发育生物学原理考试大纲.doc

发育生物学考试大纲第一章 绪论1名词解释：模式动物，世代交替，发育体制；（1）模式动物：在生命活动的某些过程中，实验动物与人类或异种动物有许多相似之处，并可相互作为参照，对这种动物进行研究可以解释某些普遍规律的生命现象。（2）世代交替：此概念来自多细胞生物的有性繁殖，在多细胞周期性的生活始终存在单倍体和双倍体两种不同构成的阶段，并且他们之间相互更替的出现。（3）发育体制：发育体制即对所有指导多细胞生物发育机制和规律的概括，既包括对胚胎学研究获得的胚胎形态发生过程的深入了解，也包括认识物种进化体制上演变的可能过程；既包括了认识动物个体发育从门类到各分类等级特征的表达程序，也包括对与体制建立密切相关的生殖细胞发育信息设定的探查。2胚胎学与发育生物学主要区别？胚胎学发育生物学对发育过程和过程形态演变的追踪发育过程中分子生物学过程及机制发育过程是从受精卵到幼体建立从生殖细胞到个体衰老的过程演技突出形态比较生物进化总背景下的考察运用细胞生物学的手段和方法综合生命科学所有学科和方法3结合动物的形态结构特征，论述发育构建的多态性问题？(1)各种成体动物的体形特征差异： 非对称型：蜗牛； 辐射对称型：海胆； 两侧对称型：人。(2)细胞卵裂方式的多样性：辐射型，对称型，螺旋型，旋转型(3)胚层结构低等动物：内、外胚层；例如：海绵动物、腔肠动物；高等动物：内、中、外胚层。(4)体腔类型：根据发生方式，分为 无体腔动物：中胚层发育中不与其他胚层联合或者自身腔裂形成体腔，如扁形动物等； 假体腔动物：胚胎期的囊胚腔一直残留到成体，位于中胚层与内胚层之间，如线虫动物； 真体腔动物：发生于中胚层内部的腔裂和扩展。(5)消化道的原口与后口：原口动物的口：原肠形成时直接出现的消化道与体外通连的孔道。例如：无脊椎动物。后口动物的口：形成于原肠盲端与体外次生性通连的孔道。进化地位更高。、(6)分节现象分节现象：指胚胎发育过程中沿身体纵轴排列出现的一系列结构相似的分段现象，每一单元成为体节。分节出现于较高等的动物类群之中，如环节动物、节肢动物与脊索动物。(7)动物的斑纹4试述发育生物学当前研究热点？体轴决定；中胚层分化与器官的设定；细胞分化（干细胞、细胞凋亡分化决定、基因的重编程、体细胞克隆）；发育调节与信号通路；神经发育、行为的发育；发育与进化。第二章 细胞分化是发育建立的基础1概念：旁泌素、自泌素、细胞分化的远程控制、细胞谱系、干细胞、胚胎干细胞、分化决定子。（1）旁泌素：又称为生长分化因子，它们通常是蛋白质成分。旁泌素由诱导细胞产生，并通过扩散的方式到达临近的靶细胞。（2）自泌素：细胞产生分泌信号后反过来影响细胞自身。细胞分化的远程控制：指内分泌细胞产生和释放激素，通过血液运输到达靶细胞，远距离诱导和控制细胞分化。（3）细胞谱系：发育过程中存在的分化细胞间的谱系关系，它们以分化递进和分支的方式联系在一起，形成一个有方向、层次的分化路径结构。（4）干细胞：发育生物学研究发现，在逐级分化的细胞系中，存在一些特殊类型的细胞，它们具有自我复制，并且有时总领一个大的后继分化细胞类群，这样的前体细胞被称为干细胞。（5）胚胎干细胞：人们发现在不少的生物钟，在胚胎发育的早起，受精卵经过了数次分裂以后，这些细胞仍具有独立发育为完整个体的能力，它们被称为胚胎干细胞。（6）分化决定子：动物卵细胞中普遍存有对未来发育和细胞分化起着重要作用的母体基因产物的储备，其中有些成分可能由于受精卵细胞胞质的重组和早期卵裂细胞质的不均等分配，使不同的细胞出现不同的分化命运，这些成分常常被称为分化决定子。2阐述多细胞生物细胞分化的建立需要那些重要的条件？总体而言，多细胞生物细胞分化的实现有3个重要的条件：携带有丰富的遗传信息以及它们具有复杂的表达调控机制是细胞分化建立的前提；细胞间的复杂信号系统的存在及由此引导的细胞间的相互作用是多细胞生物细胞分化得以实施的重要条件；细胞间质是细胞分化的依托并为之提供了必要的微环境。3何谓多细胞生物分化指导反应？多细胞生物分化指导反应特征？(1)多细胞生物分化指导反应：指主导组织对其他组织的分化的诱导现象。