发育生物学课程论文

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动物发育学论文

动物发育学论文

鲁东大学生命科学学院2012 -2013 学年第2学期《发育生物学与胚胎工程》课程论文课程号:2522080任课教师刘泽隆成绩正文热休克蛋白在胚胎发育中的研究进展摘要:热休克及其他物理、化学、生物、生理等刺激广泛地诱导了从原核细胞到真核细胞中一系列分子量较小、在进化中高度保守的称之为热休克蛋白( heat shock pro-teins, HSPs) 的蛋白质合成。

越来越多的研究表明, 有机体不仅在刺激条件( 应激条件) 下大量合成H SPs, 而且在正常生长和发育过程中, HSPs 也有水平不等的表达[ 1、2] 。

根据HSPs 的作用和调控方式, 可以把HSPs分为两大类,一类称之为构成性热休克蛋白( constitutive heat shock proteins, HSCs) , 它们在细胞的正常代谢和生理条件下表达和发挥作用[ 3] ; 另一类称之为诱导性热休克蛋白( induced heat shock proteins, HSPs) , 它们在机体和细胞受到刺激时表达, 并使细胞产生抗逆性[ 4] 。

虽然HSPs 和H SCs 基因的调控方式有一定差异, 但同一家族的HSPs 和H SCs 本身的结构和功能及它们的结构基因并没有很大差别,因此, 在没有必要特别强调或没法将两者严格区分时( 例如, 胚胎发育过程中的H SPs 表达) , 往往把HSPs 和HSCs 通称为热休克蛋白( heat shock pro-teins, HSPs) 。

HSP70对胚胎发育既有保护作用,又有损害作用。

本文对HSP70做了概述,阐述了它的定义、分类,特性等。

再从HSP70对胚胎和保护和损害作用两方面分别论述了几点:HSP70保护胚胎发育,提高细胞的耐热力、抑制细胞凋亡、作为分子伴侣;HSP70损害胚胎发育;热环境条件下Hsp70与胚胎生长发育。

关键字:HSP70 胚胎发育保护损害当胚胎、组织器官和细胞受到热应激时可激发热休克反应,也称为应激反应,从而诱导产生一组高度保守、具有重要生理功能的蛋白质分子家族,称为热休克蛋白(Heat shock proteins Hsps).Hsps最早报道见于1962年,Ritossa观察到江果蝇幼体的饲养温度从25℃提高到30℃,经30min 后,其唾液腺多丝染色体上出现了特殊的“膨突”[1]。

发育生物学论文-干细胞和发育生物学

发育生物学论文-干细胞和发育生物学

干细胞与发育生物学莫肇勇2009574201 09生本2班摘要:发育生物学是研究有机体从胚胎发生、生长发育至衰老死亡的生命过程所发生的变化和规律的科学,它是传统胚胎学的深入和发展。

它研究的主要内容是生殖细胞的产生以及受精机理,受精卵的分裂、分化, 组织和器官发生、生长以及机体的衰老等, 在这些生命现象中, 基因调控是其最基本的机制。

干细胞的决定、分化、机体细胞的衰老、凋亡和细胞间的信号传导是其非常重要的研究内容。

关键字:发育生物学;干细胞;发展;基因我理解的生命科学,是破译密码的过程。

就像计算机被输入程序一样,我们每个人的机体都被编好了程序,每一分每一秒所发生的事情都是按照程序进行的,甚至可以精确到我们无法识别的程度。

生命科学的目的,就是要解开生命背后的密码。

虽然说生命科学不同于其他很多理论性的基础学科,但他们都是相互紧密联系,也可以说生命科学是用数学、化学和物理的语言来还原生命活动的本质。

生物学没有真正的公理,随着技术一天天的更新,理论一次次的被推翻,新理论不断建立。

正因为如此,一张纸、一本书和一支笔对于生物学研究是远远不够的。

因此在纸上完全推到成立的结论,在实验上很有可能不能实现。

相反的,也许我只是个新手,可是如果用事实证明了我自己的假说,我也可以取得很大的发现。

另一方面,当今生物学的研究对技术有非常高的要求,可以说,技术的发展决定了生命科学前进的速度。

发育生物学的迅速兴起和在各个领域的发展、应用就是一个最好的例子。

同时,学科的交叉也为生命科学发展提供了广阔的空间。

如:干细胞生物学与发育生物学。

可以肯定地说,随着技术的进步和相关学科的结合,未来的生命科学将会飞速发展,生命的奥秘将一个个被解开。

下面我就具体谈谈这次的主题:干细胞与发育生物学。

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。

医学发育生物学公开课教学模式论文

医学发育生物学公开课教学模式论文

医学发育生物学公开课教学模式论文医学发育生物学公开课教学模式论文医学发育生物学是发育生物学一个重要分支,是由细胞生物学、组织胚胎学、遗传学、分子生物学等多门学科相互渗透形成的一门新兴的前沿学科。

