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第1章 绪论1

1.1 什么是发育生物学？1

1.2 用于发育生物学研究的主要模式生物1

1.2.1 线虫2

1.2.2 果蝇3

1.2.3 斑马鱼3

1.2.4 爪蟾3

1.2.5 鸡3

1.2.6 小鼠4

1.3 发育生物学的发展简史4

1.3.1 先成论与渐成论4

1.3.2 冯贝尔定律6

1.3.3 生物发生律6

1.3.4 发育的遗传基础7

1.4 发育生物学的现状和发展趋势8

1.4.1 发育生物学的发展机遇8

1.4.2 从分析式思维逐步向整体式思维过渡9

1.4.3 发育工程的美好前景10

问题与思考12

主要参考文献12

第2章 配子发生及发育前的准备14

2.1 配子发生14

2.1.1 原始生殖细胞的起源与决定14

2.1.2 雌雄配子的发生过程24

2.2 发育前的准备25

2.2.1 灯刷染色体与RNA转录26

2.2.2 核仁扩增与rRNA储备27

2.2.3 滋养细胞与母体效应基因的活动28

2.3 亲缘印迹29

2.3.1 亲缘印迹的发现29

2.3.2 发育需要两个不同的基因组版本30

2.3.3 亲缘印迹的机制31

问题与思考32

主要参考文献32

第3章 受精、卵裂和胚胎发育35

3.1 受精35

3.1.1 精子获能35

3.1.2 顶体反应与受精36

3.1.3 阻止多精授精及异种精子入卵的机制38

3.1.4 卵的激活39

3.2 卵裂与囊胚形成41

3.2.1 卵裂时的细胞周期41

3.2.2 卵裂类型43

3.2.3 囊胚形成44

3.3 胚层分化46

3.3.1 两栖类胚胎体轴的决定47

3.3.2 原肠胚的形成47

3.3.3 神经胚的形成48

3.3.4 三个胚层的分化50

3.3.5 胚细胞的发育潜能51

3.3.6 定域图的绘制52

3.4 器官系统的形成及其调控52

3.4.1 肾的发生52

3.4.2 乳腺的发生55

3.4.3 眼的发生56

3.4.4 脊椎动物神经系统的发生58

问题与思考63

主要参考文献64

第4章 早期发育的遗传控制66

4.1 母体效应66

4.1.1 短暂的母体效应66

4.1.2 持久的母体效应66

4.2 果蝇的胚胎发育与遗传控制68

4.2.1 果蝇的卵子发生和胚胎发育68

4.2.2 母体效应基因与体轴的决定70

4.2.3 分节基因与体节的形成74

4.2.4 基因互作与图式形成77

4.3 同源异形基因与发育途径的选择79

4.3.1 同源异形基因突变79

4.3.2 同源异形基因的作用79

4.3.3 同源异形基因的调控80

4.4 同源异形基因与进化81

4.4.1 同源异形基因与物种形成81

4.4.2 同源异形基因复合体的相似性82

4.4.3 同源异形框结构的保守性82

4.4.4 同源异形基因的排位与时空表达的一致性83

4.4.5 同源异形基因与执行基因83

4.5 脊椎动物早期发育的遗传控制84

4.5.1 脊椎动物前-后轴和背-腹轴的分化85

4.5.2 脊椎动物左-右轴的分化86

4.5.3 同源异形基因对哺乳动物体节分化的影响88

问题与思考89

主要参考文献90

第5章 图式形成与胚胎诱导92

5.1 图式形成92

5.1.1 成形素与位置信息92

5.1.2 位置信息的起源94

5.1.3 相邻细胞之间的相互作用96

5.1.4 肢体的形成模式97

5.1.5 位置记忆99

5.2 胚胎诱导的机制100

5.2.1 Spemann组织者与Nieuwkoop中心101

5.2.2 诱导信号的发送与接收105

5.2.3 胚胎诱导是一级联反应过程107

问题与思考108

主要参考文献108

第6章 细胞凋亡与发育110

6.1 细胞凋亡与细胞坏死110

6.2 细胞凋亡的形态学特征111

6.3 细胞凋亡的生物化学特征112

6.4 细胞凋亡的检测方法112

6.4.1 形态学方法检测细胞凋亡112

6.4.2 生物化学方法检测细胞凋亡113

6.5 细胞凋亡的生物学意义114

6.5.1 细胞凋亡在机体生长发育过程中的作用114

6.5.2 细胞凋亡在机体防御反应过程中的作用117

6.5.3 细胞凋亡在医学中的作用118

6.6 细胞凋亡的发生机制118

6.6.1 参与细胞凋亡的主要基因及其作用机制118

6.6.2 细胞凋亡的信号转导途径125

问题与思考128

主要参考文献129

第7章 细胞分化131

7.1 细胞分化的基本概念131

7.2 细胞特化的方式及其特征132

7.2.1 自主特化132

7.2.2 条件特化132

7.2.3 合胞特化133

7.3 影响细胞分化的因素133

7.3.1 细胞质对细胞分化的诱导133

7.3.2 基因的差别表达134

7.3.3 细胞间相互作用对细胞分化的影响135

