺乳类胚轴的形成；\n2．了解几类不同动胚轴形成的异同。教学内容：第一节两栖类胚轴形成一、组织者和Nieuwkoop中心1．组织者2．Nieuwkoop中心二、两栖类胚轴形成的机制1．Nieuwkoop中心的分子生物学研究2．第一类组织者分泌性蛋白因子和BMP抑制因子3．第二类组织者分泌性蛋白因子和Wnt抑制因子4．后端化因子5．中侧轴特化因子第二节鱼类胚轴形成一、鱼类背-腹胚轴的形成二、鱼类前-后轴形成三、鱼类左-右轴形成第三节鸟类胚轴形成一、鸟类背-腹胚轴的形成二、鸟类前-后轴形成三、鸟类左-右轴形成第四节哺乳动物胚轴形成一、哺乳动物背-腹轴和前-后轴形成二、哺乳动物左-右轴形成　第十二章神经系统发育（3学时）教学目的与要求：1．了解胚胎发育过程中神经细胞的产生及增殖过程；2．了解神经细胞的迁移及分化的决定过程。3．了解神经连接的形成教学内容：第一节神经系统的组织发生一、神经系统的形态发生二、神经管细胞的增殖、迁移和分化1．神经管细胞的增殖和迁移2．神经细胞的分化\n3．中枢神经系统的组织分化三、神经嵴及其衍生物1．神经嵴细胞的迁移2．神经嵴细胞的迁移的机制3．影响神经嵴细胞多能性的因素四、外胚层板五、在神经系统的组织发生中细胞粘连分子的作用六、在神经系统发育中程序化的细胞死亡1．靶组织2．神经生长因和营养因子3．伟入神经的调节4．功能活动第二节神经连接的形成一、神经突起的发育1．轴突和树突的产生2．神经突起的伸长3．轴突的生长锥4．先行神经纤维二、轴突生长的引导1．向触性2．基质粘连性3．电向性4．化学向性5．生长路线的标记三、轴突的过度增生和撤消四、树突的发育和分化1．树突的发育2．树突的分化五、局部地域有序投射形成的特异性1．化学亲和性假说2．“压缩”和“扩散”投射的实验六、发育期间突触连接的重排1．突触的消失和稳定2．回路的重排3．突触竟争七、突触连接的构筑第十三章附肢的发育和再生（3学时）\n教学目的与要求：1．了解脊椎动附肢发育过程及机制；2．了解附肢再生的机理。教学内容：第一节脊椎动物附肢的发育一、附肢的起源二、附肢的早期发育1．附肢发育中外胚层和中胚层间的相到作用2．附肢发育时期轴的建立3．附肢中组织类型的建立4．同源基因在附肢发育中的作用第二节有尾两栖类附肢的再生一、附肢再生的过程1．创伤愈合2．组织破坏和去分化3．再生芽基的形成4．形态发生和分化二、芽基细胞的来源和作用三、再生作用的调节1．表皮的作用2．激素作用3．神经的作用四、细胞分化模式的恢复第十四章眼的发育（3学时）教学目的与要求：1．了解眼的早期形态发生；2．了解视泡发育、晶状体发育的机制。教学内容：第一节眼的早期形态发生概述第二节视泡发育的机制一、控制视泡形成的因素\n1．间质2．细胞黏着3．脑脊液的积聚二、视泡的分化和自我调整1．与外胚层的接触2．间质影响色素上皮的分化3．神经视网膜的分化4．视网膜-顶盖投射的形成第三节晶状体发育的机制一、晶状体的决定和诱导二、晶状体的形态发生和有关因素三、晶状体的细胞分化四、晶状体蛋白合成的调控第四节晶状体的再生和转分化一、晶状体的再生二、转分化三、晶状体再生和转分化的有关因素第五节角膜的发育一、角膜诱导二、与角膜诱导相关的因素1．晶状体和（或）视网膜2．细胞外基质3．类坏死和感受性4．眼内压第十五章变态—激素调节发育和细胞分化（3学时）教学目的与要求：1．通过对动物变态过程的学习，了解激素在发育中的重要作用。教学内容：第一节昆虫的变态一、昆虫变态的模式1．原变态2．半变态\n3．全变态二、组织分解和系统重建三、昆虫变态的激素调控1．与昆虫变态有关的激素及其作用2．昆虫变态基因表达的调节3．环境对昆虫变态的影响第二节两栖类的变态一、两栖类的变态现象1．形态学的变化2．生物化学的变化二、两栖类变态的激素控制1．尾的退化和吸收2．皮肤的变态变化3．肝的变态变化4．变态期间神经系统的变化三、变态期间对甲状腺激素的分子反应第三节在乳腺发育中多种激素的相互作用一、胚胎期二、青春期三、妊娠期第十六章性腺发育和性别决定（3学时）教学目的与要求：1．掌握性腺发育的过程。2．了解性别决定的机制教学内容：第一节哺乳动物性腺的发育第二节哺乳动物性别决定一、哺乳动物染色体的性别决定1．初级性别决定2．次级性别决定二、哺乳动物精巢决定的Y染色体基因三、在精巢决定中的常染色体基因四、动物的次级级性别决定1．性别表型的激素调节2．中枢神经系统\n第三节果蝇的性别决定一、果蝇中染色体性别决定二、作为性别决定中枢的性别-致死基因1．对X：A比率的解释2．维持Sxl的功能三、性别转换基因四、性别决定的开关基因——双性基因五、性别决定级联的靶基因第四节雌雄同体一、线虫的雌雄同体二、鱼类中的雌雄同体第五节环境决定性别一、爬行类依赖温度的性别决定二、在Bonelliaviridis和Crepidulaformicata中依赖位置的性别决定第十七章生殖细胞的发生（3学时）教学目的与要求：1．了解生殖细胞的起源和分化过程；2．了解精子和卵子的发生过程。教学内容：第一节生殖细胞的起源与分化一、生殖质与生殖细胞分化二、原生殖细胞的迁移1．两栖类原生殖细胞的迁移2．哺乳动物生殖细胞的迁移3．鸟类和爬行类动物原生殖细胞的迁移三、减数分裂四、生殖细胞定向分化的决定第二节精子发生一、精子发生二、精子形成三、精子发生中基因表达的调控第三节     卵子发生一、卵母细胞的减数分裂二、两栖类卵母细胞的成熟\n三、减数分裂的阻断和继续四、卵母细胞的基因转录五、昆虫卵子的发生六、人类卵母细胞的成熟和排卵第十八章植物的生长发育（3学时）教学目的与要求：1．了解植物生长发育的过程及机制；2．掌握动植物生长发育的主要区别。教学内容：第一节植物发育生物学概论一、植物发育生物学的概念二、植物与动物发育机制的区别三、植物分子生物学研究中的模式植物1．拟南芥2．玉米3．水稻4．豌豆第二节植物的早期发育一、合子的极性和不对称细胞分裂二、植物的早期胚胎发育三、细胞胚的发生第三节植物的分生组织及营养生长一、植物的分生组织二、植物的营养生长第四节植物的生殖生长一、成花诱导1．高等植物的成花2．成花的调控二、花器官的发育第五节植物的双受精一、花粉管进入胚囊二、雄配子到达雌配子三、配子的融合