发育生物学
发育生物学隶来属于生物源学一级学科,是由实验胚胎学发展起来的,用分子生物学、细胞生物学的方法研究个体发育机制的学科。研究方向:01植物发育分子生物学02植物细胞工程及生殖工程03植物生殖发育生物学04植物信号转导生物学05植物抗逆境的细胞与分子机制推荐院校:武汉大学、复旦大学、湖南师范大学、清华大学、上海交通大学等(一)新兴学科,就业前景可观(二)发展机会不断增加,客观分析就业因素(三)教学工作机会加大毕业后可以到科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,也可以到工业、医药、食品、农、林、牧、渔、环保、园林等行业的企业、事业和行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作。
② 如何理解干细胞研究与发育生物学的联系
干细胞和发育生物学
发育生物学(developmental biology)是应用现代生物学的技术研究生物发育机制的科学。它主要研究多细胞生物的发生、受精、胚胎发育、生长到衰老和死亡,即生物个体发育(ontogent)中生命现象发展的机制。同时,也研究生物种群系统发生(systematics development)的机制。发育生物学不同于传统的胚胎学(embryology),而是20世纪50年代以后,由于分子生物学、细胞生物学、遗传学及生物化学等其他生命学科的发展和与胚胎学的相互渗透,才逐渐发展和形成的一门新兴的生命科学。
一、发育生物学的历史回顾
古代哲人的发育理念
用科学方法解释发育可以追溯到公元前5世纪的希腊哲人希波克拉底(Hippocrates)(公元前460,337)。他是位医生,首次对鸡胚进行了发育观察。依据当时流行的理念,他试图用热、湿和固化的效应来解释发育。大约一个世纪后,由于希腊圣贤亚里士多德(Aristotle,公元前384,322)的创造性研究,胚胎学获得了高度发展,研究对象涉及脊椎动物和无脊椎动物,并提出了有性生殖和无性生殖及胚胎的各个部分是如何形成的等千载难解的生物学问题。他认为胚胎发育有2种可能性:一种是先成论(preformation),即胚胎中的每件东西从一开始就预先形成好了,发育期间只是简单地放大;另一种是后成论,并形象地比喻为织网(knitting of a net)。
先成论与后成论的持久论战
2000多年前亚里士多德提出的两种发育理念对后来的学者产生了深刻影响,直到18世纪,先成论和后成论仍然是科学界争论的焦点。特别是17世纪和18世纪,虽然科学之风已在西欧兴起,但由于长期以来教会神创思想的影响,学界仍然迷恋于有着神创理念的先成论。即使是那些已
对动物胚胎发育进行过详细观察的学者也是如此,
如17世纪伟大的意大利胚胎学家Marcello
Malpighi虽对鸡胚发育进行过精确描述,由他描绘
的鸡胚发育图是胚胎学和发育生物学的经典,迄今
仍被绝大多数教科书所引用,但他仍然不可能以他
自己的观察证据从先成论的理念中解放出来。有些
先成论者甚至认为精子头部包裹着业已形成的胎
儿,并绘出了富有幻想的图画,即一个大头的小人,
两臂抱膝,蹲在精子里面(图1)。直到19世纪,
由于生物学上有关生命有机体(包括胚胎)都是由
细胞组成的这一重大发现,先成论才销声匿迹,绝
大多数胚胎学开始趋同后成论的理念,认为亚里士
多德关于后成论的推论和论断时正确的。
③ 发育生物学的研究意义
发育生物学的研究使人们了解到,脊椎动物中,不论是低等的卵生的或高等的胎生的,发育的原则是一致的,即使存在着一些乍看起来颇为悬殊的差别。
凡是与发育有关的生产实践中的技术问题都是随着发育生物学工作的深入而得到解决的。最浅显的例子是关于经济动物的繁育,用低温可以长期保存精子,利于长途运输;早期胚胎也可贮存,进行异体移植,而且被移植的胚胎不受寄母的遗传条件的影响。这些在家畜已见实效的措施在人类也逐渐成为可行的(例如试管婴儿)。
此外,由于发育的基本原则也适用于人类,研究人类自身的发育机制谋求人类的康泰,这本身就具有很大的实际意义。①控制人口和优生,只有对于生殖细胞的形成、排卵、受精等一系列过程有更深入的了解才能采取更安全更有效的避孕措施。人类的畸形可能来自遗传的、药物的影响等种种原因,但都是在发育过程中出现的,都要从发育的角度了解才能预防。②癌症实际上是异常的细胞分化,对癌的控制需要对正常的生长和分化过程有深入的了解。③衰老实际上是发育的一个方面或一个阶段,对衰老过程的理解,依赖于对全部生命过程中细胞、组织以至机体生长的认识,在这基础上才能控制衰老。
