《发育生物学与胚胎工程》
一、课程基本信息
课 程 编 号：
课程中文名称：发育生物学与胚胎工程
课程英文名称：Developmental Biology and Embryo Engineering 课 程 类 型：专业选修课
总 学 时：45 理论学时：45 实验学时：0 课外学时：0 学 分：2.5 适 用 专 业：生物技术
先 修 课 程：动物生物学/，植物生物学/ 开 课 院 系：生命科学学院
二、课程性质和任务
发育生物学与胚胎工程是生物科学的核心，是胚胎学、分子生物学、遗传学和解剖学的有机综合。近十几年人们不仅对于从受精卵到成体的个体发育的认识取得了性的进展，而且发育生物学与胚胎工程在生殖技术、药物设计和器官移植等领域的应用也取得了重大进展。
主要涉及的内容包括： 发育的基本问题，发育的共同特点，发育生物学研究技术，神经系统的发育，中胚层器官的发育，发育研究中应用的主要的模式生物，器官发生、再生、凋亡与衰老等及一些发育问题的分子机制，另外还涉及到胚胎工程在动物良种扩繁和性别鉴定、珍稀物种保护和生物多样性等方面的应用技术。
随着生物信息学的发展，人们对个体发育的机制会越来越多、越来越深入、越来越全面，可以想象的是：人们从普通单细胞（包括体细胞）来制备动物及其器官将成为现实。当然，目前还有大量的工作要做，因此需要大量的人员投入到这方面的工作中来。
在学习和掌握发育生物学知识的过程中，要求将所学过的其他相关学科，如分子生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学、生理学、解剖学、胚胎学、免疫学和进化生物学等的知识融会贯通，串联整合形成完整的知识体系。
三、课程教学目标
在学习了《发育生物学》之后，学生在知识和能力方面应达到的目标要求有如下提高：
1．掌握不同动物早期胚胎发育的特点； 2．掌握发育实验常用的模式动物； 3．掌握动物发育的基本规律； 4．掌握或了解发育的基本技术； 5．掌握或了解发育的一些分子规律；
6．学会查阅并整理文献，学会讨论热点问题，写出总结报告。
四、理论教学环节和基本要求
总体要求：掌握基本概念和基本原理，理解一些发育过程中复杂的分子规律，了解一些该学科及相关学科的新进展。
第一章 发育生物学基本原理 第一节 发育生物学的基本概念 第二节 发育生物学的基本规律
第三节 发育生物学的分子机制研究的常用的技术和相关技术。
了解：发育生物学的发展简史和重要意义；理解和掌握：发育生物学的基本概念，发育生物学的基本规律，发育生物学的分子机制研究的常用的技术和相关技术。
重点：发育生物学的基本概念，发育生物学的基本规律，发育生物学的分子机制研究的常用的技术和相关技术；
难点：发育生物学的分子机制研究的常用的技术和相关技术。 第二章 卵裂 第一节 卵裂方式
第二节 不同模式动物卵裂机制 第三节 原肠作用及其原理
了解：不同物种的卵裂方式；理解和掌握：卵裂的基本概念，卵裂方式，不同模式动物卵裂机制，原肠作用及其原理。
重点：卵裂的基本概念，卵裂方式，不同模式动物卵裂机制，原肠作用及其原理； 难点：原肠作用及其原理。
第三章 模式动物果蝇胚胎的早期发育和分子基础 第一节 果蝇的发育概况
第二节 胚体躯体轴线的建立及决定机制 第三节 受精后基因表达的基本情况及其作用
第四节 Pair-rule 基因表达及胚胎体节的界定的作用 第五节 体节极性基因的作用
第六节 Homeotic selector genes 的作用及不同体节的命运
了解：果蝇的发育概况；理解和掌握：胚体躯体轴线的建立及决定机制，受精后基因表达的基本情况及其作用，Pair-rule 基因表达及胚胎体节的界定的作用，体节极性基因的作用，Homeotic selector genes 的作用及不同体节的命运。