(2)多细胞生物分化指导反应特征： 1)若A组织存在，B组织获得特定分化； 2)若A组织不存在，B组织失去特定分化趋势； 3)若C组织取代A组织，B组织失去特定分化趋势； 4)若以具另一发育方向的D组织取代B组织，D组织改变其常规分化方向，转向B组织方向或类同分化方向。4细胞内程序分化包括两种不同机制？细胞间程序分化包括两种不同机制？其一、细胞内程序分化，包括两种不同机制：1）通过细胞质的不均等分配使子细胞分别获得不同细胞分化信息，导致子细胞的分化差异，例如卵裂；2）通过多重内部基因表达的级联，使细胞分化沿着某一确定的程式不断进行下去，例如神经、血液与肌肉分化。其二、细胞间的分化诱导，包括两种不同机制：1）细胞分化的近端诱导；2）细胞分化的远程控制。5阐述近端诱导细胞分化的主要特征？1)近端诱导过程中普遍存在相互诱导和被诱导的现象；2)近端诱导的区域特异化；3)近端诱导可以是群体细胞参与也可以精确到单个细胞的水平；4)细胞间质对近端诱导的发挥具有重要作用。6阐述远程控制细胞分化的主要特征？1.激素在远程控制细胞分化的多效能性2.对激素的特异性应答决定于靶细胞3.激素对细胞的分化诱导过程存在有靶组织细胞受体表达的反馈调节机制4.远程控制分化过程需与近端诱导协同作用5.远程控制分化在发育程序中具有运动上的独立性7发育过程中细胞分化的类型？空间区域性分化，细胞性分化，时向性分化，细胞水平的性别分化8举例说明细胞调亡在动物发育中的重要作用？在小鼠胚胎发育的早期，内部细胞构成一实心的细胞团块，很快地这一实心的细胞团块演变成一个中空的囊状结构，同时囊腔被组织液充满，胚体正是在这一结构基础上，通过一系列复杂的变化形成三胚层的结构而逐渐发育建立起来的。研究发现，内细胞团从实心的组织团块到中空的囊状结构是通过细胞凋亡的方式完成的。这一过程可能是包围在内细胞团外的脏器内胚层（将发育为胚外器官）产生并输送信号，使除紧连基膜意外的内细胞团细胞发生凋亡，最终形成一个空腔结构。第三章 自组织在发育中的重要作用1名词解释：发育中的自组织作用；发育中的自组织作用:不同分化的细胞间存在一种自组织的能力，可以由细胞-细胞、细胞-细胞间质间的亲和性差异发生自组织现象。它影响和决定着生物发育中的形态构建，并对发育中的细胞迁移有一定作用。2阐述多细胞生物发育过程中细胞和组织水平自组织发生的主要细胞学与分子基础？细胞-细胞、细胞-细胞间质间的亲合性差异是产生自组织现象的主要原因，具体来说，多细胞生物细胞间或细胞与细胞间质间存在亲和度的差异，在它们相互接触时不同亲合度的成分会发生亲和、粘着的竞争，亲和性高的成分之间更易于发生完全相互粘着，之间的维持能力更高。细胞间和细胞与细胞间质之间的亲和性决定于细胞表面存在的粘着分子的属性。很多细胞表面抗原具有介导细胞间和细胞与细胞间质之间相互粘着功能由此产生了它们之间的亲和性。根据分子结构和功能结构，细胞亲和分子可以大致划分为3大类：细胞粘着分子、底物粘着分子、细胞连接分子。不同的分化细胞表面有不同的细胞亲和分子来介导其亲和力，由此发生自组织现象。第四章 集约化是发育组织的重要手段1 概念：发育过程中的集约现象、发育中的位置效应；（1）集约现象：生物的发育过程具有一种集约化的特征，即在空间和时间上由各种大大小小的模块组合、串联和套叠在一起，表现为严密的时间结构和空间结构。集约化是发育组织的重要手段，成为发育的重要机制之一。（2）位置效应：细胞的分化方向强烈地受其所处的位置和不同区域之间的相关作用的影响。2 发育中区域和阶段分化的建立包括哪3个主要机制过程，举例说明？1）核心细胞或者组织成分构成集约化的启动者或者组织者；例子：鸟类胚盘后缘带带动原条的发生。2）特异诱导因子（包括形态发生原）产生、作用范围及其在空间和时间上的浓度梯度分布，确立集约规模；例子：果蝇早期发育中从母体形态发生源的浓度梯度分布到合子间隙基因表达的转变。图16.2.1，16.2.2 P3013）开启诱导分化程序，引导集约结构向纵深和与相邻结构间的差异发展。例子：果蝇体节的形成。图16.2.3 P3033 应答于形态发生原浓度梯度的发育分化的基本机制？分化诱导因子阈值模型：在形态发生源连续的梯度分布中存在某些临界点，它可以划出作用的靶基因表达与否的界限，进而造就了群体细胞区域分化的界定。当多个基因介入时，由于不同基因对诱导因子阈值要求的不同，可能形成十分复杂的被诱导基因在胚胎中的表达图案，大大增加了形态分化多态取向的可能性。