bài giảng sinh sản và phát triển cá thể

CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN ĐẶC BiỆT• Tiếp hợp: Trùng đế giày nhân lớn 2n-nhân sinh dƣỡng,nhân nhỏ2n-nhân sinh sản PBGN - Hai trùng roi tạo cầu nối tế bào chất - Nhân nhỏ phân chia - Nhân nhỏ

• MỤC TIÊU

Sau khi học xong, sinh viên hiểu và trình bày được:

- Các phương thức sinh sản của sinh vật

- Các hình thức sinh sản đặc biệt

- Quá trình phát triển cá thể ở các nhóm ĐV có xương sống

+ Giai đoạn tạo giao tử, hợp tử, phôi thai, cơ chế điều khiển

sự phát triển phôi

+ Các kiểu phát triển hậu phôi

I SINH SẢN VÔ TÍNH

- Bản chất: phân bào nguyên nhiễm

- Không có sự phối hợp giao tử đực và cái

- Cá thể con có bộ gen giống mẹ

- Xảy ra ở động vật không xương sống

I SINH SẢN VÔ TÍNH

•Ưu điểm

-Tăng số lượng cá thể

-Phổ biến nhanh một kiểu

gen nhất định •Nhược điểm

- Khi môi trường thay đổi đột ngột theo

hướng không thuận lợi

→ quần thể có thể bị tiêu diệt cùng lúc

I SINH SẢN VÔ TÍNH

1 Phân đôi: cơ thể mẹ tách làm hai phầnVD: amip, trùng lông, trùng roi

Sự sinh sản ở trùng Paramecium Binaryfission

I SINH SẢN VÔ TÍNH

2 Nảy chồi: Một phần nhỏ của cơ thể mẹ phát triển nhanh tạo cơ thể mới

VD: thủy tức

I SINH SẢN VÔ TÍNH

2 Nảy chồi: cá thể con không tách cơ thể mẹ

san hô

I SINH SẢN VÔ TÍNH

3 Cắt đốt: giun dẹp, sao biển, hải quỳ

I SINH SẢN VÔ TÍNH

4.Sinh bào tử: là những tế bào có vỏ cứng bảo vệ

→ chịu đƣợc điều kiện khắc nghiệt.

VD: Plasmodium (bào tử trần)

Bào tử trùng xâm nhập vào tb dƣỡng trùng (n)

các dạng sinh dục (cá thể cái → trứng;

cá thể đực → tinh trùng)Đực x cái Bào tử tiếp hợp(2n) GP bào tử

ký sinh vào vật chủ mới

Bào tử

Tế bào mẹ giao tử

Tế bào gan

gan

Hồng cầu Bào tử

tiếp hợp Thụ tinh

Muỗi

Noãn bào

Thể hoa thị

Giao tử

Chu trình sống của Plasmodium

Người

II SINH SẢN HỮU TÍNH

II SINH SẢN HỮU TÍNH

•

Ưu điểm

- Tăng biến dị di truyền ở thế hệ con

- Khả năng thích nghi với môi trường biến động cao

Khuyết điểm

Mất nhiều năng lượng và thời gian

II SINH SẢN HỮU TÍNH

Hướng tiến hóa trong SSHT phân loại hình thứcsinh sản theo:

1 Sự phân hóa tế bào

2 Hình thức thụ tinh

3 Hình thức bảo vệ trứng

II SINH SẢN HỮU TÍNH

1 Theo sự phân hóa tế bào

Sinh sản hữu tính

Kết hợp

Hợp nhất bào tương

Sinh sản hữu tính Dị giao :

tập đoàn Pandorina và Eudorina (16-32tb) Giao tử (di động, đực < cái)

Sinh sản hữu tính Noãn giao : tập đoàn Volvox

Volvox carteri

-Mỗi TB có 2 roi

-Các TB nối với nhau bằng những sợi

tê bào chất mỏng manh

-Đa số là TB sinh dƣỡng, một số

chuyên làm nhiệm vụ sinh sản

25-30→ Giao tử cái: hình cầu, không roi, không di động 5-10 →Giao tử đực: có roi, rất di động

