发育生物学实验讲义

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1、发育生物学实验讲义主编：余雪松贾伟章李浩明2007年7月（仅供内部使用，请勿外传）37前言发育生物学被公认为是当今生命科学的前沿分支学科，是研究生物体发育过程及其调控机制的一门学科。发育生物学不同于传统的胚胎学，它是生物化学、分子生物学、细胞生物学、遗传学等学科与胚胎学相互渗透的基础上发展形成的一门新兴的学科，是胚胎学的继承和发扬。发育生物学同时又是一门实验的科学，正是由于发育生物学实验技术的进步才推动了发育生物学的发展。关于发育生物学实验，国内目前尚无系统的实验教材。考虑到我院生物科学专业本科的课程设置特点以及

2、我院的实验条件，在编写这本实验教材时设置了相关的实验，参考有关资料进行编写。考虑到学生用活胚胎作实验缺乏经验和实验内容尽可能多的涵盖重要的发育原理和研究方法，实验内容为生物发育模式的形态观察，以切片观察为主，同时以活的胚胎来观察发育过程并进行实验为补充。对于部分因课时和实验条件的限制可能暂时无法开展的实验，利用教学录像等多种手段让学生了解发育生物学实验技术的发展和应用。通过一些实验手段对生物的发育机制进行探讨。本课程通过对几种模式动物（海胆、文昌鱼、斑马鱼、鲫鱼、蛙、鸡等）生殖和发育过程的实验观察，促进学生对发育

3、的时空连续性变化的理解和对生命系统的敏锐认识和重视；同时掌握发育生物学重要的原理和研究实验的基本技能。培养学生成为具有独立实验操作技能和一定分析解决问题能力的创新人才。由于时间仓促，水平有限，在内容和方法上可能还存在不少缺点错误，欢迎批判指正，以便在今后进行实验内容的调整和改进。余雪松贾伟章李浩明广东药学院生命科学与生物制药学院2007年7月37目录实验一海胆早期胚胎发育4实验二文昌鱼早期胚胎发育7实验三文昌鱼组织结构观察10实验四斑马鱼早期胚胎发育13实验五鲫鱼早期胚胎发育16实验六鲫鱼组织结构观察20实验七蛙

4、早期胚胎发育24实验八蛙的人工催产及体外跌卵实验29实验九鸡卵的人工孵育和胚胎发育观察3237实验一：海胆早期胚胎发育一、实验生物海胆，别名刺锅子、海刺猬，体形呈圆球状，就像一个个带刺的紫色仙人球，因而得了个雅号—“海中刺客”。渔民常把它称为“海底树球”、“龙宫刺猬”。世界上现存的海胆约有850多种，我国沿海约有150多种。常见的如马粪海胆、大连紫海胆、心形海胆、刻肋海胆等。海胆是海洋里一种古老的生物，与海星、海参是近亲。据科学考证，它在地球上已有上亿年的生存史，它们在世界各大海洋中都生活过，以印度洋和太平洋的活

5、动最为频繁。海胆（seaurchin）是生物科学史上最早被使用的模式生物，它的胚胎对早期发育生物学的发展有举足轻重的作用。早在1875年，奥斯卡·赫特维格（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。1890年后，海胆更在受精和早期胚胎发育的研究中起了重要作用。1891年，汉斯·德瑞熙（HansDriesh，1876－1941）在海胆中完成了海胆胚胎分裂实验，为现代发育生物学奠定了第一块观念里程碑。他在显微镜下把刚刚完成第一次分裂的海胆一分为二，结果发现，分开后的

6、两个细胞各自形成了一个完整幼虫。这一实验的意义在于证明胚胎具有调整发育的能力，并使盛行一时的机械论发育思想完全破产，为现代发育生物学奠定了第一块观念里程碑。二、实验材料与实验仪器37实验材料：海胆早期胚胎发育切片，共六片：海胆受精卵装片，海胆卵2细胞装片，海胆卵4细胞装片，海胆卵8细胞装片，海胆卵16细胞装片，海胆卵囊胚期装片。实验仪器：光学显微镜三、实验内容主要利用切片观察海胆的早期胚胎发育过程，理解海胆这一特殊的模式生物的受精及其细胞分裂的过程和特点，并结合观察结果绘图。海胆：胚胎发育的早期事件37海胆是雌雄

7、异体，雌体可终年怀卵，一年排卵数次。生长3年的海胆达到了它的成熟阶段，开始履行繁殖后代的重任。它们是群居性动物，在繁殖上，它有一种奇特的现象，就是在一个局部海区内，一旦有一只海胆把生殖细胞，无论精子或卵子排到水里，就会像广播一样把信息传给附近的每一个海胆，刺激这一区域所有性成熟的海胆都排精或排卵。这种怪现象被形容为“生殖传染病”。在自然条件下，海胆的胚胎发育过程为：在水温21-24℃的条件下，受精卵经约0.5小时进行第一次卵裂；12小时发育至囊胚期，且上浮水面；20小时囊胚破膜而出；24小时到原肠胚；第二天后到四

8、腕幼体期，消化系统完善，并开始摄食，到10天发育到八腕期；第13天可见海胆原基出现；第20天时，已有3个叉棘出现，第一批5只管足伸出这就意味着海胆的胚胎期结束，进入了幼体期。在海胆原基内，除了内部的生长分化外，外表最易观察到的是第一批5只管足长成，并突破体表伸出体外，幼体借管足末端的吸盘吸附于底质上，成为新的运动器官，这时海胆开始营匍匐生活，幼体体表的腕等结构，随着变态的