4发育在时空间上的区域分化和阶段划分的基本特征？1）空间与时间上的区域和阶段划分相互协调；2）发育的集约化是一个细胞群体行为，并且其决定往往早于细胞形态和结构分化，而这一分化往往经过后继发育才能表现出来，并明确受到发育阶段制约；3）发育中的区域划定与阶段划分呈现相互重叠现象，大区域中又发育出若干小区域，大阶段中包含若干小阶段。5 举例说明发育模块的自主性与可塑性，并分析发育模块的可塑性具体表现在哪两个方面？1）同源的发育模块在进化中可能出现类似物种歧化或平行进化现象，即出现发育内容的歧化。2）发育模块的表达具有一定灵活性，它有可能有不同表达方式或者出现与其他发育模块的嵌合或插入现象。第五章 发育程序的构建及其主要特征1尝试归纳多细胞生物发育程序的构建规律？1） 多细胞生物的发育在空间上不断进行着区域的划分；2） 在时间上表现出明显的阶段划分的特征；即从一个阶段转入另一个阶段，一个大的阶段有包含着许多小的阶段。因此生物的发育过程具有一种集约化的特征，即在空间和时间上由各种大大小小的模块组合、串联和套叠在一起，表现出严密的空间结构和时间结构。2为何说基因组序列不包含所有的生命程序？1）基因组与细胞质有严格的对应关系；2）对生命活动和生物发育有重要作用的自组织现象，并不是直接来自于染色体的DNA序列；3）基因组序列表达和运用这一严格的编程本身也并不都反映在基因组序列之中；4）基因组的进化并不属于基因组自身的编程内容。3如何理解多细胞生物发育程序中的3种级联具有层次的含义？1）细胞分化诱导过程间的级联；2）细胞分化与形态构建自组织过程的级联；3）集约化的发育模块间的级联。4多细胞生物发育程序具有哪些主要特征？1）发育程序具有超循环结构2）发育控制在程序编排上的世代移位与重叠现象3）多细胞生物个体生存的不可持续性5为何说发育程序的复杂程度要远远高于代谢程式？（A）发育程式包含许多不同层次；（B）发育程式中表现出时间与空间的双重结构演变；（C）不同物种具有不同的发育图案。6发育控制在程序编排上的世代移位与重叠现象?概念的理解：（A）从个体发育全过程看，动物普遍运用的是两个世代的基因组的信息。（B）动物的个体发育实际上从生殖细胞的发育过程中就开始对未来体制建设的设计，该过程要跨越亲本个体发育过程中很长一个阶段，且亲本直接参与这一发育设计工作。例证：图17.2.317.2.5第六章 多细胞生物对内外环境的探察性发育1概念：学习性发育，探察性发育（1）探查性发育：漫长的进化使多细胞生物在发育方面获得了对于环境的应变能力，导致个体发育可随内外环境的变化而出现差异。（2）学习性发育：高等动物的神经系统和免疫系统在其功能建立过程中所带有明显的“学习”机制，不仅带来了个体形态与解剖结构的不同，而且这种差异是终身的。2表现型可塑性具有哪几类，举例说明其特性？表现型可塑性：1）非遗传多型性（polyphenism）：受环境影响的非连续性表现型可塑性。非遗传多型性：密度。举例：图18.1.62）反应规范型（reaction norms）:生物本身因为遗传变异导致的表现型可塑性。举例：彩图。3分析学习性发育对于多细胞生物与环境的适应具有什么意义？根据教材P336337 18.2一节内容总结。4结合多细胞生物的性别多态性现象，分析环境对于性别发育及分化的影响？1) 许多爬行动物存在孵化温度对个体性别决定的现象。eg.对于一些蜥蜴或海龟，在一个很窄的温度范围内，同窝卵可能孵化出两种不同性别的个体，但是在温度高于这一范围时，只能孵化出雌性个体，而低于这一温度，则只孵化出雄性个体。2) 有的动物性别选定和它发育所处的位置和环境有关。eg. 螠虫性别的发育取决于幼虫向成体发育的锚定环境：当幼体被固定在岩石上时，发育为10cm的雌虫；当幼体游泳从吻部进入雌虫子宫后，发育为体长只有数毫米的雄虫。某种蜗牛有自上而下叠加群体而居的习性，在发现的群体中，凡首先占据下位的个体发育为雌性，后来者将发育为雄性。3） 季节具有对染色体分配的控制力。eg.根瘤蚜虫在春季全部为雌性个体，进行孤雌生殖，并产下维持全套染色体的卵。到了秋季，雌性个体可以产生两种卵：一种含有全套12条染色体，发育为雌性；另一种只有10条染色体，发育为雄性。