它以人类为主要研究对象,研究从受精卵开始到发育成新的生命个体,最终到个体死亡这个多阶段而又复杂过程中,人的组织器官如何发育形成、相关的影响因素以及与发育相关疾病的发生、诊疗和预防的途径和方法[1]。

因此,医学发育生物学除了侧重研究人胚胎发育的基本过程,还关注与发育相关疾病的发生、发展和治疗,是一门将基础医学研究与临床实践相结合的课程。

近些年由于人类辅助生殖技术的快速发展和广泛应用,越来越多的医学院校相继开设此课程,并且医学发育生物学成为医学生需要掌握的重要医学基础学科之一。

我校于2014年在2011级和2012级基础医学专业(本科)试点,以公开课的形式开设了医学发育生物学课程,结合基础医学专业的培养目标和学生的基础,我们提出了本课程的学习指导思想,即在现有基本知识框架基础上,深入理解发育生物学基本概念,综合归纳建立扎实的医学发育生物学知识体系。

让学生在有限的时间里学好这门课程的基本知识,不但能够巩固和加深胚胎学基础知识,而且还可以熟悉了解科学研究的前沿领域,开阔他们的视野,有助于将理论知识与临床研究结合起来,更好地服务于临床实践。

与之同时,为教师更加深入地完善自身教学活动,拓宽科学研究思路以及增进教师之间的沟通与协作提供了良机,促进了自身的教学和科研工作水平的提升。

1制定适合基础医学专业教学的课程内容基础医学专业是为高等医学院校和医学科研机构等部门培养可以从事基础医学各课程的教学和科学研究,以及在临床开展基础科学研究的医学高级专门人才[2]。

本着这个指导思想,我校针对2011级和2012级基础医学专业开设医学发育生物学课程,开课时间安排在大学三年级的第一学期。

这时他们已经学过细胞生物学、组织胚胎学、遗传学、分子生物学等这些医学基础课程。

海胆的发育

海胆的发育

发育生物学学科论文(综述)题目海胆的早期发育姓名孟丽巧学号124120025院、系生命科学学院专业生物科学班级12生科A班指导教师王晓燕职称(学历)本科海胆的早期发育摘要:海胆(Sea urchin)是一种常见的无脊椎动物,在动物的系统分类学上,隶属于棘皮动物门 (Ectu'nodermata),游走亚门 (Eleutherozea),海胆纲(Echinoidea)。

海胆是生物科学史上最早被使用的模式生物,它作为模式生物的优点是:容易得到大量精子和卵子用于实验;人工受精后,完全同步发育;胚体透明,便于观察;可在水中甚至在显微镜下发育;孵化速度快,仅需1—2d就可孵出幼虫,是研究极早期发育的好材料。

它的卵子和胚胎对早期发育生物学的发展有举足轻重的作用。

本文就国内外有关文献对海胆的配子发生、受精、早期胚胎发育及幼体变态为稚海胆这4个过程加以综述。

关键词:海胆;配子发生;胚胎发育;幼体发育1 配子发生海胆的性成熟年龄多在2—3龄。

在海胆配子发生的过程中,根据生殖细胞和营养噬细胞 (NP)的变化活动,可将海胆的繁殖过程分为4个时期:1.1 配子隐藏及营养噬细胞 (NP)发育期上一次配子形成结束后,在性腺内囊腔表面覆盖有一层还没有进行过有丝分裂的卵原细胞,这些卵原细胞将参与下一次的配子形成。

在雌性个体中,卵巢腔中储备有成熟的卵,在雄性个体中,精巢中留存有精子,根据贮留的卵母细胞的酸性磷酸酶的活动,认为贮存的成熟的卵子在这一阶段会发生自溶作用,消化其自身的内容物,目前,还没有办法解释这种内消化作用。