重点：胚体躯体轴线的建立及决定机制，受精后基因表达的基本情况及其作用，Pair-rule 基因表达及胚胎体节的界定的作用，体节极性基因的作用，Homeotic selector genes 的作用及不同体节的命运；
难点：动物果蝇胚胎发育的分子基础。 第四章 外胚层—神经系统的发育 第一节 神经管的形成
第二节 神经诱导作用的基本过程 第三节 神经管的分化
第四节 神经元的发育及其相关分子的作用 第五节 神经元的生长和凋亡的作用 第六节 神经嵴细胞的发育过程和命运
了解：不同物种神经系统的发育差异；理解和掌握：神经管的形成，神经诱导作用的基本过程，神经管的分化，神经元的发育及其相关分子的作用，神经元的生长和凋亡的作用，神经嵴细胞的发育过程和命运。
重点：神经管的形成，神经诱导作用的基本过程，神经管的分化，神经元的发育及其相关分子的作用，神经元的生长和凋亡的作用，神经嵴细胞的发育过程和命运；
难点：神经系统发育的分子基础。 第五章 中胚层和内皮层的发育 第一节 神经胚中胚层的命运 第二节 近轴中胚层—体节的形成 第三节 骨的发生过程 第四节 中间中胚层—肾的形成 第五节 侧板中胚层—心脏的形成 第六节 血管的形成过程
第七节 内脏器官的发育过程
了解：不同物种中胚层和内胚层的发育差异；理解和掌握：神经胚中胚层的命运，近轴中胚层—体节的形成，骨的发生过程，侧板中胚层—心脏的形成，血管的形成过程，内脏器官的发育过程。
重点：神经胚中胚层的命运，近轴中胚层—体节的形成，骨的发生过程，侧板中胚层—心脏的形成，血管的形成过程，内脏器官的发育过程；
难点：中胚层和内胚层发育的分子基础。 第六章 动物的肢体发育 第一节 肢芽形成过程
第二节 肢体近—远端轴线的形成 第三节 肢体A—P 轴的形成及其分子作用 第四节 肢体D—V 轴的形成及其分子作用 第五节 前肢和后肢的发育及差异及其分子作用 第六节 细胞凋亡和趾的形成及其作用 第七节 肢体的进化
了解：不同物种肢体的发育差异，肢体的进化；理解和掌握：肢芽形成过程，肢体近—远端轴线的形成，肢体A—P 轴的形成及其分子作用，肢体D—V 轴的形成及其分子作用，前肢和后肢的发育及差异及其分子作用，细胞凋亡和趾的形成及其作用。
重点：肢芽形成过程，肢体近—远端轴线的形成，肢体A—P 轴的形成及其分子作用，肢体D—V 轴的形成及其分子作用，前肢和后肢的发育及差异及其分子作用，细胞凋亡和趾的形成及其作用；
难点：肢体发育的分子基础。 第七章 发育中的细胞分化 第一节 概念
第二节 基因活性状态的可逆性及其意义 第三节 DNA的不可逆性决定细胞分化 第四节 DNA的活性的维持和传递及其机制 第五节 细胞分化过程中的基因转录 第六节 细胞分化过程中的RNA 的加工 第七节 细胞分化过程中的RNA的翻译
第八节 细胞分化过程中的翻译后
了解：发育中的细胞分化的重要意义；理解和掌握：发育中的细胞分化的概念，基因活性状态的可逆性及其意义，DNA的不可逆性决定细胞分化，DNA的活性的维持和传递及其机制，细胞分化过程中的基因转录，细胞分化过程中的RNA 的加工，细胞分化过程中的RNA的翻译，细胞分化过程中的翻译后。
重点：发育中的细胞分化的概念，基因活性状态的可逆性及其意义，DNA的不可逆性决定细胞分化，DNA的活性的维持和传递及其机制，细胞分化过程中的基因转录，细胞分化过程中的RNA 的加工，细胞分化过程中的RNA的翻译，细胞分化过程中的翻译后；
难点：细胞分化过程中的分子基础，细胞分化过程中的不同阶段的差异。 第八章 性别决定及生殖发育 第一节 性别表现型的决定 第二节 生殖细胞的发育 第三节 受精