4） 环境物质的影响。eg.某种线虫在不含六苯乙烯（HS）且Hg2+ 浓度2.5M的情况下，全部发育为雄性个体，而随着Hg2+浓度不断提升，个体逐渐转为发育成雌雄同体。Hg2+ 浓度200M的情况下，全部发育为雌雄同体。第七章 多细胞生物个体的整体维持和修复与重建能力1概念：形变性修复再生、生长性修复再生、多细胞生物的全息属性；（1） 形变性修复再生：只有低程度的新生长过程，再生主要依靠存留组织重新构建和组织结构的重新界定。（2） 生长性修复再生：主要通过新生方式长出失去部分，受伤其他部分细胞组织并不直接介入。（3） 多细胞生物的全息属性：尽管每个细胞在特定的时间中只表达局限的基因和一种分化细胞类型，但是它们的细胞核中却包含着各种细胞分化类型所必须有的遗传信息。2再生的种类及其特点？1） 生理再生：指生物体中广泛存在的，对发生变性的生物大分子和衰老的细胞组织进行清除与更新的过程。特点：1.程序性；2.在发育过程中逐渐获得和建立起来；3.不同生物的生理再生范畴和内容不同。2）修复再生：指多细胞生物在意外情况下，当失去某些器官或者身体某个部分时，可以自动对失去结构进行重新构建和恢复的过程。特点：参考上题“形变性修复再生、生长性修复再生”概念。3）繁殖再生：根据教材P347第一段概括。3经典的形变性再生研究来自于水螅的切割实验，请说明它如何证明了在水螅体内，体轴信息的存在和由此决定的再生过程机制？ 从供体水螅头部取一小块组织移到另一水螅躯干部，这一移植物将发育出一个新芽。如果移植物取自躯干顶部，将会出现一种复杂的局面：对于一个正常的受体水螅，如果事先将受体头割去，则移植到其躯干上部的组织发育成新的芽体；在移植前先将供体水螅上部切除，如果是从近头部切除，则在6h后或者从近基部切除则在30h以后，分别取其顶部组织块移植在正常受体躯干部，都将发育出新芽。 这些实验说明，在关于水螅个体中存在一种头基盘的极性信息，日语翻译供体移植物的头向信息明显强于移植部位原有的信息量，则发育出新的轴线，反之则是没有新轴线的出现。而切除水螅原有头侧部分后，经过一小段时间，残留的个体仍会发生头基盘极性信息的重新建立，并在再生发生以前达到最大值。4高等动物中的体轴信息对于再生过程具有的重要调控作用，说明高等动物的再生方式与水螅有何不同？ 与水螅不同，高等动物的再生是一个局部重新发育生长的过程。第八章 生物进化过程中的发育问题1比较昆虫与脊椎动物眼睛感光信号通道，思考“在进化上细胞学的核心程式表现出高度同一性与保守性”的内涵？（1） 尽管在解剖、形态发生和光接受通道上，昆虫和脊椎动物的眼有很大区别，但是Pax-6是两者共同的与特异性细胞分化和眼发育有密切关系的转录调节因子。在脊椎动物眼的发育过程中，Pax-6表达于视环、晶状体和角膜组织中，含有Pax-6基因突变的杂核小鼠的眼明显小，并且虹膜发育受阻，而纯和的突变体将没有眼发育，并且是致死性的。果蝇中eyeless（pax-6的同源基因）表达在眼源基因和随后的发育组织中，eyeless基因的突变可造成果蝇眼部部分或全部的缺失。进一步研究表明，eyeless基因的异位表达可以使果蝇在肢、翅、胸、触角等部位长出眼来，而脊椎动物pax-6基因同样可以诱导果蝇眼的发育。现在知道pax-6基因不仅广泛存在，而且序列表明它们具有极高的同源性。（2） 细胞的核心程式在进化上的高度保守性暗示着我们，对蛋白质进的化选择主要来自功能方面，即蛋白质的高度保守性更重要的是来自功能方面。蛋白质的三级结构可能提供了一种平台，在保证其功能的基础上，给其序列的分化提供了广泛的空间。2何谓建立对 基础发育程序的特异控制？为何这一手段对生物进化发生可能起着重要作用？（1）细胞生物在发育上可以针对核心网络信号通路不断建立新的特异调控机制,由此引导细胞与个体在形态与功能上的精细分化,并驱动生物进化的进程。 1）多细胞生物进化上获得了一种与发育密切关联的带有机遇性的程序选择机制；2）对共享的核心网络通路，通过特异调控机制的建立，实现形态与功能分化的调控。多细胞进化中，对于铁离子的摄取和其在内环境的维持上，利用细胞间存在的相互作用关系，建立了一种特异控制方式，从而实现个体复杂的有序分化，奠定多细胞生物对于氧运输和利用的基本条件。