Bài giảng sinh học phát triển TS nguyễn thị trang

Trình bày được đặc điểm sự phân cắt và sự tạo thành phôi của các loại trứng.. Giai đoạn phôi thaiĐịnh nghĩa: bắt đầu từ trứng đã thụ tinh hợp tử phân cắt, p/t tạo cơ thể non mới tương đ

sinh häc ph¸t triÓn

TS Nguy n Th Trang ễn Thị Trang ị Trang

1 Mô tả được cấu tạo của tinh trùng và các loại trứng.

2 Trình bày được đặc điểm sự phân cắt và sự tạo thành phôi của các loại trứng

3 Nêu được định nghĩa, các đặc điểm của GĐ sinh trưởng, GĐ trưởng thành, GĐ già lão và

GĐ tử vong

4 Trình bày được cơ chế điều khiển phát triển

cá thể ở giai đoạn phôi và các nhân tố ảnh

hưởng lên sự phát triển phôi

MỤC TIÊU

SS VÔ TÍNH SS ĐẶC BIỆT SS HỮU TÍNH

CÁC PHƯƠNG THỨC SINH SẢN CỦA SINH VẬT

TIẾP HỢP VD: Trùng lông

TIẾP HỢP VD: Trùng lông

NỘI HỢP

LƯỠNG TÍNH SINH VD: Sán dây tự thụ tinh;

Sán lá và giun đất thụ tinh chéo

LƯỠNG TÍNH SINH VD: Sán dây tự thụ tinh;

Sán lá và giun đất thụ tinh chéo

ĐƠN TÍNH SINH

ĐƠN TÍNH SINH

Với ĐV có xương sống, q/trình p/triển cá thể qua

hình thức SS hữu tính gồm 7 GĐ chính:

1 Giai đoạn tạo giao tử

2 Giai đoạn tạo hợp tử

3 Giai đoạn phôi thai

4 Giai đoạn sinh trưởng

5 Giai đoạn trưởng thành

6 Giai đoạn già lão

7 Giai đoạn tử vong

2.1 GĐ tạo giao tử - các TB sinh dục

Tinh trïng V ĐV có vú

-Phần đầu: Nhân, thể đầu

Chứa lysin và hyaluronidase

A: Trứng đẳng hoàng: cầu gai, cá l ỡng tiêm.

B: Trứng đoạn hoàng: noãn hoàng trung bình (l ỡng c ),

C :Trứng đoạn hoàng: n.hoàng rất nhiều (bò sát, chim) D: Trứng trung hoàng: côn trùng.

E: Trứng vô hoàng: ĐV có vú

2.2 GĐ t o h p t - Sù thô tinh ạo hợp tử - Sù thô tinh ợp tử - Sù thô tinh ử - Sù thô tinh

2.3 Giai đoạn phôi thai

Định nghĩa: bắt đầu từ trứng đã thụ tinh (hợp tử) phân

cắt, p/t tạo cơ thể non mới tương đối h/chỉnh tách khỏi noãn hoàng, vỏ trứng hoặc tách khỏi mẹ

Trải qua 3 GĐ kế tiếp: GĐ phân cắt, GĐ phôi vị hóa và

GĐ tạo hình các CQ.

Đặc điểm:

- Q/t p/t cá thể phát sinh lặp lại 1 số GĐ chính của hệ

thống chủng loại phát sinh

- Tốc độ SS tăng trưởng TB cơ thể cực kỳ mạnh mẽ.

- TB từ dạng đa tiềm năng => dạng tiềm năng bị hạn

chế, biệt hoá về h/thái và c/năng tạo mô, CQ, hệ

thống CQ.

- Sự p/t không vững chắc, thai rất mẫn cảm với t/nhân độc hại của ngoại cảnh.

