發(fā)育生物學試題及答案

發(fā)育生物學試題及答案

一、名詞解釋1.試管嬰兒是指利用體外受精技術(shù)產(chǎn)生的嬰兒。體外受精是一種特殊的技術(shù)，將卵子和精子都拿到體外來，在人工控制的環(huán)境中完成受精過程，然后將早期胚胎移植到女性的子宮中，在子宮中孕育成為孩子。2.胚胎干細胞是指早期胚胎（原腸胚期之前）或原始性腺中分離出來的一類細胞，具有體外培養(yǎng)無限增殖、自我更新和多向分化的特性。3.受精是指兩性生殖細胞融合并創(chuàng)造出具備源自雙親遺傳潛能的新個體的過程。4.孤雌生殖是指有些動物種群卵子發(fā)生中減數(shù)分裂出現(xiàn)明顯變異，以至產(chǎn)生二倍體的配子，不需要受精就能發(fā)育。這種方式稱為孤雌生殖。5.卵激活是指經(jīng)精子刺激，成熟卵從休眠狀態(tài)進入活動狀態(tài)，顯示出的最早系列事件總稱為“卵激活”，包括皮層反應、減數(shù)分裂恢復、第二極體排出、DNA復制和第一次卵裂。6.生殖質(zhì)是指卵質(zhì)中有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)和特殊定位的細胞質(zhì)，主要由蛋白質(zhì)和RNA構(gòu)成。具有生殖質(zhì)的細胞將分化成為原生殖細胞。7.IPS是將幾個轉(zhuǎn)錄因子導入已分化的小鼠皮膚成纖維細胞，進而獲得了類似于胚胎干細胞的多能性干細胞，稱之為“誘導產(chǎn)生的多功能性干細胞”。8.母源效應基因是指在卵子發(fā)生中表達并在在卵子發(fā)生及早期胚胎發(fā)育中具有特定功能的基因。9.合子基因是指在受精后表達的胚胎型基因。10.成體干細胞是指存在于一種已經(jīng)分化組織中的未分化細胞，這種細胞能夠自我更新并且能夠特化形成組成該類型組織的細胞。11.精卵識別是指異種精子不能與卵子融合，這是因為精子表面的結(jié)合素能與卵細胞膜上特異的受體結(jié)合，而達到同種識別的目的。有距離識別和接觸識別之分，前者見于體外受精的水生生物。12.頂體是指精子頭的頂端特化的小泡，由高爾基體小泡發(fā)育而來。實際上，頂體是一種特化的溶酶體。13.精子細胞是指在曲細精管中產(chǎn)生，用于遺傳生育的一類細胞。14.胚胎誘導是指發(fā)育過程中通過細胞間的相互作用來決定細胞命運和使細胞定向分化的一個最根本的現(xiàn)象，它幾乎發(fā)生在胚胎發(fā)育的任何時期與任何組織和器官的形成過程中。15.缺口基因是指沿果蠅前后軸最早表達的合子基因，它們均編碼轉(zhuǎn)錄因子，參與果蠅胚胎前后軸早期模式的形成。二、刪除明顯有問題的段落無三、改寫每段話1.試管嬰兒是利用體外受精技術(shù)產(chǎn)生的嬰兒。體外受精是一種特殊的技術(shù)，將卵子和精子都拿到體外來，在人工控制的環(huán)境中完成受精過程，然后將早期胚胎移植到女性的子宮中，在子宮中孕育成為孩子。2.胚胎干細胞是早期胚胎（原腸胚期之前）或原始性腺中分離出來的一類細胞，具有體外培養(yǎng)無限增殖、自我更新和多向分化的特性。3.受精是兩性生殖細胞融合并創(chuàng)造出具備源自雙親遺傳潛能的新個體的過程。4.孤雌生殖是指有些動物種群卵子發(fā)生中減數(shù)分裂出現(xiàn)明顯變異，以至產(chǎn)生二倍體的配子，不需要受精就能發(fā)育。5.卵激活是指經(jīng)精子刺激，成熟卵從休眠狀態(tài)進入活動狀態(tài)，顯示出的最早系列事件總稱為“卵激活”，包括皮層反應、減數(shù)分裂恢復、第二極體排出、DNA復制和第一次卵裂。