• Gt đực x Gt cái Hợp tử (2n)→ GP cho

các tb (n) →NP 500 tb-hàng nghìn tb.

evolution

1 Theo sự phân hóa tế bào

1.1 Hình thái các giao tử

- Đẳng giao: gt giống nhau kthước-hình dạng-di động

- Dị giao: khác nhau kích thước- hình dạng

- Noãn giao: khác kích thước-hình dạng- tính di động

1.2 Sự biệt hóa của các tế bào cơ thể

- đa năng  cả cá thể sống là bộ phận sinh sản

- chuyên hóa bộ phận sinh sản riêng

1.3 Biệt hóa giới tính

- lưỡng tính

- đơn tính

CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN ĐẶC BiỆT

• Tiếp hợp: Trùng đế giày

nhân lớn (2n)-nhân sinh dƣỡng,nhân nhỏ(2n)-nhân sinh sản PBGN

- Hai trùng roi tạo cầu nối tế bào chất

- Nhân nhỏ phân chia

- Nhân nhỏ di chuyển qua cầu nguyên sinh chất và thụtinh với nhân nhỏ bất động

Kết quả:tạo thành 2 tb có VCDT mới

Sinh sản hữu tính bằng tiếp hợp ở Paramecium

• Đơn tính sinh (Trinh sản)

 Về di truyền :

- Đơn tính sinh đơn bội (rệp, ong, kiến…)

trứng không cần thụ tinh→cá thể trưởng thành đơn bội

CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN ĐẶC BiỆT

• Đơn tính sinh (Trinh sản)

 Về di truyền :

- Đơn tính sinh đơn bội

- Đơn tính sinh lưỡng bội (1 số loài cá, lƣỡng thê, thằn lằn)TBSD → sau giảm phân → trứng nhân đôi NST

cái(2n) cực cầu II hòa nhập vào noãn

ở GPI, NST không phân ly

CÁC HÌNH THỨC SINH SẢN ĐẶC BiỆT

• Đơn tính sinh ( Trinh sản)

 Về giới tính :

 Đơn tính sinh nam: (loài ong)

 Đơn tính sinh nữ :có toàn con cái (thằn lằn giống

Cnemidophorus, một số loài tôm, cua, cá)

 Đơn tính sinh chu kỳ: mùa ss vô tính, mùa ss hữu tính

(Rotatoria)

• Đơn tính sinh nhân tạo (kích thích trứng ếch, cầu gai)

• Mẫu sinh: - trứng cần phải đƣợc kích hoạt bởi một tinh trùng để phát triển.

- Tinh trùng không đóng góp bất kỳ nguyên liệu di truyền nào.

Kỳ giông Ambystoma

(Jim Bogart, 2003)

