Bài giảng Sinh học Đại cương - Chương 4: Sinh học phát triển - Thân Thị Diệp Nga

BÀI GIẢNG GV : Thân Thị Diệp Nga SINH HỌC ĐẠI CƯƠNGTRƯỜNG CĐ Y TẾ BÌNH DƯƠNGCHƯƠNG IV: SINH HỌC PHÁT TRIỂNI – GIAI ĐOẠN TẠO GIAO TỬSự phát triển của cá-thể-mới được bắt đầu từ sự hình thành tế bào sinh dục ở thế hệ bố mẹ.Có hai loại tế bào sinh dục: - Tế bào sinh dục đực thường là tinh trùng được hình thành tại tinh hoàn - Tế bào sinh dục cái được tạo thành tại buồng trứngTinh trùng là một tế bào nhỏ, có khả năng di động. 1.1- Tinh trùngCấu tạo Tinh trùng - Phần đầu:Chứa một nhân lớn choán gần hết thể tích của đầu, xung quanh được bao bằng một lớp bào tương rất mỏng và không có bào quan Phía trước đầu có một khối nguyên sinh chất nhỏ là thể đầu Phía trước thể đầu chất nguyên sinh đặc lại và dày lên hình chóp nhọn (mũ) có tác dụng như một cái khoan để di chuyển kiểu xoáy vào môi trường nước. Phần này có chứa lysine và hyaluronidase có tác dụng dung giải màng ngoài của trứng khi thụ tinh  - Phần cổ: Cổ là một băng sinh chất mỏng nối giữa đầu và đuôi, có chứa trung thể gần nằm ở phía tiếp giáp với đầu và trung thể xa ở phía tiếp giáp với đuôi. Các trung tử này có vai trò quan trọng trong sự phân cắt của hợp tử. - Phần đuôi: Đuôi có một sợi trục do nguyên sinh chất đặc lại chạy dọc suốt chiều dài của đuôi. Đuôi gồm ba đoạn  Tham gia chức năng vận động1.2 Trứng: - Hình tròn hoặc bầu dục, kích thước lớn gấp nhiều lần so với tinh trùng, không di động. - Chứa nhiều chất dinh dưỡng dự trữ để cung cấp cho phôi phát triển gọi là noãn hoàng. Noãn hoàng thường được tích tụ dưới dạng tấm, thành phần chứa lipoprotein, glycoprotein, phosphoprotein và hệ men thủy phân dưới dạng bất hoạt. - Bào tương chứa nhiều mRNA có đời sống dài và bất hoạt do một móc nối lệch không hợp với ribosome. - Có nhiều ribosome tự do không liên kết với lưới nội sinh chất có hạt hoặc tạo thành polysome. - Chứa nhiều ti thể - Trữ lượng DNA rất lớn, có các dạng DNA vi khuẩn và đoạn DNA tự do trong bào tương. - Lớp vỏ của tế bào trứng là sự phối hợp của màng sinh chất và các lớp bào tương kế cận. - Tế bào trứng chín là tế bào đang phát triển dừng lại khi đang trong giai đoạn phân bào giảm nhiễm, Lúc này trứng ở trạng thái ngưng trệ,bất động sinh lý, không có khả năng phân chia; protein không được tổng hợp và các enzym gần như bị ngưng trệ. Dựa vào hàm lượng và sự phân bố của noãn hoàng trong trứng  chia thành bốn loại sau: - Trứng đẳng hoàng : có lượng noãn hoàng ít và phân bố đều trong bào tương nhân nằm giữa tế bào. - Trứng đoạn hoàng: Là trứng có noãn hoàng tập trung rõ rệt ở cực dưới gọi là cực dinh dưỡng, bào sinh chất và nhân nằm ở cực trên gọi là cực sinh vật- là trứng của chim,bò sát - Trứng vô hoàng: Không có noãn hoàng – là trứng của động vật có vú - Trứng trong