ĐẠI HỌC HUẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

TIỂU LUẬN
MÔN: SINH HỌC PHÁT TRIỂN
Đề tài: TÌM HIỂU SỰ PHÁT TRIỂN PHÔI VÀ THỜI KỲ
HẬU PHÔI CỦA LƯỠNG CƯ (Amphibia)

Giáo viên hướng dẫn: GS –TS Ngô Đắc Chứng
Học viên thực hiện: Lê Thị Ngọc Trâm
Lớp: Lý luận và Phương pháp K24 (2015-2017)

Huế, tháng 01 năm 2016

1


MỤC LỤC
PHẦN I: MỞ ĐẦU

Trang

I. Lý do chọn đề tài:-----------------------------------------------------------4
II. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:-------------------------------------5
III. Phương pháp nghiên cứu:----------------------------------------------5
PHẦN II: NỘI DUNG
CHƯƠNG I: ĐẠI CƯƠNG VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CÁ THỂ SINH VẬT
1. Khái niệm phát triển-------------------------------------------------------6
1.1. Khái niệm chung về phát triển------------------------------------------6
1.2. Khái niệm phát triển cá thể sinh vật-----------------------------------6
2. Sự phát triển của sinh vật đa bào----------------------------------------6

2.1. Cơ chế phân tử của quá trình phát triển------------------------------7
2.2. Cơ chế tế bào của quá trình phát triển--------------------------------7
3. Thông tin giữa các tế bào trong quá trình phát triển---------------8
CHƯƠNG II: SỰ PHÁT SINH GIAO TỬ VÀ SỰ THỤ TINH
1. Các tế bào mầm-------------------------------------------------------------11
1.1. Sự tạo thành tế bào mầm-------------------------------------------------11
1.2. Sự di cư tế bào mầm------------------------------------------------------11
1.3. Sự biệt hóa tế bào mầm---------------------------------------------------12
2. Sự phát sinh giao tử--------------------------------------------------------12
2.1. Sự sinh tinh-----------------------------------------------------------------12
2.2. Sự sinh trứng--------------------------------------------------------------15
3. Sự thụ tinh--------------------------------------------------------------------17
CHƯƠNG III : SỰ PHÁT TRIỂN PHÔI CỦA LƯỠNG CƯ
1. Sự phân cắt-------------------------------------------------------------------20
1.1. Kiểu phân cắt---------------------------------------------------------------20
1.2. Cơ chế phân cắt------------------------------------------------------------22
2


2. Sự hình thành phôi vị------------------------------------------------------23
3. Sự hình thành phôi thần kinh--------------------------------------------25
3.1. Sự hình thành ống thân kinh-------------------------------------------26
3.2. Sự biệt hóa của ống thần kinh------------------------------------------30
4. Sự phát triển của các giác quan------------------------------------------31
5. Sự phát sinh cơ quan-------------------------------------------------------31
CHƯƠNG IV: SỰ PHÁT TRIỂN HẬU PHÔI
1. Sự biến thái của lưỡng cư-------------------------------------------------34
1.1. Sự biến đổi về hình thái--------------------------------------------------34
1.2. Sự biến đổi về sinh hóa---------------------------------------------------35
2. Sự già và chết----------------------------------------------------------------36

PHẦN 3: KẾT LUẬN--------------------------------------------------------39

TÀI LIỆU THAM KHẢO---------------------------------------------------40

3


PHẦN I: MỞ ĐẦU
I.
Lý do chọn đề tài:
Sự phát triển của một sinh vật đa bào bằt đầu từ một hợp tử (zygote), phân chia
nguyên phân để tạo ra các tế bào của cơ thể. Trước đây khoa học về sự phát triển
của động vật được gọi là phôi sinh học (embryology), nghiên cứu các sự kiện từ lúc
trứng thụ tinh đến khi con vật được sinh ra. Tuy nhiên, sự phát triển của sinh vật
không chỉ dừng lại ở đó mà phần lớn các sinh vật đều không ngừng phát triển. Vì
vậy những năm gần đây sinh học phát triển (developmenttal biology) được xem là
ngành khoa học nghiên cứu về sự phát triển phôi và cả những quá trình phát triển
khác.
Động vật lưỡng cư (Amphibia) là một lớp động vật có xương sống đầu tiên
chuyển đời sống từ nước lên cạn. Chính vì vậy, chúng còn giữ được nhiều đặc điểm
của tổ tiên. Chúng đẻ trứng ở dưới nước. Cả quá trình phát triển của nòng nọc đều
diễn ra trong nước. Tới lúc trưởng thành chúng mới bò lên cạn. Tuy nhiên, chúng
vẫn thường xuyên lặn ngụp dưới nước để kiếm mồi. Như vậy, trong quá trình phát
triển cá thể, lưỡng cư phải trải qua quá trình biến thái từ ấu trùng sống dưới nước tới
dạng trưởng thành có phổi để thở trong không khí của môi trường cạn. Ngay khi ở
trên cạn, chúng cũng không thể chịu được khô hạn. Chúng thích nơi ẩm ướt và gần
các nguồn nước. Vì vậy, người ta gọi chúng là động vật lưỡng cư. Ba bộ hiện đại
của động vật lưỡng cư là Anura (ếch và cóc), Caudata / Urodela (kỳ nhông), và
Gymnophiona / Apoda (bộ không chân). Số lượng các loài động vật lưỡng cư được
biết đến là khoảng 7.000, trong đó gần 90% là các loài ếch nhái.

Ở nước ta, có nhiều loài lưỡng cư sinh sống phổ biến. Sự tồn tại của chúng
đã góp phần tạo nên tính đa dạng sinh học, giữ một vai trò nhất định trong việc duy
trì sự cân bằng của hệ sinh thái, trong sản xuất nông nghiệp và trong đời sống con
người.
Một trong những vấn đề nghiên cứu về đối tượng này là quá trình phát triển
phôi và hậu phôi nhằm hiểu biết rõ quá trình phát triển của chúng, có những dẫn liệu
chính xác phục vụ cho khoa học, đời sống và sản xuất của con người.
Vì vậy, tôi quyết định chọn đề tài: “Tìm hiểu quá trình phát triển phôi và
thời kỳ hậu phôi của Lưỡng cư”. giúp hiểu biết sâu sắc về những cơ chế điều khiển
quá trình phát triển của lớp động vật này, đồng thời khái quát lại được hệ thống phát
triển của động vật.

