出:“每一种动物在发育过程中,势必次第通过它的种族系统上所有的各种形态,由卵而虫形,而胚胎??然后抵于成形。”德国胚胎学家沃尔夫在1759年发表的《发育论》中也认为,在胚胎并不存在预先形成的“小体”,其有机体发育是从极简单的微小突起——“小胞”或“小球”等逐渐发展出来的。
5.海胆精子在穿过卵胶膜发生哪些变化?产生这些变化的作用机制是什么?
答:精子的趋化性(chemotaxis)指精子根据化学浓度梯度直接向卵子运动的现象。精子获能,哺乳动物的精子需要在雌性生殖道中停留一个特定的时期,以获得对卵子受精的能力,这一过程称为精子获能顶体反应。 顶体反应是指受精前精子在同卵子接触时,精子顶体产生的一系列变化。 顶体膜与精子质膜发生融合以及顶体突起的形成。 通过顶体反应释放的物质中含有大量的水解酶,因此顶体这一结构被认为具有类似溶酶体的功能。精子顶体酶的一个功能是在卵子外围打一个洞,另外顶体反应还与精卵结合有关。
海胆的精卵识别 :海胆精子发生顶体反应后释放顶体酶?使卵细胞外的胶膜降解?精子穿越胶膜?其突起与卵黄膜(vitelline membrane)相互识别,与之融合然后与卵细胞膜融合,导致精核进入卵细胞中。
海胆的精卵识别是由特异性结合蛋白?Bindin?所介导的。Bindin定位在精子的顶体突起上,具有种属特异性。卵子卵黄膜上存在Bindin的受体,也被分离纯化出来 . sp56?56kDa?半乳糖结合蛋白?---可与ZP3分子上的半 乳糖端部相结合。如果ZP3的一个半乳糖基发生丢失或改变?精子将无法与卵子结合。
2. 半乳糖基转移酶 (GalTase)—可与ZP3分子上的N-乙酰葡糖胺结合 ?使精子G蛋白激活并诱导顶体反应。
3. P95 ?ZP受体激酶?—(95kDa)一种跨膜蛋白,其外侧部分可与ZP3分子特异结合,而内侧部分具有酪氨酸激酶的功能。该酶被激活后导致顶体反应。在顶体反应期间,与ZP3结合的顶体前端发生胞吐作用,精子必须与透明带结合才可以,完成穿透作用,这种结合称为二次结合。二次结合是通过顶体内膜上的特殊蛋白与透明带中的ZP2糖蛋白结合的。 精子通过与卵黄膜或透明带的相互作用,发生顶体反应,使和精子结合的卵黄膜或透明带被顶体反应释放的水解酶溶解,并在该位置进行精卵细胞膜的融合。雌雄配子的融合大多被限定在特定的区域内。
6.受精时卵子如何通过调节质膜电位和皮层反应达到阻止多精受精?
答:1.卵膜中存在离子通道,卵膜的快速阻碍多精子入卵作用是通过改变自身膜电位形成的,精子进入卵细胞出发细胞膜静息电位迅速去极化,引起膜外精子与卵细胞识别和若何的障碍。
2.多精受精快速阻碍机制中膜电位的变化时间非常短暂,1min左右,不足以永久实现阻碍多精入卵。当精子进入卵子时,皮层颗粒与卵膜细胞发生融合,颗粒内容物被释放到卵膜和
卵黄膜之间的区域——卵黄周隙,卵子皮层颗粒的胞吐作用产生一种较慢的对多精入卵阻碍作用。
7.为什么说精子中心粒起着微管组织中心的作用?
答:哺乳动物精子入卵后,在卵母细胞胞质中谷胱甘肽的作用下精子染色体解凝聚。随着卵母细胞完成第二次减数分裂,雄原核增大,中心体产生星光,并向雌、性原核的方向迁移。雌雄原核彼此靠拢。在迁移过程中复制DNA。两原核相遇后核膜解体,染色质浓缩成染色体,定位于纺锤体上。因此,在合子中观察不到真正的二倍体核,两细胞期才可看见。
8.原肠胚形成过程中的细胞运动方式有哪几种?不同的物种不尽相同,举例说明之。 答:
1、外包:表层细胞运动,细胞铺展、变薄、面积扩大,包住胚胎内层的细胞; 2、内陷:某个区域的细胞同时向内凹入形成凹陷;
3、内卷:外面铺展的细胞连续从边缘向胚胎内部卷入,并沿细胞内表面扩展形; 4、内移:细胞从胚胎表层单个的向胚胎内部迁移;
5、分层:单层细胞被割裂成两层或多层平行的细胞层;
6、会聚伸展:指细胞间相互插入,使所在组织变窄、变薄,并推动组织向一定方向移动。
9. 视泡的形成受哪些因素的控制? 答:
1)间质: 聚集在视泡周围的间质对视泡的正常发育具有十分重要的作用。如将间质除去,则视泡的发育就 不正常或发育的频率不高。 在神经板眼原基下面的中胚层,即索前板,还具有控制眼发育数目的作用。
2)细胞粘着:实验证明,在正常发育中视泡与晶状体外胚层的暂时性地紧密粘着,是完成视泡内陷为视杯和保 持视杯的正常形态的必要条件。
3)脑脊液的积聚:视泡的膨胀长大依赖于脑脊液在视泡内的积聚。
10、与晶状体发生有关的主要因素有哪些? 答:主要因素为:
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?