hoàng: Noãn hoàng ít nằm trong tâm của trứng, xung quanh nhân. Đó là trứng của các loài côn trùng.II- GIAI ĐOẠN TẠO HỢP TỬDo sự gặp gỡ ngẫu nhiên hoặc có chọn lọc của các cơ thể bố mẹ cùng loài và sự bài xuất đồng thời của các cơ thể bố mẹ cùng loài và sự bài xuất đồng thời của các giao tử đã chín thành thục  Tinh trùng sẽ di chuyển để đến gặp trứng và xâm nhập vào tế bào trứng, đó là quá trình thụ tinh. Mỗi lần phóng tính có thể có tới vài tổ tinh trùng song thường chỉ có một tinh trùng thụ tinh với trứng .Về bản chất thụ tinh gồm ba giai đoạn: - Giai đoạn kết hợp của hai bộ phận nhân đơn bội khác nguồn để tạo thành bộ nhân lưỡng bội của tế bào hợp tử duy nhất, khởi nguồn cho cơ thể mới. - Giai đoạn hoạt hóa tế bào trứng - Giai đoạn hình thành màng thụ tinh.Nhờ tác dụng của tinh trùng: - Tế bào trứng được hoạt hóa thoát khỏi trạng thái ngưng trệ. - Hệ thống enzym từ trạng thái bất hoạt trở nên hoạt động mạnh. - Hàng loạt các biến đổi hóa học diễn ra trong bào tương. - Nhu cầu oxy tăng 600%. - Lượng trao đổi phosphor tăng 100 lần, - Ca và Mg tăng 10 lần; - Sự tổng hợp protein tăng cao. III- GIAI ĐOẠN PHÔI THAI1. Định nghĩa:Là giai đoạn bắt đầu từ trứng đã thụ tinh tức hợp tử - phân cắt và phát triển cho tới khi đã thành cầu thể tách khỏi noãn hoàng của trứng hoặc tách khỏi cơ thể mẹ.2. Đặc điểm:- Trong giai đoạn phôi thai, quá trình cá thể phát sinh lặp lại một số giai đoạn chính của hệ thống chủng loại phát sinh- Tốc độ sinh sản tăng trưởng của tế bào và cơ thể cực kỳ mạnh mẽ- Có quá trình biệt hoá tế bào từ dạng đồng nhất nguyên ủy trở thành khác biệt về hình thái và chức năng, tập hợp thành các mô và cơ quan, hệ thống cơ quan khác nhau.-Sự phát triển không vững chắc. Trong các giai đoạn sớm, thai rất mẫn cảm với các tác nhân độc hại của ngoại cảnh, dễ phát triển sai lệch tạo thành quái thai, sẩy thai, teo, chết.3. Phân loại:Dựa vào đặc điểm phát triển của phôi người ta chia động vật thành hai nhóm: Nhóm hai lá phôi và nhóm ba lá phôi Nếu phôi phát triển nhờ vào dinh dưỡng của trứng thì gọi là noãn thai sinhNếu phôi phát triển nhờ cơ thể mẹ thì gọi là thai sinh. Ở động vật có xương sống, dựa vào sự phân hóa tế bào phôi trong quá trình phát triển chia ra hai nhóm: - Phôi phát triển không màng ối : Toàn bộ trứng đều biến thành phôi thai -Phôi phát triển có màng ối : Trong quá trình phát triển chỉ có một bộ phận tế bào sinh ra từ hợp tử phát triển thành phôi còn một bộ phận khác phát triển thành dưỡng mô Riêng động vật có vú trên cơ sở màng ối còn có dây rau để hút chất bổ từ cơ thể mẹ và thải chất bài tiết ra ngoài qua cơ thể mẹ.IV – GIAI ĐOẠN SINH TRƯỞNG( Giai đoạn hậu phôi) Là giai đoạn màng ấu trùng hoặc con non đã tách khỏi noãn hoàng, vỏ trứng hoặc cơ thể mẹ, dựa vào “sự tự hoạt động” của bản thân để