发育生物学(含答案)

复习题（2010～2011学年第二学期）1、上皮-间质诱导相互作用有几种类型，试举例说明？答：在上皮——间质贴近诱导作用有三种类型的相互作用：细胞与细胞的接触，细胞与基质的接触和可溶性信号的扩散。

（2分）(1)细胞与细胞的接触：输尿管芽诱导肾小管是依赖于它们细胞的紧密接触。

（1分）(2)细胞与基质的接触：在一些器官的发生中，可以看到一种类型的细胞的细胞外基质能引起另一组细胞的分化。

如角膜上皮细胞的表面从富含胶原的晶状体囊接收了一些指令。

细胞外基质也能为次级诱导提供位置的信息。

比如细胞外基质在皮肤中决定次级诱导的位点中是非常重要的。

（1分）(3)可溶性信号的扩散：一些诱导系统并不需要接触，如脊索中胚层诱导其上方的外胚层形成神经管。

在诱导组织和反应组织的细胞间未见接触，而且即使其间加入滤膜，诱导作用也能发生。

（1分）2、动物界如何保证受精的专一性和唯一性？答：（1）首先精子具有向化性，特别是水生动物，其卵母细胞在完成第二次减数分裂后，可以分泌具物种特异性的向化因子，构成卵周特有的内环境，这种内环境不仅可以控制精子类型，而且可以使其适时完成受精。

（2）对于哺乳动物主要是精子和卵子表面存在特异性的一些表面蛋白，配体和受体之间通过长期进化在结构上可以相互识别，不同物种之间如果精、卵配体和受体结构差异很大，就不能结合，也就无法受精。

（3）动物界保证受精的唯一性主要通过受精过程中卵子表面发生透明带反应、皮质反应等保证单精受精和受精卵染色体数目的恒定。

3、简述卵子成熟的标志是什么？答：（1）卵母细胞成熟形态学标志为：生发泡破裂、染色体凝聚、纺锤体形成和第一极体排出。

（2）在分子水平上，卵母细胞内cAMP浓度下降，Ca2+浓度上升，蛋白质合成增加，蛋白质去磷酸化或磷酸化，促成熟因子之类的活性物质出现。

4、华美光杆线虫做为发育生物学的模式生物具有哪些优点？答：(1)可在实验室用培养皿培养。

（1分）(2)生命周期短（一般为3.5d），胚胎发育速度快。

（1分）(3)存在雌雄同体和雄性两类不同生物型，主要是雌雄同体生物型。

（1分）(4)体细胞数量少，由于透明可见，易于追踪细胞分裂谱系。

（1分）(5)能观察到生殖细胞的发生及种质颗粒的传递过程。

（1分）5．何为胞质定域？列举1个在线虫胚胎发育过程中涉及的胞质定域例子。

答：形态发生决定子在卵细胞质中呈一定形式分布，受精时发生运动，被分割到一定区域，并在卵裂时分配到特定的裂球中，决定裂球的命运，这一现象称为胞质定域。

（2分）（1）生殖细胞的特化：在卵胞质中存在着呈区域性分布的形态发生决定子，而最常见的形态发生决定子可能算是生殖细胞决定子。

生殖细胞决定子在卵裂时分配到一定的裂球中，并决定这些裂球发育成生殖细胞。

副蛔虫卵子植物极胞质中所含的能决定生殖细胞形成的物质叫生殖质。

（1.5分）（2）咽部原始细胞命运的决定：秀丽园杆线虫胚胎细胞命运主要由卵内胞质决定，而不是由邻近细胞间相互作用决定。

在其胚胎中发现的SKN-1蛋白就很可能是一种“转录因子”样形态发生决定子。

它存在于卵胞质中，处于无活性状态，随卵裂而不等进入卵裂球。

其作用尚需其他因子的协同，包括Pie-1和mex-1，另外pop-1对MS裂球特化至关重要，因此，pop-1也可能是一种转录因子，可以与SKN-1相互作用，决定MS发育命运。