营养噬细胞参与并调控了从配子隐藏期到成熟配子的排放过程。

营养噬细胞的主要功能包括:①保护进行无丝分裂的卵原细胞和精原细胞;②保护上一次排精(产卵)产生的可发育的成熟的初级卵母细胞和初级精母细胞;③吞噬已成熟的卵细胞和精细胞。

在这个过程中,营养噬细胞必须能识别出不同时期的配子细胞,并对他们做出不同的反应。

如果这种识别机制出现错误,将会导致海胆不育。

发育生物学实验论文

发育生物学实验论文

课堂号 560 课程名称:发育生物学实验主讲教师:汪家林学号 2010212810 姓名王芝成绩:性别女专业生物科学常用电子邮箱1390501534@利用果蝇总RNA进行RT-PCR制备cDNA并通过电泳的方法比较不同年龄阶段果蝇中蛋白质的表达情况前言:果蝇作为一种模式生物具有很多的优点:首先,果蝇体型小,体长不到半厘米;饲养管理容易,既可喂以腐烂的水果,又可配培养基饲料;一个牛奶瓶里可以养上成百只。

其次,果蝇繁殖系数高,孵化快,只要1天时间其卵即可孵化成幼虫,2-3天后变成蛹,再过5天就羽化为成虫。

从卵到成虫只要10天左右,一年就可以繁殖30代。

再次,果蝇的染色体数目少,仅3对常染色体和1对性染色体,便于分析。

作遗传分析时,研究者只需用放大镜或显微镜一个个地观察、计数就行了,从而使得劳动量大为减轻。

因此,本实验就运用果蝇作为实验材料,进行了一系列的实验。

摘要:先用Trizol试剂提取果蝇的总RNA,然后再通过琼脂糖凝胶电泳测定RNA的性质以确定此RNA是否可用于下游实验。

用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的方法分析不用年龄阶段的果蝇中各种蛋白质的表达情况。

关键词:果蝇总RNA 电泳 RT-PCR 蛋白质正文1.果蝇总RNA的提取1.1总RNA的提纯和纯化取果蝇成虫一只放入Trizol试剂中充分混合并研磨充分。

4℃、1 000 r/min 离心15 min,弃上清。

按照一定的比例加入TRIzol试剂,将沉淀转移至1.5 mL 离心管中,室温振荡5 min;再在每毫升TRIzol试剂中加入0.2 mL氯仿,剧烈振荡15 S,室温放置2~3 min;4 、12 000 r/min离心15 min。

此时,离心管中分为3层,即上层水相、中间相和下层有机相。

将上层水相转移至另一离心管中用于RNA提取,加入0.5 mL异丙醇,混匀,室温静置10 min;4~C、12 000 r/min离心15 min,弃上清;用1 mL 75%乙醇(用DEPC处理水配制)洗涤沉淀;风干,加适量经DEPC处理的水溶解沉淀,即是TRIzol法提取得到的RNA。

发育生物学论文【最新精选】

发育生物学论文【最新精选】

发育生物学论文摘要:发育具有严格的时间和空间的次序性,这种次序性由发育的遗传程序控制。

发育是有机体的各个细胞协同作用的结果,也是一系列基因网络性调控的结果。

DNA上的一维信息是如何控制生物体三维形态结构构建和生命现象的发展是目前研究的热点之一。

文章从早期胚胎细胞全能性、胚胎空间结构定位、发育程序的控制、形状变化、胚胎血液的形成以及胚胎发育的调控因子等,对近几年胚胎发育与形成机理的研究进展做了简要综述。

关键词:发育;调控因子;胚胎一个有机体的发生,从简单到复杂,从单细胞到功能多样的多细胞,里面隐含着极其精妙的发育调控机制。

发育的核心问题是细胞分化,而导致细胞分化的则是基因的作用。

发育是物种遗传特性的表达,是遗传信息按照特定的时间和空间表达的结果是生物体基因型与内外环境因子相互作用,并逐步转化为表型的过程,它产生了生命机体内的细胞多样性和时序性,同时又保证了生命代代相传的连续性。