4


II. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu: Sự phát triển của lưỡng cư (Amphibia)
Phạm vi nghiên cứu: chỉ tập trung nghiên cứu:
- Đại cương về sự phát triển
- Sự phát triển phôi của lưỡng cư
- Những biến đổi trong thời kỳ hậu phôi ở lưỡng cư
III. Phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp nghiên cứu đề tài là phương pháp tổng hợp các tài liệu được lấy
từ các nguồn thông tin như sách, báo đài, internet. Dựa vào sự phân tích, tổng hợp,
so sánh, đối chiếu các tài liệu để thực hiện đề tài.

5


PHẦN II- NỘI DUNG

CHƯƠNG I : ĐẠI CƯƠNG VỀ SỰ PHÁT TRIỂN CÁ THỂ SINH VẬT
1. Khái niệm phát triển
1.1. Khái niệm chung về phát triển
Phát triển được hiểu như một dãy những biến đổi cấp tiến đưa sự việc ngày
trở nên phức tạp hơn, hoàn thiện hơn, ở mức độ phát triển cao hơn.
1.2. Phát triển cá thể sinh vật
Sự phát triển cá thể sinh vật là quá trình bao gồm một dãy các biến đổi liên
tiếp và phức tạp về cấu trúc, chức năng. Có trật tự trong không gian đã được mã hóa
trong bộ gen để từ một hợp tử biến đổi thành cơ thể hoàn chỉnh đặc trưng cho loài.
Mỗi giai đoạn phát triển khác nhau của cá thể có thể diễn ra ở các môi trường
khác nhau và có thể sử dụng các nguồn thức ăn khác nhau. Chẳng hạn, quá trình
biến thái của ếch từ khi trứng nở ra nòng nọc cho đến khi trở thành ếch trưởng
thành, đã trải qua nhiều giai đoạn có hình dạng khác hẳn nhau. Những biến đổi về
hình dạng này phù hợp với điều kiện môi trường chúng sinh sống.
2. Sự phát triển của sinh vật đa bào
Sự phát triển được nhìn nhận một cách rõ nét nhất ở sinh vật đa bào, đặc biệt
qua quá trình sinh sản hữu tính, mặc dù ở nhiều loài động vật bậc thấp và một số
loài thực vật còn có thêm các hình thức sinh sản vô tính như mọc chồi, phân cắt cơ
thể…
Phát triển của sinh vật đa bào sinh sản hữu tính trải qua các giai đoạn sau:
- Hình thành tế bào sinh dục và thụ tinh tạo thành hợp tử: Bao gồm các quá
trình phát sinh các giao tử đực và cái, sự thụ tinh giữa các giao tử để hình thành
hợp tử.
- Phát triển phôi: Bao gồm các quá trình phân cắt hợp tử tạo phôi nang, sự
tạo phôi vị, phát sinh các cơ quan và hình thành cơ thể.
- Phát triển hậu phôi: Giai đoạn này bắt đầu từ khi con non được sinh ra
(hoặc nở từ trứng ra) đến lúc già và chết. Bao gồm sự hoàn thiện cơ thể (có thể xảy
ra sự biến thái) để trưởng thành và quá trình lão hóa của cơ thể đến chết tự nhiên.

6



2.1. Cơ sở phân tử của quá trình phát triển
Sự phát triển của cơ thể có cơ sở phân tử là các hoạt động của gen với các
quá trình sao chép ADN, phiên mã, dịch mã (sinh tổng hợp protein) và sự phân hóa
tế bào ở các mức độ khác nhau.
Sự phát triển của cá thể bắt đầu từ lúc trứng thụ tinh cho đến khi cơ thể chết
tự nhiên. Quá trình này được xác định bởi hệ thống kiểu gen, trong đó có chương
trình hóa đặc thù về thời gian, vị trí và trình tự hoạt động của các gen.
Mọi tế bào của cơ thể đa bào đều có bộ gen giống nhau. Song vào những thời
điểm khác nhau, ở những mô khác nhau thì các gen có hoạt tính chức năng khác
nhau. Đó chính là nguyên nhân của sự phân hóa. Sự điều hòa tác động của các gen
có thể thực hiện ở những mức độ khác nhau như điều hòa trước phiên mã ( hay điều
hòa mức tự nhân đôi ADN), mức phiên mã, mức dịch mã và mức sau dịch mã.
+ Điều hòa trước phiên mã (Mức tự nhân đôi ADN): là điều hòa số lượng gen
qui định tính trạng nào đó trong tế bào. Ở mức này, sự diều hòa bằng cách tăng lên
hay giảm đi số lượng sao chép gen cần hay không cần vào những thời điểm nhất
định. Trong một số trường hợp sự điều hòa này được thể hiện qua số lượng phân tử
ADN tăng lên ví dụ như trong các tế bào gan, tế bào thành ống tiêu hóa của động
vật có vú, tế bào tuyến nước bọt, tế bào ruột các ống Manpigi của ấu trùng hai cánh.
+ Điều hòa phiên mã: là điều hòa việc tạo ra số lượng mARN được tạo ra.
+ Điều hòa dịch mã: là điều hòa lượng prôtêin được tạo ra bằng cách điều
khiển thời gian tồn tại của mARN, thời gian dịch mã hoặc số lượng ribôxôm tham
gia
dịch
mã.
+ Điều hòa sau dịch mã: là điều hòa chức năng của prôtêin sau khi đã dịch
mã hoặc loại bỏ prôtêin chưa cần.
2.2. Cơ sở tế bào
Tế bào được xem là đơn vị cấu trúc và đơn vị chức năng cơ bản của mọi cơ

thể sống “ Mỗi động vật đều được cấu thành từ một tập hợp các đơn vị sống mà mỗi
đơn vị sống nó mang tất cả đặc trưng của sự sống” (Rudoph Virchow, 1858). Đơn
vị sống đó chính là tế bào. Phát triển là một trong những đặc trưng của cơ thể dựa
trên cơ sở của những đơn vị sống này. Do đó, cơ sở của sự phát triển ở mức tế bào
chính là hoạt động phân chia và biệt hóa tế bào.
7