（2）原因：1）对核心网络信号通路的特异调控有助于驱动进化的进行，暗示许多进化发生的基本机制在生物有序结构中早已经潜伏存在，它的进化表达在相当程度上是获自于新调节机制的建立。 2）在动态演化系统中，不断发生有序结构的改变和进化，而且同时在潜移默化的积累着新的进化因素，创造着未来进化实现的条件。3生物进化，尤其是多细胞生物的进化是否在很大程度上反映的是生物信号和发育调控系统的进化？为什么？是。原因：A）基因转录调节系统的快速发展在生物进化中起着重要作用。B）该过程中，真核生物转录调节因子对DNA亲和性和序列特异性要求较低。C）对于基因转录的调节，多细胞生物同源异型框基因利用辅助因子建立起一套复杂的调节系统。4发育程序调节基因在广泛物种中同源现象的发现对认识生物进化有重要意义，对此加以分析其机制？在进化中，不同门类动物附肢图案建立和轴向确立的基因，在脊椎动物和节肢动物分化以前就可能存在在其共同祖先中，并在进化上被采用了雷同的发育程序。染色体上各Hox基因与他们的调节元素的排列顺序与他们各自在胚胎中表达的首尾排布顺序相一致。这样的性质存在于不同的物种中。很早推测，脊椎动物的鳍和肢体在进化上是同源器官。而鳍与肢体的形态发生与Hox基因都有密切的联系。5为何说发育过程中生长速率的调整和异时作用同样可能是造就生物进化和多样性发生的机制？1） 许多相近的物种，发育体制和图案相似，但是从整体和解剖上看，之间又有显著的差异。2） 发育过程中，个体不同部分生长速率存在明显的相关性。3） 异时性现象 在发育图案构建过程中，包含着时间的因素。如果某一物种发育内容出现时间上的时序性变更，将可能造成原有生物形态结构、生理习性的显著变化：异时性现象。4）动物的幼态成熟，昆虫的长胚基与短胚基发育模式，都显示异时作用可产生动物多样化的分化。第九章 胚胎发育的准备1概念：形态发生源、母体决定基因（1）形态发生源：发育过程中对分化和形态构建起重要作用的因子，往往通过扩散作用出现浓度分布现象，并由此规范出不同区域的不同发育方向。（2）母体决定基因：母体通过基因表达产物在卵细胞中的储存和特异定位，影响和决定未来早期胚胎的发育设计，这些基因称为母体决定基因。2配子发育分化的4个核心内容？1）通过减数分裂，染色体变为单倍，使它们结合后能重新恢复细胞双倍染色体的基因组构成；2）配子细胞的分化与成熟，有利于未来受精过程，并保证受精的特异性与唯一性；3）建立与储备子代发育必备的信息以及营养成分，包括未来个体发育体制的初步设定；4）与亲本性成熟以及其性生理活动的协调。3比较脊椎动物精子和卵细胞发育分化过程，分析两种配子细胞在发育程序设计上有哪些区别？1）人类胚胎发育27个月，发育中的卵巢生殖细胞数目可达到700万个，但在以后的发育阶段，绝大多数细胞急速死亡，留下的细胞进入第一次减数分裂的前期成为初级卵母细胞，并保持这一状态直到发育期。而精原细胞可以通过有丝分裂为维持自身细胞种类延续存在，它在个体可育期中始终存在于精巢中。在精原细胞向精子细胞分化的过程中，伴随细胞分化，各级分化细胞同时不断分裂增殖。2）在减数分裂的两次分裂中，卵细胞的细胞质几乎只保留在其中一个分裂的细胞中，另一个会变成没有功能前途的第一和第二极体而被淘汰。而精子发生过程中，两次减数分裂均为均等分裂，一个精原细胞最终形成4个精子。4说明滋养细胞和滤泡细胞对未来果蝇胚胎发育信息构建的重要作用？1）滋养细胞成为制造并为卵细胞提供mRNA、核糖体、中心粒的工厂，并通过细胞间的连桥运输到卵细胞。2）对未来胚胎发育体轴的决定。3）背腹轴在卵细胞获得的发育确定，是一系列复杂的卵细胞、滋养细胞与滤泡细胞相互作用的结果。5对于卵细胞未来发育信息的产生，果蝇和爪蟾采取方式有何不同？由此造成的两者分化发育上有哪些细胞学过程的差异？果蝇卵细胞发育，卵原细胞经四次分裂，形成16个细胞组成的克隆单位，除了一个发育为成熟的卵细胞外，其他的分化为滋养细胞，并继续维持着与卵细胞的通连周围细胞围绕克隆单位形成滤泡细胞。滋养细胞成为制造并为卵细胞提供mRNA、核糖体、中心粒的工厂，并通过细胞间的连桥运输到卵细胞。蛙卵在发育中自身进行细胞器的构建，以及准备着未来合成DNA、RNA、蛋白质所需要的酶等。