cá diếc bạc

QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CÁ THỂ

I Quá trình phát triển phôi

II Cơ chế điều khiển sự phát triển phôi

III Các kiểu phát triển hậu phôi

IV Sự tái sinh

V Tác động ngoại cảnh đến phát triển phôi

triển phôi

VII Đa phôi

I QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA PHÔI

Các giai đoạn phát triển ĐV đa bào

Thụ tinh Phân cắt

Hình thành phôi vị

Hình thành cơ quan Biến thái

Trưởng thành Hình thành giao tử

Thụ tinh

Hình thành giao tử

Phân cắt Thụ tinh

Hình thành giao tử

Hình thành phôi vị

Phân cắt Thụ tinh

Hình thành giao tử

Hình thành cơ quan

Hình thành phôi vị

Phân cắt Thụ tinh

Hình thành giao tử

Biến thái Hình thành cơ quan

Hình thành phôi vị

Phân cắt Thụ tinh

Hình thành giao tử

Trưởng thành Hình thành giao tử

Thụ tinh

Trưởng thành Hình thành giao tử

Phân cắt Thụ tinh

Trưởng thành

Hình thành giao tử

Hình thành phôi vị

Phân cắt Thụ tinh

Trưởng thành Hình thành giao tử

Hình thành cơ quan

Hình thành phôi vị

Phân cắt Thụ tinh

Trưởng thành Hình thành giao tử

Biến thái Hình thành cơ quan

Hình thành phôi vị

Phân cắt

Thụ tinh

Trưởng thành Hình thành giao tử

I QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA PHÔI

2 Trứng: phân loại theo + Lượng

+ Sự phân bố

- Trứng đẳng hoàng : ít - đều (cầu gai, cá lưỡng tiêm)

- Trứng đoạn hoàng : cực dinh dưỡng, cực sv

+ trung bình (lưỡng thê)

+ rất nhiều (bò sát, chim)

- Trứng trung hoàng: tương đối ít-trung tâm (côn trùng, tôm càng xanh, tôm hùm, nhện)

- Trứng vô hoàng:không noãn hoàng (đv có vú, người)

của noãn hoàng

Trứng vô hoàng

D.Trứng trung hoàng

Trứng đẳng hoàng Trứng đoạn hoàng

I QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA PHÔI

A Các tế bào sinh dục

2 Trứng:

-Cực sinh vật (animal pole):

tập trung tế bào chất và nhân

- Cực dinh dƣỡng (vegetal pole):

tập trung noãn hoàng

Trục của trứng.

Cực động vật

Cực thực vật

I QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA PHÔI

B Sự thụ tinh

- Là sự kết hợp trứng và tinh trùng tạo hợp tử

- Tái tổ hợp gen tạo các tổ hợp di truyền đa dạng

Hình các tinh trùng bám xung quanh trứng

I QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA PHÔI

B Sự thụ tinh

Nguyên tắc cơ bản

- Chỉ có 1 tinh trùng xâm nhập vào TBC trứng

- Sau thụ tinh, trứng hoàn thành lần PBGN II và

tống cực cầu ra ngoài

- Sự thụ tinh: đƣa 2 tb biệt hóa cao thành 1 tb

chƣa biệt hóa mang bộ gen từ 2 nguồn bố mẹ

Nhân của tinh trùng và trung thể được bơm vào trứng, sau đó nhân của tinh trùng hoà nhập với nhân của trứng

Các bước quá trình thụ tinh

P hản ứng hạt vỏ:

màng noãn hoàng phình ra → màng thụ tinh

(Ở ĐV bậc thấp)

Hyalin thành lập một lớp màng mới bao quanh trứng

• Ở thú:

phản ứng zona: Các enzym đƣợc phóng thích làm thụ thể nhận tinh trùng ở vùng trong suốt (zona pellucida) thay đổi nên không thể gắn với tinh trùng

Các giai đoạn trứng chín của các loài ĐV ở thời điểm tinh trùng xâm nhập (Austin, 1965)

Nhiều Côn trùng Sao biển

Lƣỡng tiêm Lƣỡng thê Hầu hết thú Cá

Sứa Cầu gai

C Hình thái phát triển của phôi

I QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA PHÔI

C Hình thái phát triển của phôi

•Phát triển phôi của trứng đẳng hoàng

•Phát triển phôi của trứng đoạn hoàng

Trứng có noãn hoàng trung bình

Trứng có noãn hoàng nhiều (bò sát, chim)

•Phát triển phôi của trứng trung hoàng

•Phát triển phôi của trứng vô hoàng

I QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA PHÔI

C Hình thái phát triển của phôi

1 Giai đoạn phân cắt.

2 Giai đoạn phôi vị hóa.

3 Giai đoạn phát triển mầm cơ quan.

1 Giai đoạn phân cắt.

Các kiểu phân cắt phôi: dựa trên

a.Phân cắt hoàn toàn: không / ít noãn hoàng

b.Phân cắt không hoàn toàn: nhiều noãn hoàng

Phân cắt không hoàn toàn

1 Giai đoạn phân cắt.

a.Phân cắt hoàn toàn: phân cắt đối xứng tỏa tròn ở trứng đẳng hoàng (cầu gai)

1 Giai đoạn phân cắt.

a.Phân cắt hoàn toàn: phân cắt đối xứng

tỏa tròn(cầu gai)

Phôi dâu

Các phôi bào có kích thước đồng nhất →

phôi dâu (morula).

