BÀI BÁO CÁO SINH HỌC
PHÁT TRIỂN
ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU QUÁ TRÌNH PHÁT
TRIỂN PHÔI Ở LƯỠNG CƯ
GV hướng dẫn: PGS-TS NGÔ ĐẮC CHỨNG
HV thực hiện: Trần Công Tiến
Nguyễn Ngọc Thôi
Biện Văn Quyền
Nguyễn Thành Hưng
CẤU TRÚC ĐỀ TÀI
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
II. NỘI DUNG: QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN
PHÔI
1. Quá trình tạo giao tử
2. Quá trình thụ tinh
3. Quá trình phân cắt của trứng
4. Quá trình phôi vị hoá và tạo trung bì
5. Tạo tấm thần kinh
6. Phát sinh cơ quan
7. Phát triển hậu phôi
III. KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
Lớp Lưỡng cư (Amphibia) là loài phổ biến
ở nước ta. 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, chúng tôi chọn đề tài: “Tìm hiểu
quá trình phát triển phôi của Lưỡng cư”.
PHẦN II: NỘI DUNG: QUÁ TRÌNH
PHÁT TRIỂN PHÔI
1. Quá trình tạo giao tử
1.1 Các tế bào mầm.
Hợp tử bắt nguồn từ sự hợp nhất giữa các giao tử
đực và cái. 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.
a. Sự tạo thành tế bào mầm.
Ở lưỡng cư, 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.
b. Sự di cư của các tế bào mầm.
Ở lưỡng cư không đuôi như cóc và ếch, 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. 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 tế bào chất mầm ở Xenopus
Trứng của lưỡng cư có đuôi
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 sự
cảm ứng trong vùng trung phôi bì
và sau đó theo một con đường
khác đi đến tuyến sinh dục.
c. 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.
1.2. Sự phát sinh giao tử.
a. 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.
Sự phát triển của tinh trùng.
b. 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.
2. Quá trình thụ tinh
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.
- Sự hoạt hóa trao đổi chất của trứng để bắt
đầu phát triển
3. Quá trình phân cắt của trứng
Trứng của Lưỡng cư là trứng dị hoàng, luợng noãn
hoàng nhiều và tập trung ở cực thực vật. Nhân
nằm gần ở cực động vật.
Hợp tử phân cắt hoàn toàn và đối xứng tỏa tròn. Tuy nhiên
trứng lưỡng cư có nhiều noãn hoàng tập trung ở cực thực
vật gây trở ngại cho sự phân cắt. Lần phân chia thứ nhất
bắt đầu từ cực động vật và kéo dài từ từ xuống vùng cực
thực vật. Lần phân cắt thứ hai cũng theo mặt phẳng kinh
tuyến, trực giao với mặt phẳng của lần phân cắt thứ nhất và
được bắt đầu khi lần phân cắt đầu vẫn còn tiếp tục ở vùng
noãn hoàng của cực thực vật. 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.
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 Ao. 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.
4. Quá trình phôi vị hoá và tạo trung bì
Ở Lưỡng cư trứng có đối xứng phóng xạ theo trục động-
thực vật. Sau khi tinh trùng xâm nhập vào trứng, phần tế bào
chất phía ngoài (ngoại chất) xoay 30
0
về điểm tinh trùng xâm
nhập (so với phần nội chất). Một vùng ở bán cầu động vật
của trứng trước đây bị che phủ bởi lớp ngoại chất có sắc tố
đậm nay được lộ ra. Lớp tế bào chất phía bên dưới của
vùng này có các hạt sắc tố đen hòa tan nên có màu xám. Vì
vậy vùng này được gọi là liềm xám. Liềm xám đánh dấu mặt
lưng tương lai của phôi.
Phôi ếch ở giai đoạn trước phôi vị 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 củ 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.
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.
5. Tạo tấm thần kinh
Từ 3 lớp phôi bì đã hình thành nên các cơ quan trong cơ thể sinh
vật. Một phần của ngoại bì vùng lưng được biệt hóa thành tế bào
thần kinh. Vùng này của phôi được gọi là tâm thần kinh. Quá trình
hình thành phôi thần kinh sẽ tạo ra ống thần kinh và phôi ở giai
đoạn này được gọi là phôi thần kinh. Ống thần kinh sẽ tạo thành
não và tủy sống.
5.1. Sự hình thành ống thần kinh.
Có 2 phương thức chính trong sự thành lập ống thần kinh. Trong
sự hình thành phôi thần kinh sơ cấp, các tế bào bao quanh ống
thần kinh sẽ điểu khiển các tế bào của tấm thần kinh tăng sinh,
cuộn lại thành một ống rỗng. Trong sự hình thành phôi thần kinh
thứ cấp, ống thần kinh được thành lập từ một tế bào đặc, sau đó
hình thành một ống rỗng bên trong. Hai phương thức thành lập
phôi thần kinh khác nhau tùy theo lớp động vật.