- Sự p/t thai dựa vào nguồn chất DD dự trữ ở

trứng gọi là noãn thai sinh (các loài chim)

- Sự p/t thai dựa vào nguồn chất DD trực tiếp từ

cơ thể mẹ gọi là thai sinh (ĐV có vú)

Ở ĐV có xương sống, dựa vào sự phân hóa TB

phôi chia thành 2 nhóm:

- Nhóm ĐV p/t phôi không có màng ối: trứng p/t trong nước, toàn bộ trứng đều biến thành phôi thai (cá, lưỡng cư)

- Nhóm ĐV p/t phôi có màng ối (lớp bò sát, lớp chim, lớp thú): 1 phần TB từ hợp tử p/t thành phôi, còn 1 số TB khác p/t thành dưỡng mô

Ở ĐV có vú trên cơ sở màng ối lại p/t thêm rau thai hút chất bổ từ cơ thể mẹ và thải chất bài tiết ra cơ thể mẹ

2.3.4 Sự phân cắt và phát triển phôi

2.3.1 Sự phân cắt và phát triển phôi của trứng đẳng hoàng

Đặc điểm: Quá trình phân cắt xảy ra hoàn toàn và đều, toàn

bộ các tế bào phân cắt từ hợp tử đều phát triển thành phôi thai.

+ Qu¸ tr×nh: ph«i d©u, t¹o ph«i nang

G§ ph¸t sinh mÇm CQ: T¹o

èng thÇn kinh, D©y sèng, L¸

ph«i gi÷a, èng ruét

Phát triển phôi trứng đoạn hoàng

- L ợng no n hoàng trung bình ã :

+ ĐĐ phân cắt: hoàn toàn, không đều, không đồng thời, toàn bộ phôi bào đều phát triển thành phôi thai.

- L ợng no n hoàng nhiều ã :

+ ĐĐ GĐ phân cắt: không hoàn toàn,

không đều, không đồng thời, các phôi

bào một phần phát triển thành phôi, một phần tạo màng ối, màng niệu

+ Lá phôi giữa hình thành = đoạn bào.

5

2

Sơ đồ sự phân cắt và phát triển

phôi của trứng chim

Phát triển phôi của trứng vô hoàng

• Đặc điểm: Sự phân cắt là hoàn toàn

nhưng không đều, các tế bào phân cắt từ hợp tử sớm biệt hóa, một phần phát triển thành phôi thai, phần còn lại phát triển thành lá nuôi, sau đó biệt hóa thành rau thai để cung cấp chất dinh dưỡng cho thai

Quá trình diễn biến

Quá trình phân cắt phôi ở trứng vô hoàng

T ¬ng lai cña c¸c l¸ ph«i

L¸ ph«i ngoµi (ngo i b ạo hợp tử - Sù thô tinh ì): t¹o th îng b×, tãc, l«ng,

mãng ch©n, mãng tay, T må h«i, hÖ TK, TB thu nhËn kÝch thÝch cña c¸c gi¸c quan, nh©n m¾t, c¸c n m¹c miÖng, mòi, hËu m«n, men r¨ng, t tiÒn yªn

L¸ ph«i gi÷a (trung bì): t¹o c¬, tæ chøc liªn kÕt, x

¬ng, sôn, r¨ng, m¸u, mµng treo ruét, mµng bông,

mµng phæi, CQ niÖu SD (trõ TB SD), CQ tuÇn hoµn, tim, m¹ch m¸u.

L¸ ph«i trong (nội bì): t¹o n m¹c thùc qu¶n, ruét,

manh trµng, c¸c tuyÕn (gan, tuþ, n íc bät), CQ h«

hÊp (n m¹c khÝ qu¶n vµ phæi), t gi¸p, phã gi¸p,

tuy n øc, n ến øc, n iêm m¹c bµng quang

ĐN (kế phôi, sau phôi, hậu phôi): GĐ con

chỉnh, có thể có CQ mất đi, thay thế mới

- CQ SD ch a phát triển, HĐ ch a hiệu quả

- Thích nghi và chống đỡ với ngoại cảnh yếu

2.4 GĐ sinh tr ởng

Theo §§ sinh tr ëng :

- Sinh tr ëng cã giíi h¹n: đv có vú, chim

- Sinh tr ëng kh«ng giíi h¹n: c¸, bß s¸t.