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。
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。
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。
11、晶状体再生和转分化的有关因素有哪些?
1)晶状体蛋白质 mRNA 眼的非晶状体组织中必须含有 mRNA 才能发生转分化。正常情况下,能转化成晶状体的神经视网膜或色素上皮组织中就存在极微量的晶状体 mRNA。
2) 胚胎年龄 鸡胚的神经视网膜转化晶状体, 色素上皮能转化神经视网膜的速度快。 以后这种能力逐渐降低, 直到消失。
3) DNA 复制和细胞分裂 在除去晶状体后虹膜背缘细胞大量复制 DNA 和随后的细胞分裂, 从 G0 期被激活进入 G1 期开始增殖。 DNA 复制也可能是转分化的先决条件之一。 4) 去分化 去分化指细胞终末产物的减少或排除。 虹膜细胞分化为晶状体细胞要排除它们的终末产物色素,排出的色素颗粒被进入损伤位点的巨噬细胞所吞噬。 细胞去色素后就能增殖。
5) 细胞表面的变化 细胞表面的变化是转分化的诱因。 蝾螈活体内, 晶状体再分化的能力局限于虹膜背部。 体外培养条件下, 用胰酶解离, 可能改变了细胞表面的特征, 虹膜背腹均可以再分化。
6) 激素 甲状腺和脑垂体分泌的激素均可以刺激两栖类的角膜和虹膜再生晶状体。 虹膜上皮在重新分化以前要求一定数量的细胞分裂, 脑垂体可以促进这个过程。 将垂体植入眼前房时, 能决定晶状体纤维细胞的发育方向, 使之朝向垂体。
7)培养条件 转分化随培养条件不同而异。 199、 F-12、 MEM 培养鸡胚视网膜, 只有 MEM 可以促使转分化为晶状体。 高浓度的不透析胚胎血清可以促进转分化(与细胞迅速分化有关)。 低浓度的不透析成体血清抑制(成体分化状态比较稳定)。 细胞接种密度: 培养鸡胚视网膜和色素上皮细胞, 高密度比低密度接种转分化速度快。
8)神经视网膜 活体内, 神经视网膜对转分化虹膜上皮细胞转分化为晶状体十分重要。 体外培养, 虹膜上皮细胞没有神经视网膜也可以转分化为晶状体。 因此, 神经视网膜对虹膜转分化不是诱导作用, 而是生长因子(促进细胞增殖)。
12、视网膜顶盖精确连接的形式受哪些因素影响? 答:视网膜顶盖精确连接的形式受以下因素影响:
1)化学亲和性(化学亲和性假说):生化分子的物质引导生长的神经纤维到达顶盖的靶区。 2)细胞的粘连性:视网膜神经节细胞的生长锥能识别顶盖上的合适靶区。
3)发育时期:神经视网膜可能以发育的不同时期向外生长,首先到达顶盖的纤维与先遇到
的第一个顶盖细胞形成突触连接,后到达顶盖的神经纤维生长到较远的,还未被占据的位点。 4)其它因素:如:最初投射的精确化:当再生的轴突到达顶盖后产生多个分支,此后进一步精确化更小的突触区;另外,过多错误路线的神经纤维在精确化过程中消失。
13、简述克隆哺乳动物的技术路线?