差异：1）由于存在滋养细胞，果蝇卵细胞本身的发育过程不表现出由基因转录的活性果蝇卵细胞中的3种主要卵黄蛋白产生于体内的脂质体，之后被运输储存于卵细胞中，卵黄蛋白的生成因受到激素的控制而只产生于雌性果蝇中。2）蛙卵的卵黄物质合成于肝脏，通过血液运输到卵细胞。3）与果蝇卵细胞发育不同，目前没有发现滤泡细胞直接参与两栖类卵细胞内不同成分的极性构建。第十章 胚胎的早期发育-门类体制特征的建立1分析“高等动物的胚胎并不与低等动物成体结构相似，而是与低等动物的早期胚胎相似”现象？1）比较不同动物，共同的特征比特异性的特征出现得早；2）共同性低的特征在发育中来自于共同性高的特征；3）对于一个给定的物种，在向成体发育过程中，它与其他物种的动物的差异越来越大；4）高等动物的胚胎并不与低等动物成体相似，而与低等动物的早期胚胎相似。2在保证受精的专一性方面动物采取哪些措施？模型一：海胆1）结合蛋白Bindin介导精子与卵细胞的结合；2）卵细胞膜上存在该结合蛋白特异的受体；3）卵细胞膜表面上该受体的分布具有局限性。模型二：哺乳动物1）精子与卵细胞的特异识别发生在卵细胞的透明带部位；2）ZP3糖蛋白介导此过程；3）ZP3糖蛋白存在3种特异受体；4）哺乳动物受精的特异识别存在较大的可塑性。3什么是动物受精过程中的快封闭反应和慢封闭反应？在保证受精的唯一性方面慢封闭反应过程中包括哪些主要步骤？(1) 快封闭反应：指精子进入卵细胞触发细胞膜电位势迅速改变，引起膜外精子与卵细胞识别与融合的障碍。慢封闭反应：从受精部位开始，受精膜迅速形成并覆盖全卵，实现永久性地阻碍多精入卵。（2）慢封闭反应步骤：1）当精子进入卵细胞以后，卵膜下方的皮质颗粒膜与细胞膜结合，颗粒内涵物释放到细胞膜与卵黄膜间的基质中。2）内涵物中的蛋白水解酶促使卵黄膜与卵细胞膜间的联系分离，并由于结合蛋白受体的脱落而使与之结合的精子剥离。3）内涵物中的粘多糖从颗粒中释放出来，形成高渗透压差，使卵黄膜因水分进入而膨胀形成受精膜。4）内涵物中的过氧化物酶催化酪氨酸残基与临近蛋白发生铰链作用，而使受精膜硬化。5）颗粒中的透明质素在卵外侧形成透明质层，卵细胞质膜突起的微绒毛深入到透明质层基部。6）卵细胞皮质颗粒的释放直接偶联于钙离子释放，及其在胞浆中浓度的增高。4从受精后到卵裂发生前，受精卵细胞发生了哪3个重要的细胞学变化过程？说明其对于未来胚胎发育的意义？（1） 受精卵代谢启动、遗传物质融合、胞质成分在受精后的重组。（2） 对于未来胚胎发育的意义:1)受精卵代谢启动：分早期应答和晚期应答两个阶段。早期应答指由钙离子作用引发的受精卵中皮质颗粒的释放、精核的解凝聚、细胞的分裂等活动。在钙离子作用下NAD+转换为NADP+，后者可被用于细胞分裂过程中大量质膜合成的需求。这一变化也带动了细胞呼吸作用的加快。此外NADPH也有助于谷胱甘肽等的合成，确保早期细胞DNA成分不受伤害。晚期应答指伴随钙离子浓度增加，细胞内pH很快提高而带来的一系列变化。它们对胚胎早期发育，包括体轴形成和体制建立有着重要的作用。2）遗传物质融合：哺乳动物中，雌雄原核在功能上并不是等效的，它们之间的互补作用是实现胚胎正常发育中的必要条件。3）胞质成分受精后重组：卵裂过程中，胞质中含有的形态形成决定因子被分配到特定的细胞中去，最终决定特定基因被激活，从而使不同细胞获得不同特性。5早期卵裂与一般细胞分裂的区别？其分子机制？（1） 典型的细胞周期由M、G1、S、G2四个时期组成。进行分化的细胞通常脱离细胞周期进入G0期（延长的G1期）。细胞周期蛋白和它们各自的激酶负责细胞周期进程的调节。而卵裂时细胞周期非常简单，只有M、S两个阶段。（2） 细胞分裂受到成熟促进因子（MPF）的调节。研究表明，大量母体MPF亚基蛋白储备和后期母体Cyclin mRNA的及时翻译是保证胚胎早期细胞进行M-S分裂循环的重要条件，而当合子基因启动后，细胞便逐渐进入到正常的G1SG2M分裂周期循环中。6比较爪蟾与鸡早期胚胎发育三胚层形成的形态发生过程，说明背唇与原条结构在发育地位上的同一性?（1）背唇的发生：两栖动物原肠的形成从囊胚细胞运动重组开始。动物极表层细胞以外包的方式向四周延展，跨过赤道线覆盖了全部植物极，在精子进入细胞的对侧灰新月区的部位内卷进入胚胎内部。由于两侧迁移细胞达到新月区的时间不同，动物极的内卷首先出现，即出现背唇。