发育生物学习题

1. 发育生物学的概念及在个体水平和群体水平的研究内容？

发育生物学是应用现代生物学技术研究生物发育机制的科学。

是建立在20世纪50年代，由于分子生物学、细胞生物学、遗传学及生物化学其它生命学科发展与胚胎学相互渗透，逐渐发展和形成的一门新兴生命学科，是应用现代生物学技术研究生物发育机制的科学。

2.发育生物学建立的学科基础是什么？

细胞生物学、遗传学、生物化学、分子生物学的迅速发展，使人们对真核细胞基因组结构及基因表达调控有了更加深入的了解，以及各种分子遗传学和基因工程技术应用，均为为发育生物学提供了基础

3.发育生物学的研究主线是什么？

基因-细胞-发育已经成为生命科学研究的主线。

4.发育生物学的基本研究任务是什么？

发育生物学的基本任务是研究基因在胚胎发育中的作用。

5. 发育生物学的研究任务是什么（细胞水平和分子水平）？

细胞水平：一个单细胞受精卵如何通过一系列的细胞分裂和分化，产生有机体所有形态和功能不同的细胞，这些细胞又如何通过细胞之间的相互作用，共同构建各种组织和器官，建成一个有机体并完成各种发育过程；

分子水平：任何生命现象都是遗传信息按一定时间、空间和一定次序表达的结果。发育的特征是严格的次序性，发育不是个别基因的表达，而是众多基因表达在时间和空间上的联系和配合，因此，发育生物学的主要任务是研究生物体发育的遗传程序及其调控机制,发育生物学的基本任务是研究基因在胚胎发育中的作用

6. 后成论和先成论的主要区别在哪里？

先成论：生物个体的一切组成部分都早就存在于胚胎中，各个部分随着胚胎的发育而逐渐长大，即胚胎是成体的雏形，是配子中的固有结构，胚胎发育仅仅是原有结构的增大

后成论：卵子中本来就不存在胚胎结构，胚胎与成体也并不相同，胚胎发育时逐渐变化的过程，即在胚胎发育过程中，各种结构是逐渐形成的。

7. 基因型和表现型的概念？

基因型—从双亲获得的所有遗传信息赋有的特性；

表现型—不同发育时期表现出的形态、结构及生化特征。

8.动物胚胎发育的主要阶段及其主要特征是什么？

1.受精

新的生命开始于两性配子—精子和卵子的融合，融合过程称为受精；

2.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；

卵裂不同于其它细胞分裂，每次卵裂前后胚胎体积不发生变化，其细胞周期只包括DNA 复制期和细胞分裂期，没有细胞生长期。

3.原肠胚期

到了囊胚后期，有丝分裂频率明显降低，胚胎进入原肠胚期。

这一时期胚胎发生一系列广泛的细胞运动，细胞之间的位置信息发生改变，这一过程称之为原肠胚形成。

通过原肠胚形成，胚胎细胞分化成为3个胚层，外胚层、中胚层和内胚层。

外胚层—表皮和神经系统；中胚层—心、肾、性腺、结缔组织、血细胞等；内胚层—消化管上皮及消化腺（肝、胰）。

4.神经胚：胚胎在3个胚层形成后，立即进入神经胚形成阶段，形成脑和脊髓的原基—神经管。

神经管是在一系列细胞相互作用下，由胚胎中部的细胞形成，这也是脊椎动物器官形成的前奏。

5.器官形成期

神经胚阶段后，胚胎进入器官形成阶段。

在这个阶段中，各种器官原基相继形成，多数器官由一种以上的胚层细胞构成。器官形成过程中，有些细胞，如血细胞、色素细胞和生殖细胞必须经历长距离的迁移才能到达最后位置。

