发育生物学复习资料.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流一、二、三、四、 发育生物学复习资料.精品文档.五、 名词解释1、 发育动物学:应用现代生物学的技术研究生物发育机制的科学,主要研究多细胞生物体从生殖细胞的发生、受精到胚胎发育、生长、衰老和死亡。2、 发育:指生命现象的发展、生物有机体的自我构建和自我组织。3、 定型:细胞分化在表现出明显形态和功能变化之前,发生隐性变化,使细胞命运朝特定方向发展的过程。4、 镶嵌型发育:以细胞自主特化为特点的胚胎发育模式。5、 调整型发育:以细胞渐进特化为特点的胚胎发育模式。6、 形态发生决定子:自主特化裂球含有特定的细胞质,其中具有影响细胞发育命运的分子。
2、7、 细胞分化:多细胞有机体的细胞从简单、原始的状态到复杂和异样化的方向发展的过程。8、 信号转导:靶细胞通过特异性受体识别细胞外信号9、 生殖质:是卵中有一定形态结构和特殊定位的细胞分子,并把细胞外信号分子转变为细胞内信号,引起细胞发生反应的过程。质,主要由蛋白质和RNA构成。10、 精子获能:指射出的精子在若干生殖道获能因子作用下,精子膜发生一系列变化,进而产生生化和运动方式的改变。11、 顶体反应:是指精子获能后,与卵相遇时,顶体开始产生的一系列改变。12、 透明带反应:哺乳动物不形成受精膜,但皮质颗粒中释放的酶对透明带中的精子受体分子进行修饰,使之丧失与精子结合的能力,因此,称为透明带
3、反应。13、 精子发生:是指由前体原生殖细胞发育到精原细胞,再到成熟精子并排出体外的过程。发生过程在支持细胞的深凹处。14、 卵子发生:是指由原始生殖细胞发育成卵原细胞,再由卵原细胞发育为成熟卵子的整个过程。15、 卵裂:受精卵经过一系列的细胞分裂将体积极大的卵子细胞质分割成许多较小的、有核的细胞,形成一个多细胞生物体的过程称为卵裂。处于卵裂期的细胞叫做卵裂球。16、 促成熟因子(MPF):由孕酮刺激产生并诱导恢复减数分裂的因子,是由两个亚单位(Cdc2和CyclinB)构成。17、 原肠作用:是指动物胚胎发育到囊胚后期开始进行的一系列细胞运动和细胞重排的形态发生运动。18、 干细胞:是一类具
4、有自我复制能力的多潜能细胞,也属于全能干细胞。19、 受精:是两性细胞融合并创造出具备双亲遗传潜能的新个体的过程。20、 原肠胚:由囊胚继续发育,由原始的单胚层细胞发育成双胚层或三胚层结构的胚胎,称为原肠胚。21、 原肠作用(gastrulation)是胚胎细胞剧烈的、高速有序的运动过程,通过细胞运动实现囊胚细胞的重新组合。原肠形成期间,囊胚细胞彼此之间的位置发生变动,重新占有新的位置,并形成由三胚层细胞构成的胚胎结构。22、 胎盘:主要由胚胎滋养层细胞核内细胞团形成的中胚层细胞发育而来。六、 填空1、 细胞定型的三种方式:自主特化、有条件特化和合胞体特化。2、 胚胎发育的两种模型:镶嵌型发育
5、、调整型发育。3、 根据细胞表形将细胞分为3类:全能细胞、多能细胞和分化细胞。4、 细胞分化是基因选择性表达。5、 大量遗传学、胚胎学和分子生物学的证据表明:在一般情况下,同一有机体的多种不同组织细胞具有完全相同的基因组。6、 顺式作用元件主要有启动子、增强子;主要的反式作用因子是转录因子。7、 小鼠从生殖干细胞到成熟精子的全部发育过程约需34.5天;人类精子的发育约需要74天才能完成。8、 卵子类型:均黄卵、端黄卵、中黄卵、间黄卵。9、 阻止多精受精反应的物质:透明带、皮质、卵黄膜。10、 多精受精不一定引起胚胎死亡。11、 决定卵裂方式的因素:卵质卵黄的含量及其分布情况;卵质中影响纺锤体方
