发育生物学1—7章--课后习题答案

1《发育生物学》课后习题答案绪论1、发育生物学的定义，研究对象和研究任务？答：定义：是应用现代生物学的技术研究生物发育机制的科学。研究对象：主要研究多细胞生物体从生殖细胞的发生、受精、胚胎发育、生长到衰老死亡，即生物个体发育中生命现象发展的机制。同时还研究生物种群系统发生的机制。2、多细胞个体发育的两大功能？答：1.产生细胞多样性并使各种细胞在本世代有机体中有严格的时空特异性；2.保证世代交替和生命的连续。3、书中所讲爪蟾个体发育中的一系列概念？答：受精：精子和卵子融合的过程称为受精。卵裂：受精后受精卵立即开始一系列迅速的有丝分裂，分裂成许多小细胞即分裂球，这个过程称为卵裂。囊胚：卵裂后期，由分裂球聚集构成的圆球形囊泡状胚胎称为囊胚。图式形成：胚胎细胞形成不同组织，器官和构成有序空间结构的过程胚轴：指从胚胎前端到后端之间的前后轴和背侧到腹侧之间的背腹轴4、模式生物的共性特征？答：a.其生理特征能够代表生物界的某一大类群；b.容易获得并易于在实验室内饲养繁殖；c.容易进行试验操作，特别是遗传学分析。5、所讲每种发育生物学模式生物的特点，优势及其应用？答：a.两粞类——非洲爪蟾取卵方便，可常年取卵，卵母细胞体积大、数量多，易于显微操作。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。b.鱼类——斑马鱼受精卵较大，发育前期无色素表达，性成熟周期短、遗传背景清楚。优势：a,世代周期短；b,胚胎透明，易于观察。应用：大规模遗传突变筛选。c.鸟类——鸡胚胎发育过程与哺乳动物更加接近，且鸡胚在体外发育相对于哺乳动物更容易进行试验研究。应用：研究肢、体节等器官发育机制。d.哺乳动物——小鼠特点及优势：繁殖快、饲养管理费用低，胚胎发育过程与人接近，遗传学背景较清楚。应用：作为很多人类疾病的动物模型。e.无脊椎动物果蝇：繁殖迅速，染色体巨大且易于进行基因定位。酵母：单细胞动物，容易控制其生长，能方便的控制单倍体和二倍体间的相互转换，与哺乳动物编码蛋白的基因有高度同源性。秀丽隐杆线虫：所有细胞能被逐个盘点并各归其类；生命周期很短，只有2.5h；容易实现基因导入；已建立完整从受精卵到所有成体细胞的谱系图。6、发育生物学实验技术：geneknock-out、RNAi、MO等？答：Geneknock-out:基因打靶，通过外源DNA和染色体之间的同源重组，对基因组进行精确的定点修饰和改造的一种技术。2RNAi:又叫RNA干扰，利用dsRNA的高效特异性降解细胞内同源mRNA，从而阻断体内靶基因的表达。MO：吗啉代寡聚核苷酸，是一种利用反义寡聚核苷酸抑制特定mRNA的翻译而阻断目的基因功能的方法。第一章细胞命运的决定1、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。2、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。3、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。4、胞质定域？答：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。5、形态发生决定子？答：形态发生决定子：也称成形素或胞质决定子，主要是特异性的蛋白质或mRNA，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。第二章细胞分化的分子机制1、克隆动物的诞生说明什么？答：说明绝大多数动物细胞的核都具有潜在的全能性.2、基因表达差异的分子机制？答：a.细胞内环境的差异分子机制：染色体水平基因活性的调控，转录水平的调控，RNA加工水平的调控，翻译和翻译后的调控。b.细胞外环境的分子机制：信号转导，各种信号通路的网络调控。33、基因消减？基因扩增？基因重排？异染色质？灯刷染色体？举例？答：基因消减：也叫基因丢失，基因扩增：某些基因的拷贝数专一性大量增加的现象，它使细胞在短时间内产生大量的基因产物以满足生长发育的需要。基因重排：使基因组中不相连的DNA片段连在一起而使正常基因顺序发生改变的现象。异染色质：分为结构型异染色质和机动型异染色质。结构型异染色质在整个细胞周期内都处于凝集状态，从不进行转录。机动型染色质在某些情况下DNA序列折叠压缩的状况发生改变，成为常染色质，并有活性。灯刷染色体：在两粞类卵母细胞染色体的松散DNA处可以看到昆虫染色体疏松区的类似物，这种结构就叫灯刷染色体。