6.生殖質(zhì)是指卵質(zhì)中有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)和特殊定位的細胞質(zhì)，主要由蛋白質(zhì)和RNA構(gòu)成。具有生殖質(zhì)的細胞將分化成為原生殖細胞。7.IPS是將幾個轉(zhuǎn)錄因子導入已分化的小鼠皮膚成纖維細胞，進而獲得了類似于胚胎干細胞的多能性干細胞，稱之為“誘導產(chǎn)生的多功能性干細胞”。8.母源效應基因是指在卵子發(fā)生中表達并在在卵子發(fā)生及早期胚胎發(fā)育中具有特定功能的基因。9.合子基因是指在受精后表達的胚胎型基因。10.成體干細胞是指存在于一種已經(jīng)分化組織中的未分化細胞，這種細胞能夠自我更新并且能夠特化形成組成該類型組織的細胞。11.精卵識別是指異種精子不能與卵子融合，這是因為精子表面的結(jié)合素能與卵細胞膜上特異的受體結(jié)合，而達到同種識別的目的。12.頂體是指精子頭的頂端特化的小泡，由高爾基體小泡發(fā)育而來。實際上，頂體是一種特化的溶酶體。13.精子細胞是指在曲細精管中產(chǎn)生，用于遺傳生育的一類細胞。14.胚胎誘導是指發(fā)育過程中通過細胞間的相互作用來決定細胞命運和使細胞定向分化的一個最根本的現(xiàn)象，它幾乎發(fā)生在胚胎發(fā)育的任何時期與任何組織和器官的形成過程中。15.缺口基因是指沿果蠅前后軸最早表達的合子基因，它們均編碼轉(zhuǎn)錄因子，參與果蠅胚胎前后軸早期模式的形成。1.在魚類的卵裂過程中，卵裂球集中于胚盤。2.在哺乳類胚胎的B階段，胚胎經(jīng)歷一個致密化的過程，即桑椹胚。3.在果蠅的卵裂過程中，最早出現(xiàn)的細胞是生殖細胞。4.在卵裂過程中，細胞周期可以分為G1期、S期、G2期、M期。5.在海膽的原腸胚形成中，初級間充質(zhì)細胞進入胚胎內(nèi)部，即內(nèi)陷。6.魚胚的卵裂球往胚盤邊緣集中，在胚盤的邊緣形成了一個環(huán)狀的結(jié)構(gòu)，即胚環(huán)。7.鳥類的原條在上胚層中形成。8.bicoidmRNA分布于昆蟲未受精卵的前部。9.bicoid蛋白促進胚胎前后軸發(fā)育的差異。10.torso蛋白是由torso基因產(chǎn)生的。無尾兩棲類的PGCs起源于植物極，經(jīng)過一系列細胞分裂和遷移最終聚集在生殖嵴中。而有尾兩棲類的PGCs則是受到內(nèi)胚層的誘導形成。為了防止多精子進入卵子，卵細胞膜在精子與卵細胞膜結(jié)合的最初1-3秒內(nèi)會發(fā)生瞬時電壓升高。同時，皮質(zhì)顆粒胞會釋放酶，使新形成的受精膜變性，形成阻止多精子進入的屏障。蛋白酶體是真核生物中除溶酶體以外的一種水解體系，主要負責清除細胞內(nèi)垃圾。蛋白酶體通過泛素介導對蛋白質(zhì)進行降解，分為標記和酶解兩個過程。泛素活化、交酯化、泛素連接和蛋白酶體催化是蛋白酶體降解蛋白質(zhì)的關(guān)鍵步驟。蛋白酶體本身不能選擇要降解的蛋白質(zhì)，只有被泛素標記且被E3識別的蛋白質(zhì)才能被降解。蛋白酶體包括20S和26S復合物，其中26S復合物由20S和19S復合物組成，主要負責依賴泛素的蛋白質(zhì)降解途徑。影響精子獲能的因素包括獲能精子中蛋白激酶活性的改變。其中，依賴cAMP的PKA、磷脂激活的蛋白激酶（PKC）以及酪氨酸激酶均對精子獲能產(chǎn)生影響。在小鼠精子獲能期間，腺苷酸環(huán)化酶活性和cAMP合成均增加。精子cAMP水平上升依賴于細胞外基質(zhì)中Ca2+和HCO3-的存在，PKC的抑制物和Ca2+/鈣調(diào)蛋白依賴的蛋白激酶對cAMP濃度沒有影響。