一发育生物学是一门研究生物体从精子和卵子发生、受精、胚胎发育、生长到衰老、死亡规律的科学。

二分化（differentiation)：细胞差异性产生的过程。

三形态发生（morphogenesis);不同表型的细胞构成组织、器官，建立结构的过程。

四动物发育的主要特征：1、产生细胞的多样性并使各种细胞在本世代有机体中有严格的时间和空间的次序性。

该功能涉及有机体全部细胞的产生和组织成为结构。

细胞差异性产生的过程称为分化（differentiation)。

不同表型的细胞构成组织、器官，建立结构的过程叫做形态发生（morphogenesis)。

2、通过繁殖产生新一代的个体，使世代延续。

基本规律：五发育生物学研究中的主要模式动物:无脊椎动物模型: 果蝇:主要优点1. 体积小，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)。

线虫: 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)。

脊椎动物模型：蟾蜍：1. 性成熟短；2. 卵体大，易于操作；3. 抗感染力强，易于组织移植；斑马鱼：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。

六配子（gamete）：进行有性繁殖的高等生物，由生殖细胞分化、产生世代交替的桥梁。

七生殖细胞：指机体用来产生精子和卵子的细胞，它们可以长期存在于机体内而死亡、消失。

在胚胎发育初期生殖细胞就已经决定的动物，其生殖细胞来源于它的前体——原生殖细胞。

这些PGCs只有经过迁移，进入发育中的生殖腺原基——生殖嵴，才能分化为生殖细胞。

八精子分化(spermiogenesis):高尔基体形成顶体泡，中心粒产生精子鞭毛，线粒体整合入鞭毛，核浓缩，胞质废弃，最后产生成熟的精子。

九核网期：在双线期的后期时，染色质高度疏松，外包完整核膜。

此时的细胞核又称为生发泡（germinal vesicle, GV）。

十受精（fertilization)：是两性细胞融合并创造出具备源自双亲遗传潜能的新的个体的过程。

十一成熟分裂过程的调控：1、维持成熟分裂停滞的机制：（1）颗粒细胞与卵丘细胞的作用。

（2）环腺苷酸与嘌呤的作用。

2、成熟分裂恢复的机制：（1）性激素的作用。

（2）Ca2+和调钙素的作用。

（3）成熟促进因子（MPF)。

十二卵母细胞成熟过程中的基因表达：1、核糖核酸的转录与翻译2、某些特异性基因及其表达（1）透明带基因（2）c-mos基因（3）c-kit基因（4）核纤层蛋白链特异性基因（Laminin chain-specific gene)（5）组织纤溶酶原激活剂（tPA)基因十三精子获能（capacitation）：新射出的哺乳动物的精子不能使卵子受精。

精子在通过雌性生殖道过程中，经历了一系列生理、生化的变化，获得了受精能力。

十四顶体反应的机制：精子获能前，其表面的脱受精能因子（decapacitation factor, DF)将精子表面的透明带受体覆盖，使其无法与卵母细胞透明带接触。

精子获能后，DF去掉，精子表面的透明带受体与透明带蛋白之一的ZP3结合，从而进行顶体反应。

十五超激活：在进行顶体反应之前，有些动物的精子开始猛烈地运动。

十六精卵识别及相互作用：一、精子的定向化：二、精子穿入卵丘：三、精子与透明带的相互作用：1、精子与透明带结合2、精子穿过透明带四、精子与卵结合：十七卵激活（egg activation）:出于“休眠”状态的成熟卵，如何被唤醒，并开始其一系列的形态和生理生化变化，导致细胞分裂并分化成一个新的个体，这个激发并发育到第一次卵裂前的过程。

十八卵激活的类型：1、精子对卵子的激活：（1）精卵融合使精子进入卵细胞质，卵质膜去极化，影响精子受体，阻止多精入卵。

（2）在精子入卵处，启动了肌醇酯信号通路，引起卵子的反应（包括皮层反应）（3）发生皮层颗粒的胞吐，使其含酶内容物进入卵周隙并穿过透明带，破坏了透明带上的精子受体。

（4）Ca2+信号激活了卵的代谢，以便进行第一次卵裂。

3、人工卵激活：（1）物理因素：机械性的有针刺和体外显微操作。

冷、热、电刺激。

（2）化学因素：胰蛋白酶、透明质酸酶、高低的渗透压、乙醇、水合氯醛、普鲁卡因、蛋白质合成抑制剂、磷酸肌醇的循环产物。

十九卵激活的分子机制：1、融合假说：伴随精子与卵质膜的融合，一种可溶性精子因子入卵激活卵子。

显微注射无种属特异性的精子抽提物于卵内，可引起卵子的激活，但至今尚未分离出精子因子。

二十卵裂（cleavage)：受精完成后，合子进行细胞分裂。

二十一卵裂球（blastomere）：通过多次的有丝分裂，将大量的卵质分配到无数个较小的、具核的细胞。

二十二卵裂的特点：1 在大多数种类的动物中，受精后早期胚胎分裂的速度以及各卵裂球所处的位置都是由贮存在卵内的母型mRNA和蛋白质所控制的。

2 合子的基因组在早期卵裂胚胎中并不起作用。

3 直到卵裂的较晚时期，早期胚胎才大量转录合成mRNA，实现由母型向合子型过渡的调控胚胎发育的机制.4 大多数物种在卵裂时，胚胎的体积并不增大。

二十三胚胎的卵裂方式：每个物种的卵裂方式是有两个因素决定的：1、卵质中卵黄的含量及其分布情况。

卵黄丰富的一极称为植物极，而卵黄相对较少的一极称为动物极。

2、卵质中影响纺锤体方位角度和形成时间的一些因子。

二十四卵裂类型：Holoblastic 全卵裂：Radial 辐射型: 海鞘、海胆、两栖类Spiral 螺旋型: 螺、蚌、软体动物、纽形动物、多毛类动物Rational 旋转型: 哺乳动物Meroblastic 偏裂：Discoidal 盘状偏裂：鸟类、鱼类等端黄和极端端黄卵Superficial 表面裂:中黄卵(昆虫)二十五囊胚腔具有两种功能：1、在原肠形成过程中，囊胚腔利于细胞迁移。