了解：性别决定及生殖发育的重要意义；理解和掌握：性别表现型的决定，生殖细胞的发育，受精等过程的基本概念，基本过程和基本规律，以及关键基因方式。
重点：性别表现型的决定，生殖细胞的发育，受精等过程的基本概念，基本过程和基本规律，以及关键基因方式；
难点：性别表现型的决定，生殖细胞的发育，受精等过程的关键基因方式。 第九章 胚后发育
第一节 组织、器官和个体的生长过程 第二节 蜕皮和变形
第三节 个体衰老的过程和意义
了解：个体衰老的过程和意义；理解和掌握：组织、器官和个体的生长过程，蜕皮和变形过程的基本概念，基本过程和基本规律，以及关键基因方式。
重点：组织、器官和个体的生长过程，蜕皮和变形过程的基本概念，基本过程和基本规律，以及关键基因方式；
难点：组织、器官和个体的生长过程，蜕皮和变形过程等过程的关键基因方式。 第十章 发育与进化
第一节 达尔文的发育和进化观
第二节 胚胎起源 第三节 新门类的形成
第四节 模块化：通过发育产生进化的先决条件 第五节 发育制约因素
第六节 DNA水平的变化和发育进化 第七节 新型细胞的形成 第八节 进化发育生物学
了解：达尔文的发育和进化观的重要意义；理解和掌握：胚胎起源，达尔文的发育和进化观，DNA水平的变化和发育进化等的基本概念和基本规律。
重点：胚胎起源，达尔文的发育和进化观，DNA水平的变化和发育进化等的基本概念和基本规律；
难点：DNA水平的变化和发育进化等的基本概念和基本规律。 第十一章 植物发育
第一节 植物与动物相对应的发育 第二节 植物胚的发育 第三节 幼苗的发育 第四节 茎与根原基 第五节 叶的发育 第六节 花的发育
了解：植物与动物相对应的发育的重要意义；理解和掌握：植物胚的发育，幼苗的发育，茎与根原基，叶的发育和花的发育等的基本概念和基本规律。
重点：植物胚的发育，幼苗的发育，茎与根原基，叶的发育和花的发育等的基本概念和基本规律；
难点：植物发育进化等的分子规律。 第十二章 动物的精子 第一节 精子发生的一般规律 第二节 精子形成
第三节 精子发生的基因表达及
了解：精子发生的基因表达及；理解和掌握：精子发生的一般规律，精子形成基本概念和基本原理
重点：精子发生的一般规律，精子形成基本概念和基本原理； 难点：精子发生的基因表达及。 第十三章 动物的卵子
第一节 卵子发生的一般过程与机制 1．卵子发生的特点 2．卵子发生的简要过程 3．卵子发生过程中细胞器的变化 第二节 卵母细胞成熟的机制 1．减数的阻滞 2．Ca++在减数中的作用 3．MPF和减数的恢复关系
4．多肽生长因子在卵母细胞成熟中的作用
了解：卵子发生的基因表达及；理解和掌握：卵子发生的一般规律，卵子形成基本概念和基本原理，卵母细胞成熟的机制
重点：卵子发生的一般规律，卵子形成基本概念和基本原理，卵母细胞成熟的机制；
难点：卵子发生的基因表达及。 第十四章 哺乳动物的受精 第一节 精子的获能及其变化 第二节 精子的顶体反应 第三节 精子的穿卵 第四节 精卵结合
第五节 精卵结合后的反应
了解：哺乳动物的受精的重要意义；理解和掌握：哺乳动物的受精的基本过程、基本概念和基本原理
重点：哺乳动物的受精的基本过程、基本概念和基本原理； 难点：哺乳动物的受精的基因表达及。 第十五章 哺乳动物卵子、胚胎和精子保存 第一节 卵子、胚胎和精子保存的意义 第二节 低温保存
第三节 超低温冷冻 第四节 卵母细胞的冷冻保存 第五节 冷冻技术的现状与展望
了解：哺乳动物卵子、胚胎和精子保存的发展简史和重要意义，冷冻技术的现状与展望；理解和掌握：低温保存，超低温冷冻的方法，基本概念和基本原理
重点：低温保存，超低温冷冻的方法，基本概念和基本原理； 难点：如何超低温冷冻的效率。
第十六章 人工授精、体外受精与显微辅助受精 第一节 概念 第二节 发展历史