liên tục sinh trưởng, phát triển, để tăng tiến về khối lượng, kích thước và chuẩn bị cơ sở vật chất cho sự chuyển biến về chất sang giai đoạn thành niên tiếp đó. 2- Đặc điểm:Ấu trùng hoặc con non tự hoạt động hoặc để tăng tiến về khối lượng và kích thước với tốc độ rất mạnh mẽ. Tốc độ tăng đồng hóa rất lớn, cao hơn tốc độ dị hóa rất nhiều. Sự phát triển có thể chưa cân đối, chưa hài hòa ; một số cơ quan chưa hoàn chỉnh; một số cơ quan có thể bị mất đi hay được thay thế bằng các cơ quan mới trong giai đoạn trưởng thành. Cơ quan sinh dục chưa phát triển hoặc chưa hoạt động được một cách có hiệu quả. Khả năng thích nghi và chống đỡ với ngoại cảnh còn yếu.3. Phân loại:Theo đặc điểm sinh trưởng xếp sinh vật vào hai nhóm: - Nhóm sinh trưởng có giới hạn: Các sinh vật này có cơ thể chỉ lớn lên trong một số giai đoạn xác định của vòng đời. Gia tăng về khối lượng và kích thước cơ thể chủ yếu chỉ diễn ra cho tới hết thời kỳ sinh trưởng, đạt tới một giới hạn nhất định đặc trưng cho loài rồi dừng lại. - Nhóm sinh trưởng không có giới hạn: Sự lớn lên của cơ thể ở các sinh vật thuộc nhóm này diễn ra suốt đời sống của cá thể một cách liên tụcTheo đặc điểm của kiểu phát triển hậu phôi, động vật được chia làm hai nhóm: - Nhóm phát triển trực tiếp (không biến thái) - Nhóm phát triển gián tiếp (có biến thái)Phát triển qua biến thái không hoàn toàn ở châu chấuPhát triển qua biến thái hoàn toàn ở ongPhát triển qua biến thái hoàn toàn ở bướmPhát triển của ếch thuộc kiểu nào?Dựa trên khả năng hoạt động của ấu trùng phân biệt ra hai dạng: - Dạng con non khỏe: có khả năng hoạt động ngay lập tức sau khi tách ra khỏi noãn hoàng; vỏ trứng hoặc cơ thể mẹ - Dạng con non còn yếu: là dạng con non sau khi tách khỏi noãn hoàng, vỏ hoặc cơ thể mẹ còn chưa phát triển đầy đủ và cần bố mẹ chăm sóc một thời gian Có mấy loại con non? Nêu đặc điểm từng loại?V – GIAI ĐOẠN TRƯỞNG THÀNH1. Định nghĩa:Là giai đoạn kế sau giai đoạn sinh trưởng  sinh vật bắt đầu có khả năng hoạt động sinh dục có nhiều hiệu quả và tiến hành các hoạt động sinh dục tích cực để tạo ra các thế hệ mới, duy trì sự tồn tại của loài.3. Phân loại:Dựa vào cách thụ tinh chia: - Nhóm động vật tự thụ tinh: - Nhóm động vật thụ tinh chéo: - Nhóm động vật thụ tinh ngoài: - Nhóm động vật thụ tinh trong:Dựa vào phương thức bảo vệ con non chia: - Nhóm động vật đẻ trứng - Nhóm động vật đẻ conHãy kể tên và nêu đặc điểm của từng kiểu thụ tinh ở động vật??VI – GIAI ĐOẠN GIÀ LÃO1. Định nghĩaLà giai đoạn kế sau giai đoạn trưởng thành, bao gồm các biến đổi sâu xa dẫn tới làm giảm hẳn khả năng hoạt động về mọi mặt của cơ thể trưởng thành gọi là sự lão hóa.Sự lão hóa là sự gia tăng theo thời gian những sai hỏng trong các chức năng sinh lí cần thiết cho sự sinh sản và sự sống. Sự lão hóa có liên quan đến các yếu tố di truyền.Nguyên nhân gây lão hóa: - Các sai hỏng do sự oxi hóa gây tổn thương màng tế bào, protein và acid nucleic.