（1.5分）6、简述透明带在动物繁殖中的作用。

答：透明带在繁殖中的作用主要有3个方面：（1）在精卵结合时，进行精卵特异性识别，保证受精的专一性。

（2）发生透明带反应，防止多精受精。

即保证受精的唯一性。

（3）在早期胚胎发育中起保护作用，同时在胚胎着床中，可防止输卵管壁的粘着，防止宫外孕。

7、简述调控果蝇胚胎前后轴形成的两种系统？答：决定前后轴的2组母体效应基因包括：前端系统（anterior system）决定头胸部分节的区域，后端系统（posterior system）决定分节的腹部，1）前端系统 BICOID(BCD)和HUNCHBACK(HB)调节胚胎前端结构的形成。

前端系统至少包括4个主要基因，其中bicoid（bcd）基因对于前端结构的决定起关键的作用。

BCD具有组织和决定胚胎极性与空间图式的功能。

bcd是一种母体效应基因，其mRNA 由滋养细胞合成，后转运至卵子并定位于预定胚胎的前极。

受精后bcd mRNA迅速翻译，BCD 蛋白在前端累积并向后端弥散，形成从前向后稳定的浓度梯度，主要覆盖胚胎前2/3区域。

bcd 基因编码的BCD蛋白是一种转录调节因子。

另一母体效应基因hunchback（hb）是其靶基因之一, 控制胚胎胸部及头部部分结构的发育。

hb在合胞体胚盘阶段开始翻译，表达区域主要位于胚胎前部，HB蛋白从前向后也形成一种浓度梯度。

hb基因的表达受BCD蛋白浓度梯度的控制，只有BCD蛋白的浓度达到一定临界值才能启动hb基因的表达。

2）后端系统 NOS(NOS)和CAUDAL(CDL)调节胚胎后端结构的形成。

后端系统并不像BCD蛋白那样起指导性的作用，不能直接调节合子基因的表达，而是通过抑制一种转录因子的翻译来进行调节。

NOS蛋白的功能是在胚胎后端区域抑制母性hb mRNA的翻译。

另一个重要的母源性产物caudal（cdl）mRNA最初也是均匀分布于整个卵质内，BCD 能抑制cdl mRNA的翻译。

在BCD活性从前到后降低的浓度梯度作用下形成CDL蛋白从后到前降低的浓度梯度。

8. 试比较允许的相互作用和指令的相互作用？答：邻近组织的相互作用可分为允许的相互作用和指令的相互作用两种类型。

(1)容许的相互作用：反应组织含有所有要表达的潜能，它只需要一个环境允许它表达这些特性。

虽然它的表达需要某些刺激，但这不能改变它的后生型发育方向。

如许多组织的发育需要一种固体的、含有纤连蛋白和层粘连蛋白的基质。

纤连蛋白和层粘连蛋白只是刺激细胞的发育，但并不改变产生的细胞的类型。

（2.5分）(2)指令的相互作用：这种相互作用改变反应组织的细胞类型。

反应组织的发育潜能不稳定，其发育方向和过程取决于接收的诱导刺激的类型。

如在脊索诱导神经管的底板细胞的形成中，所有的神经管细胞都能对脊索的信号起反应，但只有那些邻近脊索的细胞被诱导。

这些被诱导的细胞接收信号后表达一组不同于它们在未与脊索接触时表达的基因。

大多数指令的相互作用的四个主要特性是：①在组织A存在的情况下，反应组织B以一定的方式发育。

②在缺少组织A的情况下，反应组织B不以那种方式发育。

③在缺少组织A，但组织C存在的情况下，组织B不以那种方式发育。

④在组织A存在的情况下，正常将不同发育的组织D被诱导，改变得像组织B一样发育。

（2.5分）9、简述角膜诱导有关的因素有哪些？答：1）视网膜和（或）晶状体眼球在角膜诱导诱导中起重要作用。

若切除眼球，角膜变成皮膜。

眼原基移到表皮下，表皮变成角膜。

角膜诱导与视网膜（感光细胞）的形态分化有直接关系。

2）细胞外基质晶状体囊中含有的细胞外基质。

晶状体囊诱导角膜上皮分泌初级基质原，这被称为“持续的诱导作用”。

