Sinh hoc phat trien

Trình bày được đặc điểm sự phân cắt và sự tạo thành phôi nang của các loại trứng.. Các hình thức SS đặc biệt - Tiếp hợp: SS h/tớnh mức thấp: VK,trựng lụng - Nội hợp: Ở một số SV đơn bào

sinh häc ph¸t triÓn

PGS TS Phan Thị Hoan

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 nang 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

Sinh học phát triển

NC các tính chất sinh học trong quá trình

phát triển cá thể của loài

Quỏ trỡnh phỏt triển cỏ thể

Là quỏ trỡnh từ khi sinh ra mầm mống của

cơ thể mới, phỏt triển qua cỏc gđ cho tới

khi già và chết của cỏ thể

Các cá thể đợc hình thành qua sinh sản

1 Các phơng thức SS của SV

1.1 SS vô tính:

Đặc điểm: không có phối hợp VCDT từ bố & mẹ

Hình thức: phân đôi, nảy chồi, cắt đốt, SS bằng bào tử

1.2 SS hữu tính

Đặc điểm: có sự phối hợp GT đực và cái

Khuynh hớng tiến hóa trong SS hữu tính: Theo sự phân hóa TB:

- Hình thái GT: đẳng giao,dị giao, noãn giao

- Phân hóa TB: Từ cha => có phân hóa TB sinh dục,TB sinh dỡng

- Phân hóa giới tính: lỡng tính => đơn tính

Theo hình thức thụ tinh:

- Thụ tinh ngoài => Thụ tinh trong

Theo hình thức bảo vệ trứng:

- Đẻ trứng => đẻ con

1.3 Các hình thức SS đặc biệt

- Tiếp hợp: SS h/tớnh mức thấp: VK,trựng lụng

- Nội hợp: Ở một số SV đơn bào

- Lỡng tính sinh: Cơ thể có cả CQ SD đực, cái

VD: sán dây, sán lá, giun đất, thực vật

- Đơn tính sinh (trinh sản): Trứng không thụ tinh phát triển thành cơ thể SV

Về mặt DT:

+ ĐTS đơn bội

+ ĐTS lưỡng bội (ĐHT từ bộ gen1n mẹ x 2)

Về mặt giới tớnh sau sinh: ĐTS đực, ĐTS cỏi, ĐTS chu kỳ

+ ĐTS đực: đơn tính sinh kiểu ong

+ ĐTS cỏi: ốc, tôm, cua (tạo TB 2n: TB chất

trứng không phân chia, khụng phõn ly ở giảm phõn I; hòa hợp cực cầu II)

+ ĐTS chu kỳ: luân trùng Rotatoria

+ ĐTS nhân tạo: châm kim trứng ếch

+ ĐTS ở ngời: u quái

+ Mẫu sinh: nhân tinh trùng thoỏi húa sau thụ tinh

+ Phụ sinh: nhân trứng bị thoỏi húa sau thụ tinh

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 Qu¸ tr×nh ph¸t triÓn c¸ thÓ ĐV

2.1 Giai đoạn tạo giao tử - Cỏc TB sinh dục

Tinh trùng ĐV cú vỳ

Cá c phần của tinh trù ng Cá c cấu trúc Chức nă ng

Hình 4.1: Sơ đồ cấu tạ o tinh trù ng

động vật có vú.

Trứng:

A : Trứng đẳng hoàng: cầu gai, cá lỡng tiêm

B : Trứng đoạn hoàng: noãn hoàng trung bình ỡng c), n.hoàng rất nhiều (bò sát, chim)

2.2 GĐ tạo hợp tử - 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

2.4 Sự phát triển phôi ĐV cú xương sống

2.4.1 Phõn cắt và phát triển phôi trứng

đẳng hoàng

GĐ phân cắt:

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

+ Quá trình: phôi dâu, tạo phôi nang

- Tạo l¸ ph«i gi÷a: TB xen vµo gi÷a l¸ ph«i

ngoµi & l¸ ph«i trong

GĐ phát sinh mầm CQ: Tạo ống thần kinh, Dây sống, Lá

phôi giữa, ống ruột

9

13 14 15 11

Hì nh 4.5: Sơ đồ giai đoạ n phá t sinh

mầm cơ quan ở cá l- ỡ ng tiê m.