Theo sù biÕn th¸i trong G§:

- Ph¸t triÓn trùc tiÕp (kh«ng biÕn th¸i)

- Ph¸t triÓn gi¸n tiÕp (cã biÕn th¸i)

- D¹ng con non khoÎ: bê, nghé, gà con vv

- D¹ng con non yÕu: bồ câu non, trẻ sơ sinh

Ph©n lo¹i

ĐN : GĐ SV hoạt động sinh dục có hiệu quả, tích cực.

Đặc điểm

- Cơ thể phát triển nhảy vọt về chất, cấu

trúc CQ hoàn chỉnh, HĐ tốt, hài hòa, cân đối

- Quá trình đồng hóa, dị hóa mạnh mẽ

- Thích nghi, chống đỡ với ngoại cảnh cao

- HĐ sinh dục tích cực và có hiệu quả

2.5 GĐ tr ởng thành

Theo c¸ch thô tinh :

- Nhãm §V tù thô tinh.

- Nhãm §V thô tinh chÐo.

- Nhãm §V thô tinh ngoµi.

- Nhãm §V thô tinh trong.

Theo ph ¬ng thøc b¶o vÖ con non:

ĐN: GĐ giảm thấp khả năng hoạt động mọi mặt của cơ thể

Đặc điểm

Giảm hoạt động sinh dục hoặc mất

Các CQ giảm sút HĐ, thoái biến cấu trúc.

Giảm trao đổi chất, dị hóa mạnh hơn đồng hóa.

Sự già ở từng CQ khác nhau tạo các bệnh già

- Nếu sự già hóa từ từ => cân bằng đại lão.

- Nếu sự già CQ quá mạnh => tử vong.

2.6 GĐ già l o ã

1 CQ, một số CQ không đáp ứng nhu cầu cơ bản => ngừng HĐ => ngừng HĐ của tất cả các CQ => chết (chết tự

nhiên, chết già)

2.7 GĐ tử vong

Đ nh ị Trang nghĩa: GĐ SV hoạt động sinh dục có

hiệu quả, tích cực

Đặc điểm

- Cơ thể phát triển nhảy vọt về chất, cấu

trúc CQ hoàn chỉnh, HĐ tốt, hài hòa, cân đối

- Quá trình đồng hóa, dị hóa mạnh mẽ, cõn bằng tương đối

- Thích nghi, chống đỡ với ngoại cảnh cao

- HĐ sinh dục tích cực và có hiệu quả

2.5 GĐ tr ởng thành

Theo c¸ch thô tinh:

- Nhãm §V tù thô tinh.

- Nhãm §V thô tinh chÐo.

- Nhãm §V thô tinh ngoµi.

- Nhãm §V thô tinh trong.

Theo ph ¬ng thøc b¶o vÖ con non:

Đ nh ị Trang ngh a ĩa : GĐ giảm thấp khả năng hoạt

động mọi mặt của cơ thể

Đặc điểm

- Giảm hoạt động sinh dục hoặc mất

- Các CQ giảm sút HĐ, thoái biến cấu trúc.

- Giảm trao đổi chất, dị hóa mạnh hơn đồng hóa.

- Sự già ở từng CQ khác nhau tạo các bệnh già

- Nếu sự già hóa từ từ => cân bằng đại lão.

- Nếu sự già CQ quá mạnh => tử vong.