3）类坏死和感受性类坏死指细胞处于活的和死亡之间，有着一整套原生质的临界状态，这种变化是可逆的。

经过类坏死处理后的表皮，角膜诱导速度加快。

类坏死处理加快角膜诱导的原因是提高了表皮移植的感受性。

类坏死处理引起蛋白质、细胞核、细胞质和细胞外基质成分的一系列变化，可能与提高了表皮的感受性和加快角膜诱导的进程有关。

一些物理或化学处理表皮，也能影响诱导速度。

4）眼内压眼内液体的压力对角膜正确的曲度形成十分重要。

将毛细管插入鸡胚眼内，眼内液体流失，角膜将不能发育出角膜所特有的曲率。

10、两栖类变态中，尾的退化明显与甲状腺素的增加有关。

试述尾的退化分为哪几个发生阶段？答：尾的退化分成四个阶段：1）尾的肌肉中Pr合成减少。

2）溶酶体增加；细胞自溶素D、RNA酶、DNA酶、胶原酶、磷酸酶和一些糖苷酶的浓度在表皮、脊索和神经索细胞中增加。

3）这些酶释放到细胞中，引起细胞死亡（表皮可能通过释放这些消化酶帮助消化肌肉组织）。

4）细胞死亡后，巨嗜细胞将聚集尾区，用自身的Pr水解酶消化，被破坏的碎片结果成了Pr水解酶的大囊。

11、简述晶状体的形态发生和有关的主要因素？。

答：1）晶状体形态发生过程中明显的变化是细胞伸长。

预定晶状体外胚层（外层分化成角膜）晶状体窝晶状体泡初级晶状体纤维次级晶状体纤维成熟的晶状体2）与晶状体的发生有关的主要因素:1、细胞外基质胶原：在视泡与预定晶状体外胚层之间，能进使细胞分化作用。

氨基多糖：浓度的升高与晶状体的形态发生和晶状体特异蛋白出现有关。

2、微管和微丝晶状体板内陷形成晶状体窝的过程是依赖于细胞顶端细胞质内的微丝收缩。

3、细胞增殖（图15.13）①细胞边缘是固定的，由于细胞分裂使这群细胞的压力增大，引起晶状体板内陷形成晶状体窝，进而与周围表皮脱离形成晶状体泡。

②晶状体原基的边缘有坏死区，使晶状体容易与周围的外胚层脱离。

③当晶状体的细胞增殖模式发生变化时，细胞分成两类：晶状体泡后部细胞增殖速度降低并停止，细胞开始伸长，形成初级晶状体纤维。

晶状体泡前部细胞仍继续分裂，形成预定晶状体上皮细胞。

所以，晶状体分成两个功能不同部分：增殖、伸长。

12、两栖类变态中，试述肝的变态变化有哪些？答：肝的变态变化：幼体肝细胞在变态后被保留下来，并继续增殖。

1）肝中核糖体只保留总量的恒定，而无积累。

旧核糖体被新核糖体取代（粗面内质网增加，分布由核周围扩散到细胞质处）。

粗面内质网：变态前呈单层结构，经过甲状腺处理后，成双面结构。

2）肝细胞：变态前是常染色质，变态后是异染色质（RNA转录不活跃）。

早期蝌蚪：线粒体嵴为宽片状；变态后为细管状。

线粒体由长形变为圆或椭圆形（与内质网紧密相连，可能是甲氨酰磷酸盐合成酶、鸟氨酸转甲氨酸酰酶的合成位点。

3）肝形态结构变化：变态期间由于甲状腺激素的刺激，核糖体和mRNA增加；Pr合成速率增加，包括血清白蛋白（变态期间增加20倍，维持器官稳态）、血浆铜蓝蛋白（肝薄膜细胞合成，对肝内铁利用起配合作用）和一些酶（甲氨酰磷酸盐合成酶是建立尿循环关键性酶，是氨循环向尿循环转化的标志）。

13、哺乳动物和昆虫（如果蝇）都用性别决定的XX/XY系统，试比较它们的机制有何差异？14、细胞分化是基因差异性表达的结果，试述差异性基因表达产生的原因主要来自于哪几个方面？答：（参考第二版书55页）差异性基因表达产生的原因主要来自于两方面。

首先是细胞内环境的差异影响核基因的表达。

在早期胚胎发育的卵裂阶段，由于卵质的不均匀分布，卵裂的结果所产生的分裂球（细胞）存在不同的细胞内环境，引起胚胎细胞核基因的差异表达。

其次是细胞外环境的影响。

在胚胎发育早期不同的胚胎细胞位于不同的区域，受到不同的外环境的影响，接受不同的位置信息。