目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 什么是發(fā)育生物學(xué)？ 1
1.2 用于發(fā)育生物學(xué)研究的主要模式生物 1
1.2.1 線蟲 2
1.2.2 果蠅 3
1.2.3 斑馬魚 3
1.2.4 爪蟾 3
1.2.5 雞 3
1.2.6 小鼠 4
1.3 發(fā)育生物學(xué)的發(fā)展簡(jiǎn)史 4
1.3.1 先成論與漸成論 4
1.3.2 馮?貝爾定律 6
1.3.3 生物發(fā)生律 6
1.3.4 發(fā)育的遺傳基礎(chǔ) 7
1.4 發(fā)育生物學(xué)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 8
1.4.1 發(fā)育生物學(xué)的發(fā)展機(jī)遇 8
1.4.2 從分析式思維逐步向整體式思維過渡 9
1.4.3 發(fā)育工程的美好前景 10
問題與思考 12
主要參考文獻(xiàn) 12
第2章 配子發(fā)生及發(fā)育前的準(zhǔn)備 14
2.1 配子發(fā)生 14
2.1.1 原始生殖細(xì)胞的起源與決定 14
2.1.2 雌雄配子的發(fā)生過程 24
2.2 發(fā)育前的準(zhǔn)備 25
2.2.1 燈刷染色體與RNA轉(zhuǎn)錄 26
2.2.2 核仁擴(kuò)增與rRNA儲(chǔ)備 27
2.2.3 滋養(yǎng)細(xì)胞與母體效應(yīng)基因的活動(dòng) 28
2.3 親緣印跡 29
2.3.1 親緣印跡的發(fā)現(xiàn) 29
2.3.2 發(fā)育需要兩個(gè)不同的基因組版本 30
2.3.3 親緣印跡的機(jī)制 31
問題與思考 32
主要參考文獻(xiàn) 32
第3章 受精、卵裂和胚胎發(fā)育 35
3.1 受精 35
3.1.1 精子獲能 35
3.1.2 頂體反應(yīng)與受精 36
3.1.3 阻止多精授精及異種精子入卵的機(jī)制 38
3.1.4 卵的激活 39
3.2 卵裂與囊胚形成 41
3.2.1 卵裂時(shí)的細(xì)胞周期 41
3.2.2 卵裂類型 43
3.2.3 囊胚形成 44
3.3 胚層分化 46
3.3.1 兩棲類胚胎體軸的決定 47
3.3.2 原腸胚的形成 47
3.3.3 神經(jīng)胚的形成 48
3.3.4 三個(gè)胚層的分化 50
3.3.5 胚細(xì)胞的發(fā)育潛能 51
3.3.6 定域圖的繪制 52
3.4 器官系統(tǒng)的形成及其調(diào)控 52
3.4.1 腎的發(fā)生 52
3.4.2 乳腺的發(fā)生 55
3.4.3 眼的發(fā)生 56
3.4.4 脊椎動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)生 58
問題與思考 63
主要參考文獻(xiàn) 64
第4章 早期發(fā)育的遺傳控制 66
4.1 母體效應(yīng) 66
4.1.1 短暫的母體效應(yīng) 66
4.1.2 持久的母體效應(yīng) 66
4.2 果蠅的胚胎發(fā)育與遺傳控制 68
4.2.1 果蠅的卵子發(fā)生和胚胎發(fā)育 68
4.2.2 母體效應(yīng)基因與體軸的決定 70
4.2.3 分節(jié)基因與體節(jié)的形成 74
4.2.4 基因互作與圖式形成 77
4.3 同源異形基因與發(fā)育途徑的選擇 79
4.3.1 同源異形基因突變 79
4.3.2 同源異形基因的作用 79
4.3.3 同源異形基因的調(diào)控 80
4.4 同源異形基因與進(jìn)化 81
4.4.1 同源異形基因與物種形成 81
4.4.2 同源異形基因復(fù)合體的相似性 82
4.4.3 同源異形框結(jié)構(gòu)的保守性 82
4.4.4 同源異形基因的排位與時(shí)空表達(dá)的一致性 83
4.4.5 同源異形基因與執(zhí)行基因 83
4.5 脊椎動(dòng)物早期發(fā)育的遺傳控制 84
4.5.1 脊椎動(dòng)物前-后軸和背-腹軸的分化 85
4.5.2 脊椎動(dòng)物左-右軸的分化 86
4.5.3 同源異形基因?qū)Σ溉閯?dòng)物體節(jié)分化的影響 88
問題與思考 89
主要參考文獻(xiàn) 90
第5章 圖式形成與胚胎誘導(dǎo) 92