2、防止上下层细胞间不成熟地过早接触，影响细胞的分化。

二十六哺乳动物的卵裂特征：1）卵裂速度缓慢2）卵裂球间排列方式独特为旋转均裂3）早期卵裂不同步4）在早期卵裂过程中合子基因组就已开始活动，合成卵裂所必需的蛋白质。

二十七嵌合胚：说明早期卵裂球有同等的发育潜力。

自然人群中也出现过同时有XX型和XY型细胞的人。

胚胎干细胞：保持了分化为胚胎本体的潜能的、可在体外增殖的胚胎细胞。

在基因功能研究和疾病治疗方面有重要的作用。

二十八斑马鱼中囊胚(经历了10次卵裂)的三类细胞：1.卵黄多核层(yolk syncytial layer, YSL)：胚盘的植物极边缘细胞裂解，其核和质与卵黄细胞融合在一起而构成的一层细胞核层。

在胚盘下包中，部分YSL细胞核移向胚盘下成为internal YSL，它们可能起提供营养的作用；边缘处的为external YSL,它们可能起驱动下包的作用。

2. Enveloping layer (EVL)：位于胚盘最外层已表皮化的细胞，发育后期会脱落。

3. Deep Cells：介于YSL和EVL之间的细胞，它们将发育为胚胎本体。

晚期囊胚的深层细胞的命运已经建立。

二十九螺旋型全卵裂：均采经线裂。

第三次分裂前，卵裂球内的纺锤体转动45度，然后向动物极方向出芽小卵裂球。

其后的大卵裂球以同样方式产生一大一小子分裂球，而小分裂球只生成小卵裂球。

形成的囊胚无囊胚腔。

三十原肠作用：是指囊胚细胞有规则的移动，使细胞重新排列，用来形成内胚层和中胚层器官的细胞迁入胚胎内部，而要形成外胚层的细胞铺展在胚胎表面。

原肠作用期的胚胎叫原肠胚(gastrula)。

三十一原肠作用中的细胞运动方式：1 外包(epiboly): 表皮层做为一个整体扩展，使胚胎的内层被覆盖。

2 内陷(invagination): 指胚胎的局部区域的内陷。

3 内卷(involution): 指正在扩展的外层向内卷折，去从内铺盖原来的外层细胞。

4 内移(ingression): 指表层的单个细胞迁入胚胎的内部。

5 分层(delamination):指一个细胞层分成两层或多或少平行的细胞层。

三十二中期囊胚转换（midblastula transition, MBT）：在斑马鱼第10次卵裂期间，细胞分裂不再同步，新的基因开始表达，且细胞获得运动性。

这种现象在蛙类和果蝇属中也能见到。

三十三斑马鱼的原肠作用：1 原肠作用开始于胚盘细胞向植物极方向的卵黄下包，由YSL驱动，使胚盘变薄。

2 胚层的形成：50%下包时，与卵黄交界处的deep cells内卷，使交界处形成厚实的一圈，叫germ ring。

内卷的细胞和由上层内移的细胞形成下胚层、上层的deep cells为上胚层。

3 胚盾(embryonic shield)：因深层细胞的内卷和会聚扩展而在germ ring的某处形成的加厚区。

它为胚胎的背部，从此处内卷的细胞将与其它会聚扩展的下胚层细胞一起沿背部中线形成脊索中胚层(chordamesoderm);下胚层细胞还将生成近轴中胚层和内胚层。

4 上胚层的部分细胞经会聚扩展形成neural keel，其余的细胞形成皮肤。

三十四外胚层的外包：背唇(dorsal lip)；腹唇(ventral lip)；卵黄塞(yolk plug)三十五胚孔的定位：正常情况下由精子驱动的卵母细胞内部细胞质的重新排列能够引起亚细胞因子不对称分布；受精卵内亚细胞因子的部队成分不产生了背负区分，并最终将胚孔的位置确定在精子入卵点对面的一组植物极裂球上。

三十六原条(primitive streak)的形成：由后部边缘区的上胚层细胞加厚而成，它的出现确定了胚胎的A－P轴线。

原条内会形成一个凹陷，叫原沟，是上胚层细胞进入囊胚腔的门户。

原条的头部末端是一个加厚层，叫Hansen`s node, 是一个诱导中心。

三十七1 细胞早期通过原条的移动：最早穿过原条进入囊胚腔的细胞向头部方向移动，最终迁移至胚胎的头部，成为前肠内胚层。

这些细胞的移动将原来的下胚层细胞挤至明区前部，成为生殖新月区(germinal crescent)，是原生殖细胞存在部位。

2其后通过Node进入囊胚腔的细胞在上胚层和内胚层之间向头部移动，形成头部中胚层和脊索中胚层。

3 原条的后退：当Node移至明区中央时，Node和原条一起后退,在此过程中长出脊索。

Node 退至最后端将形成肛门区。

三十八鸟类原肠作用机制：1、下胚层的作用和胚轴的形成：当胚盘的分裂球在胚盘上部的碱性清蛋白与下部的酸性胚下腔之间建立起一层屏障时，背腹轴也就建立起来了。