胚胎发育的遗传程序及其形成机理已经成为目前生命科学领域的研究重点之一。

1、早期胚胎基因组的活化胚胎生长发育初始需要的所有物质都是由成熟卵母细胞提供的,因此,卵子在充分生长前活跃地转录和翻译其自身特有的基因,在此期间,卵母细胞中合成并积聚了多种RNA、蛋白质、细胞器,这些构成了早期胚胎发育的母源物质。

完全生长的卵子在随后的减数分裂过程中,基因转录完全停止,翻译减少,母源性基因的表达程序可能被消除。

受精以后,母源物质逐渐下降,胚胎基因组的转录表达开始,胚胎的发育逐渐由自身合成的物质来调控,这一过程即发育由母源向胚胎调控的转变(transition from maternal to embryonic control of development, MET),以胚胎基因组的活化(embryonic genome activation,EGA)为主要特征。

在MET之前,DNA一直与来自卵母细胞的组蛋白结合,而来自于胚胎细胞合成的组蛋白一般在MET期与DNA结合,且结合速度与DNA转录和复制活性直接相关。

【生物】胚胎生物学与发育工程相关论文

【生物】胚胎生物学与发育工程相关论文

【关键字】生物学院20 10 -20 11 学年第 2 学期《发育生物学与胚胎工程》课程论文课程号:任课教师成绩正文动物变态发育变态发育是昆虫生长发育过程中的一个重要现象。

根据发育过程中是否有蛹期可以把绝大多数昆虫分为完全变态与不完全变态两大类。

完全变态的昆虫一生要经历卵、幼虫、蛹和成虫4个阶段。

此类昆虫的幼虫与成虫在外观上有较大的差别,比如毛虫和蝴蝶或蛴螬和甲虫。

完全变态昆虫被认为是昆虫纲中进化程度最高的一群,种类也最繁多。

常见的昆虫中,蜜蜂、蚂蚁、苍蝇、蚊子、跳蚤、蝴蝶、蛾子、以及各种甲虫都是完全变态的。

不完全变态的昆虫一生经历卵、若虫和成虫3个阶段。

它们的幼虫在外观上与成虫差别一般不大,通常只是体型稍小,没有翅。

不完全变态昆虫的幼虫生活在陆地上的又称为若虫,生活在水中的又称为稚虫。

常见的昆虫中,蝗虫、蟋蟀、螳螂、蜻蜓、蝉、蟑螂、蚜虫、虱子等都是不完全变态的。

另外,还有一类昆虫在发育过程中没有明显的变态。

它们是昆虫纲中的原始种类。

它们没有翅膀,在分类上属于昆虫纲无翅亚纲。

这类昆虫种类很少,平时能见到的可能就是生活在书箱或衣箱里的衣鱼(书虫)。

相对于以上两种变态发育,这一类昆虫的发育又称为不变态或表变态。

在完全变态发育过程中,不一定所有都是受精卵,譬如蜜蜂,蜂王产下的卵,分受精和未受精的,未受精的也可以变态发育成雄蜂。

受精卵发育成工蜂,吃蜂王蜜长大的发育成蜂王,没吃的则发育为工蜂,未受精的发育成雄蜂,雄蜂和蜂王交尾产生下一代变态发育的前提是有性生殖。

变态发育(Metamorphosis) 指动物在胚后发育过程中,形态结构和生活习性上所出现的一系列显著变化.幼体与成体差别很大,而且改变的形态又是集中在短时间内完成,这种胚后发育叫变态发育。

变态发育一般指昆虫纲与两栖动物的发育方式。

变态是昆虫生长发育过程中的一个重要现象。

根据发育过程中是否有蛹期可以把绝大多数昆虫分为完全变态与不完全变态两大类。

完全变态的昆虫一生要经历卵、幼虫、蛹和成虫4个阶段。

动物发育生物学论文2

动物发育生物学论文2

动物发育生物学论文题目:海胆性腺发育研究姓名:赞哈尔学院:动物科技学院班级:学号:指导教师:2012 年 11 月1日摘要:海胆性腺发育,以马粪海胆, 中间球海胆, 光棘球海胆为例。

意在发现其异同点及规律性,以求为海胆的遗传育种和增养殖提供一定的科学依据, 探索并阐明海胆生殖腺发育的规律对于准确地掌握其繁殖期及最佳采捕期,更有效地进行资源的开发利用和繁殖保护以及人工育苗和增养殖技术研究等具有重要的意义,同时加强相关课题的研究,对于渔业资源的保护以及可持续发展利用也具有重要的实践意义。