PKC參與精子運動和頂體反應的調(diào)控。佛波脂（phorbolesters）刺激PKC可加速精子的獲能，這一反應可被PKC的抑制物所抑制。（3）、精子發(fā)生過程中形成四個精子，而卵子發(fā)生過程中只形成一個卵子和三個極體。（4）、精子發(fā)生過程中沒有發(fā)生細胞質(zhì)的分裂，而卵子發(fā)生過程中則有明顯的細胞質(zhì)分裂。2.論述原腸胚胎發(fā)育過程中的三個重要事件。（1）、原腸形成：在原腸形成前，胚胎是一個球形的囊胚，原腸的形成標志著胚胎開始有了前后左右的區(qū)別。原腸是由外胚層的一部分向內(nèi)凹陷形成的，最終形成了消化道的前三分之一和呼吸道的一部分。（2）、神經(jīng)胚層形成：神經(jīng)胚層是外胚層向內(nèi)凹陷形成的，它是神經(jīng)系統(tǒng)的前體。神經(jīng)胚層內(nèi)含有神經(jīng)前體細胞，它們能夠發(fā)育成為神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)細胞。（3）、體節(jié)形成：體節(jié)是脊椎動物胚胎發(fā)育過程中形成的一系列結(jié)構(gòu)，它們沿著身體前后軸排列。體節(jié)的形成是由副節(jié)向后逐漸延伸形成的，每個體節(jié)由一個副節(jié)的后區(qū)和后一個副節(jié)的前區(qū)組成。每個初級精母細胞最終會形成4個大小相等的精子，而每個初級卵母細胞只能產(chǎn)生一個大的成熟卵和3個體積很小不能受精的極體。精子發(fā)生過程要經(jīng)過變態(tài)期，才能從精細胞轉(zhuǎn)變?yōu)榫?，而卵子發(fā)生沒有這一時期。精子發(fā)生過程中的兩次成熟分裂全部都在精巢內(nèi)進行，而卵子發(fā)生過程中的兩次成熟分裂可以在卵巢內(nèi)或卵巢外進行。胚胎干細胞有著廣泛的應用前景。它們可以用于基因打靶和基礎(chǔ)研究，提高轉(zhuǎn)基因動物的獲得率。此外，干細胞是基因治療的理想載體，可以用于制作治療性人體組織和器官，從而進行干細胞移植，避免排斥反應，修復心臟和神經(jīng)組織。此外，干細胞還可以用于新藥物的發(fā)現(xiàn)和篩選，提供藥理、藥效和毒理等細胞水平的研究手段和模型，加快藥物的研發(fā)、篩選和開發(fā)。精卵識別的分子基礎(chǔ)包括精子的化學趨向性、具受體功能的精子表面蛋白以及參與配子質(zhì)膜間相互作用的一些具黏附作用的分子。許多動物的卵母細胞在完成第二次減數(shù)分裂后，可以分泌具有物種特異性的趨化因子，構(gòu)成卵周特有的微環(huán)境，控制精子類型，使其適時完成受精。精子在穿透透明帶（ZP）之前必須附著于ZP上，這依賴于精子表面蛋白的受體作用，例如小鼠的β-1,4-半乳糖基轉(zhuǎn)移酶、p95（精子質(zhì)膜蛋白）和SP56（半乳糖結(jié)合蛋白）。此外，一些具有黏附作用的分子也參與了配子質(zhì)膜間的相互作用。原腸作用是海膽胚胎發(fā)育的重要過程，它使得初級間質(zhì)細胞形成一細胞環(huán)，并形成原腸和次級間質(zhì)細胞。原腸和次級間質(zhì)細胞的相互作用最終導致中胚層器官的形成。此外，原腸作用還使得海膽的胚孔最終形成肛門，是海膽胚胎發(fā)育的關(guān)鍵步驟。海膽是一種經(jīng)過原腸作用形成各種組織和器官的生物。原腸作用是胚胎發(fā)育的一個重要時期，它將輻射對稱的一團細胞變成一個具有背腹軸和前后軸的機體。