5.1 圖式形成 92
5.1.1 成形素與位置信息 92
5.1.2 位置信息的起源 94
5.1.3 相鄰細(xì)胞之間的相互作用 96
5.1.4 肢體的形成模式 97
5.1.5 位置記憶 99
5.2 胚胎誘導(dǎo)的機(jī)制 100
5.2.1 Spemann組織者與Nieuwkoop中心 101
5.2.2 誘導(dǎo)信號(hào)的發(fā)送與接收 105
5.2.3 胚胎誘導(dǎo)是一級(jí)聯(lián)反應(yīng)過程 107
問題與思考 108
主要參考文獻(xiàn) 108
第6章 細(xì)胞凋亡與發(fā)育 110
6.1 細(xì)胞凋亡與細(xì)胞壞死 110
6.2 細(xì)胞凋亡的形態(tài)學(xué)特征 111
6.3 細(xì)胞凋亡的生物化學(xué)特征 112
6.4 細(xì)胞凋亡的檢測(cè)方法 112
6.4.1 形態(tài)學(xué)方法檢測(cè)細(xì)胞凋亡 112
6.4.2 生物化學(xué)方法檢測(cè)細(xì)胞凋亡 113
6.5 細(xì)胞凋亡的生物學(xué)意義 114
6.5.1 細(xì)胞凋亡在機(jī)體生長發(fā)育過程中的作用 114
6.5.2 細(xì)胞凋亡在機(jī)體防御反應(yīng)過程中的作用 117
6.5.3 細(xì)胞凋亡在醫(yī)學(xué)中的作用 118
6.6 細(xì)胞凋亡的發(fā)生機(jī)制 118
6.6.1 參與細(xì)胞凋亡的主要基因及其作用機(jī)制 118
6.6.2 細(xì)胞凋亡的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑 125
問題與思考 128
主要參考文獻(xiàn) 129
第7章 細(xì)胞分化 131
7.1 細(xì)胞分化的基本概念 131
7.2 細(xì)胞特化的方式及其特征 132
7.2.1 自主特化 132
7.2.2 條件特化 132
7.2.3 合胞特化 133
7.3 影響細(xì)胞分化的因素 133
7.3.1 細(xì)胞質(zhì)對(duì)細(xì)胞分化的誘導(dǎo) 133
7.3.2 基因的差別表達(dá) 134
7.3.3 細(xì)胞間相互作用對(duì)細(xì)胞分化的影響 135
7.3.4 信號(hào)分子對(duì)細(xì)胞分化的影響 135
7.3.5 位置信息對(duì)細(xì)胞分化的影響 136
7.4 細(xì)胞分化的分子生物學(xué)機(jī)制 136
7.4.1 細(xì)胞分化與基因組變化 136
7.4.2 細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因在時(shí)空上的選擇性表達(dá) 137
7.5 肌細(xì)胞的決定和分化 139
7.6 分化細(xì)胞基因組的可逆性和全能性 140
7.6.1 再生與去分化 140
7.6.2 細(xì)胞分化的可逆性 141
7.6.3 分化細(xì)胞基因組的全能性 142
7.7 干細(xì)胞研究進(jìn)展 142
7.7.1 干細(xì)胞的特點(diǎn)及分類 142
7.7.2 干細(xì)胞的研究現(xiàn)狀 143
7.7.3 干細(xì)胞的臨床應(yīng)用 144
問題與思考 148
主要參考文獻(xiàn) 148
第8章 性別決定與分化 150
8.1 性別決定的多樣性 150
8.1.1 性別的染色體決定 150
8.1.2 其他類型的性別決定 151
8.2 雌雄同體和雌雄嵌合體 153
8.2.1 雌雄同體 153
8.2.2 雌雄嵌合體 153
8.3 果蠅的性指數(shù)與性別決定 154
8.3.1 性指數(shù) 154
8.3.2 性別決定與分化中的基因互作 155
8.4 哺乳動(dòng)物的性別決定及性別發(fā)育畸形 159
8.4.1 性別的初級(jí)決定 159
8.4.2 性別的次級(jí)決定 159
8.4.3 性腺的發(fā)育 160
8.4.4 性別決定與分化的遺傳基礎(chǔ) 162
8.4.5 性別發(fā)育畸形 168
問題與思考 168
主要參考文獻(xiàn) 168
第9章 變態(tài)與多型現(xiàn)象 171
9.1 動(dòng)物變態(tài)的基本特征 171
9.2 昆蟲的變態(tài) 171