2.3. Thông tin giữa các tế bào trong quá trình phát triển
2.3.1. Sự gắn kết tế bào
- Mối quan hệ tế bào khác nhau: Các nghiên cứu gần đây cho thấy cấu trúc
protein giữa các loại tế bào là khác nhau và sự khác biệt này liên quan đến quá trình
hình thành mô và cơ quan trong quá trình phát triển. Điều đó đã được chứng minh
bằng thực nghiệm vào năm 1955 bởi Townes và Holtfreter. Mô lưỡng cư phân ly
thành các tế bào đơn khi đặt trong dung dịch alkine, chúng tách khỏi lớp tế bào mầm
ngay sau khi ống thần kinh tao thành. Hai hay nhiều tế bào này cũng có thể tách ra
theo các cách khác. Khi độ pH của dung dịch trở lại bình thường, các tế bào sẽ gắn
lại với nhau. Bằng cách sử dụng phôi đã có các tế bào biệt hóa về kích thước và màu
sắc, họ đã theo dõi được sự gắn kết tế bào. Kết quả này cho thấy các tế bào của
ngoại bì gắn với trung bì và trung bì gắn với các tế bào nội bì như thế nào.

Hình 1.1. Sự kết hợp tế bào trên rãnh thần kinh phôi ếch (Gilbert, 2010)
(Nguồn: )
- Cadhedrin và sự dính tế bào: Những bằng chứng gần đây cho thấy ranh giới
giữa các mô là do sự khác nhau giữa các loại tế bào và lượng phân tử kết dính. Phân
tử kết dính tế bào chủ yếu là chất cadhedrin. Cadhedrin là chất chứa calciun đóng
vai trò thiết lập và duy trì sự liên kết gian bào. Nhờ đó tách các loại tế bào và hình

8



thành nên hình dạng cơ thể (Takeichi, 1987). Cadhedrin là một loại protein vận
chuyển qua màng tương tác với các cadhedrin khác ở các tế bào lân cận. Cadhedrin
như một mỏ neo bên trong tế bào bằng cách kết hợp với một protein khác là catenin.
Phức hợp cadhedrin-catenin tạo nên sự gắn kết của các tế bào biểu mô lại với nhau.
Hơn nữa vì cadhedrin và catenin gắn với sợi actin của bộ khung tế bào và tách các tế
bào biểu mô thành đơn vị cơ học.

Ghi chú:
Epidermis: Ngoại bì
Mesoderm: Trung bì

Neural plate: Tấm thần kinh
Endoderm: Nội bì

Hình 1.2 Sự sắp xếp và tái cấu trúc các mối quan hệ không gian trong
sự tập hợp của tế bào phôi ếch (Gilbert, 2010) (Nguồn
/>Protein cadhedrin còn liên quan đến một số chức năng khác. Trước hết là
giúp cho các tế bào gắn chặt vào nhau. Thứ hai là cadhedrin kết nối và giúp tập hợp
các sợi actin của bộ khung tế bào . Thứ ba là cadhedrin xem như tín hiệu làm thay

9


đổi biểu hiện gen của tế bào, khởi nguồn cho sự biệt hóa để hình thành nên các cơ
quan.
2.3.2. Sự di cư tế bào
Sự di cư tế bào là đặc điểm chung của cả các tế bào biểu bì và trung bì
(Kurosaka và Kashina, 2008). Các phôi bào dịch chuyển rất mạnh trong quá trình
phôi vị hóa dể tạ thành ba lá phôi; gấp lại hình thành ống thần kinh ở phôi động vật

có xương sống; hình thành trung bì và tiền thân của các tế bào sinh dục nguyên
thủy, các tế bào máu và tế bào sắc tố di cư riêng lẽ.
Giai đoạn đầu của sự di cư là sự phân hóa các tế bào về các cực của phôi. Sự
phân hóa cực thực hiện nhờ các tín hiệu khuếch tán như protein hóa hướng động hay
tín hiệu từ chất ngoại bào. Các tín hiệu này tái tổ chức bộ khung tế bào làm cho các
tế bào ở hai cực khác nhau.
Giai đoạn thứ hai của sự di cư là sự lồi ra của mép tế bào. Lực cơ học của quá
trình này do hiện tượng polyme hóa của các vi sợi actin trên màng tế bào tạo nên.
Giai đoạn thứ ba của sự di cư là sự kết dính của tế bào với các chất nền ngoại
bào. Phân tử tạo nên sự kết dính này là một protein gọi là intergrin. Cuối cùng của
sự kết dính rời ra ở phần cuối cho phép tế bào di cư về phía trước. Các tế bào sẽ biệt
hóa và hình thành chức năng riêng, từ đó các cơ quan sẽ hình thành.

10


CHƯƠNG II- SỰ PHÁT SINH GIAO TỬ VÀ SỰ THỤ TINH
1. Các tế bào mầm.
Quá trình tạo giao tử được bắt đầu từ các tế bào mầm. Các tế bào mầm bắt
nguồn từ vùng tế bào chất mầm có các protein đặc trưng và mARN nằm trong
những tế bào xác định của phôi.
1.1. Sự tạo thành tế bào mầm.
Ở lưỡng cư, đã có các tế bào mầm trong các giai đoạn phát triển rất sớm. Bào
tương mầm phân bố ở vùng cực thực vật của hợp tử. Sau khi phân chia, những tế
bào nào có chứa các tế bào chất mầm sẽ biệt hóa thành các tế bào mầm.
1.2. Sự di cư của các tế bào mầm.
Ở lưỡng cư không đuôi như cóc và ếch, tế bào mầm tế bào mầm có trong
trứng đã thụ tinh dưới dạng các hạt giàu ARN ở cực thực vật. Trong suốt quá trình
phân cắt các hạt này di chuyển qua noãn hoàng lên phía trên và cuối cùng kết hợp
với các tế bào nằm ở đáy của xoang phôi. Về sau chúng di chuyển từ lớp nội bào

của ống ruột sơ khai đến màng treo ruột ở phần lưng, rồi đi đến tuyến sinh dục đang
phát triển.