2.6 GĐ già l o ã

Khi 1 CQ cú sự già húa quỏ nhanh, quỏ

ỏc liệt, ho c ngừng HĐ không đáp ứng ặc biệt (vừa đẻ trứng, vừa đẻ con: cá mập,

nhu cầu t i thi u ối thiểu ểu cỏc CQ khỏc => ngừng HĐ của tất cả các CQ => chết (chết tự nhiên, chết già)

2.7 GĐ tử vong

3.1 Ch ơng trình thông tin DT

- Phôi tự điều chỉnh sự phát triển, nhân tố

quyết định đ ợc ch ơng trình hóa trong bộ gen hợp tử

3.1.1 Vai trũ của bộ gen đơn bội ở trứng và

bộ gen lưỡng bội của hợp tử

- Bộ gen 1n của trứng đã chứa đủ TT DT

quyết định sự phát triển 1 cơ thể hoàn chỉnh: kích thích trứng ếch bằng châm kim, lắc hoặc thay đổi nồng độ muối trứng cầu gai

3 Cơ chế điều khiển phát triển phôi

3.1.2 Tác động của gen biệt hóa

- Ở gđ phân cắt: Trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn ph«i,

tiÒm n¨ng sang tiÒm n¨ng bÞ h¹n chÕ

nhau cần cho sự biệt hóa các mầm CQ khác

nhau VD trứng của Thân mềm.

hóa mầm cơ quan VD Trứng ếch hoặc trứng cầu gai

triÓn ph«i: hîp tö 2n cã c¸c cÆp gen => c¬

thÓ cã søc sèng tèt, kÕt hîp tÝnh u viÖt cña 2

nguån gen

Ở giai đoạn phôi vị hóa:

nang Thế nhân hợp tử bằng tb lá phôi giữa thì hợp tử thế nhân không phát triển hoặc phát

triển nhưng tb tk và biểu bì không đầy đủ

- Sau GĐ phôi vị hóa: 1 số TB thành nhóm TB chỉ huy có k/n tự biệt hóa độc lập mà còn tiết

cảm ứng sơ cấp

Vai trß c¸c ph«i bµo trong G§ ph«i vÞ hãa

- Là sự thực hiện tự điều tiết trong q/trình p/ triển và biệt hóa phôi, cảm ứng phôi là

k/năng của 1 mô định h ớng sự biệt hóa và

sự tiến triển của mô xung quanh.

- Quỏ trỡnh phỏt triển phụi gồm 1 chuỗi cỏc

cảm ứng,

- Cảm ứng tố đầu tiên là t/trựng khi thụ tinh

1 s TB ối thiểu thành nhúm TB chỉ huy tự biệt húa

và tiết ra chất t ch c t ổ chức tố ức tố ối thiểu t/động TB lõn cận gọi là cảm ứng tố sơ cấp

=> môi l ng phụi ch ến ức, n là trung tõm tổ chức

Hiện t ợng cảm ứng phôi

- TCT không đặc hiệu cho loài

- Một trung tâm TCT có thể tạo nhiều TCT

- TB càng biệt hóa, hiện t ợng cảm ứng càng giảm:

Ghép môi l ng khi ch a hình thành th ợng bì => tạo tấm TK Môi l ng khi th ợng bì đã hình thành

=> không đổi h ớng phát triển

- Vị trí trung tõm TCT liên quan với nơi tạo ra hệ TK

Tính chất của tổ chức tố:

Sự biệt hóa gồm hai phần:

- Đầu tiên xác định h ớng P triển (tạo vùng đầu)

- Sau biệt hóa => tạo TB của loài cụ thể, sự định

h ớng càng tăng => cảm ứng càng hạn chế

Bản chất của tổ chức tố:

- Nếu giết các TB của mảnh ghép vẫn làm đổi

h ớng p/triển của TB vùng bụng => hiện t ợng

acid nucleic, nucleoprotein hoặc steroid

- Ở cơ thể h/chỉnh, các TB mô, CQ khác nhau chỉ có 1 số gen h/động tạo Pr đặc trưng, đại đa

số các gen khác ở trạng thái đóng

3.1.3 Tính vững chắc tương đối về c/n của chương trình TTDT

- Bộ gen TB đã biệt hóa vẫn duy trì sự vững

chắc tương đối về c/n bộ máy TTDT toàn diện như bộ gen khởi đầu của h/tử

- Nếu được giải kìm hãm các gen đó vẫn đảm bảo h/động c/n nguyên vẹn (cóc châu Phi)