9.2.1 昆蟲變態(tài)類型 171
9.2.2 昆蟲變態(tài)的形態(tài)學(xué)特征 172
9.2.3 變態(tài)時(shí)的代謝特點(diǎn) 172
9.2.4 成蟲盤的發(fā)育 172
9.2.5 激素對(duì)蛻皮和變態(tài)過程的控制 174
9.2.6 microRNA對(duì)蛻皮和變態(tài)過程的控制 178
9.3 兩棲動(dòng)物的變態(tài) 179
9.4 節(jié)肢動(dòng)物的多型現(xiàn)象 180
9.5 蝗蟲多型現(xiàn)象的神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)控 181
9.5.1 蝗蟲概述 181
9.5.2 咽側(cè)體和保幼激素 182
9.5.3 前胸腺和蛻皮激素 184
9.5.4 神經(jīng)分泌細(xì)胞、心側(cè)體和神經(jīng)激素 185
問題與思考 187
主要參考文獻(xiàn) 187
第10章 滯育 191
10.1 滯育的基本概念 191
10.2 環(huán)境因子和滯育的關(guān)系 192
10.2.1 光周期 192
10.2.2 溫度 192
10.2.3 食物 193
10.3 昆蟲滯育的基本類型及其激素調(diào)控方式 193
10.3.1 卵滯育 193
10.3.2 幼蟲滯育 195
10.3.3 蛹滯育 198
10.3.4 成蟲滯育 201
問題與思考 204
主要參考文獻(xiàn) 204 第11章 發(fā)育異常與癌 207
11.1 癌的類群 207
11.2 癌細(xì)胞的主要特征 207
11.3 癌的起因 209
11.3.1 環(huán)境致癌因素 209
11.3.2 病毒因素 210
11.3.3 其他有關(guān)因素 212
11.4 癌基因與抑癌基因 212
11.4.1 癌基因 213
11.4.2 抑癌基因 220
11.5 致癌的可能機(jī)制 225
11.5.1 細(xì)胞癌變多階段假說 225
11.5.2 原癌基因的激活 225
11.5.3 DNA甲基化異常對(duì)于腫瘤發(fā)生的影響 226
11.5.4 端粒酶、ALT和腫瘤發(fā)生 227
11.5.5 核糖體與腫瘤發(fā)生 228
11.5.6 基因組“巨變”與腫瘤發(fā)生 229
問題與思考 229
主要參考文獻(xiàn) 229
第12章 衰老 231
12.1 衰老的基本特征 232
12.1.1 在分子水平上 232
12.1.2 在細(xì)胞水平上 232
12.1.3 在組織、器官水平上 233
12.1.4 在整體水平上 233
12.1.5 人體器官開始衰老的時(shí)間 233
12.2 機(jī)體與細(xì)胞的壽限 234
12.2.1 動(dòng)物壽命 234
12.2.2 細(xì)胞的壽命 235
12.3 影響人類壽命的各種因素 236
12.3.1 遺傳因素 236
12.3.2 后天因素 236
12.4 衰老的機(jī)制 237
12.4.1 遺傳程序?qū)W說 238
12.4.2 差誤災(zāi)難學(xué)說 238
12.4.3 交聯(lián)學(xué)說 239
12.4.4 自由基學(xué)說 239
12.4.5 端粒學(xué)說 240
12.4.6 免疫學(xué)說 241
12.4.7 DNA甲基化與衰老關(guān)系的學(xué)說 242
12.4.8 線粒體衰老學(xué)說 243
12.4.9 脂褐素累積學(xué)說 244
12.4.10 神經(jīng)內(nèi)分泌功能減退學(xué)說 244
12.4.11 細(xì)胞凋亡學(xué)說 244
12.5 延緩衰老的措施或方法 244
12.5.1 體育運(yùn)動(dòng) 245
12.5.2 合理飲食 246
12.5.3 中草藥 247
12.5.4 抗氧化劑 247
12.5.5 抗交聯(lián)劑 248
12.5.6 免疫調(diào)節(jié)劑 248
12.5.7 膜穩(wěn)定劑 249
12.5.8 艾灸 249
12.5.9 針刺和按摩 249
12.6 去衰老技術(shù) 250
12.6.1 移植療法 250
12.6.2 自身器官干細(xì)胞分離培養(yǎng)技術(shù) 251
問題與思考 251
主要參考文獻(xiàn) 252