Phôi nang

• Trung tâm phôi dâu xuất hiện một xoang lớn

→ xoang phôi - xoang phân cắt.

a phân cắt hoàn toàn

phân cắt đối xứng tỏa tròn:trứngđoạn hoàng(ếch)

• Phôi bào ở cực sinh vật phân chia …… hơn cực dinh dƣỡng

• Thành của cực SV …… hơn cực dinh dƣỡng

• Tế bào ở cực sinh vật ……và hơn cực dinh dƣỡng

a phân cắt hoàn toàn

phân cắt đối xứng tỏa tròn(ếch)

Sự khác biệt trong phân cắt ở phôi trứng cầu gai và trứng ếch

Điểm khác biệt giữa xoang phôi nang của cầu gai và ếch?

a phân cắt hoàn toàn

phân cắt luân phiên ở trứng vô hoàng

Phân cắt đối xứng tỏa t Phân cắt luân phiên

Phân cắt đối xứng tỏa tròn Phân cắt luân phiên

a phân cắt hoàn toàn

phân cắt luân phiên ở trứng vô hoàng

• Lần 1, 2: mp kinh tuyến.

• Lần 3: (gần cực trên) 4 tiểu phôi

bào ở trên, 4 đại phôi bào ở

dưới

• Tiểu phôi bào phân cắt nhanh

→ lá nuôi phôi

• Đại phôi bào → mầm thai

• Giữa đại phôi bào và lá nuôi

→ xoang dưới mầm

• Đại phôi bào dồn về 1 cực.

b.Phân cắt không hoàn toàn

phân cắt hình dĩa ở trứng đoạn hoàng (chim)

- Lần 1: ởtrung tâm đĩa phôi,

- 3 lần tiếp theo: thẳng góc đĩa

phôi → song song mặt phẳng

b.Phân cắt không hoàn toàn

phân cắt bề mặt ở trứng trung hoàng(côn trùng)

- Nhân phân chia

ở? ………

b.Phân cắt không hoàn toàn

phân cắt bề mặt ở trứng trung hoàng(côn trùng)

nguyên phân 8 lần → 256 nhân → di chuyển ra ngoài trứng

Lần phân bào 9 → 5 nhân đến bề mặt cực sau phôi

b.Phân cắt không hoàn toàn

phân cắt bề mặt ở trứng trung hoàng(côn trùng)

-Lần 13 → màng NSC cuộn về phía trong giữa các nhân → tế

2 Giai đoạn phôi vị hóa.

*Các kiểu di chuyển tạo phôi vị

Nôi bì Cầu gai

Nôi phôi bì thú

&chim

Ngoại bì cầu gai, lƣỡng thê

Trung bì lƣỡng thê Trung bì cầu gai,

nguyên bào TK ruồi dấm

C Hình thái phát triển của phôi

2 Giai đoạn phôi vị hóa.

* Ở trứng đẳng hoàng

•Sau phân cắt, có sự phân hóa các tb của phôi nang

•Cực dinh dƣỡng lõm sâu dần vào xoang phôi, bắt đầu từ đáy→ hai bờ rãnh giáp lại gần nhau → phôi khẩu.

• Phôi nang từ từ quay ngang

• Xoang phôi nang thu hẹp dần → xuất hiện xoang vị

2 Giai đoạn phôi vị hóa.

•Ở trứng đẳng hoàng

- Phôi khẩu thay đổi vị trí từ đáy chuyển sang 1 bên

→môi lưng và môi bụng

-Trên môi lưng có 1 đám tế bào → mầm hệ thần kinh

-Dưới mầm HTK có 1 đám tế bào lá phôi trong →

mầm dây sống

Lá phôi giữa được hình thành do sự di tế bào

C Sự hình thành và phát triển phôi

giai đoạn Phôi vị hóa ở trứng vô hoàng

C Sự hình thành và phát triển phôi

giai đoạn Phôi vị hóa ở trứng vô hoàng

- 1 số tế bào dưới phát triển nhanh → nội bì (túi noãn hoàng).