答:克隆哺乳动物技术实际上是采用核移植与胚胎生物工程技术相结合,将一个体体细胞核移植到另一个体卵细胞中去,最终产生一个与供体细胞个体遗传性状一致的动物个体的技术。
其技术路线大体为:
1)体细胞的采集和培养:取动物某一组织体细胞在体外培养,经饥饿法或添加其他药品,诱导细胞使基因组重排,使基因的程序性表达重新从头开始,这样就使已失去全能性的体细胞恢复全能性;
2)采集卵细胞并去除卵细胞的细胞核; 3)取出体细胞的细胞核;
4)用微注射法注入去除核的卵细胞中去; 5)将重组胚细胞在体外进行适当培养;
6)将转核胚置入同期母体子宫,完成发育,所产生的动物幼子为克隆动物。 问答题
1、试述卵母细胞的极性及调节过程。
答: 卵母细胞内的各种成分排列不均匀,导致细胞内各部位的生理特性也不相同,因而导致了卵母细胞的极性。卵母细胞核靠近细胞的表面,位于细胞质较多、营养物质较少的一端,该端称为动物半球,动物半球的顶端中央为动物极,与动物极相对的一端为营养物质较集中的地方,称为植物半球,其顶端中央为植物极。 卵母细胞的极性是在卵母细胞发生过程中形成的,是通过卵母细胞与其周围的卵泡细胞之间的一系列双信号转导,以及由此引发的基因活动而建立起来的。卵母细胞与卵泡细胞之间信号交流的起始信号,是有卵母细胞内的转化生长因子a的同源基因grk编码而产生,信号受体则是由卵泡细胞产生的。细胞信号的交流但只卵母细胞骨架极性发生改变。
2、试述果蝇背腹轴线是如何建立的?
答:题要点:dorsal 基因产物 dorsal 蛋白在胚胎背腹轴的细胞质中的分布;:dorsal 蛋白在胚胎背腹轴的细胞核中分布不均。由于 dorsal 蛋白在胚胎背腹轴的细胞核中量的差异,引起背腹轴细胞的基因表达的差异。在胚胎腹部的细胞核中,dorsal 蛋白发挥了转录因子的作用,激活某些基因,抑制某些基因,在胚胎背部的细胞核中,由于没有 dorsal 蛋白,某些基因得以表达,某些基因不能表达;由于胚胎背腹轴细胞中基因表达的差异,胚胎背腹轴产生了分化。
3、简述初级胚胎诱导的过程?
答:在原肠形成时脊索中胚层诱导其表面覆盖的外胚层形成神经板的现象称为初级胚胎诱导。初级胚胎诱导的四个阶段。爪蟾为例。
第一阶段:Nieuwkoop中心的形成); 第二阶段:中胚层形成诱导; 第三阶段:背部中胚层和神经组织形成 第四阶段:神经组织产生区域性特征。 4、为什么受精后才完成第二次成熟分裂?
答:在卵母细胞进入第二次成熟分裂时,卵母细胞中出现了一种称为细胞静止因子的物质。该物质是由两种蛋白质而成。一种称为PP39mos,另一种称为CDK2.CSF能维持细胞周期蛋白,不让其降解。由于细胞周期蛋白的持续存在,MPF就一直有活性,MPF的活性高,细胞就不能完成分裂而进入下一个阶段,次级卵母细胞就停留于第二次成熟分裂的中期。
受精后卵子内部钙离子的增多有关。细胞内钙离子增多将导致两种蛋白质发挥作用。一个是钙调蛋白,另一个是需钙蛋白酶。钙调蛋白广泛存在于各种细胞中。钙调蛋白由一条约150个氨基酸组成的多肽折叠而成。它有4个与钙有高度亲和性的位点。当钙调蛋白结合了4个钙离子后,其构型发生了变化。然后,它结合于细胞内的靶蛋白,改变相应的靶蛋白的活性。能与钙调蛋白结合的蛋白有多种,其中有一种称为依赖于钙调蛋白的蛋白质激酶II。该酶与钙调蛋白结合后被激活,进而将构成CSF的cdk2磷酸化,使其失活。钙蛋白酶是依赖于钙离子的蛋白水解酶。当卵子中的钙离子增多时,需钙蛋白被激活。激活了的需钙蛋白酶将构成CSF的另一个成分PP30mos分解。这样CSF的两个组分皆失活或分解。没有了CSF,细胞周期蛋白就降解,MPF随之失去了活性。这样卵子就能离开第二次成熟分裂的周期,完成第二次成熟分裂。
5、概述组织者细胞在早期胚胎发育中的功能。
答:组织者能够启动原肠作用;组织者细胞有能力发育成为背部中胚层包括前脊索板、脊索中胚层等;组织者能够诱导外胚层背部化形成神经板并使后者发育成为神经管;组织者细胞能够诱导其周围的中胚层背部化分化成为侧板中胚层而不是腹侧中胚层。
6、简述角膜诱导有关的因素有哪些?(每一部分给1.5分) 答:1)视网膜和(或)晶状体
眼球在角膜诱导中起重要作用。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