Hình 2.1. Sự di chuyển tế bào chất mầm ở Xenopus
Trứng của luỡng cư có đuôi (như kỳ nhông) không có các tế bào mầm sinh
dục như ở trứng ếch. Các tế bào sinh dục nguyên thủy nằm ở vùng trung phôi bì
cuộn qua mép bụng bên của xoang phôi. Ở đây các tế bào này được thành lập bằng

11


sự cảm ứng trong vùng trung phôi bì và sau đó theo một con đường khác đi đến
tuyến sinh dục.
Các tế bào mầm sinh dục di cư nhờ tác dụng của chuyển động giả túc xuyên
qua các tế bào trung gian, đi đến tuyến sinh dục. Sự di chuyển của các tế bào đến
tuyến sinh dục được thực hiện dễ dàng nhờ các chất hóa học do tuyến sinh dục tiết
ra đã lôi cuốn chúng đến và giữ lại tại các mao mạch bao quanh tuyến.
1.3. Sự biệt hóa của các tế bào mầm.
Các tế bào mầm di chuyển vào tuyến sinh dục có thể biệt hóa thành tinh
trùng hoặc trứng tùy thuộc vào tuyến.
2. Sự phát sinh giao tử.
2.1. Sự sinh tinh.
Các tinh trùng được sản sinh từ các tinh nguyên bào. Khi các tế bào này di
chuyển đến mào sinh dục của phôi, chúng sẽ hợp nhất và biến đổi thành ống sinh
tinh. Trong ống sinh tinh có 2 loại tế bào: các tế bào Sertoli do phần biểu mô của
ống biệt hóa thành có nhiệm vụ dinh dưỡng và các tế bào sinh dục ở những giai
đoạn khác nhau của quá trình sinh tinh.

Hình 2.2 Hình vẽ một lát cắt ngang của ống sinh tinh
Các tế bào Sertoli cung cấp dưỡng chất và bảo vệ tinh nguyên bào, còn sự sinh tinh

xảy ra trong các khe giữa các tế bào Sertoli.

12


Các tinh nguyên bào sẽ nguyên phân lần lượt tạo ra các tế bào A1, A2, A3,
A4. Các tinh nguyên bào A4 có thể tự tái tạo, có thể bị chết hoặc có thể tiếp tục
nguyên phân để tạo ra các tinh nguyên bào trung gian, tinh ngyên bào B, tinh bào sơ
cấp. Trong quá trình nguyên phân của các tinh nguyên bào, sự phân chia tế bào chất
xảy ra không hoàn toàn tạo thành một hợp bào, trong đó các tế bào tiếp xúc nhau
qua một cầu nối có đường kính khoảng 1 µ m.
Sau lần giảm phân I, mỗi tinh bào sơ cấp tạo thành 2 tinh bào thứ cấp. Sau
lần giảm phân II, mỗi tinh bào tứ cấp lại tạo ra 2 tinh tử. Các tinh tử vẫn còn nối với
nhau qua cầu tế bào chất nên mặc dù chúng có nhân đơn bội nhưng vẫn có chức
năng như một tế bào lưỡng bội, vì protein của một gen trong tế bào này có thể
khuếch tán sang tế bào kế cận qua cầu tế bào chất. Trong suốt quá trình phân chia từ
tinh nguyên bào A1 đến tinh tử, các tế bào di chuyển dần từ màng cơ bản của ống
sinh tinh vào lòng ống. Do đó mỗi loại tế bào có thể được tìm thấy ở từng vùng của
ống. Các tinh tử nằm ở thành ống, tại đây chúng tách khỏi cầu nối tế bào chất và
biệt hóa thành tinh trùng.
Cấu tạo Tinh trùng:

A. Cấu trúc của tinh trùng B. Tình trùng ếch (Trái) thỏ (phải)
Hình 2.3. Cấu trúc của tinh trùng
* Phần đầu: là bộ phận của tinh trùng tiếp xúc với trứng trong quá trình thụ tinh.
Đầu tinh trùng có chứa một nhân đơn bội và một thể đỉnh.
Nhân: Trong quá trình trưởng thành của tinh trùng, nhân bị nén lại do ADN của nó
bị xoắn chặt. Sự đóng xoắn của ADN giúp cho tinh trùng ít bị các tổn thương vật lý

13



hoặc đột biến trong quá trình dự trữ và di chuyển đến nơi thụ tinh. Sự nén của nhân
là do tương tác giữa ADN và protein của nhiễm sắc thể là protamin.
Thể đỉnh: nằm ngay phía trước nhân, là một bao kín, dẫn xuất từ thể Golgi, có chứa
các enzim tiêu hóa protein như acrosin, hyaluronidase, acid phosphatase, aryl
sulphatase, các loại esterase và phospholipase giúp cho tinh trùng tiêu hủy lớp mành
trứng để xâm nhập vào bên trong.
* Phần giữa: nằm ngay phía sau đầu là một cổ ngắn nối đầu và đuôi tinh trùng.
Phần giữa được đặc trưng bởi sự hiện diện của các ty thể xếp xoắn ốc, bao quanh sợi
trục bên trong. Ty thể có các enzim có khả năng chuyển hóa yếm khí đường,
glycerol, sorbitol, lactate, các loại acid béo và nhiều loại acid amin. Ty thể của tinh
trùng có chứa enzim lactate dehydrogenase có thể oxy hóa lactate thành pyruvat, là
chất tham gia vào chu trình Kreb để sản sinh năng lượng.
* Phần đuôi: là một cấu trúc phức tạp. Cơ quan vận động chính của đuôi là sợi trục,
được tạo thành bởi các vi ống xuất phát từ trung tử ở phần dưới của nhân. Sợi trục
bao gồm hai vi ống trung tâm được bao chung quanh bởi chín cặp vi ống. Các vi
ống này được cấu tạo bởi các protein là α và β -tubulin. gắn vào các vi ống bên
ngoài là protein dynein. Dynein có khả năng thủy phân ATP và biến đổi năng lượng
hóa học thành công năng giúp cho tinh trùng chuyển động.