9.细胞分化的概念？

从一个单细胞受精卵通过细胞分裂和分化产生有机体全部细胞表型（肌细胞、表皮细胞、神经细胞及血细胞等），这些细胞差异性产生过程称为分化

10.卵裂的特点是什么？

卵裂不同于其它细胞分裂，每次卵裂前后胚胎体积不发生变化，其细胞周期只包括DNA复制期和细胞分裂期，没有细胞生长期

11.什么是图式形成（图式形成的概念）及所包含的内容？

胚胎细胞形成不同组织、器官和构成有序空间结构的过程称为图式形成。

最初的图式形成主要包括胚轴形成、体节形成、肢芽和器官原基形成等事件。

12. 胚轴主要包括哪三个相互垂直的轴？

胚轴主要包括胚胎前-后轴、背-腹轴、中侧轴（左右轴）。由于这些轴相互垂直，可以作为形态描述的坐标。

13.生长的概念及原因？

发育中的生长是指生物个体大小的增加。其原因在于细胞数量、细胞体积、胞外物质的增加。

14.细胞行为的种类（需翻译成中文）？

细胞状态：cell-state指基因活性状态

胞间信号转导：cell-to-cell signaling 细胞间信号的传送，接受，反应

细胞运动及形态改变：cell movement and cell shape changes 细胞通过形态改变及运动产生的机械动力，导致特殊结构的形成

细胞增殖：cell proliferation躯体不同部位的细胞增殖速度不一，可导致整体结构的改变

细胞凋亡：cell death 在特定的发育时期，特定部位的细胞的死亡时形成正确结构所必需的

15.模式动物的主要特征（优势）？

①取材方便。实验室条件下，这些动物可常年产卵，随时可获得胚胎材料，饲养管理简单，维持费用低；

②胚胎具有较强的可操作性。胚胎一般较大，相关实验技术如显微注射等比较完善；

③可进行遗传研究。上述物种中，果蝇、线虫和斑马鱼均可用于大规模遗传突变研究，小鼠的基因敲除技术已相当完善，非洲爪蟾的转基因技术具有优势。

16.昆虫、蠕虫、两栖类、鱼类、鸟类和哺乳类动物的代表模式动物是哪些？

昆虫：果蝇、蠕虫：秀丽隐杆线虫、两栖类：非洲爪蟾、鱼类：斑马鱼、鸟类：鸡

哺乳类动物：小鼠

17.常用的发育生物学研究技术有哪些？

（一）显微镜技术，如激光扫描共聚焦显微镜的应用

（二）组织切片技术如振动切片、冷冻切片的应用

（三）分子生物学技术如印记杂交技术、蛋白质研究技术、核酸扩增技术、核酸提取技术、

原核表达技术

（四）显微注射技术

显微注射常用于将外源DNA、RNA或标记物等导入早期胚胎中以及转基因动物的构建（五）报道基因技术

（六）细胞标记技术如染料细胞标记，荧光细胞标记

18.常用发育遗传学研究技术有哪些？

一是正向遗传学技术，如大规模随机诱变，插入诱变筛选，突变基因的克隆

二是反向遗传学技术，如基因敲除技术，RNA干扰技术（RNAi），吗啉代寡聚核苷酸（MO）应用技术，显性抑制，转基因技术

19.什么是报告基因？主要的报告基因有哪些？

一些产物易于检测的基因（即报道基因，reporter gene）与待研究的表达调控序列串联，然后通过转基因技术导入胚胎细胞内，通过分析报道基因产物的表达来研究目的片段的转录调节活性

常用的主要有绿色荧光蛋白（GFP）和 -半乳糖苷酶（lacZ）基因

20.什么是标记基因？主要的标记基因有哪些？

标记基因（Marker gene）主要是一类编码可使抗生素或除草剂失活的蛋白酶基因。如抗青霉素、氯霉素、卡那霉素、潮霉素等基因。

21.什么是α-互补？

缺陷株基因组无法单独编码有活性的β-半乳糖苷酶，但当菌体中含有带lacz‘的质粒后，质粒lacz’基因编码的α肽链和菌株基因组表达的Ｎ端缺陷的β-半乳糖苷酶突变体互补，具有与完整β-半乳糖苷酶相同的作用X-gal生成蓝色物质的能力，这种现象即α-互补

22.反向遗传学技术包括哪些内容？

反向遗传学方法，即通过功能丧失（loss of function）或功能获得（gain of function）方法对已知基因进行功能研究

23.细胞定型的概念及种类？

细胞在表现出明显的形态和功能变化之前，会发生隐蔽性变化，使细胞命运朝特定方向发展，这一过程称为定型。

种类：一种是胞质隔离（自主特化），第二种是胚胎诱导（渐进特化）

24.简述细胞定型的自主特化？

细胞命运通过形态发生决定子自主特化，主要方式有胞质隔离，是指卵裂时，受精卵内特定的细胞质分离到特定的卵裂球中，卵裂球中特定的胞质可以决定它可以发育成哪一类细胞，而与临近细胞没有关系。细胞发育命运的这种定型方式称为自主特化，即细胞发育命运完全由内部细胞质组分决定。细胞以这种自主特化方式发育的胚胎发育模式称为“镶嵌型发育”。属于典型镶嵌型发育的主要有海鞘、栉水母、环节动物、线虫和软体动物

25.什么是形态发生决定子，其化学本质是什么？

形态发生决定子也称为成形素或胞质决定子，是细胞质中决定细胞发育命运的一些特殊成分本质：形态发生决定子可能是某些特异性蛋白质或mRNA等生物大分子物质，它们可以激活或抑制某些基因的表达，从而决定细胞分化的方向。