- Sự sai hỏng và tính không bền vững về di truyền dẫn đến hoạt động của các enzim sửa sai giảm nên tốc độ đột biến tăng nhanh hơn.- Sự tổn thương trong bộ gen ti thể làm giảm sự sản sinh năng lượng, sản sinh ra các ROS do sai hỏng trong hệ thống dẫn truyền điện tử và tạo ra sự nội hoại tử.2. Đặc điểmĐặc điểm đặc trưng là sự giảm sút khả năng hoạt động sinh dục hoặc mất hẳn khả năng hoạt động sinh dục.Khả năng hoạt động chức năng của các cơ quan của cơ thể giảm sút so với giai đoạn trưởng thành. Quá trình thoái bộ về cấu trúc và chức năng của các cơ quan song song với sự giảm sút quá trình trao đổi chất, quá trình dị hóa mạnh hơn đồng hóa VII – GIAI ĐOẠN TỬ VONGLà giai đoạn ngắn, dẫn tới sự chấm dứt cuộc sống của mỗi cá thể.Khi bộ phân của cơ thể, một cơ quan hoặc một số cơ quan quan trọng không thực hiện được chức năng sinh lý – sinh hóa của mình sẽ dẫn tới sự kiện là tính chất “tổng thể hài hòa và phối hợp chặt chẽ” của cơ thể bị phá vỡ. VII – GIAI ĐOẠN TỬ VONGSự ngừng hoạt động của cơ quan, bộ phận kéo theo sự ngừng hoạt động của tất cả các cơ quan và bộ phận khác trong cơ thể, dẫn tới cái chết của cá thể. Đó là sự chết tự nhiên, hay sự chết già. LÝ THUYẾT TẾ BÀO GỐC Giới thiệu Nghiên cứu tế bào gốc một là trong những lĩnh vực sinh học lôi cuốn nhất hiện nay đối với các nhà khoc học, đồng thời nhận được sự kỳ vọng của toàn nhân loại về ứng dụng của nó trong tương lai.Tế bào gốc là gì ?Tế bào gốc là tế bào có khả năng phát triển thành nhiều loại tế bào khác nhau trong cơ thể. Là một công cụ trong "hệ thống sửa chữa" của cơ thể  khi được đưa vào các bộ phận khác nhau, tế bào gốc có thể phân chia không giới hạn để lấp đầy những thiếu hụt tế bào của bộ phận đó chừng nào cơ thể còn sống. Tế bào gốc có thể trở thành tế bào cơ, hồng huyết cầu, tế bào não... Lịch sử phát triển1945: phát hiện tế bào gốc tạo máu.1960: khám phá trong não trưởng thành có tế bào gốc chưa biệt hóa.1981: phân lập được tế bào gốc từ động vật.1994: Ariff Bongro(người Srilanka) tách thành công tế bào gốc từ phôi người.1996: nhân bản vô tính cừu Dolly.2004: PGS-TS-BS Phan Toàn Thắng tách được tế bào gốc từ màng cuống dây rốn.Đưa công nghệ tế bào gốc ứng dụng vào y học với nhiều triển vọng. Tháng 12/2007, Phòng Thí nghiệm Nghiên cứu và Ứng dụng Tế bào gốc, thuộc Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG TPHCM đã thành công trong việc biệt hoá tế bào mầm sinh dục thành tinh trùng trên đối tượng chuột Đặc điểmTế bào gốc có 2 đặc điểm quan trọng tạo nên sự khác biệt với các loại tế bào khác : - Thứ nhất, tế bào gốc là loại tế bào không chuyên dụng nên có thể tự tái tạo trong một thời gian dài nhờ quá trình