④ 发育生物学的展望
发育生物学的成就,在某些方面把实验胚胎学提出的问题推进了一大步,但是对某些问题,例如胚层的形成,如何在胚层的基础上产生出组织和器官,进展并不大。对于某些分化过程的分子基础虽然已经了解得比较清楚,例如水晶体或红细胞,但归根到底仍是叙述性的,即在分子水平叙述某一过程,对于胚胎细胞怎样才能进行分化,或者说关于基因的开动机制,知道得不多,而基因的开动,或者说基因表达的时空顺序──某种细胞的结构基因如何必须在某时某地表达,这正是发育生物学的中心问题。
利用分子生物学技术的分析,对某些基因的结构,以至所包括的调节片段,已经有所了解,但是关于起调节作用的蛋白质,在真核生物还很少了解,研究发育中基因的时间、空间调节,这应是重要的方向,调节蛋白本是基因的产物,基因产物反转过来又调节基因的表达,显然在分子水平上也存在着这样的对立统一。
在分子水平上进行深入分析对于了解基本机制固然重要,另一方面应当承认,经过几代人的努力,虽然对于一些动物的发育已经有所了解,但是了解的广度和深度仍然参差不齐。因此,进一步发掘研究对象和充分利用已有的材料,在各个水平上进一步分析过去尚不甚了解的现象,才有利于发育生物学的发展。
⑤ 发育生物学指的是什么
进化论、
⑥ 简述发育生物学的概念及学习发育生物学的意义
发育生物学(developmental biology)是生物科学重要的基础分支学科之一,研究内容是和许多其他学科内容相互渗透、错综联系,特别是和遗传学、细胞生物学、分子生物学的关系最为紧密。其应用现代科学技术和方法,从分子水平、亚显微水平和细胞水平来研究分析生物体从精子和卵的发生、受精、发育、生长直至衰老死亡的过程及其机理。
意义:
发育生物学的研究使人们了解到,脊椎动物中,不论是低等的卵生的或高等的胎生的,发育的原则是一致的,即使存在着一些乍看起来颇为悬殊的差别。
凡是与发育有关的生产实践中的技术问题都是随着发育生物学工作的深入而得到解决的。最浅显的例子是关于经济动物的繁育,用低温可以长期保存精子,利于长途运输;早期胚胎也可贮存,进行异体移植,而且被移植的胚胎不受寄母的遗传条件的影响。这些在家畜已见实效的措施在人类也逐渐成为可行的(例如试管婴儿)。
此外,由于发育的基本原则也适用于人类,研究人类自身的发育机制谋求人类的康泰,这本身就具有很大的实际意义。①控制人口和优生,只有对于生殖细胞的形成、排卵、受精等一系列过程有更深入的了解才能采取更安全更有效的避孕措施。人类的畸形可能来自遗传的、药物的影响等种种原因,但都是在发育过程中出现的,都要从发育的角度了解才能预防。②癌症实际上是异常的细胞分化,对癌的控制需要对正常的生长和分化过程有深入的了解。③衰老实际上是发育的一个方面或一个阶段,对衰老过程的理解,依赖于对全部生命过程中细胞、组织以至机体生长的认识,在这基础上才能控制衰老。
⑦ 当前发育生物学领域需要解决的问题是什么
1 分化难题:开始为单细胞的受精卵经不断分裂可以产生上百种(人至少有250种)诸如:肌肉细胞、表皮细胞、神经细胞、淋巴细胞、血细胞和脂肪细胞等不同类型的细胞。由于体内每一个细胞都含有相同的基因组,因此必须了解相同的基因组怎样产生不同类型的细胞。2 形态发生难题:分化的各种类型的细胞并不随机分布,而是构成复杂的组织和器官,器官又按照一定的方式排列。如手指长在手的顶端,而不是长在手中间;眼睛长在脸上,而不是长在肚皮上,细胞是如何组建自己又如何形成恰当的排序也是长期困惑发育生物学家的难题。3 生长难题:如果某人脸上的细胞多分裂一次,他的脸肯定会严重变形;如果我们手臂上的每一个细胞多分裂一次,我们在系鞋带时就不用弯腰,生物体内的细胞知道它何时该长,何时该停。4 生殖难题:精子和卵子都是非常特化的细胞,只有它们才能将创造生命的指令代代相传。而这些生殖细胞时如何发出指令形成下一代呢?在细胞核和细胞质中允许它们完成这一使命的指令又是什么呢?5 进化难题:进化涉及发育中的遗传变化。当我们说今天的一趾马有一个五趾的祖先,我们是说这匹马的祖先在多代的胚胎发育过程中其软骨和肌肉发生了变化。在发育中的变化怎样创造新体型呢?哪些变化能够起到进化的作用?这是发育生物学家最近重新强调的进化难题。