海膽原腸作用的過程包括原植物極中央細胞內(nèi)陷進入囊胚腔，表皮細胞轉(zhuǎn)變成為初級間質(zhì)細胞，內(nèi)胚層表皮細胞內(nèi)陷和擴展，其前段表皮細胞轉(zhuǎn)化為次級間質(zhì)細胞，兩種間質(zhì)細胞都將長出偽足，后者起定向和驅(qū)動細胞移動的作用。細胞定型是指細胞在分化之前發(fā)生的隱蔽變化，使其朝特定方向發(fā)展。定型分為特化和決定兩個時相。當一個細胞或組織可以在中性環(huán)境中自主分化時，就稱其已經(jīng)特化。而當一個細胞或組織可以在胚胎的另一個部位自主分化時，就稱其已經(jīng)決定了。例如，將原腸胚中控制發(fā)育成眼的細胞移植到神經(jīng)軸胚中，這個細胞會發(fā)育成體節(jié)組織，而不是發(fā)育成眼，說明這個細胞已經(jīng)特化。將神經(jīng)軸胚中會發(fā)育成眼的細胞移植到另一個宿主神經(jīng)軸胚中的不同部位上，這個細胞還是會發(fā)育成像眼一樣的結(jié)構(gòu)，說明這個細胞已經(jīng)決定了。鳥類原腸作用和果蠅前-后軸形成的不同層次基因表達情況是不同的。鳥類原腸作用中，前端系統(tǒng)至少包括4個主要基因，其中bicoid（bcd）基因?qū)τ谇岸私Y(jié)構(gòu)的決定起關(guān)鍵的作用。受精后，bcdmRNA迅速翻譯，BCD蛋白在前端累積并向后端彌散，形成從前向后穩(wěn)定的濃度梯度，主要覆蓋胚胎前2/3區(qū)域。后端系統(tǒng)包括約10個基因，這些基因的突變都會導致胚胎腹部的缺失。在這一系統(tǒng)中起核心作用的是nanos（nos）基因，它通過抑制一種轉(zhuǎn)錄因子的翻譯來進行調(diào)節(jié)。nosmRNA定位于卵子后極，NOS蛋白活性從后向前彌散形成一種濃度梯度，其功能是在胚胎后端區(qū)域抑制母性hbmRNA的翻譯。另一個重要的母源性產(chǎn)物caudal（cdl）mRNA最初也是均勻分布于整個卵質(zhì)內(nèi)，BCD能抑制cdlmRNA的翻譯。在BCD活性從前到后降低的濃度梯度作用下形成CDL蛋白從后到前降低的濃度梯度。cdl基因的突變導致腹部體節(jié)發(fā)育不正常。末端系統(tǒng)是果蠅胚胎發(fā)育中的重要信號途徑，包括約9個母體效應基因。其中，torso（tor）基因是關(guān)鍵基因，失活會導致胚胎不分節(jié)的部分缺失。即使前端和后端系統(tǒng)都失活，果蠅胚胎仍可以形成具有兩個尾節(jié)的胚胎。在果蠅胚胎發(fā)育中，下胚層和上胚層的形成是一個重要過程。上胚層某些細胞單個遷移到胚下腔中，形成初級下胚層。隨后，胚盤后緣的細胞向前遷移和初級下胚層匯合，形成次級下胚層。由上胚層和下胚層組成的雙層囊胚在暗區(qū)邊緣連接在一起，兩層之間的空腔即為囊胚腔。鳥類的原條首先見于胚胎的后端上胚層細胞的加厚處。這種加厚是來自上胚層的中胚層細胞內(nèi)移進入囊胚腔以及來自上胚層后端兩側(cè)細胞向中央遷移所致。隨著加厚部分不斷變窄，它不斷向前運動，并收縮形成清晰的原條。原條延伸至明區(qū)長度60％至70％處，成為胚胎前后軸的標志。伴隨著細胞集中形成原條，在原條中出現(xiàn)一凹陷，成為原溝。原溝與兩棲類胚孔的作用相似，遷移的細胞通過原溝進入囊胚腔。在原條的前端是一個細胞加厚區(qū)叫原節(jié)或亨氏節(jié)。亨氏節(jié)的中央有一個煙囪狀的凹陷，叫原窩。亨氏節(jié)在功能上相當于兩棲類胚孔的背唇、魚類的胚盾，可以誘導次級胚胎的產(chǎn)生。原條形成后，上胚層細胞開始向原條邊緣遷移，進入囊胚腔內(nèi)，同時原條的細胞