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发育生物学 本课程的主要讲授内容 ? 序言：发育生物学的研究对象、任务; 发育生物学的发展简史; ? 实验发育生物学：发育生物学研究技术；发育模式动物。 ? 发育的基本过程：精子、卵子的发生以及受精；胚胎的发育；生长发育及衰老。 ? 发育原理：细胞分化以及细胞分化的分子机制 （主要以干细胞为例） 。 ? 发育异常和肿瘤 主要参考书 ?《发育生物学》（2002年）桂建芳 易梅生，科学出版社 ?《发育生物学》（2006年）R.M.Twyman/王英典，科学出版社 什么是发育？ 发育是指多细胞生物最初由一个单细胞成长起来的过程。 什么是发育生物学？ 发育生物学是生命科学的前沿学科，是一门研究生物体从精子和卵子的发生、受精、发育、生长到衰老死亡的生命过程中的变化机理的科学。 发育生物学的研究范畴 1、研究个体发育的机制，即生命个体的生殖细胞的发生、受精、胚胎发育、成熟、衰老和死亡的发展过程的机制； 2、研究生物种群系统发生的机理； 3、异常的发育，如肿瘤、畸形等病态发育 。 发育生物学与其他学科的关系 1、依赖：将分子生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学、生理学、免疫学、胚胎学、进化生物学及生态学等多种学科汇集一起，综合运用，揭示生命发育的本质规律 ； 2、促进：发育研究已存在于生物学的各个领域，成为其他学科的基本要素，发育生物学研究发展必将促进其他学科领域的发展。 发育生物学广泛的应用前景 1、有关生殖细胞发生、受精等过程的研究是动、植物人工繁殖、遗传育种、动物胚胎与生殖工程等生产应用技术发展的理论基础 ； 2、有关细胞分化机理、基因表达调控与形态模式形成及生物功能的关系研究，是解决人类面临的许多医学难题（如癌症的防治）以及器官与组织培养等新兴的医学产业工程发展的基础，也是基因工程发展为成熟的实用技术的基础。 先成论和后成论之争 先成论 后成论的确立 细胞学说与胚胎学 发育生物学的产生与胚胎学、遗传学相结合 孟德尔的发现 基因的发现 1869年，梅肖尔首次从鱼的精子细胞中分离出了DNA分子，但功能未知； 1882年，德国科学家弗来明发现染色体； 1909年，丹麦遗传学家约翰逊用“基因”一词代替“遗传因子” 1910年的时候，美国科学家摩尔根通过研究果蝇突变，将基因定位到染色体上。 1930s,加拿大生物化学家艾弗里确定了基因的化学本质是核酸（DNA） 基因的概念 基因是控制生物性状的基本遗传单位，它携带有特殊的遗传信息，这类遗传信息或者被转录为RNA(包括mRNA、tRNA、rRNA)或者被翻译成多肽链(指mRNA) （1）启动子 是RNA聚合酶结合位点及其周围的一组转录调控组件（包括转录起始点以及典型的TATA盒）。 （2）增强子 是增强启动子转录活性的DNA序列，并决定组织特异性表达。 （3）沉默子 能够对基因转录起阻遏作用的DNA片段，属于负性调控元件。 分析启动子的常用策略 分析启动子的常用策略 原位杂交技术包括有： 菌落原位杂交（colony in situ hybridization） 斑点杂交法（Dot blot） Southern印迹杂交（Southern blot） Northern印迹杂交（Northern blot） 组织原位杂交（Tissue in situ hybridization） 基因组原位杂交（Genome in situ hybridization) 原位杂交技术的应用 原位杂交技术已应用于基础研究如基因组图(Gene mapping),转基因检测,基因表达定位(localization of gene expression),核DNA和RNA的mRNA的排列和运输(arrangement and transport of mNA),复制(replication)和细胞的分类(Sorting of cells)。临床研究应用在细胞遗传学,产前诊断,肿瘤和传染性疾病的诊断,生物学剂量测定和病毒学的病原学诊断等。 重点 发育生物学的概念 理解启动子分析 Regulation of POU5F1 promoter activity by Oct4 and Sox2. Chew J et al. Mol. Cell. Biol. 2005;25:6031-6046 Regulation of POU5F1 promoter activity by Oct4 and Sox2. (A) Schematic of the luciferase reporter constructs used to measure the effects of RNAi.