同时为我国在该领域的研究和水产养殖技术的提高提供一些参考。

关键词:海胆性腺发育1.海胆性腺发育的研究概况对海胆性腺发育的研究,可以追溯到19世纪,赫维早在100多年之前就研究发现了海胆的精子与卵原核在卵中的融合现象,并以此为基础探讨了其受精的机制;其后,久米又三等又对海胆的个体发生与发育等进行了深入地研究,并做出了比较详细地阐述。

在中国,隋锡林等,曾对中国海胆的苗种人工培育技术及与其密切相关繁殖生物学等问题进行了深入研究。

常亚青等系统总结了中国海胆的种类、型态、生理生态、及其苗种生产和资源增殖方式,其间在前人的基础上对中国海胆繁殖生物学的研究方面做出了进一步的总结并提出了新的观点。

2.几种常见海胆的生殖习性2.1马粪海胆12月下旬,马粪海胆雄性个体开始性成熟,生殖腺指数为11%一12%,此时雌性个体生殖腺指数为12.3%一25%,卵巢尚不成熟;从1月份开始,雄性个体生殖腺指数最高达到28.3%,一直保持到5月份。

3月中旬到4月中旬是繁殖盛期,水温13℃左右。

一般个体越大成熟越早,但是壳径50~以上的个体,5月份性腺基本上退化。

产卵量依个体大小而异,壳径30一40~的个体,产卵量为300-500万粒,卵径为110一130m。

繁殖生物学最小型的个体壳径为2smm。

2.2中间球海胆在日本齿舞,4月到7月性腺指数的平均值达到20%以上,尤其在5、6月份,80%的个体性腺指数达到20%以上,到7月下旬出现了性腺指数10%以下的个体,9月上旬时50%的个体性腺指数在10%以下,性腺指数平均值急剧下降。

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发育生物学课程论文 The document was prepared on January 2, 2021’s学习记忆与某些认知行为的研究等都有果蝇的“身影”。

