第10题:
作为发育的模式生物,线虫、果蝇、斑马鱼、小鼠、拟南芥各有哪些优点?并分析它们的共同点。
正确答案:
线虫
①生物个体体小透明,便于跟踪观察细胞的分裂和分化过程;
②生命周期短,一般为3-4天,胚胎发育速度快;
③可用培养皿进行实验室内的培养和筛选,可冷冻保存和常温下复苏;
④有雌雄同体和雄性个体两类生物型,它们之间的交配增加可基因重组的机会;
⑤它是第一个基因组被完整测定的多细胞动物;
⑥便于构建多种突变体。
果蝇
①个体小,生命周期短,易于大量培养和进行突变的筛选;
②胚胎发育速度快,同时易于观察卵裂、早期胚胎发生、躯体模式形成可各种器官结构的变化;
③易于进行基因诱变并获得变化的表型特征,具有各种大量的突变体;
④仅有4对染色体,组成简单。基因组测序已于2000年基本完成;
⑤卵子和幼虫变态期成虫盘等都是研究细胞分化的绝佳材料;
⑥相对于哺乳动物而言,果蝇在基因的分子进化,细胞的生长、代谢、分化、繁殖和器官发生等方面具有保守性,其研究成果不但对于揭示自身的发育生物学机制具有重要的意义,对于探讨其他生物的遗传发育规律也具有重要的指导价值。
斑马鱼
①容易在实验室养殖,繁殖力高,一条雌鱼一次可产数百粒卵,可持续提供大量胚胎材料共分析研究之用;②卵和胚胎透明,体外受精,体外发育,便于在不受损害的情况下进行连续跟踪观察;
③卵子比一般哺乳动物卵子大10倍,外源物质包括外源基因可以通过显微注射引入到胚胎中;
④胚胎发育速度快,24h便可完成从受精卵到形成主要组织器官的发育过程,幼鱼发育到性成熟其约需要3-4个月;
⑤成体斑马鱼个体小,便于大规模的养殖和大规人工诱变和突变体的筛选;
⑥胚胎学和遗传学技术成熟先进;
⑦基因组全序列测定已经完成;
⑧可用来筛选治疗人类疾病药物的模型,用于化学物品的毒理学研究。
小鼠
①能够在室内快速繁殖而不受季节的影响;
②人类属于哺乳动物,为了深入了解人类的发育机制和促进医学进步,必须建立来源与哺乳动物的发育生物模型,在医学科研中,长期以来小鼠就是理想的实验动物模型。
拟南芥
①生命周期短一般6周便可以完成一个生命周期,适应于不同地区和气候条件下生长;
②拟南芥的生命周期具有一年生植物的特征,它经过了配子发生、双受精、胚胎形成、种子成熟、种子萌发、叶丛植株形成、主茎生长和成熟开花等阶段;
③成熟的拟南芥个体一般高10-30cm,可以在温室中大批地培养,还可以在培养皿和三角瓶中进行生长;
④拟南芥花小,花的高度只有2-4mm,总状花序,花萼4枚,花瓣4枚,雄蕊6枚,2心皮,自花授粉,也可以人工异化授粉完成杂交试验;
⑤人工诱变后也可以在自交的第二代中直接筛选突变株的纯合子。
共同点:①生命周期,繁殖速度快,体积小,便于进行实验和研究;②都具有典型性,能够代表一类生物。