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发育生物学

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简介编辑本段

发育生物学(developmental biology)是一门研究生物体精子卵子发生受精、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。

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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。

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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。 ADSFAEQWER353423413434

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。

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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。

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个体发育从卵子形成开始,卵子发生中积累大量核酸(如rRNA、mRNAtRNA),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。

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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)。 ADSFAEQWER353423413434

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。 ADSFAEQWER353423413434

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。 ADFASDFAF23RQ23R

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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