果蝇以发酵烂水果上的酵母为食,广泛分布于世界各温带地区。

果蝇具有生活周期短、容易饲养、繁殖力强、染色体数目少而易于观察等特点,因而是遗传学研究的最佳材料。

早在1908年由天才的遗传学家摩尔根把它带上了遗传学研究的历史舞台,约在此后30年的时间中,果蝇成为经典遗传学的“主角”。

科学家不仅用果蝇证实了孟德尔定律,而且发现了果蝇白眼突变的性连锁遗传,提出了基因在染色体上直线排列以及连锁交换定律。

摩尔根1933年因此被授予诺贝尔奖。

1946年,摩尔根的学生,被誉为“果蝇的突变大师”的米勒,证明X射线能使果蝇的突变率提高150倍,因而成为诺贝尔奖获得者。

在近代发育生物学研究领域中,果蝇的发生遗传学独领风骚。

1995年,诺贝尔奖再次授予三位在果蝇研究中辛勤耕耘的科学家。

果蝇为进一步阐明基因-神经(脑)-行为之间关系的研究提供了理想的动物模型。

专家认为,近一个世纪以来,果蝇遗传学在各个层次的研究中积累了十分丰富的资料。

人们对它的遗传背景有着比其他生物更全面更深入的了解。

作为经典的模式生物,果蝇在21世纪的遗传学研究中将发挥更加巨大而不可替代的作用。

2 以果蝇为实验模型所具有的诸多优势基因、脑与行为的关系是脑与认知科学面临的重大战略性科学问题。

不同物种的脑虽然在形态上迥然不同,但是在基因水平上却有很高的同源性,从而使脑具有相似的基本功能。

在脑与认知科学中选择何种模式生物对于科研非常重要,有助于理解、预防和治疗相关性神经和精神疾病。

诺贝尔奖得主坎德尔教授就曾选择海兔作为模式生物,成功地将各种行为包括将来的学习行为与突触的可塑性结合起来进行研究,确定了短时和长时记忆是如何储存在神经系统中的。

而对于研究学习记忆所选择的主要模式生物就是本文要介绍的果蝇。

这是为什么呢作为一个重要的模式生物,果蝇是探索生命奥秘的万能钥匙,以果蝇为模型有诸多的优势。

第一,果蝇的生命周期短,繁殖力强。

第二,果蝇具有清晰的遗传背景,在2000年果蝇测序工作已基本完成,果蝇基因组有13000~15000个基因,所有果蝇的遗传密码已经清楚。

根据果蝇的遗传密码以及相关的信息,研究人员已经在互联网上建立了各种各样果蝇的相关数据库,而其相对简单的神经系统也很有助于对其进行研究。

第三,果蝇也具有多种多样的行为,果蝇可以进行学习,有的非常“聪明”,当然也有“傻瓜”。

果蝇也可以发生老年痴呆,还会饮“酒”、吸“毒”并表现出相应的行为。

重要的是果蝇可以睡眠,甚至做梦,还可以唱情歌。

因此,以果蝇为模型,通过基因突变和行为筛选可以确定与学习记忆相关的候选基因,进一步通过反向遗传学方法,可能在不同物种中确定候选基因的调控机制及其学习记忆等行为中的功能。

最近,实验研究发现果蝇中心脑区的扇形体结构参与了调节视觉图形识别过程,并证实视觉模式的记忆定位在中央复合体中扇形体的平行分层细胞结构。

这是首次对果蝇视觉学习记忆功能区的精确描述,说明了果蝇的记忆痕迹并不存储在某一通用的记忆中心。

科学家已经发现果蝇能够进行嗅觉的联想记忆,那么视觉记忆是储存在脑中什么样的地方呢果蝇脑中有两个非常重要的结构。

一个叫做蘑菇体,一个是中央复合体。

后者包括脑桥、扇形体、小体等结构,周围是中央复合体的突触体,实验要看一下这些是不是对果蝇的视觉记忆产生影响。

通过研究发现,中央复合体可能与果蝇的视觉记忆的储存有密切关系,可在中央复合体的几个亚结构中究竟是哪个与此密切相关呢经过大量的实验以及对果蝇进行大量的筛选,终于把视觉记忆功能部位确定为扇形体。

我们知道,人类分辨不同的图形是根据图像之间的不同参数进行分辨,而果蝇进行图形的分辨同样也可以根据不同的参数,比如可以根据图像的高度、大小、颜色来分析不同的图形。

果蝇的扇形体结构共分6层,每一层均由几十个神经元组成,并均赋予了非常特定的功能。

比如有的层的神经元负责处理不同图形的高度区别,并且形成记忆,而另外层的神经元则对于大小、朝向等其他参数进行处理并负责记忆。

这样,扇形体不同的结构分工负责不同的参数,最终形成视觉记忆。

3 果蝇的基因特征果蝇具有二倍体的染色体组,并且只有四对染色体。

第一对是性染色体,其它三对为常染色体。

其中,第二、三两对常染色体,包含了近80 %的遗传信息。

第四对常染色体很小,只包含近2 %的遗传信息。

这样一套“小”而“全”的染色体组使实验更容易操作。

果蝇具有大量影响神经系统和行为的单基因突变体。

神经系统功能是由基因的调控和蛋白质的合成来实现的。

大多数果蝇突变体是用物理、化学和分子生物学方法改变果蝇的基因结构获得的,由于基因的改变造成其调节失控或蛋白质产物的改变或缺失,进一步影响了特定的生理功能或行为。

可以通过研究蛋白质在神经元及组织中的时空表达模式,来发现基因是怎样调控神经系统的发育和功能,并能更好地理解基因和行为的关系。

图注:同源异形盒基因美国《科学》杂志2000 年3 月24 日报道:果蝇基因组的测序工作已经结束,并确定了果蝇细胞中包含约13600 个基因。

这些工作是果蝇基因组计划(The Drosophila Genome Project) 的一个重要组成部分,是进一步确定果蝇基因的结构及其生物学意义的重要基础,为最终完成人类基因组计划(Human Genome Project) 提供理论指导和技术支持。