6、位、角度和形成时间的一些因子。12、 周期蛋白是控制细胞分裂和细胞分化的导向标。13、 原肠作用的运动包括内陷、内卷、下包、迁移、集中和延伸。14、 心区细胞命运的既定是一个渐进过程,先是心室,后是心房。15、 传统干细胞概念的两个特性:自我更新和产生分化后代。16、 根据干细胞所处的发育阶段,将干细胞分为胚胎干细胞和成体干细胞;根据干细胞的发育潜能分为全能干细胞、多能干细胞和单能干细胞。17、 精子获能的位置:精液储存于子宫的物种,获能主要发生在输卵管; 精液储存于阴道中的物种如人和兔,获能从阴道开始。七、 简答1、 差异表达基因的调控主要通过那几个水平进行?答:(1)基因的差异转录;(2)
7、RNA前体的加工;(3)mRNA的选择翻译;(4)差异蛋白质的加工。2、 参与早期胚胎发育的信号调节途径有哪些?请简述各途径。答:(1)TGF信号途径。 TGF配体与类受体(TR-)结合,进而TGF类受体(TR-)也被募集到这一复合体中,TR-会磷酸化TR-的GS区域并使其活化。TGF类受体被激活后可磷酸化R-Smad,R-Smad具有特异性,BMP受体可激活Smad1,5,8而Activin可激活Smad2,3。R-Smad被活化后与co-Smad形成复合体并转运至细胞核内并调节靶基因的表达。 (2)Wnt信号途径。 Wnt/-catenin途径当Wnt配子与Fz/LRP6结合时,诱导Axi
8、n与LRP6膜内部分结合,使得蛋白复合体解聚,同时Fz可通过Dsh抑制GSK3的活性,当这一途径被活化,-catenin不能再被降解而在细胞质中累积,并进入细胞核内,与T细胞因子家族的转录因子一起激活靶基因的转录。 Wnt/JNK途径Wnt/FZ通过Dsh同时激活Rac和RhoA,其中对RhoA的激活需要Daam1的作用。Rac进而激活JNK,而RhoA则激活Rock。JNK和Rock再激活其下游效应因子,最终引起细胞骨架的重排和转录水平的变化。 (3)Hedgehog信号途径。 当没有Hh配体时,Smo没有活性,Ci蛋白与Cos2(一种微管结合蛋白)、Fused(一种激酶)和Su(一种胞质蛋
9、白)形成一个复合体并结合于微管上。Ci进而被PKA磷酸化并Slimb依赖性的被蛋白酶水解,其分解产物进入细胞核抑制Hh靶基因的转录。而当Hh与Ptc结合时,Ptc发生构象变化,对Smo的抑制作用解除,Smo的活化和促进Cos2/ Fused/Su复合体的磷酸化而从微管上解离下来,同时抑制PKA活性,从而抑制Ci的裂解,完整的Ci可以进入细胞核并结合转录激活辅助因子CBP,激活相应Hh靶基因的表达。 (4)Notch信号途径。 在高尔基体中,Notch被Furin类转化酶水解为两个部分,两者之间通过非共价键形成异源二聚体并被转运到细胞膜表面。当DSL配体与Notch结合时会诱发Notch发生两次
10、断裂,第一次发生在膜外靠近细胞膜的地方,是由TACE类跨膜金属蛋白催化的。紧接着,在Notch跨膜区中间发生第三次断裂,这一过程是由跨膜的Presenilin类-分泌酶介导的。第三次断裂后产生的游离的Notch胞内部分称为Notch内细胞内区域(NICD),NICD进而被转运至细胞核内,并与CSL家族转录因子结合,激活Notch靶基因的表达,(5)酪氨酸激酶受体信号途径 RTK(酪氨酸激酶受体)被磷酸化后会结合一种SH2结构域的接头蛋白Grb2。SH2结构域可以识别并结合磷酸化的酪氨酸残基。Grb2可结合一种鸟氨酸置换因子Sos,而Sos可以活化G蛋白Ras。Ras被活化后会激活一种MAPKK