- Phôi bào lớn → ngoại bì.

- Giữa lá phôi ngoài và lá nuôi → xoang ối.

- Lá nuôi phát triển thành rau thai.

Đĩa phôi

3 Giai đoạn phát sinh mầm cơ quan

SỰ PHÁT TRIỂN PHÔI CỦA CÁ LƢỠNG TIÊM

-Các TB lá phôi ngoài miền

3 Giai đoạn phát sinh mầm cơ quan

-Lá phôi giữa hình thành xoang cơ thể nguyên thủy

-Nội bì tách khỏi mầm dây sống, lá phôi giữa khép lại

→ ống ruột: lỗ

-Phôi ngày càng dài dần

Hình thành ống thần kinh

Sự biệt hóa hình thành cơ quan

ương thần kinh Tuyến mồ hôi

Cơ quan cảm giác Tóc và da

Tuyến vú Móng

Trung bì Hệ tuần hoàn Cơ quan sinh sản

Xương Cật

Cơ Đường niệu

Tuyến giáp Phổi

Các tuyến khác

Sự hình thành phôi thần kinh

i

II.CƠ CHẾ ĐiỀU KHIỂN SỰ PHÁT TRIỂN PHÔI

1 Chương trình thông tin di truyền

• Quá trình phát triển của phôi: tự điều chỉnh

• Các yếu tố quyết định cho sự biệt hóa để tạo ra cơ thểmới đã được chương trình hóa trong bộ gen của tế

bào hợp tử

• Chương trình thông tin di truyền trong nhân từ trạngthái đa tiềm năng → tiềm năng bị hạn chế

II.CƠ CHẾ ĐiỀU KHIỂN SỰ PHÁT TRIỂN PHÔI

1 Chương trình thông tin di truyền

- Lấy nhân của 1 tb phôi dâu thế cho nhân của hợp tử

Hợp tử “mới” phát triển thành cơ thể hoàn chỉnh

- Thay nhân của hợp tử bằng nhân của 1 tb phôi vị:

Hợp tử “mới” chỉ phân căt đến giai đoạn phôi nang

2 Cơ chế điều chỉnh trong giai đoạn phân cắt - quan

hệ giữa các phôi bào.

2.1 Vai trò của bào tương trong phát triển phôi.

Các kiểu trứng: - Trứng khảm

-Trứng điều hòa

2.2 Quan hệ giữa nhân và bào tương

II.CƠ CHẾ ĐiỀU KHIỂN SỰ PHÁT TRIỂN PHÔI

2.1 Vai trò của bào tương trong phát triển phôi

- Kiểu trứng khảm:

VD: Trứng nhuyễn thể ở g/đ 2 phôi bào: tách ra / cắt bỏ

1 phần → phôi phát triển không hoàn chỉnh

Sau khi bị rối loạn, không tự điều chỉnh

2.1 Vai trò của bào tương trong phát triển phôi

- Kiểu trứng điều hòa : sau khi bị rối loạn →tự

động khôi phục lại, phát triển bình thường.

VD: trứng ếch, cầu gai

Vai trò quan trọng của bào tương trong phát triển phôi

Màng thụ tinh

Loại bỏ màng thụ tinh

Tách ra thành 4 tế bào

Bốn ấu trùng cầu gai phát triển

từ 4 tế bào của phôi

Ấu trùng cầu gai

bình thường

2.2 Quan hệ qua lại giữa nhân và bào tương:

2.2 Quan hệ qua lại giữa nhân và bào tương:

3.Tác dụng tương hỗ giữa các phần của phôi trong giai đoạn phôi vị hóa

3.1 Hiện tượng cảm ứng - thí nghiệm ghép môi phôi vị ếch

3.2 Tính chất của hiện tượng cảm ứng phôi

3.3 Bản chất của chất gây cảm ứng:

II.CƠ CHẾ ĐiỀU KHIỂN SỰ PHÁT TRIỂN PHÔI

3 Tác dụng tương hỗ giữa các phần của

phôi trong giai đoạn phôi vị hóa.

