发育生物学
简介编辑本段
发育生物学(developmental biology)是一门研究生物体从精子和卵子发生、受精、发育、生长到衰老、死亡规律的科学。是生物科学重要的基础分支学科之一,研究内容与其他学科相互渗透,特别是与遗传学、细胞生物学、分子生物学的关系最为紧密。其应用现代科学技术和方法,从分子水平、亚显微水平和细胞水平来研究分析生物体的过程及其机理。 ADSFAEQWER353423413434
用分子生物学、细胞生物学的方法研究个体发育机制的学科,是由实验胚胎学发展起来的。实验胚胎学研究发育中的胚胎各部分间的相互关系及其性质,而发育生物学则追究这种相互关系的实质,即是什么物质在起作用,如何使胚胎细胞向一定方向分化,分化中的细胞如何构成组织或器官,以及正常发育的胚胎如何生长、成熟并逐步走向衰老。 ADFASDFAF23RQ23R
范围编辑本段
从学科范围讲,发育生物学比实验胚胎学更广泛。实验胚胎学主要研究卵子的受精和受精后的发育,包括再生和变态问题,但主要是胚胎期的发育。发育生物学则研究有机体的全部生命过程,从雌雄性生殖细胞的发生、形成直到个体的衰老。它是生物学领域中最具挑战性的学科之一,从上世纪八九十年代迄今,生物学领域的重大进展都与发育生物学密切相关。 ADSFAEQWER353423413434
发育生物学应用前景广阔,有关生殖细胞发生、受精等过程的研究是动植物人工繁殖、遗传育种、动物胚胎与生殖工程等技术的理论基础。细胞分化机理、基因表达调控与形态模式形成的研究,是解决人类医学难题(如癌症)以及器官与组织培养等新兴产业的基础,也是基因工程成熟实用化的基础。
研究对象编辑本段
从研究对象看,实验胚胎学主要涉及动物,而发育生物学既研究动物也研究植物的个体发育。动植物的发育原理,尤其是在分子水平上,有许多共同之处。 ADSFAEQWER353423413434
历史编辑本段
发育生物学既古老又年轻,起源于上世纪50年代,在70年代正式成为独立学科。它从叙述胚胎学、比较胚胎学及实验胚胎学发展为化学胚胎学及分子胚胎学,是这些学科的综合与进一步发展。80年代起,由于遗传学、细胞生物学、分子生物学的发展,发育生物学取得巨大进展。研究内容包括配子发生、受精、细胞分化、形态形成、基因表达调控、细胞核与细胞质的关系、细胞间相互作用以及外界因素对胚胎发育的影响。其中细胞分化是核心问题。 ADFASDFAF23RQ23R
从学术思想可追溯到19世纪末W.鲁创立的发育机制学。40年代发展起化学胚胎学,随后分子生物学和分子遗传学的渗透促使了发育生物学的形成。
研究方法编辑本段
发育生物学是多学科研究领域,利用一切相关技术方法。例如,研究早期发育基因活动需用分子生物学技术分析RNA;研究结构基因调控需分子遗传学知识。研究可在分子、细胞、组织、个体等不同水平进行,重点是从基因的调节、激活出发,理解形态发生过程。 ADFASDFAF23RQ23R
实验材料编辑本段
常用材料包括果蝇(大量突变型)、小鼠(突变型多,胚胎发育与人类接近)、秀丽隐杆线虫(繁殖快、突变型丰富)。传统材料如棘皮动物、两栖类、鸟类仍用于不同问题研究。 ADFASDFAF23RQ23R
个体发育从卵子形成开始,卵子发生中积累大量核酸(如rRNA、mRNA、tRNA),部分基因显示母体效应,如美西螈O突变型、果蝇双腹端和背方突变型,影响早期发育格局。 ADFASDFAF23RQ23R
应用编辑本段
发育生物学与医药卫生、农业生产和生物资源利用关系密切。例如对受精和早期胚胎发育机制、肿瘤、畸形、衰老机制的研究,影响计划生育、优生优育和健康生活。近年重大进展包括1997年哺乳动物体细胞克隆技术、1999年干细胞培养技术(超越人类基因组计划成为第一科学新闻)。
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鱼类发育生物学领域自50年代中期起,以鱼类及水生经济动物为对象,开展基础和应用研究,取得多项理论突破和应用成果。
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展望编辑本段
发育生物学已揭示许多发育原理,但对胚层形成、组织和器官发生等问题的分子基础了解仍有限。基因表达的时空调控是中心问题,需进一步研究调节蛋白在真核生物中的作用。应继续在各水平上分析未知现象,推动学科发展。
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参考资料编辑本段
- Wolpert, L., & Tickle, C. (2015). Principles of development (5th ed.). Oxford University Press.
- Gilbert, S. F. (2016). Developmental biology (11th ed.). Sinauer Associates.
- 姚电, 张亚平. (2018). 发育生物学研究进展与发展趋势. 中国科学: 生命科学, 48(10), 1023-1035.
- 李明, 张辰宇. (2016). 发育生物学在医学中的应用与展望. 生命科学, 28(7), 789-795.
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