phân chia. - Thứ hai, trong môi trường sinh lý hoặc thí nghiệm nhất định, tế bào gốc có thể biến đổi trở thành tế bào chuyên dụng như tế bào gây đập của cơ tim hoặc tế bào sản sinh insulin của tuyến tụy.Các loại tế bào gốcTủy sống chứa ít nhất 2 loại tế bào gốc: - Một loại được gọi là tế bào gốc chematopoietic, hình thành nên tất cả các loại tế bào máu trong cơ thể. - Một loại được gọi là tế bào gốc mesenchymal, hình thành nên các loại tế bào xương, sụn, mỡ và mô liên kết có thớ.Tế bào gốc phôi thai (Embryonic Stem Cells) được lấy từ phôi thai được thụ tinh trong ống nghiệm. Không bao giờ tế bào phôi thai được lấy từ phôi thai trong cơ thể người mẹ. Phôi thai dùng để lấy tế bào gốc thường có 4-5 ngày tuổi.Tế bào gốc được quan tâm ứng dụng nhiều trên thế giới,tuy nhiên do một số yếu tố xã hội nên chỉ có tế bào gốc từ dây rốn được sử dụng phổ biến rộng rãi hiện nay.Dây rốn là cầu nối giữa mẹ và thai nhi,có vai trò vận chuyển các chất dinh dưỡng, OxiTế bào gốc từ dây rốn:Trong máu dây rốn: có tế bào gốc tạo máu ở tủy.Trong màng bao dây rốn: có tế bào gốc biểu mô và trung mô.Vai trò tế bào gốcTế bào gốc giữ vai trò vô cùng quan trọng trong một cơ thể sống vì nhiều lý do. Trong túi phôi (phôi thai 3-5 ngày tuổi)  các tế bào gốc nằm trong các mô sẽ phát triển thành các tế bào chuyên dụng của tim, phổi, da... Ở cơ thể trưởng thành tế bào gốc trong tủy sống có thể thay thế các tế bào bị hủy diệt do thương tật hoặc bệnh tật.HÃY NÊU VAI TRÒ CỦA TẾ BÀO GỐCHiện nay, để chữa trị một số bệnh nan y, người ta áp dụng biện pháp thay thế các cơ quan hoặc các mô có tật bệnh hoặc đã hỏng bằng các cơ quan hoặc các mô tương ứng. Tuy nhiên, nhu cầu được thay thế lại cao hơn số lượng hiến tặng nên không phải bệnh nhân nào cũng may mắn được chữa khỏi bệnh.  Tế bào gốc phôi thai cho thấy khả năng tái tạo để thay thế đã mở ra nhiều cơ hội cho bệnh nhân Parkinson và Alzheimer, chấn thương tủy sống, đột qụy, bệnh tim, tiểu đường, viêm khớp xương mạn tính và viêm khớp dạng thấp.Các chiến lược cấy ghép tế bào gốc Các chiến lược cấy ghép tế bào gốc 1. Tế bào gốc chưa biệt hóa hoặc biệt hóa một phần được tiêm trực tiếp vào cơ quan mục tiêu hoặc tiêm tĩnh mạch. 2. Tế bảo gốc có thể được biệt hóa ex vivo trước khi tiêm vào cơ quan mục tiêu.3. Các yếu tố tăng trưởng hoặc những loại thuốc khác có thể được tiêm vào để kích thích quần thể tế bào gốc nội sinh.Ngày 2/6/2003 tại Bệnh viện Truyền máu và Huyết học Tp HCM tiến hành điều trị ung thư máu bằng tế bào gốc máu ngoại vi.Các cơ sở y tế như Trung tâm Truyền máu - Bệnh viện Đa khoa Trung ương Huế, Bệnh viện TW Quân đội 108 và Viện truyền máu - Huyết học TW đã thực hiện và đạt được thành công trong nhiều ca cấy ghép tế bào gốc tạo máu. THÂN ÁI CHÀO TẠM BIỆTCHÚC CÁC EM HỌC TỐTdiepnga@gmail.com