《发育生物学》复习题(部分)

acrosomereactioninseaurchin（海胆的顶体反应）——海胆卵外具卵黄膜和卵胶膜。当精子到达卵子时，精子需穿透卵胶膜和卵黄膜，才能与卵子质膜接触，这一过程有赖于顶体反应。顶体反应的具体过程是：精子与卵胶膜上的寡糖基接触后，打开精子头部顶体外膜的钙通道，使得钙离子流入精子头部，引起顶体膜和精子质膜的融合，从而使得顶体泡中的内容物释放到卵胶膜上。位于顶体泡后部的球状肌动蛋白分子聚合形成顶体突，顶体突上的结合素与卵黄膜上的特异受体结合。精子顶体泡中的内容物继续消化卵黄膜，直到精子最终穿透卵黄膜与卵子质膜接触。corticalgranulereactioninseaurchins（海胆的皮层颗粒反应）——海胆卵子和精子的融合引起海胆卵子质膜下富肌动蛋白皮层区域中的皮层颗粒在精子入卵位点与卵子质膜融合，并将其中内容物释放到卵子质膜和卵黄膜之间。皮层颗粒中含有一系列的酶类和其它蛋白，对于阻止多精入卵有着多重的作用：过氧化物酶交叉结合酪氨酸残基在卵黄膜上阻止其他精子进入；蛋白酶切断卵黄膜上的结合素受体，使得一些结合在卵黄膜上的精子从结合点上脱落下来；蛋白酶切断连接卵黄膜和细胞质膜的蛋白质，同时粘多糖增加了其中的渗透性，引起水内流，这就增加了卵黄膜和细胞质膜之间的空隙，此时的卵黄膜又称受精膜；透明蛋白在卵子质膜外形成双层膜结构。Mid-blastulatransition(MBT)（中囊胚转换）——在多数动物中，早期发育受卵中母源基因产物的控制，渐渐地，这些产物会被用完或失活，此时发育过程转而依赖合子基因的表达。在某些种类中，合子基因表达的启动是突然的，并且伴随着细胞分裂速度戏剧性地下降，并且失去同步性，细胞行为也发生变化，比如细胞变得可运动。早期发育的这一里程碑称为中囊胚转换。中囊胚转换可以出现在卵裂早期直至原肠中期的任何时期。PleasetellofgastrulationinSeaUrchin（请叙述海胆的原肠作用）.海胆受精卵卵裂的结果是形成一个近圆形的单层有腔囊胚。当囊胚从卵黄膜中孵化出来后，其植物极增厚形成植物极板，位于植物极的小分裂球从植物极板中分离出来并迁移到囊胚腔中，特化形成初级间充质细胞，以后形成胚体的骨针。植物极板（大分裂球）内陷形成原肠，内陷的部位称为原口。在原口周围的细胞接着内卷进入胚体，使得原肠进一步伸长，形成前肠、中肠、后肠。位于原肠顶端的细胞（最先内陷进入的细胞）特化形成次级间充质细胞，伸出丝状伪足牵引着原肠与动物极一侧的内表面接触，然后次级间充质细胞分散开来形成各种中胚层器官。组成原肠壁的其他细胞汇聚延伸使得原肠进一步伸长，最终与动物极一侧的某一点特异接触并形成口道（后口）。这样，海胆的胚体形成了内胚层（原肠）、中胚层（初级间充质细胞、次级间充质细胞）、外胚层（位于胚体外的中分裂球）三个胚层，完成了原肠作用。Organizer（组织者）——组织者作为一种信号诱导源指引着周围组织的发育。许多器官都有组织者，但在脊椎动物发育过程中最重要的组织者是指胚胎组织者，胚胎组织者通过构建背腹轴和前后轴指引着整个胚胎的发育。组织者的移植会引起第二体轴的产生，导致双胞胎的发生。homeogeneticinduction（同源诱导）——同源诱导是指诱导信号可以以一种接力的机制进行传递，最后使得受体组织发生特化。具体过程是：一个诱导信号引起受体细胞释放另一个信号，然后这个信号又可以引起第三个、第四个受体细胞进行信号的释放，这样就使得受体组织最终被诱导特化。比如在脊椎动物中，最背部的中胚层诱导其上的外胚层形成神经上皮，该神经上皮又会诱导其周围的上皮细胞特化形成神经上皮，最终形成神经板构造。communityeffect（团体效应）——团体效应是指细胞以团体形式存在才能改变其组成细胞的发育命运的特化机制。团体效应涉及自分泌信号传导。具体过程是：细胞分泌信号作用于自身受体。单个的细胞由于不能产生足够的信号，无法达到信号诱导的域值，使得特化不能发生。但如果是一群细胞，其产生的信号很容易达到诱导域值，从而使得细胞团体最终发生特化。比如在爪蟾的神经诱导实验中，切下来的动物极帽组织（外胚层）如果整体进行体外培养，将特化形成表皮，而如果打散形成单个细胞培养，将特化形成神经元。因为在整体培养条件下，外胚层细胞团体分泌的某种骨形成蛋白达到一定域值，抑制了神经特化的发生，使得外胚层团体细胞特化形成表皮（大部分的外胚层细胞都特化形成表皮，脊椎动物中只有背部外胚层形成神经组织，因其受背部中胚层的诱导）。lateralinhibition（侧抑制）——侧抑制是指一个细胞分泌信号抑制其周边细胞的特化。具体过程是：侧抑制发生前，所有细胞都处于等同的状态，它们都有能力分泌信号抑制周围细胞发生特化。当某些单个细胞增加抑制信号的分泌，同时减少受体的合成，这些单个细胞就会增加对周围细胞的抑制，并减少自身被抑制的趋向，从而发生特化。比如在神经发生过程中，位于前神经区域的细胞，哪些细胞特化形成神经前体，就是通过侧抑制产生的。