Hình 2.4. Cấu trúc của đuôi tinh trùng
14


2.2. Sự sinh trứng
Ở ếch, con cái tạo ra cùng lúc hàng trăm hoặc hàng ngàn trứng, các noãn
nguyên bào là những tế bào gốc có khả năng tự tạo mới trong suốt cuộc đời sinh vật.
Trong giai đoạn đầu, tất cả các chất dinh dưỡng và những chất cần thiết cho
sự phát tirển phôi đều nằm trong tế bào chất của trứng. Các chất này được tích tụ

trong suốt kì trước I của giảm phân và giai đoạn này thường được chia thành hai
thời kì: tiền sinh noãn hoàng và sinh noãn hoàng.
Các tế bào trứng của lưỡng cư bắt nguồn từ một nhóm tế bào mầm sinh dục,
mỗi năm có thể tạo ra một thế hệ tế bào mới. Ở ếch Rana pipiens, sự sinh trứng xảy
ra mất ba năm. Trong hai năm đầu, tế bào trứng gia tăng kích thước dần. Sang năm
thứ ba, sự tích tụ noãn hoàng trong tế bào trứng làm cho trứng to lên rất nhanh.
Hàng năm có một nhóm trứng chín, nhóm đầu tiên chín ngay sau khi biến thái,
nhóm tiếp theo chín vào năm kế tiếp. Thời kì sinh noãn hoàng xảy ra khi tế bào
trứng ở giai đoạn diplotene của kì trước I giảm phân. Noãn hoàng là một phức hợp
các chất dùng để nuôi dưỡng phôi. Thành phần chính của noãn hoàng trong trứng
ếch là vitellogenin. Đây là một protein có khối lượng 470 kDa, được tổng hợp trong
gan và theo dòng máu di đến trứng. Khi trứng chín, vitellogenin bị tách thành 2
protein nhỏ hơn: phosvitin và lipovitellin. Hai protein này được “đóng gói” thành
các tấm noãn hoàng. Các thành phần dự trữ của noãn hoàng là glycogen và các hạt
lipid.
Khi các tấm noãn hoàng được thành lập, chúng di chuyển vào bên trong
trung tâm tế bào. Sau đó do sự vận chuyển trong tế bào, luợng noãn hoàng tăng dần
và tập trung phần lớn ở cực thực vật. Các hạt vỏ, ti thể và các hạt sắc tố nằm ở vùng
ngoại vi của tế bào. Các hạt glycogen, các hạt lipid, ribosome và mạng lưới nội chất
nằm ở cực động vật.
Tế bào trứng của lưỡng cư có thể duy trì ở gia đoạn diplotene của kì trước I
giảm phân suốt cả năm. Trạng thái này giống như giai đoạn G 2 ở kì trung gian của
chu kì tế bào. Quá trình giảm phân được tiếp tục trở lại khi có mặt của progesterone.
Hormone này được các tế bào noãn nang tiết ra để đáp ứng lại tác động của các
hormone sinh dục do tuyến yên tiết ra. Trong vòng 6 giờ từ khi có tác động của
progesterone, các vi nhung mao co rút lại, màng nhân và hạch nhân tan biến, các
NST đóng xoắn và di chuyển về cực động vật để bắt đầu tiếp tục phân chia. Sau khi
kết thúc lần phân bào I, sự rụng trứng xảy ra, các trứng được phóng thích khỏi
15



buồng trứng ở vào kì giữa lần phân bào II. Khi thụ tinh trứng tiếp tục hoàn tất giảm
phân II.
Cấu tạo của Trứng.
Tất cả các nguyên liệu cần thiết cho sự tăng trưởng và phát triển phải được dự trữ
trong trứng chín. Trong khi tinh trùng bị loại bỏ hầu hết tế bào chất thì tế bào trứng
đang phát trển không chỉ giữ lại mà còn tích tụ thêm tế bào chất.
Tế bào chất của trứng bao gồm:
* Protein: Phôi cần một thời gian rất lâu mới có thể tự dinh dưỡng hoặc nhận thức
ăn từ mẹ. Các tế bào phôi trong giai đoạn sớm cần được cung cấp năng lượng và các
amino acid. Việc này được thực hiện nhờ sự tích tụ protein noãn hoàng trong trứng.
Các protein này được sản sinh trong các cơ quan khác như gan, thể mỡ và di chuyển
theo dòng máu của mẹ đến trứng.
* Ribosome và tARN: Cần cho phôi tổng hợp protein của riêng chúng ngay sau khi
thụ tinh.
* mARN: được duy trì ở trạng thái không hoạt động cho đến khi trứng được thụ
tinh.
* Các yếu tố phát sinh hình thái: là những phân tử có vai trò trong sự biệt hóa tế
bào. Chúng nằm trong những vùng khác nhau của trứng và được phân bố về các tế
bào con trong suốt quá trình phân cắt của hợp tử. Bên trong khối tế bào chất là một
nhân lớn. Bao quanh tế bào chất là màng nguyên sinh. Màng này có khả năng điều
hòa sự trao đổi ion trong quá trình thụ tinh và có khả năng hợp nhất với màng tế bào
tinh trùng. Bên ngoài màng nguyên sinh là màng noãn hoàng.
Màng noãn hoàng có ít nhất là tám loại glycoprotein cần thiết cho sự nhận
dạng đặc hiệu của tinh trùng. Nằm ngay bên dưới màng nguyên sinh trứng là một
lớp vỏ mỏng khoảng 5 µ m. Tế bào chất của vùng này cứng hơn phía trong và có
nhiều phân tử actin hình cầu. Trong quá trình thụ tinh, các phân tử actin bị polymer
hóa tạo thành các vi sợi (microfilament). Các vi sợi này cần cho sự phân cắt tế bào,
đồng thời tạo ra lớp vi nhung mao (microvilli) trên bề mặt tế bào. Ngoài ra trong lớp
vỏ còn có các hạt vỏ (cortical granules) là dẫn xuất của thể Golgi, có chứa các