（2）原条的发生：鸟类的原肠形成是以原条出现为其标志。原条先以细胞层在胚盘后缘加厚的形式出现，这一条结构形成来自于上胚层细胞向深层的侵入和两侧细胞向中央的积聚。伴随着发育的进行，原条从外观上看不断地变窄和向胚盘中心延伸，直到占据明区的60%75%的范围。原条前端称为原节，其中部有一个孔样内陷，周围的上胚层细胞经此进入胚胎内部。原节类似于两栖动物同期发育的背唇结构。7在脊椎动物三胚层发育过程中形成了脊索结构，分析脊索结构在神经胚发育中的重要性？（1）神经胚(nurula)是脊椎动物特有的胚胎发育阶段，以神经管的出现为标志。神经管的形成有两种方式：1）初级神经管：在脊索中胚层的诱导下，外胚层细胞增殖、内陷、对折、顶端封闭与脱离表层组织后形成的在脊索背侧沿体轴中线纵向行走的神经管。2）次级神经管：内陷的实心神经索通过内部腔裂的方式形成的管状结构。（2）脊索对于神经管形成的重要作用：在脊索的诱导下，背侧临近的外胚层细胞变成高柱状成为神经板，而神经板两侧的外胚层细胞趋于扁平，两者连接部位（神经褶）未来发育为神经嵴。脊索细胞成分直接迁入神经板中线位置构成神经底板，并由此部位开始神经板的对折。8动物胚胎早期发育可以归纳为门类体制基本特征的分化和建立，并为以后的发育奠定基础，对此加以说明？动物胚胎的发育经过了桑葚胚，囊胚，原肠胚和神经胚阶段。从受精卵到囊胚阶段：通过快速的细胞分裂，发育由单细胞进入多细胞状态，细胞间的联系由此建立。在早期的细胞增殖过程中，通过细胞质的不均等分配，出现了胚胎细胞的早期定向分化，开始奠定发育体制的基础。在雄核与雌核融合前以及早期细胞分裂阶段，胚胎的发育信息获得来自于储备的母体基因表达产物；而伴随细胞分裂和囊胚发育，合子基因库发挥作用，子代“自主性”发育开始。原肠胚发育过程中除了细胞增殖分化外，明显出现细胞和组织水平的形态自组织现象，在形态构建和未来区域划分中发挥重要作用。通过这一过程，动物体制的基本框架，包括三胚层的形成以及体轴形成，未来器官系统发生的胚层限定等被确定下来。神经胚则是脊椎动物特有的发育阶段。综上，动物胚胎的早期发育：1）实现了其基本发育体制建设，其中包括体轴、对称类型、胚层组成、首尾区域划分、神经系统的结构方式和在体内的定位等。这些特征表明了发育个体在分类中的门类地位获得了确定。2）各胚层实现了其在胚体中的初步区域划分、环境营造、先导性细胞的分化或定向，为胚胎进一步发育创造条件。9概念：发育的命运图发育的命运图(fate map)：以两栖动物为例，3个胚层分化的空间定位在卵细胞受精以前。动物极表层细胞发育为外胚层，植物极半球表皮细胞分化为内胚层，赤道附近及内层的细胞分化为中胚层现象。第十一章 器官系统发生的奠定1概念：同源异形基因。同源异形基因：通过对大量的果蝇突变株的研究,人们发现一套在果蝇体节发育中起关键作用的基因群,称同源异型基因(Hox genes)。因其在基因表达调控中的主导作用又称homeotic selector gene,亦称Hox基因。这些基因都含有一段高度保守的由180bp组成的DNA序列，称同源框。同源框编码的60个氨基酸又称同源异型结构域，所形成的螺旋-转角-螺旋结构可与特异DNA片段中的大沟相互作用启动基因的表达。2在胚层形成以后和许多器官发生以前，还需要经过一个胚层组织进一步发育分化的过程，其具体包括哪些方面的内容？ 这一阶段包括了必要的过渡性结构的建设、特定区域环境的建设、原基的形成、前体细胞分化的准备等等。3脊椎动物中胚层在发育中形成哪五个过渡性区域性结构？ 脊索中胚层、背中胚层（近轴中胚层）、中间中胚层、侧中胚层、头部间充质。4脊椎动物体节是胚胎发育过程中出现的一种过渡性结构，而体节的进一步分化与其周围的脊索、神经管、背部外胚层的诱导有着密切关系，说明在此过程中介入的重要基因和其重要作用？1）Notch1与Paraxis相互作用，它们的产物是调节转录因子。2）可能由于Notch1与Paraxis基因产物的作用，近轴中胚层细胞开始分泌两种重要的细胞间质成分fibronectin与N-cadherin，从而创造体节结构发生条件。5脊椎动物生血管细胞团在胚胎的哪个部位形成心脏原基？而这些细胞的早期决定可以追溯到发育的何阶段？