第三节 人工授精的基本程序 第四节 体外受精的基本程序 第五节 显微辅助受精的基本程序
第六节 人工授精、体外受精与显微辅助受精的应用前景
了解：人工授精、体外受精与显微辅助受精的发展简史和重要意义，人工授精、体外受精与显微辅助受精的应用前景；理解和掌握：人工授精、体外受精与显微辅助受精等的方法，基本概念和基本原理
重点：人工授精、体外受精与显微辅助受精等的方法，基本概念和基本原理； 难点：如何提高人工授精、体外受精与显微辅助受精等的效率。 第十七章 哺乳动物的嵌合体 第一节 嵌合体的研究历史 第二节 嵌合体的标记 第三节 嵌合体的制作方法 第四节 嵌合作的局限性 第五节 嵌合体研究的现状 第六节 嵌合体的应用
了解：嵌合体的发展简史和重要意义；理解和掌握：嵌合体的标记，嵌合体的制作的方法，基本概念和基本原理，嵌合作的局限性
重点：嵌合体的标记，嵌合体的制作的方法，基本概念和基本原理，嵌合作的局限性；
难点：如何提高嵌合体的制作的效率。 第十八章 转基因动物 第一节 概述
第二节 转基因动物的应用 第三节 制备转基因动物的基本程序 第四节 转基因技术 第五节 转基因动物的前景
了解：转基因动物的发展简史和重要意义；理解和掌握：转基因动物的基本程序，基本概念和基本原理
重点：转基因动物的基本程序，基本概念和基本原理； 难点：如何提高转基因动物的效率。
五、实践教学环节和基本要求
学会网络和纸张方式查阅并整理文献，学会讨论热点问题，写出总结报告至少一份。
六、有关教学环节的说明
《发育生物学》采用多媒体教学，其中涉及到一部分学生小组讨论的内容要自己查阅并整理文献，写出总结报告至少一份（电子版），学会讨论热点问题。
成绩评定：包括期中、期末考试和随堂小考。必修课，闭卷考试；专业限选课或任选课，闭卷或开卷考试，但学生之间不能相互交流，可以携带参考书、讲义或自己的课堂笔记。
考核成绩确定：
课程总成绩＝10％ 上课成绩＋ 20％ （平时成绩 +期中成绩）＋ 70％期末成绩
七、学时分配
各教学环节学时分配 章 次 小讲实上习讨课备 注 计 授 验 机 题 论 外 第一章 发育生物学基本原理 第二章 卵裂 第三章 模式动物—果蝇胚胎的早期发育和分子基础 4 4 4 4 4 4 4 第四章 外胚层—神经系统的发育 4 第五章 中胚层和内皮层的发育 第六章 四肢动物的肢体发育 第七章 发育中的细胞分化 第八章 性别决定及生殖发育 第九章 胚后发育 第十章 发育与进化 第十一章 植物发育 第十二章 动物的精子 第十二章 动物的卵子 第十四章 哺乳动物的受精 第十五章 哺乳动物卵子、胚胎和精子保存 第十六章 人工授精、体外受精与显微辅助受精 第十七章 哺乳动物的嵌合体 第十八章 转基因动物 习题课 合 计 4 4 4 4 2 2 4 2 2 2 2 4 4 4 4 2 0 0 2 2 2 0 2 2 4 2 2 2 3 4 2 0 3 2 2 2 14 59 45
八、教材及主要教学参考书目
1. Jonathan Slack．《发育生物学基础 》(影印版) ．第一版. 北京：高等教育出版社，2002.12
2. 张红卫．《发育生物学》．第一版. 北京：高等教育出版社，2001 3. 陈大元．《受精生物学》．第一版. 北京：科学出版社，2000
4. Muller W. A. 著，黄秀英等译．《发育生物学》．第一版．北京：高等教育出版社，施普林格出版社（Springer），1998
九、其它
该大纲根据鲁东大学2009年版各专业的课程设置要求编写，未包括实验方面的内容，但随着条件的逐步建立，有必要设置相关实验。具体讲解时，根据学生需要对某些章节的内容和顺序进行调整。
执笔人：刘泽隆 教研室主任：赵彦宏 教学院长（主任）：张萍