A Thiế t đồ cắ t dọc;

B đế n G Thiế t đồ cắ t ngang

1 Xoang vị ; 2 Phôi khẩu;

3a Môi l - ng; 3b Môi bụng;

4 Tấm thần ki nh; 5 Lá phôi

trong; 6 Lá phôi ngoài;

7 Xoang cơ thể nguyên thuỷ;

2.4.2 Phõn cắt và phát triển phôi

trứng đoạn hoàng

- Lợng noãn hoàng trung bình:

+ ĐĐ phân cắt: hoàn toàn, không đều,

không đồng thời, toàn bộ phôi bào đều phát triển thành phôi thai

- Lợng noãn hoàng nhiều:

+ ĐĐ 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

5

2

Sơ đồ sự phân cắt và phát triển

phôi của trứng chim

2.4.3 Phân cắt và ph¸t triÓn ph«i

+ Quá trình phân cắt:

- Tạo 4 tiểu phôi bào, 4 đại phôi bào

- Tiểu phôi bào phân cắt nhanh bao lấy đại

phôi bào, tạo lá nuôi của thai; đại phôi bào tạo mầm thai

- Phía trên, giữa các đại phôi bào và lá nuôi có xoang dới mầm (xoang vị) Phía dới đại phôi

bào hình thành nội bì (lá phôi trong)

- Phía trên đại phôi bào bè ra tạo lá phôi

ngoài Xoang giữa lá phôi ngoài và lá nuôi là xoang ối

- Lá phôi giữa do di bào tạo thành

Phân cắt và ph¸t triÓn ph«i

3 4 5

4 8 7

10 7

4 9 8 6 11

L¸ ph«i ngoµi: t¹o thîng b×, tãc, l«ng,

mãng ch©n, mãng tay, Tuyến 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, tuyến tiÒn yªn

T¬ng lai cña c¸c l¸ ph«i

L¸ ph«i gi÷a: 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: t¹o n/m¹c thùc qu¶n, ruét, manh trµng, c¸c tuyÕn (gan, tuþ, níc bät),

CQ h« hÊp (n/m¹c khÝ qu¶n vµ phæi), tuyến gi¸p, phã gi¸p, tuyến øc, n/m¹c bµng quang

T¬ng lai cña c¸c l¸ ph«i

- Định nghĩa (kế phôi, sau phôi, hậu phôi):

GĐ con non tự HĐ tăng tiến k.lợng, kích thớc

- Đặc điểm

- Tự HĐ tăng tiến k/lợng, kích thớc

- Đồng hóa mạnh hơn dị hóa

- Cơ thể cha cân đối, 1 số CQ cha hoàn chỉnh,

có thể có CQ mất đi, thay thế mới

- CQ SD cha phát triển, HĐ cha hiệu quả

- Thích nghi và chống đỡ với ngoại cảnh yếu 2.4 GĐ sinh trởng

Theo ĐĐ sinh trởng:

- Sinh trởng có giới hạn

- Sinh trởng không giới hạn: cá, bò sát

Theo sự biến thái trong GĐ hậu phụi:

- Phát triển trực tiếp (không biến thái)

- Phát triển gián tiếp (có biến thái)

Khả năng hoạt động ấu trùng/con non:

- Dạng con non khoẻ

- Dạng con non yếu

Phân loại

Định 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 trởng 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:

Định nghĩa: 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 lão

Khi 1 CQ cú sự già húa quỏ nhanh, quỏ

ỏc liệt, hoặc ngừng HĐ không đáp ứng

nhu cầu tối thiểu cỏc CQ khỏc => ngừng HĐ của tất cả các CQ => chết (chết tự nhiên, chết già)