7.3.4 信号分子对细胞分化的影响135

7.3.5 位置信息对细胞分化的影响136

7.4 细胞分化的分子生物学机制136

7.4.1 细胞分化与基因组变化136

7.4.2 细胞分化的实质是基因在时空上的选择性表达137

7.5 肌细胞的决定和分化139

7.6 分化细胞基因组的可逆性和全能性140

7.6.1 再生与去分化140

7.6.2 细胞分化的可逆性141

7.6.3 分化细胞基因组的全能性142

7.7 干细胞研究进展142

7.7.1 干细胞的特点及分类142

7.7.2 干细胞的研究现状143

7.7.3 干细胞的临床应用144

问题与思考148

主要参考文献148

第8章 性别决定与分化150

8.1 性别决定的多样性150

8.1.1 性别的染色体决定150

8.1.2 其他类型的性别决定151

8.2 雌雄同体和雌雄嵌合体153

8.2.1 雌雄同体153

8.2.2 雌雄嵌合体153

8.3 果蝇的性指数与性别决定154

8.3.1 性指数154

8.3.2 性别决定与分化中的基因互作155

8.4 哺乳动物的性别决定及性别发育畸形159

8.4.1 性别的初级决定159

8.4.2 性别的次级决定159

8.4.3 性腺的发育160

8.4.4 性别决定与分化的遗传基础162

8.4.5 性别发育畸形168

问题与思考168

主要参考文献168

第9章 变态与多型现象171

9.1 动物变态的基本特征171

9.2 昆虫的变态171

9.2.1 昆虫变态类型171

9.2.2 昆虫变态的形态学特征172

9.2.3 变态时的代谢特点172

9.2.4 成虫盘的发育172

9.2.5 激素对蜕皮和变态过程的控制174

9.2.6 microRNA对蜕皮和变态过程的控制178

9.3 两栖动物的变态179

9.4 节肢动物的多型现象180

9.5 蝗虫多型现象的神经内分泌调控181

9.5.1 蝗虫概述181

9.5.2 咽侧体和保幼激素182

9.5.3 前胸腺和蜕皮激素184

9.5.4 神经分泌细胞、心侧体和神经激素185

问题与思考187

主要参考文献187

第10章 滞育191

10.1 滞育的基本概念191

10.2 环境因子和滞育的关系192

10.2.1 光周期192

10.2.2 温度192

10.2.3 食物193

10.3 昆虫滞育的基本类型及其激素调控方式193

10.3.1 卵滞育193

10.3.2 幼虫滞育195

10.3.3 蛹滞育198

10.3.4 成虫滞育201

问题与思考204

主要参考文献204

第11章 发育异常与癌207

11.1 癌的类群207

11.2 癌细胞的主要特征207

11.3 癌的起因209

11.3.1 环境致癌因素209

11.3.2 病毒因素210

11.3.3 其他有关因素212

11.4 癌基因与抑癌基因212

11.4.1 癌基因213

11.4.2 抑癌基因220

11.5 致癌的可能机制225

11.5.1 细胞癌变多阶段假说225

11.5.2 原癌基因的激活225

11.5.3 DNA甲基化异常对于肿瘤发生的影响226

11.5.4 端粒酶、ALT和肿瘤发生227

11.5.5 核糖体与肿瘤发生228

11.5.6 基因组“巨变”与肿瘤发生229

问题与思考229

主要参考文献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 在细胞水平上232

12.1.3 在组织、器官水平上233

12.1.4 在整体水平上233

12.1.5 人体器官开始衰老的时间233

12.2 机体与细胞的寿限234

12.2.1 动物寿命234

12.2.2 细胞的寿命235

12.3 影响人类寿命的各种因素236

12.3.1 遗传因素236

12.3.2 后天因素236

12.4 衰老的机制237

12.4.1 遗传程序学说238

12.4.2 差误灾难学说238

12.4.3 交联学说239

12.4.4 自由基学说239

12.4.5 端粒学说240

12.4.6 免疫学说241

12.4.7 DNA甲基化与衰老关系的学说242

12.4.8 线粒体衰老学说243

12.4.9 脂褐素累积学说244

12.4.10 神经内分泌功能减退学说244

12.4.11 细胞凋亡学说244

12.5 延缓衰老的措施或方法244

12.5.1 体育运动245

12.5.2 合理饮食246

12.5.3 中草药247

12.5.4 抗氧化剂247

12.5.5 抗交联剂248

12.5.6 免疫调节剂248

12.5.7 膜稳定剂249

12.5.8 艾灸249

12.5.9 针刺和按摩249

12.6 去衰老技术250

12.6.1 移植疗法250

12.6.2 自身器官干细胞分离培养技术251

问题与思考251

主要参考文献252