3.1 Hiện tượng cảm ứng phôi – 3 thí nghiệm ghép môi phôi vị ếch

* TN1: lấy 1 mảnh môi lưng phôi vị ếch→ ghép vào vùng bụng phôi vị khác

• Kết quả: phôi ghép phát triển thành ếch 2 đầu.

=> Kết luận: mảnh ghép làm cho tế bào xung quanh phát triển thành đầu thứ 2

TN2

*TN2: lấy tế bào ở vùng bụng→ ghép vào vùng môi lƣng của phôi vị khác.

• Kết quả: tb vùng môi lưng không phát triển thành bụng, tb vùng bụng sau khi ghép phát triển thành đầu.

3.1 Hiện tƣợng cảm ứng phôi

* TN3:

(a) Lấy 1 mảnh ngoại bì phôi vị ếch→ ghép vào vùng bụng phôi vị khác

Kết quả: tạo thành tổ chức da.

(b) Lấy mảnh ngoại bì đặt vào vùng môi lƣng, sau đó ghép vào vùng bụng của phôi vị khác

Kết quả: ống thần kinh được tạo thành.

3.1 Hiện tƣợng cảm ứng phôi

Kết luận:

-Trong phôi có những vùng gọi là trung tâm tổ chức (chứa tổ chức tố)

trong quá trình phát triển và biệt hóa phôi

3.1 Hiện tƣợng cảm ứng phôi

- Quá trình phát triển cá thể thực chất là một chuỗi

các cảm ứng

+ Cảm ứng tố đầu tiên

+ Trong giai đoạn phôi vi: tổ chức tố là vùng chỉ đạo

sự phát triển của thần kinh

Các vùng nhận sự cảm ứng lại tạo tổ chức tố

3.2 Tính chất của hiện tượng cảm ứng phôi

 Không đặc trưng cho loài

Cùng 1 cơ quan có thể sinh ra nhiều chất cảm ứng, ảnh hưởng đến sự phát triển các cơ quan khác

Phôi bào càng biệt hóa tác dụng cảm ứng càng giảm

Cơ thể trưởng thành: cơ chế điều tiết thần kinh và nội tiết

Phôi bào càng biệt hóa, tác dụng cảm ứng càng giảm

1 Thượng bì chưa xác định hướng

→ tấm thần kinh.

2.Thượng bì

đã xác định hướng

→ thượng bì.

3.2 Tính chất của hiện tượng cảm ứng phôi

Sự phát triển phôi gồm 2 phần:

- Xác định hướng phát triển.

- Biệt hóa.

Sự xác định hướng càng tăng thì tác dụng cảm ứng càng bị hạn chế

3.3 Bản chất của chất gây cảm ứng

- TN: giết tb mảnh ghép ở TTTC → ghép vào vùng bụng của phôi → thay đổi khuynh hướng phát

triển

-KL: ảnh hưởng cảm ứng không do bản thân ngoại

bì môi lưng, do sản phẩm trao đổi chất của tế bào vùng này

3.3 Bản chất của chất gây cảm ứng

tiết hóa học tác động lên tế bào vùng nhận cảm ứng

- Chất gây cảm ứng là các phân tử lớn: Acid

nucleotid, nucleoprotein, steroid…

III.SỰ PHÁT TRIỂN HẬU PHÔI

A Các kỳ phát triển hậu phôi

1 Thời kỳ sinh trưởng

- Tăng kích thước, trọng lượng cơ thể.

- Kết quả quá trình trao đổi chất, tốc độ

đồng hóa cao hơn dị hóa.