enzim thủy phân protein, mucopolysaccharide, glycoprotein và protein hyalin. Các
enzim và mucopolysaccharide có vai trò ngăn chặn các tinh trùng khác đi vào trứng

16


sau khi trứng đã thụ tinh, còn hyalin và glycoprotein bao chung quanh phôi có vai
trò nâng đỡ các phôi bào trong giai đoạn phân cắt.
Bên ngoài màng noãn hoàng còn có một lớp mỏng gọi là lớp keo (jelly layer)
cấu tạo từ glycoprotein, có nhiều chức năng nhưng phổ biến nhất là để hấp dẫn và
hoạt hóa tinh trùng.
3. Sự thụ tinh
• Ở lưỡng cư có đuôi, mùi thơm tiết ra từ những tuyến chung quanh lỗ huyệt của
con đực ngoài vai trò làm cá thể cái nhận biết được đối tượng sinh sản của
mình, còn có tác dụng hấp dẫn con cái và kích thích đẻ trứng.
• Sự giao phối được tiến hành đơn giản ở nhóm không đuôi (cóc, ếch, nhái). Trong
khi ghép đôi cá thể đực dùng chi trước ôm chặt lấy con cái, hoặc ôm vào cổ, nách
hoặc vào hai bên hông tùy loại. Ở tư thế đó, sau khi con cái phóng trứng ra con đực
sẽ phóng tinh trùng vào để thụ tinh cho trứng.

Hình 2.5. Ghép đôi thụ tinh của ếch (theo Raven)
Sự thụ tinh bao gồm các hoạt động cơ bản sau:
- Sự nhận biết và tiếp xúc giữa tinh trùng với trứng. Điều này bảo đảm là tinh
trùng và trứng thuộc cùng một loài.
- Sự xâm nhập của tinh trùng vào trứng. Trứng có cơ chế cản trở sự xâm
nhập của nhiều tinh trùng, chỉ cho phép một tinh trùng đi vào trứng.
- Sự hợp nhất nguyên liệu di truyền của tinh trùng và trứng.
17



- Sự hoạt hóa trao đổi chất của trứng để bắt đầu phát triển.
(1) Sự xâm nhập của tinh trùng vào trứng: tinh trùng di chuyển qua màng thấu
quang:
Cùng với lực chuyển động cần thiết của đuôi, acrosin đóng một vai trò quan
trọng trong sự xâm nhập của tinh trùng. Thật sự acrosin được xem như là một
“enzyme xâm nhập màng thấu quang”. Khi đỉnh của các tiểu quản chạm đến màng
bào tương noãn, hai màng này sẽ hoà nhập vào nhau.

Hình 2.6: Sự xâm nhập của tinh trùng qua màng zona và sự hoà nhập giao tử
và hợp nhất tinh trùng vào noãn
Sau khi xuyên thủng và chui qua màng zona, tinh trùng nằm trong khoang
quanh noãn và chờ một thời gian trước khi bám vào bề mặt màng bào tương noãn.
Sự hoà nhập này gây nên một số hiện tượng khác diễn ra trong vài phút: phản ứng
vỏ, hoạt hoá noãn, hình thành và tống xuất cực cầu II. Ngay sau khi hoà nhập vào
noãn, màng nhân tinh trùng biến mất, bào tương noãn xuất hiện và chèn vào vùng
sau nhân của đầu tinh trùng giúp nhấn chìm phần đầu tinh trùng.
18


Noãn bào có sự tái phân bố các bào quan của bào tương để chuẩn bị cho hợp
tử chuyển thành phôi. Trong quá trình hoạt hoá, các hạt vỡ ra giải phóng các chất
chứa bên trong vào trong khoang quanh noãn. Phản ứng vỏ đảm bảo sự thụ tinh bình
thường, một tinh trùng thụ tinh với một noãn, tránh hiện tượng đa tinh trùng thụ
tinh.

Hình 2.7. Phản ứng vỏ ngăn đa thụ tinh
(2) Sự hình thành và hợp nhất tiền nhân: Khi đầu tinh trùng đi vào bào tương noãn,
ngay lập tức màng nhân bị tan ra và chất nhân bị rã. Sự hình thành tiền nhân đực
phải được diễn ra trong điều kiện đặc hiệu của bào tương noãn giai đoạn trưởng
thành, không thể xảy ra khi noãn chưa trưởng thành. Sự sao chép DNA diễn ra sau

khi tinh trùng xâm nhập.
Tiền nhân đực và tiền nhân cái được hình thành tương tự nhau và di chuyển
đến gần nhau rồi cùng di chuyển đến trung tâm của noãn. NST của tinh trùng và
noãn trộn lẫn vào nhau.
(3) Sự hoạt hóa trao đổi chất của trứng để bắt đầu phát triển: Sau khi NST của tinh
trùng và noãn trộn lẫn vào nhau, tạo thành trung kỳ của lần nguyên phân đầu tiên để
phát triển thành phôi.

