第2章 发育生物学中模式生物.ppt

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1、第二章发育生物学研究中的主要模式生物什么叫模式生物（Modelorganism）TechnicaldifficultyComplexityDrosophilazebrafishmousehumanC.elegansyeast生物体由低等向高等、由简单向复杂的进化过程中，很多生物学现象是非常保守的。低等生物的生命现象及分子基础与高等生物相似。因此，便于试验研究生命现象的基本规律或研究人类健康问题的物种就称为模式生物。各种模式动物各有优点，其研究成果不仅可以揭示特定物种的特点，还有助于揭示动物发育的一些普遍规律和机制。模式生物应具备特点其生理特征能够代表生物界的某一大类群;容易获得并

2、易于在实验室内饲养、繁殖；容易进行实验操作，特别是遗传学分析。长久以来在进化支流的港湾中休憩的小生命——酵母、线虫、果蝇、海胆、斑马鱼、非洲爪蟾、小鼠、拟南芥，获得了前所未有的青睐。1、海胆海胆（seaurchin）是生物科学史上最早被使用的模式生物，它的卵子和胚胎对早期发育生物学的发展有举足轻重的作用。1875年，OscerHertiwig（1849-1922）就开始以海胆为材料研究受精过程中细胞核的作用。1891年，HansDriesh（1876－1941）在显微镜下把刚刚完成第一次卵裂的海胆胚胎一分为二，结果发现，分开后的两个细胞各自形成了一个完整幼虫。1890年后，海胆更

3、在受精和早期胚胎发育的研究中起了重要作用。同种海胆精卵表面分子的特异性识别、精子顶体反应、卵皮质反应等现象的发现，为受精生物学奠定了最初的基础。2、Caenorhabditiselegans:Wormmodel主要优点1.易于养殖：成虫体长1mm，易冷冻保存；2.性成熟短：2.5-3天，两种成虫；3.细胞数量少，谱系清楚；4.易于诱变；5.基因组序列已全部测出(Science,Dec.11,1998)。(97MBencodes19,099proteins.)2002年的生理医学奖授予有关线虫发育的三位科学家：Brenner，Horvitz和Sulston秀丽线虫早期胚胎的谱

4、系和细胞命运3.Drosophilamelanogaster:InsectmodelDrosophilamelanogaster:Insectmodel主要优点1.体积小（2mm），易于繁殖；2.产卵力强；3.性成熟短；4.易于遗传操作：如诱变；5.基因组序列已全部测出(Science,Mar.24,2000)。(120Mbencodes13,601proteins)摩尔根：孟德尔遗传学的伟大继承者，果蝇之父1933年获得了诺贝尔生理或医学奖1995年的诺贝尔生理医学奖获得者：E.Lewis，C.Nuesslein-Volhard和E.Wieschuas。4、Xenopu

5、slaevis:Amphibianmodel主要优点：1.性成熟短；2.卵体积大，易于操作；3.抗感染力强，易于组织移植；非洲爪蟾胚胎的卵裂丰年虫5.Daniorerio(zebrafish)主要优点1.体积小，易于饲养殖；2.产卵力强；3.性成熟短；4.易于遗传操作：如诱变；5.体外受精和发育，易于观察；6.基因组序列已全部测出。斑马鱼胚胎的早期卵裂过程稀有鮈鲫具有性成熟快、繁殖力强、产卵频次高、饲养方便等特点，同时稀有鮈鲫的优点还在于：是我国特有种，个体较斑马鱼稍大，实验操作容易，温度适应广，对化学品敏感且实验重复性更好。6.Musmusculus(Mouse)小鼠（

6、mouse）生物学特性体型小，性情温顺，易于饲养管理。小鼠是哺乳动物中体型较小的动物，出生时体重１.5g，体长20mm左右。成年体重30～40g，体长110mm。喜黑暗，昼伏夜动。喜欢群居，雄性好斗。胆小怕惊，对环境反应敏感，适应性差，汗腺不发达，怕热，高温容易中暑。繁殖特性发育迅速，性成熟早小鼠出生后20日龄左右即可离乳，此时体重达14g（10～16g）左右，稍加饲育即可用于实验及科研（18～22g）。６～７周龄性成熟。雌性35～50d、雄性45～60d便可交配繁殖。配种最好在65～90日龄。性周期短，繁殖力强发情周期4～5d，妊娠期19～21d，哺乳期20～22d。每胎产仔8

7、～15只，最多可达25只，年产6～9胎。生育期为1年，寿命2～3年。“硕鼠”1982年，科学家培育出了第一只转基因小鼠。他们将携带有大鼠（rat）的生长激素基因和其调控区域（在锌离子存在下，能够启动生长激素基因的表达）的DNA片段注射到小鼠胚胎细胞中，得到了转基因小鼠。在喂食富含锌的食物后，这种小鼠的身体变得巨大。这种转基因技术掀起了将转基因小鼠做于遗传分析的浪潮。肥鼠50年代，美国的一个研究小组发现了一个肥胖的小鼠种系，它们非常能吃，长得很肥。直到将近50年后，其他的科学家才揭