⑧ 发育生物学的相关书籍
作者:安利国主编
出 版 社:科学出版社
出版时间:2010-11-1
版次:1页数:195字数:352000
印刷时间:2010-11-1开本:大16开纸张:胶版纸
印次:1I S B N:9787030292391包装:平装 本书共分12章,包括生殖细胞的发生、受精、卵裂、囊胚、原肠胚、神经胚、器官发生、胚后发育、植物发育、发育与进化等重要发育过程,内容涉及动物与植物发育,突出人体发育。本书以发育过程为主线,以形态发生为基础,结合发育的主要事件,介绍发育原理与机制,便于学生系统地认识生物的基本发育过程、基本发育规律和发育机制。本书文字精炼,内容简洁,图文并茂,使用方便。
本书是生物科学与生物技术专业的教材,特别适合高师院校的生物科学专业选用,也可供生物科学、医学、农学、林学及其他与生命科学相关专业的学生和科研技术人员参考。 前言
绪论
第一节 发育的基本过程
一、动物的发育过程
1.胚前发育
2.胚胎发育
3.胚后发育
二、植物的发育过程
1.胚前发育
2.胚胎发育
3.胚后发育
第二节 发育的基本机制
一、细胞分裂
二、细胞分化
1.细胞分化是基因差异表达的结果
2.细胞分化可以受环境所诱导
三、图式形成
四、形态发生
五、生长
第三节 研究发育生物学的模式 生物
一、植物发育的模式生物:拟南芥
二、无脊椎动物发育的模式生物
1.线虫(Caenorhabditis elegans)
2.果蝇(Drosophila melanogaster)
三、脊椎动物发育的模式生物
1.鱼类的模式生物:斑马鱼(Danio rerio)
2.两栖类模式生物:非洲爪蟾(Xenopus laevis)
3.鸟类的模式生物:鸡(Gallus gallus)
4.哺乳类模式生物:小鼠(Mus musculus)
第四节 发育生物学的研究历史
一、胚胎发生的后成论和先成论
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、遗传学与发育的结合
……
第一章 生殖细胞的发生
第二章 受精作用
第三章 卵裂与囊胚形成
第四章 原肠作用
第五章 神经胚与三胚层的早期分化
第六章 器官发生(一)——神经与感觉
第七章 器官发生(二)——四肢
第八章 器官发生(三)——循环、消化、呼吸、泌尿与生殖
第九章 胚后发育
第十章 植物发育
第十一章 发育和进化
主要参考书目
检索
⑨ 目前常用的发育生物学模式生物有哪些,其共同特征是什么
目前常用的发育生物学模式生物有哪些,其共同特征是什么
生物学家通过对选定的生物物种进行科学研究,用于揭示某种具有普遍规律的生命现象,此时,这种被选定的生物物种就是模式生物。比如,孟德尔在揭示生物界遗传规律时选用豌豆作为实验材料,而摩尔根选用果蝇作为实验材料,在他们的研究中,豌豆和果蝇就是研究生物体遗传规律的模式生物。由于进化的原因,许多生命活动的基本方式在地球上的各种生物物种中是保守的,这是模式生物研究策略能够成功的基本基础。选择什么样的生物作为模式生物首先依赖于研究者要解决什么科学问题,然后寻找能最有利于解决这个问题的物种。19世纪末20世纪初,人们就发现,如果把关注的焦点集中在相对简单的生物上则发育现象的难题可以得到部分解答。因为这些生物更容易被观察和实验操作,因此,除了在遗传学研究外,模式生物研究策略在发育生物学中获得了非常广泛的应用,一些物种被大家公认为优良的模式生物,如线虫、果蝇、非洲爪蟾、蝾螈、小鼠等。
随着人类基因组计划的完成和后基因组研究时代的到来,模式生物研究策略得到了更加的重视。基因的结构和功能可以在其它合适的生物中去研究,同样人类的生理和病理过程也可以选择合适的生物来模拟。
目前在人口与健康领域应用最广的模式生物包括,噬菌体、大肠杆菌、酿酒酵母、秀丽隐杆线虫、海胆、果蝇、斑马鱼、爪蟾和小鼠。在植物学研究中比较常用的有,拟南芥、水稻等
随着生命科学研究的发展,还会有新的物种被人们用来作为模式生物。但它们会有一些基本共同点:
1)有利于回答研究者关注的问题,能够代表生物界的某一大类群;
2)对人体和环境无害,容易获得并易于在实验室内饲养和繁殖;
3)世代短、子代多、遗传背景清楚;
4)容易进行实验操作,特别是具有遗传操作的手段和表型分析的方法。