19


CHƯƠNG III- SỰ PHÁT TRIỂN CỦA PHÔI LƯỠNG CƯ
1. Sự phân cắt
Sự thụ tinh là bước khởi đầu trong quá trình phát triển của sinh vật. Hợp tử
được hình thành bắt đầu sản sinh ra một cơ thể đa bào bằng một quá trình gọi là
phân cắt. Trải qua một loạt nguyên phân liên tiếp, hợp tử được phân chia tạo thành
một khối tế bào nhỏ gọi là phôi dâu . Ngay sau đó một xoang chứa đầy chất dịch gọi
là xoang phôi được thành lập. Xoang phôi được bao quanh bởi các phôi bào. Lớp
phôi bào này được gọi là phôi bì và phôi ở giai đoạn này được gọi là phôi nang.
Sự phân cắt có các đặc điểm sau đây:
- Ở Lưỡng cư tốc độ phân bào và vị trí tương ứng giữa các phôi bào được
điều hòa bởi các protein và mARN dự trữ trong tế bào chất của trứng.
- Trong quá trình phân cắt không có sự gia tăng thể tích của phôi nhưng số
lượng tế bào tăng lên không ngừng (một tế bào hợp tử được phân chia thành 2, 4, 8,
16 tế bào...) nên kích thước các phôi bào ngày càng nhỏ dần.
- Sự phân bào xảy ra rất nhanh, chu kì tế bào ngắn hơn bình thường. Chúng
chỉ còn các giai đoạn S (tổng hợp) và M (phân chia) mà không có các giai đoạn tăng
trưởng (G1 và G2) trong kì trung gian giữa các lần phân chia. Nguyên phân là do các
thành phần cần thiết cho sự phân bào đã được dự trữ từ trước khi thụ tinh.
- Tương quan tỉ lệ giữa thể tích của tế bào chất và của nhân ngày càng nhỏ đi

qua các lần phân bào. Sự giảm nhiều lần tỉ lệ này có ý nghĩa quyết định đến thời
điểm hoạt hóa của các gen trong nhân hợp tử. Ở ếch Xenopus laevis, sự phiên mã
của gen chỉ xảy ra sau 12 lần phân chia. Lúc này tốc độ phân cắt giảm, các phôi bào
trở nên linh động và sự phiên mã của các gen nhân bắt đầu.
1.1. Kiểu phân cắt.

Hình 3.1. Kiểu phân cắt trứng lưỡng cư (Hickman Jr., 2006)
Trứng của Lưỡng cư là trứng đoạn noãn hoàng, luợng noãn hoàng nhiều và
tập trung ở cực thực vật. Nhân nằm gần ở cực động vật.

20


Ở Lưỡng cư, hợp tử phân cắt hoàn toàn và tán xạ. Một giờ sau khi tinh trùng
xâm nhập, trứng lưỡng cư bắt đầu có những chuyển động tế bào chất cục bộ, diễn ra
sự tái phân bố trong trứng, đưa đến sự xuất hiện của liềm xám ở phía đối diện với
nơi xâm nhập của tinh trùng. Liềm xám là biểu hiện của sự biệt hóa sớm ở khu vực
tương lai môi lưng của phôi khẩu.

Hình 3.2. Sự sắp xếp lại tế bào chất của trứng ếch mới thụ tinh
(Nguồn : />Qua hai giờ sau khi thụ tinh, trên bề cực động vật của trứng xuất hiện một
đường lõm là rãnh phân cắt. Rãnh phân cắt này lan xuống phía dưới, đi qua liềm
xám và kéo dài từ từ xuống vùng cực thực vật để phân chia trứng thành hai nửa là
hai phôi bào đầu tiên có kích thước bằng nhau. Rãnh phân cắt thứ hai cũng theo mặt
phẳng kinh tuyến, thẳng góc với rãnh phân cắt thứ nhất. Ở lần thứ 3, do cực thực vật
có nhiều noãn hoàng nên mặt phẳng phân cắt là mặt phẳng xích đạo nhưng nằm
chệch lên phía cực động vật. Chúng tạo thành 4 tiểu phôi bào ở cực động vật và bốn
đại phôi bào ở cực thực vật. Sự phân chia hoàn toàn nhưng không đều này đã tạo ra
2 vùng chính trong phôi: một vùng có các phôi bào nhỏ, phân chia nhanh, nằm gần
cực động vật và 1 vùng có các phôi bào lớn, phân chia chậm hơn, nằm ở cực thực

vật. Khi sự phân cắt tiếp tục, vùng cực động vật có rất nhiều phôi bào nhỏ trong khi
vùng cực thực vật chỉ có 1 ít phôi bào lớn. Khi phôi có từ 16 đến 64 tế bào chúng
được gọi là phôi dâu. Ở giai đoạn 128 tế bào, xoang phôi bắt đầu xuất hiện, hình
thành phôi nang.

21


Hình 3.3. Sự phân cắt của trứng ếch. Rãnh phân cắt kí hiệu bằng chữ số la mã
theo thứ tự xuất hiện
(Nguồn )

Hình 3.4. Ảnh hiển vi điện tử (SEM) của một trứng ếch đang phân cắt
1.2. Cơ chế phân cắt.
Sự phân cắt tế bào bao gồm hàng loạt quá trình nguyên phân. Mỗi chu kì tế
bào gồm 2 bước : M (phân chia) và S (tổng hợp ADN). Sự chuyển tiếp từ thụ tinh
sang phân cắt được tạo ra nhờ sự hoạt hóa của MPF (mitosis promoting factor).
MPF có hai bán đơn vị. Bán đơn vị lớn là cyclin B và bán đơn vị nhỏ là cdk (cyclindependent kinase). Cyclin B thường được mã hóa bởi các mARN dự trữ trong tế bào
chất của trứng, chúng được tích tụ trong giai đoạn S và bị tiêu hủy sau khi tế bào bắt
đầu phân chia. Cdk hoạt hóa sự phân chia bằng cách phosphoryl hóa nhiều loại
protein, làm cho nhiễm sắc thể đóng xoắn, màng nhân tiêu biến và thoi phân bào
được thành lập. Chúng chỉ hoạt động khi có mặt cyclin.
22


Mặt phẳng phân cắt của trứng được xác định bởi sự định hướng của thoi phân
bào (mitotic spindle), thoi này lại liên quan đến hoạt động của thể sao (aster). Thể
sao là những vi ống (microtubule) tỏa ra từ trung thể (centrosome). Trước khi tế bào
phân chia, trung thể tự nhân đôi, phân ly về hai cực đối diện của tế bào và thành lập
thể sao. Sự định hướng của thể sao xác định mặt phẳng phân cắt.