11、KRaf,Raf进而激活MAPK激酶MEK,MEK进一步激活ERK。活化的ERK可以进入细胞核并磷酸化多种转因子,进而调节其转录活性。ERK也可磷酸化细胞质中的靶蛋白,如Ser/Thr蛋白激酶Rsk,活化的Rsk可以进入细胞核而调节部分转录因子的活性。(其中,MAPK即丝裂原激活的蛋白激酶。)(6)JAK-ATAT信号途径。 STAT的活化是由JAK完成的。JAK与相应受体结合。相应配体与受体结合时,会引起受体的二聚化,使得与膜受体结合的两个JAK分子接近而发生磷酸化。活化的JAK可磷酸化相应受体膜内部分的一些酪氨酸激酶,为STAT提供结合位点。STAT进而与膜受体结合,被JAK磷酸化而激活。
12、(7)视黄酸信号途径。 视黄酸受体以二聚体形式结合DNA,它们既可以形成同源二聚体,也可以形成异源二聚体。不同的二聚体组合识别的DNA序列略有不同,从而调节不同靶基因的表达。视黄酸受体不论与配体结合与否都可以结合DNA,但在配体不存在时,视黄酸受体结合一类转录抑制因子。从而抑制靶基因的转录。当视黄酸受体与配体结合时,由于其构象的改变,会转而结合一类转录激活因子,从而激活靶基因的表达。3、 发育生物学的模式生物有哪些?有什么共同特征?答:常见模式生物:酵母、线虫、果蝇、海胆、斑马鱼、非洲爪蟾、小鼠、哺乳类等。 线虫:它是唯一一个身体中的所有细胞能被逐个盘点并各归其类的生物。斑马鱼:产卵量多,繁殖
13、迅速,胚胎通体透明,是进行胚胎发育机理和基因组研究的好材料。 共同特征:取材方便;胚胎具有较强的可操作性;可进行遗传学研究。4、非洲爪蟾、鸡、小鼠和果蝇等模式生物的优缺点;答:、非洲爪蟾:优点:性成熟短、取卵方便、卵体大、易于操作、抗感染力强、易于组织移植;缺点:生命周期长、异源四倍体,不易于进行遗传学研究。、鸡:优点:鸡的胚胎发育与哺乳动物更接近、鸡胚在体外发育,相比哺乳动物更容易进行、实验研究手段成熟、鸡的基因测序已完成;、小鼠:优点:胚胎发育过程与人相近,可作为人类疾病动物模型、易繁殖和饲 养,价廉,操作方便、繁殖不受季节影响、基因组测序已完成、遗传学背景清楚、遗传学手段较完善、是唯一可
14、以进行基因敲除实验 的脊椎动物缺点:胚胎在母体内发育、胚胎个体小、 实验操作难、果蝇:优点:生命周期短、个体小易饲养、卵体大、发育速度快。5、常用发育生物学研究技术?答:(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)报告基因技术;(7)细胞标记技术;(8)DNA芯片技术;(9)系统生物学技术。6、精子发生与卵子发生的比较?答:(1)共同点: 经过减数分裂,染色体数目减半,同源染色体间发生交换、重组; 发生了广泛的形态学分化:精子:鞭毛生长、核凝缩、细胞质外排和顶体泡形成;卵子:大小剧增、营养积聚、外壳保护层形成、皮质颗粒组装; 受精未发生
15、之前,均不能长时间存活。 (2)不同点: 卵细胞含有启动发育和维持代谢所需要的全部元件。 卵母细胞有一个很长的减数分裂前期,使卵母细胞充分生长。 产卵量大的动物,卵原细胞在整个生命周期中能够分裂产生大量的生殖干细胞; 产卵量少的动物,卵原细胞的增殖只发生在早期,形成一定数量的前体细胞。 卵母细胞减数分裂2次,是不均等分裂。7、原肠胚形成的作用结果和细胞运动方式; 作用结果:、通过原肠作用,胚胎建立内、中、外三个胚层、为重新占有新位置的胚胎细胞之间的相互作用(胚胎诱导)奠定基础、是胚胎从尚未分化到分化为三个胚层和器官原基决定的关键时期、细胞运动涉及整个胚胎 、动物身体主轴在卵裂和原肠作用期间建立
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