26.简述细胞定型的渐进特化？

细胞命运通过相互作用渐进特化，是细胞定性的主要方式，其类型主要有胚胎诱导，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细胞的分化方向。细胞发育的这种定型方式即为渐进特化，又称有条件特化或依赖型特化。细胞以这种有条件特化方式发育的胚胎发育模式称为“调整型发育”，其最大特点是细胞发育命运主要取决于细胞在胚胎中所处的位置

27.简述全能细胞、多潜能细胞和分化细胞的概念及特点？

全能细胞：

概念：能够产生有机体的全部细胞表型或者说可以产生一个完整的有机体的细胞，称为~。特点：其全套基因信息全部可以表达

多潜能细胞

概念：发育潜能的有一定局限性，并且仅能分化成为特定范围内的细胞的细胞称为~

特点：基因表达受到一定程度的限制

分化细胞

概念：是由多潜能细胞通过一系列分裂和分化发育成的特殊细胞表型

特点：它们合成特异性的蛋白或具有特殊功能的细胞器，有丝分裂的频率明显降低，有的甚至完全停止细胞分裂。分化细胞一般仅有5-10%的基因表达，除了合成细胞生长、代谢必须的产物之外，主要是特异性产物的合成

28.基因表达调控主要包括哪4种类型？

基因表达调控总体上主要包括转录水平调控和翻译水平调控。主要为：

①差异基因转录，调节哪些基因转录为RNA；

②RNA的选择性剪切加工，调节哪些RNA进入细胞质并加工成为mRNA，构成特殊的转录组；

③mRNA的选择性翻译，调节哪些mRNA翻译形成蛋白质，构成特殊的蛋白质组；

④差别蛋白加工，选择哪些蛋白质加工成为功能蛋白质，即基因功能的实施者。

29.一个完整的真核生物基因都包含哪些区域（元件）？

启动子区：启动子位于转录起始位点上游，含有TATA框和众多调控元件，这个区域负责与RNA聚合酶结合，负责转录的起始。

翻译起始区—ATG：翻译起始密码子位于转录起始位点后，负责多肽链合成的起始。

外显子：负责编码氨基酸序列。

内含子：对于RNA剪切加工成为mRNA，及其表达调控起着至关重要的作用。

翻译终止密码子—TAA：负责多肽链合成的结束。

3’非翻译区：这段序列虽然转录但并不参与蛋白质翻译，这段区域包含加尾信号，在mRNA 的3’端加入连续的A尾，这段序列能够参与基因的表达调控。

30.简述启动子的结构与功能？

启动子是位于转录起始位点上游的特殊DNA序列。它能够被RNA聚合酶Ⅱ识别和结合，对于决定基因的转录起始和保证DNA精确、有效地转录具有极其重要的作用。启动子区域含有3个主要元件：TATA-box：使转录精确地从转录起始位点开始；CAAT-box和GC-box：调控转录起始频率和维持基因转录。

31.简述增强子的结构与功能？

增强子是另一类具有顺式调控作用的DNA序列。增强子具有激活启动子的功能，能控制特异性启动子转录的效率和速率。增强子可以与启动子相隔很远起作用。一个基因可以与几个增强子发生作用，一个增强子也可以与几个基因相连。有一类增强子对基因的转录起抑制作用，称为沉默子。由于增强子中有的能够调节基因表达时间，有的能够调节基因表达的组织和细胞特异性，有的与激素或其它分子相关，因此增强子主要可以包括以下几种类型：时间特异性增强子；组织特异性增强子；胰腺增强子；卵黄蛋白增强子

32.什么是转录因子？

转录因子是基因调控的反式作用因子，是能与启动子和增强子结合的蛋白质。由于它们的相互作用使任何一种细胞中只有很少的一部分启动子发生转录。转录因子既含有特异性DNA 结合域，又含有能与启动子或增强子结合并刺激基因转录的激活域。

33.蛋白质翻译包括哪几个过程？

翻译的过程包括起始、延伸和终止三个过程。

起始：首先形成起始复合物，这包含一个氨基酰（Met）-tRNA和mRNA结合到核糖体上的反应。能够起始翻译过程的tRNA是一种特殊的tRNA,也被称为tRNAi，它所携带的氨基酸为甲酰甲硫氨酸。首先，在活化的起始因子eIF2-GTP的催化下，将起始Met-tRNAi结合到核糖体40S小亚基上，此结合体进而与mRNA5’端的帽子结构形成复合体进而起始翻译的过程；

延伸和终止：延伸是一个连续的过程，包括氨基酸-tRNA依次与核糖体结合，氨基酸离开其运载体tRNA，氨基酸之间形成肽键和前一个氨基酸缩合，核糖体沿mRNA向下游移动，曝露出新的密码子供tRNA结合。当核糖体遇到TAG\TAA\TGA之一时，发生翻译终止，这3个密码子称为终止密码子。