- VCTTDT trong nhân đơn bội của trứng, tương đương với tinh trùng

- TB chất của trứng còn chứa các nhân tố từ

nguồn mẹ:

+ Cảm ứng tố cơ sở thường phân bố ở lớp vỏ

trứng, hoạt hóa các gen để TB phôi biệt hóa

thành các lá phôi, các mầm cơ quan khác nhau (trứng điều hòa và trứng khảm)

+ Các s/phẩm gen từ nguồn mẹ: mARN đời sống dài, ribosom, ty thể với trữ lượng rất lớn, các

ADN tự do

3.1.4 Các nhân tố từ nguồn mẹ

- Sau thụ tinh, trứng hoạt hóa, các thành phần bắt đầu h/đ

p/triển sớm của phôi, các TTDT này có thể trội so với gen hợp tử tạo nên hiệu quả kiểu hình giống mẹ trong

GĐ p/triển sớm của phôi, đôi khi kéo dài suốt đời sống

cá thể

GĐ phôi vị mới bắt đầu được t/hợp và h/động tổng

- Trứng ở trạng thái kìm hãm: các Operon đóng.Chất kìm hãm: ở ĐV đa bào là histon

3.2 Ho t đ ng c a operon trong sự ạo hợp tử - Sự thụ tinh ộng của operon trong sự ủa operon trong sự

PT cá thể

Khi thụ tinh => giải kìm hãm bắt đầu

- GĐ phân cắt, gen phân bào đ ợc giải k/hãm

- Histon kỡm hóm cỏc gen bắt đầu từ gđ phụi vị

- Chất cảm ứng + histon => giải kìm hãm

- Các gen biệt hóa đ ợc giải kìm hãm, sau đú theo dây chuyền => biệt hóa tiếp

- Bản chất sự biệt hóa là cơ chế đóng mở các gen

4 Cỏc nhõn tố ảnh hưởng lờn sự phỏt triển phụi

4.1 Vai trũ của mụi trường ngoại cảnh

- VD: trứng gà cần 38C, trứng giun: pH acid,

nòng nọc biến thái thành ếch khi có đủ thyroxin)

- ĐV có vú: biến đổi sinh lý của mẹ, của mt có tác động đến phôi

- GĐ phôi TB mẫn cảm mạnh với các nhân tố

MT

RL vật liệu DT => phát triển bất th ờng CQRối loạn quá trình phân bào

Gây chết TB có định h ớng

4.2 Cơ sở sinh học của sự phát

sinh quái thai:

=> Dolly trắng giống Finn Dorset đã cho nhân TB.

Có 3 PP cơ bản hy v ng i u tr t n g c ọng điều trị tận gốc điều trị tận gốc ều trị tận gốc ị tận gốc ận ối thiểu

b nh DTPT:ệt (vừa đẻ trứng, vừa đẻ con: cá mập,

5.2 Sự chuyển gen

- Đ a đoạn ADN vào tiền nhân của trứng

- Đ a gen cần chuyển vào các phôi bào nhờ retrovirus: gen mới có mặt ở mọi TB cơ thể

- Đ a gen cần chuyển vào TB mầm của mô cần có gen

- SV trong èng nghiÖm: Trøng thô tinh trong c¬ thÓ mÑ=> ph«i nu«i in vitro t¹o c¬ thÓ SV.

- IVF (Invitro fertilization): TTTÔN, hîp tö p/triÓn thành phôi => ph«i nu«i trong tö cung mÑ

5.3 SV trong èng nghiÖm vµ IVF

6 Sù t¸i sinh

- T¸i t¹o sinh lý: Tinh trùng, h ng c uồng cầu ầu

- T¸i t¹o kh«i phôc: CQ bÞ tæn th ¬ng => cã sù gi¶i k×m h·m 1 phÇn bé gen bÞ øc chÕ

- T¹o ph«i sinh d ìng: ho¹t hãa l¹i toµn bé bé gen, t ¬ng ® ¬ng víi hîp tö

7 §a ph«i

Đa thai 1 hợp tử và đa thai khác hợp tử