(1)内脏中胚层横断面的近中心部位，生血细胞团的细胞团聚、增殖和腔裂。之后两侧的内脏中胚层靠近，最后导致两侧心脏原基管腔融合，并与其它部分内脏中胚层分离，管状心脏原基形成。(2)原条期6简述脊椎动物胚胎发育中Hox基因沿体轴方向的表达特征和它们对发育的重要作用？Hox基因在胚胎神经系统中的表达图案：神经管的分化与神经嵴的形成。其在神经管和中胚层中表达是错位的，在神经管中Hox基因的表达边界菱脑节边界。Hox基因在胚胎躯体中的表达图案：界定以体节为准。视黄酸引起前段基因在更靠后的体节中表达，视黄酸引起后端基因在更靠前的体节中表达。脊椎动物中Hox基因的作用：同一 Hox基因簇中的不同基因组成一组，它们协同作用调节个体前后体轴的区域分化；而处于同一排列位置上的不同Hox平行进化同源异形基因组成另一组，负责同一区域中的侧向分化。7果蝇同源异型基因在第三染色体上形成两个复合体，分别是什么？它们以及它们的表达调控元素在染色体上的排列顺序有怎样的特征？（1）双胸复合体和触角足复合体（2）双胸复合体包括3个致死互补基因群，Ubx，abdA和abdB。触角复合体包括lab，Dfd，Scr和Antp基因。它们在第三条染色体上呈现直线排列，其顺序大致与他们在时空上的表达顺序相吻合。在早期胚胎发育过程中，基因活性的级联反应被启动，前期表达的基因启动后期待表达的下游基因，或关闭另一些已表达的相关基因。8什么是节肢动物发育的长胚基模式与短胚基模式？（1）长胚基模式：体节的形成和进一步分化在胚胎的前后轴上都是同步进行的。 （2）短胚基模式：蚱蜢、缨尾目的动物，在发育中除了尾端意外，其余的部分以原基的形式先出现在前端，然后从前向后不断分化出各个体节。第十二章 动物成体组织结构的形成和器官系统的发生1动物成体组织结构形成与器官发生过程的4个基本特点？1）在动物的器官系统发生过程中，细胞普遍进入终末分化阶段。2）许多器官的发生往往从建立生发中心（原基）开始3）发育过程中，体位、结构与功能上可以发生变迁：为认识进化历程提供了线索4）器官形态发生与其生物学功能表达的相互关系上，既具有统一性，有时结构与功能的表达也表现出相当程度的分离。2以脊椎动物的肾脏形成为例说明分化的近端诱导和诱导的级联在发育中的重要作用？调节机制?哺乳动物肾脏的发生经历了复杂的输尿管芽和后肾间质组织间的相互诱导过程，至少有6套不同的信号系统参与这一发育过程：（1） 第一套信号系统相关于肾间质组织的初始形成。WT1的表达启动输尿管芽对后肾间质组织的诱导，这种诱导将决定肾间质组织发育为肾组织。（2） 第二套信号系统调控输尿管芽从中肾管长出和持续发育。分子机制：WT1的表达使得肾间质组织产生和分泌GDNF和HGF，并与输尿管芽表面相应受体结合，使输尿管芽形成核生长。（3） 第三套信号系统通过输尿管产生的信号分子FGF2和BMP7来调控肾间质组织的分化。（4） 第四套信号系统是在输尿管组织的诱导下，使得间质组织细胞由产生和分泌型和型胶原转变为产生和分泌型胶原，并且细胞表面出现基膜受体，从而驱动间质组织细胞向上皮组织转化。（5） 第五套信号系统相关于肾单位的形成，即从密集的上皮组织分化出不同类型的细胞核形成肾小球、肾小管、集合管等结构，主要的作用分子是间隙连接蛋白connexin43、Pax2和NGFR。（6） 第六套信号系统的功能是使输尿管的生长和肾单位的分化延续维持。已知的调控分子是由肾边缘部位间质组织分化而成的基质细胞产生和分泌的转录调节因子BF2。3 AER（包括PZ）的出现可以看作是脊椎动物肢体生发中心的建立，为什么？AER的出现对枝芽的形成起着重要的作用，它定位在枝芽远端的边缘，构成肢体发育的信号中心。它的功能如下：（1） 维持外胚层下方的间质细胞组织不断地进行肢体纵轴方向上的增殖（2） 持续产生和分泌远端和近端轴分化决定因子（3） 与肢体发育中影响前后、背腹轴的因子相互作用，给出细胞分化指导4简述脊椎动物肢体AER形成的过程，其分子机制？（1） 形成过程：肢芽的出现并不是单纯地决定于间质细胞组织，它还同时需要外胚层细胞具有特定的潜能性，而有这一性质的外胚层细胞定位在胚体背腹的交界处。在间质细胞组织的诱导下，这里的外胚层细胞形成顶端外胚层嵴（AER）结构。 （2） 分子机制：肢体获得启动信号后