在对果蝇与人类基因的比较中发现,三分之二引发人类疾病的基因(包括与脑疾病、神经分化以及癌症有关的基因) 在果蝇基因组中存在着相似基因。

这些发现说明以果蝇为模型进行基础研究为最终战胜人类疾病有着巨大的实用价值。

4 果蝇的脑结构果蝇的脑主要指食管上神经节,大约有105 个神经元,可分为3 个区域:前脑,中脑和后脑。

前脑包括高级感觉中心,如蘑菇体(Mushroom Bodies) 和中央复合体(Central Complex) 。

蘑菇体是果蝇脑中一对对称的结构,每个包括大约2500 个神经元。

蘑菇体经其萼叶(Calyx) 接收从嗅叶(Antennal Lobe)来得嗅觉信息。

蘑菇体对于嗅觉学习记忆非常重要,类似哺乳动物的海马(Hippocampus) ,是整合多种感觉输入及形成记忆的部位。

中脑主要包括天线触觉区(Antenna) ,而后脑主要包括内分泌神经元和控制进食与消化的运动神经元。

果蝇脑中神经元之间的信息传递是通过神经肽来实现的。

神经肽由蛋白质前体经修饰得来,大小从3 个氨基酸残基到50 多个氨基酸残基不等。

目前许多编码神经肽的基因已经确认,并运用分子遗传学方法分析神经肽受体和第二信使通路取得了显着的进展。

神经肽作为信使在果蝇的神经系统中已发现了100 多种,这些神经肽在果蝇神经系统中分别承担着荷尔蒙、神经递质和神经调质的作用。

一种神经肽可能会在不同的位点和不同的水平(中央神经回路,外周神经回路以及外周靶位) 起作用。

每个神经回路都包括感觉神经元、中间神经元和运动神经元,而不同神经回路在神经元水平存在着重叠。

神经肽是通过调节不同神经回路的时空活动模式来影响行为输出。

图注:果蝇跨模态学习的相互作用5 果蝇的行为行为是有机体最复杂的表现形式,它是一个动力学过程,涉及有机体的功能和对不断变化的外部环境的反应。

果蝇的行为主要包括运动、梳理、进食、相互通信、飞行、迁移、学习、繁殖以及对环境变化,如温度、湿度等产生的各种反应。

一般认为行为是动物对外界刺激或环境所进行的反应,这些反应应该可观察得到的和可描述的行为,然而果蝇在没有明显的刺激条件下,也会产生一些自发的行为。

因此对果蝇行为的研究应包括:果蝇是如何从环境中获得信息的,信息是如何被处理的以及行为反应。

由于中枢神经系统需要对信息进行整合,因此在刺激和反应输出之间存在着延迟。

所以行为应该包括这样一些连续步骤:刺激的识别,信号传递,信息整合,反应或运动输出。

对果蝇的行为的分析需要严格地控制环境条件,因为在测试条件下即使微小的条件变化都会影响对行为的评价。

客观的评价果蝇的行为还应包括在一定条件下对其生理和形态的变化进行分析。

分子遗传学技术成为分析果蝇行为的强有利工具。

应用分子生物学手段可以对感兴趣的基因进行克隆,进一步判定其DNA 序列和蛋白质产物,并可经P - element 介导外源基因获得转基因果蝇,使我们能够在细胞、分子水平上分析受基因影响的诸多行为(如生物钟、求偶行为、运动和学习记忆)。

6 结语果蝇作为发育生物学研究的理想动物模型,在生物科学的研究中也必将发挥出其巨大的潜力。

一方面在分子水平上研究基因在调控脑结构的发育及功能方面的重要作用;另一方面,行为作为脑的主要功能表现形式,通过研究不同的行为变化与脑的关系,最终实现基因、脑和行为的有机结合。

参考文献[1 ]Andretic R , Chaney S , Hirsh J .Requirement of circadian genesfor cocaine sensitization inDrosophila. Science ,1999 ,285 :1066 - 8[2 ]Belvin MP and Yin JCP. Drosophilalearning and menory : recentprogress and new approaches.BioEssays , 1997 , 19 :1083 -1089[3 ]Hoy MA. Insect Molecular Genetics , Academic Press. 1993 :301 –336[4 ]百度百科[5 ]中国科学院生物物理研究所[6 ] 科学家打开了潘多拉盒无头人制造能否成功《北京科技报》2005年04月25日[7 ]姜文超 Gsα的过表达和缺失对果蝇大脑形态发育的影响《东北农业大学学报》2010年第4期64—66页[8 ]裴柳果蝇与诺贝尔奖《生物学教学》2011年第2期44—45页[9 ] 人类基因知多少[10]刘力果蝇:基因、脑和行为世界科技研究与发展, World Sci-tech R &D,编辑部邮箱, 2000年06期。

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