Sự phân cắt gồm hai quá trình có tính chu kỳ là sự phân chia nhân
(karyokinesis) và sự phân chia tế bào chất (cytokinesis). Sự phân chia nhân đạt được
nhờ sự thành lập các vi ống và kết thúc khi có sự thành lập rãnh phân cắt (cleavage
furrow) thẳng góc với mặt phẳng của thoi phân bào. Ở vùng rãnh, vỏ trứng dày lên
tạo thành một vòng co thắt lại tách đôi tế bào hợp tử. Vòng co thắt (contractile ring)
nầy bao quanh các vi sợi (microfilament) có chiều dài từ 30 đến 70 A o. Các vi sợi
được tạo thành từ hai loại protein là actin và myosine. Trong lúc tế bào phân chia,
thoi phân bào xuất hiện ở trung tâm của tế bào chất còn các vòng co thắt được thành
lập ở phần ngoài. Các vòng này chỉ tồn tại trong thời gian tế bào phân chia.
2. Sự hình thành phôi vị
Trong sự phân cắt, trứng thụ tinh phân chia hàng trăm hay hàng ngàn tế bào
tạo thành một khối cầu chứa đầy dịch là phôi nang. Để trở thành một sinh vật có đầy
đủ các chức năng, phôi phải sắp xếp lại các tế bào phôi nang theo một sơ đồ đặc
trưng cho loài. Thời kỳ đầu của quá trình này là sự tạo phôi vị. Sự phôi vị hóa biến

23


đổi phôi nang hình cầu thành một cấu trúc phức tạp gồm có ba lớp tế bào (ba lá
phôi): (1) ngoại bì ở ngoài cùng; (2) trung bì ở giữa; và (3) nội bì ở trong.
Sự hình thành phôi vị ở Lưỡng cư
Sau phân cắt hình thành một phôi nang lệch, thành dày gồm một số lớp tế
bào. Phôi ếch ở giai đoạn này là một khối cầu rỗng có khoảng 104 tế bào với xoang
phôi bên trong nằm chệch về phía cực động vật. Các tế bào ở vùng cực động vật
(vùng lưng) nhỏ trong khi các tế bào ở vùng cực thực vật (vùng bụng) lớn hơn. Phôi
nang của Lưỡng cư được chia thành 3 vùng chính: (1) vùng lưng tạo thành nhiều lớp
tế bào trong nóc xoang phôi; (2) vùng bụng gồm các phôi bào lớn ở cực thực vật
nằm dưới xoang phôi và (3) vùng giáp ranh nằm ở giữa, phân cách với vùng thực
vật bởi liềm xám.
Sự phôi vị hóa của ếch khởi đầu từ vùng liềm xám, ngay phía dưới xích đạo

nơi bán cầu động vật và thực vật gặp nhau. Dấu hiệu bên ngoài đầu tiên của sự phôi
vị hóa là sự hình thành môi lưng của phôi khẩu. Tại đây các tế bào lõm vào tạo
thành phôi khẩu có dạng khe hẹp. Những tế bào này thay đổi hình dạmg một cách
đột ngột. Phần thân chính của mỗi tế bào hướng về phía trong phôi, phần còn lại vẫn
gắn vào mặt ngoài qua một cổ thon. Các tế bào này được gọi là tế bào cổ chai. Khi
quá trình phôi vị hóa tiếp diễn, các tế bào cổ chai tiếp tục lõm vào tạo ra các môi
bên và cuối cùng là môi bụng của phôi khẩu.
Khi ruột nguyên thủy dài ra, các tế bào cổ chai tiếp tục di chuyển vào trong
và chúng dàn trải ra tạo thành một vùng lớn ở ngoại vi của ruột. Các tế bào cổ chai
di nhập vào các lớp sâu hơn, ở đó chúng tạo thành dây sống và trung bì thân. Các tế
bào nội bì được bào quanh bởi phôi khẩu tạo thành nút noãn hoàng.
Giai đoạn tiếp theo của sự tạo phôi vị là sự di cư của các tế bào vùng ranh về
phía môi phôi khẩu. Các tế bào này sau đó sẽ cuộn vào và di chuyển dọc theo mặt
trong của lớp ngoại bì. Những tế bào tạo thành môi phôi khẩu thường xuyên thay
đổi. Những tế bào đầu tiên tạo thành môi lưng là các tế bào nội bì lõm vào tạo thành
mép trước của ruột. Khi các tế bào này đi vào phía trong phôi, môi phôi khẩu bao
gồm các tế bào là tiền thân của trung bì đầu. Các tế bào tiếp theo cuộn vào trên môi
lưng của phôi được gọi là các tế bào trung bì dây sống.

24


Khi các tế bào đi vào bên trong phôi, xoang phôi sẽ hẹp dần và dịch chuyển
sang vị trí đối diện với môi lưng. Do sự chuyển động của các tế bào nội bì và trung
bì bên trong, các tế bào ngoại bì sẽ lan phủ và bao lấy toàn bộ phôi.

Hình 3.6. Sự hình thành phôi vị ở ếch
(Nguồn : />3. Sự hình thành phôi thần kinh
Sau khi hoàn thành quá trình tạo phôi vị, phôi chuyển sang giai đoạn phát
triển quan trọng. Các lớp tế bào mầm sắp xếp vào đúng vị trí sơ đồ cấu tạo cơ thể.

Trong giai đoạn tiếp theo của quá trình phát sinh cơ quan, các lớp tế bào mầm tương
tác với nhau để tạo ra cơ quan của cơ thể. Ở động vật có xương sống, hoạt động

25