Pleasetellofcommonfeaturesbetweenoogenesisandspermatogenesis（请叙述卵子发生和精子发生的相同点）.卵子发生和精子发生都涉及减数分裂，其间同源染色体都发生重组，最后染色体数目都减半（成熟的卵子和精子都是单倍体细胞）。卵子发生和精子发生都涉及广泛的形态变化，以适应各自在受精过程中的功能特点。在受精未发生时，精子和卵子都不能存活太长的时间。Pleasetellofdifferencesbetweenoogenesisandspermatogenesis（请叙述卵子发生和精子发生的不同点）.精子发生过程中，其减数分裂是均等的，产生四个均等的产物——精子细胞（精子细胞以后通过形态变化形成四个具功能的精子）。而卵子发生过程中，其减数分裂是高度不均等的，最终产生一个卵子和一些极体。精子发生过程中，其减数分裂是不间断地一直从精原细胞形成精子细胞。而在卵子发生过程中，其减数分裂经常在某一阶段或某些阶段发生停顿，卵母细胞在减数分裂中期经常会停留相当长的一段时间。卵子的成熟是渐进的，经常在成熟过程中发生长时间的停顿。而精子细胞变态形成成熟的精子是快速。Pleasetellofspermiogenesisinmammals（请叙述哺乳动物的精子形成过程）.哺乳动物的精子形成在动物界具有普遍的代表性。原始生殖细胞到达精巢后称为精原细胞，精原细胞经过几轮有丝分裂，然后停顿在G1期直至胎儿出生。在此期间性腺开始成熟，性腺上皮细胞分化形成斯托利细胞（支持细胞），支持细胞与精原细胞紧密接触并对精原细胞起营养作用。胎儿出生后，精原细胞继续进行几轮的有丝分裂，然后其中一部分精原细胞进入减数分裂形成初级精母细胞、次级精母细胞、精子细胞（另一部分精原细胞继续保持干细胞状态）。精子细胞必需经过广泛地形态变化——精子形成过程，才能形成具功能的成熟精子，这过程包括五个主要的步骤：1）一部分高尔基复合体形成顶体泡，顶体泡似一个帽状结构覆盖在精子核的顶部，顶体泡内包含一些酶类（在受精过程中起着融解卵子外保护膜的作用），在海胆等一些动物种类中，在顶体泡后还贮存有球状肌动蛋白（在受精过程中形成顶体突）。2）中心粒的微管蛋白聚合形成鞭毛，鞭毛位于精子核的基部，在近核处，在鞭毛上螺旋有许多线粒体（为精子运动提供能量）。3）多余的细胞质以细胞质小滴的形式被排掉。4）核高度浓缩（核中的大部分组蛋白被精蛋白替换）。5）在精子质膜表面形成一些卵结合蛋白。Pleasetellofoocytematurationinmammals（请叙述哺乳动物的卵子成熟过程）.哺乳动物的卵子发生在动物界中不具代表性。原始生殖细胞进入卵巢后称为卵母细胞，卵母细胞通过有丝分类形成大量的群体（在人类中约有5－7百万），然而，在这短暂的增殖之后，大部分的细胞死亡，最终只剩下约5万左右的细胞进入减数分裂形成初级卵母细胞。在哺乳动物中，卵原细胞不是干细胞，胚胎中初级卵母细胞的群体数目就是该哺乳动物能产生的卵子的最大数目。初级卵母细胞停留在第一次减数分裂的前期直至性成熟。每一个卵母细胞都被卵巢上皮细胞包被形成原始卵泡。在多数哺乳动物中，性成熟都涉及周期性的排卵，期间一小部分卵母细胞继续进行减数分裂但最终只有一个卵母细胞释放进入生殖管道（排卵前，该卵泡经过短暂的生长，组成卵泡的粒层细胞迅速增殖，然后发生排卵）。卵子成熟涉及以下几个步骤：1）细胞体积迅速增大（RNA和蛋白质的合成迅速增加）。2）卵子分泌蛋白质形成外部的保护层——透明带。3）在靠近细胞膜的细胞质中形成皮层，其间具一些球状肌动蛋白和皮层颗粒（来源于高尔基复合体，包含多种酶类及蛋白质，在受精过程中组织多精入卵起重要作用）。Differentiation（分化）——分化是指不同细胞类型产生的过程。细胞要在形态上和功能上发生分化，必需合成不同的蛋白质，分化由此反映了不同模式基因表达的激活及维持。Transcriptionfactors（转录因子）——转录因子属于模块蛋白，其主要模块有DNA结合域（识别顺序作用调控元件）、转录激活域（与基础转录复合物进行互作），此外，也可能存在一些与其他细胞成分（如信号转导蛋白）互作的区域。有些转录因子存在于每个细胞中，有些转录因子只在特定的细胞类型中、或者在发育的特定时期、或者在某一特定的外界刺激下合成或激活。转录因子可以通过三种方式影响基因的表达：1）与基础转录复合物接触并影响其稳定性。2）结合到DNA上或染色质上并改变其结构。2）影响其他转录因子的活性。多数转录因子对基因表达的调控起正向作用，也有一些转录因子通过影响基础转录复合物的稳定性，或者阻止其他转录因子起作用而起抑制作用。Dosagecompensation（剂量补偿）——位于X染色体上的多数基因并不涉及性别的分化，在雄性和雌性之间，X染色体的基因剂量差异可能造成灾难性的后果。剂量补偿机制使得雄性和雌性X染色体的基因表达达到均衡状态，在哺乳动物中，这是通过随机地使雌性细胞中某一条X染色体失活达到的。X染色体的失活涉及DNA的甲基化。