2.7 GĐ tử vong

3.1 Chơng trình thông tin DT

- Phôi tự điều chỉnh sự phát triển, nhân tố

quyết định đợc chơng 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

- Trong qu¸ tr×nh ph¸t triÓn ph«i, CTTT DT

trong nh©n TB chuyÓn tõ tr¹ng th¸i ®a tiÒm n¨ng sang tiÒm n¨ng bÞ h¹n chÕ:

- Trứng khảm: TB chất chia thành các vùng khác nhau cần cho sự biệt hóa các mầm

CQ khác nhau

- Trøng ®iÒu hßa: c¸c ph«i bµo cã vai trß

nh nhau trong biệt hóa mầm cơ quan

- Thực nghiệm chứng minh vai trò quan

trọng của TB chất

+ LÊy nh©n 1 TB ph«i nang thÕ cho nh©n

cña hîp tö => hîp tö ph¸t triÓn b×nh thêng + Lấy nh©n TB ph«i vÞ: p triÓn dõng ë ph«i nang

- Sau GĐ phôi vị hóa: 1 số TB thành nhóm

TB chỉ huy có k/n tự biệt hóa độc lập mà

còn tiết ra chất với vai trò Tổ chức tố (TCT)

- Chất 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

k/năng của 1 mô định hớng sự biệt hóa và sự tiến triển của mô xung quanh

- Q/trỡnh p/triển phụi gồm 1 chuỗi cỏc cảm ứng

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

- 1 số TB thành nhúm TB chỉ huy tự biệt húa

=> môi lng phụi ếch là trung tõm tổ chức

Hiện tợng cảm ứng phôi

- TCT không đặc hiệu cho loài

- TB càng biệt hóa, hiện tợng cảm ứng

càng giảm:

Ghép môi lng khi cha hình thành thợng bì

=> tạo tấm TK Môi lng khi thợng bì đã hình thành => không đổi hớng 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 hớng P triển (tạo vùng đầu)

- Sau biệt hóa => tạo TB của loài cụ thể, sự định hớng càng tăng => cảm ứng càng hạn chế

- 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 ngoài của 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

- mARN của mẹ làm khuôn mẫu tổng hợp Pr ở các GĐ 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

- mARN của hợp tử ở cuối GĐ phôi nang thậm chí ở GĐ phôi vị mới bắt đầu được t/hợp và

h/động tổng hợp Pr

- Trong thiên nhiên: con la và boocđô

- Ở người: 1 số đđ của nếp vân da ngón tay,

bàn chân

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

3.2 Hoạt động của operon trong sự PT cá

thể

Khi thụ tinh => giải kìm hãm bắt đầu

- GĐ phân cắt, gen phân bào đợc 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 đợc 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 thờng CQ Rối loạn quá trình phân bào

Gây chết TB có định hớng

4.2 Cơ sở sinh học của sự phát sinh quái thai:

=> Dolly trắng giống Finn Dorset đã cho nhân TB

Cã 3 PP c¬ b¶n hy vọng điều trị tận gốc

bệnh DTPT:

5.2 Sù chuyÓn gen

- §a ®o¹n ADN vµo tiÒn nh©n cña trøng

- §a gen cÇn chuyÓn vµo c¸c ph«i bµo nhê retrovirus: gen míi cã mÆt ë mäi TB c¬ thÓ

- §a gen cÇn chuyÓn vµo TB mÇm cña m« cÇn cã gen

- SV trong ống nghiệm: Trứng thụ tinh trong cơ thể mẹ=> phôi nuôi in vitro tạo cơ thể SV

- IVF (Invitro fertilization): TTTễN, hợp tử p/triển thành phụi => phôi nuôi trong tử cung mẹ

5.3 SV trong ống nghiệm và IVF

6 Sự tái sinh

- Tái tạo sinh lý: Tinh trựng, hồng cầu

- Tái tạo khôi phục: CQ bị tổn thơng => có sự giải kìm hãm 1 phần bộ gen bị ức chế

- Tạo phôi sinh dỡng: hoạt hóa lại toàn bộ bộ gen, tơng đơng với hợp tử

7 Đa phôi

Đa thai 1 hợp tử và đa thai khỏc hợp tử