4、管家基因和奢侈基因？增强子和沉默子？答：管家基因和奢侈基因：维持细胞正常代谢所必须的基因为管家基因；在特定分化细胞中发挥特异功能的基因叫奢侈基因。增强子和沉默子：增强子是一类具有顺式调控作用的DNA序列，远离转录起始点，决定基因的时间空间特异性表达，增强启动子转录活性的DNA序列其发挥作用的方式通常无专一性，与方向距离无关；沉默子指有一类增强子对基因的转录起抑制作用，称为沉默子。5、同源异形？同源异形突变？同源异形基因？同源域？举例？答：最初发现的同源异形蛋白的突变可使身体的一部分结构转变成相似或相关的另一部分，即同源异形现象；产生这种现象的突变称为同源异形突变，导致同源异形突变的基因称为同源异形基因，由同源异形框编码的60个氨基酸残基称为同源域。例如果蝇。6、母体效应因子？中囊胚过渡期？答：母体效应因子：指卵母细胞贮藏的mRNA在受精前它们大多数并不起始翻译，在受精后，这些隐蔽的mRNA被质化，蛋白合成急剧增加，以满足快速卵裂的需要第三章发育中的信号传导1、信号传导？答：信号传导：靶细胞通常通过特异性受体识别细胞外信号分子，并把细胞信号转变为细胞内信号，引起细胞发生反应，这一过程称为信号传导。2、重点掌握Wnt信号通路和HH信号途径？答：Wnt/β-catenin信号途径又称经典Wnt信号途径。主要受体是Frizzled家族受体，属7次跨膜蛋白。该信号途径的活化还需要另一个Wnt辅助受体LRP5/6。β-catenin是这一途径的效应因子。在Wnt信号没有被激活时，β-catenin与多种蛋白形成复合体，被磷酸化并经泛素-蛋白酶体途径被迅速降解。当Wnt配体与Fz/LRP6结合时，会诱导原蛋白复合体解聚，从而β-catenin不再被降解而在细胞质中积累并进入细胞核与T细胞因子家族的转录因子一起激活靶基因的转录。该途径参与了脊椎动物胚胎体轴的建立与分化、果蝇的分节等发育过程。第五章生殖细胞的发生1、生殖质？在果蝇和线虫分别叫做什么？答：生殖质：具有一定形态结构的特殊细胞质，主要由蛋白质和RNA组成。在线虫中称蛋白质颗粒，果蝇中叫极质或极颗粒。2、PGC？答：PGC：指前体原生殖细胞，随细胞发育的进行，生殖质逐渐被分配到一定的细胞中，这些具有生殖质的细胞将分化为原生殖细胞。43、生殖嵴？答：生殖嵴：发育中的生殖腺原基。4、小鼠PGCs迁移的机制？答：小鼠PGCs迁移的机制：1、哺乳动物PGCs运动是其固有属性。2、生殖嵴释放的某些趋化性物质可吸引原生殖细胞。3、PGCs间的相互联系也对迁移有重要的影响（PGCs离开后肠时立即伸出伪足相互联系）4、PGCs迁移路径上的体细胞及周围的胞外基因对PGCs也有重要的影响。5、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6、生发泡破裂？答：生发泡破裂（GVBD）：核膜破裂又称生发泡破裂，染色体凝聚，纺锤体形成和第一极体排出，停顿在第二次减数分裂中期。7、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。第五章受精机制1、cAMP在卵母细胞成熟过程中的作用什么？答：抑制卵母细胞成熟的作用。2、MPF的组成，活化MPF需要那些条件？答：MPF由P34cdc2和cyclinB组成。活化条件：①P34cdc2和cyclinB必须结合；②P34cdc2的两个位点Tyr-15和Thr-14去磷酸化；③P34cdc2的Thr-161位点苏氨酸残基必须保持磷酸化状态。3、精子获能及获能的主要部位？答：精子获能指射出的精子在若干生殖道获能因子的作用下，精子膜发生一系列变化，进而产生生化和运动方式的改变的现象。获能部位：子宫输卵管。4、精卵识别有哪两种方式及其代表动物？答：精卵识别分为距离识别和接触识别，前者是水生动物如海胆；后者有小鼠。55、顶体反应？答：精子同卵子表面接触或与卵膜分泌的物质相遇后，精子顶体发生的一系列变化的过程。6、顶体反应的磷酸肌醇调控机理？答：多磷酸肌醇在磷脂酶C作用下产生4，5-磷酯酰肌醇二磷酸。PIP2被PLC水解，产生二酰甘油和1，4，5-三磷酸肌醇，在IP3作用下，细胞内非线粒体贮存的钙离子释放，使细胞内钙离子水平提高，从而激活一些顶体反应所需的关键酶，作为第二信使DAG，它活化PKC，后者使蛋白磷酸化，诱导顶体反应。7、卵激活？答：经精子刺激，成熟卵从休眠状态进入活动状态显示出的最早系列事件总称为卵激活。它包括皮质反应，减数分裂恢复，第二极