GIÁO TRÌNH SINH VẬT HỌC potx

Phần III Động vật không xương sống ở nước: Nhằm giới thiệu một số kiến thức cơ bản về giải phẫu, sinh lý, cấu tạo, phân loại của một số ngành động vật không xương sống sống ở môi trường

BỘ THỦY SẢN TRƯỜNG CAO ĐẲNG THỦY SẢN

GIÁO TRÌNH SINH VẬT HỌC

(Dùng cho trung học nuôi trồng thuỷ sản)

Biên soạn : Nguyễn Hồng Hải

Băc ninh ngày 12 tháng 2 năm 2007

LỜI MỞ ĐẦU

Sách “Giáo trình sinh vật học” dùng cho trung học nuôi trông thuỷ sản nhằm đáp ứng yêu cầu học tập, giảng dạy và tham khảo của học sinh trong trường Cao đẳng thuỷ sản Sách được biên soạn có sự lựa chọn trên những kiến thức cơ bản hiện đại, có tham khảo, chỉnh lý và bổ xung cho phù hợp với đối tượng và nhiệm vụ đào tạo của nhà trường và của ngành thuỷ sản trong giai đoạn hiện nay

Để phục vụ cho nuôi trồng thuỷ sản, sách được trình bày theo hệ thống bài giảng của trường, có đề cập tới các đặc điểm chung của các cơ thể sống, c¸c ph−¬ng ph¸p chọn giống và có chú ý tới những kiến thức cơ bản về giải phầu, sinh lý, sinh thái, đồng thời có giới thiệu hệ thống phân loại từ thấp đến cao của động vật không xương sống ở nước và thực vật bậc thấp

Trong quá trình biên soạn, tôi có sử dụng một số tài liệu của các tác giả trong và ngoài nước Tôi rất mong nhận được sự góp ý trân thành của các bạn đồng nghiệp và đọc giả

Nguyễn Hồng Hải

MỤC LỤC

Bài mở đầu Trang 4

Phần I : Sinh học đại cương

Chương I : sinh học tế bào

1 Thành phần hoá học của tế bào 5

2 Cấu tạo của tế bào 11

3 Phân bào 21

3 Sự trao đổi chất ở tế bào 28

4 Tế bào trong cơ thể đa bào 35

Chương II : Những đặc điểm chung của cơ thể sống 40

1 Hình dạng và kích thước

2 Trao đổi chất

3 Sinh trưởng và phát triển

4 Vận động

5 Sinh sản

6 Cảm ứng 7 Đặc điểm thích nghi

Chuong III : Các phương pháp chọn giống 51

1 Chọn giống truyền thống 2 Chọn giống hiện đại Phần II: Thực vật bậc thấp 1 Tảo lam Cyanophyta 57

2 Nấm nhày Myxomycota 63

3 Nấm Mycota 64

4 Tảo giáp Pyrrophyta 70

5 Tảo sillic Bacillariophyta 71

6.Tảo vàng Xanthophyta 73

7 Tảo nâu Phaeophyta 75

8 Tảo đỏ Rhodophyta 77

9 Tảo mắt Euglenophyta 80

10 Tảo vòng Charophyta 82

11.Tảo lục Chlorophyta 84

10 Địa y Lichenophyta 86

Phần III : động vật không xương sống

1 Nguyên sinh động vật Protozoa 89

2 Thân lỗ Spongia ( hoặc Porifera) 94

3 Ruột khoang Coelenterata 99

4 Trùng báng xe Rotatoria 102

5 Giun đốt Annelida 104

6 Chân khớp Arthropoda 105

7 Thân mềm Mollusca 111

8 Da gai Echinodermata 113

BÀI MỞ ĐẦU

I Mục đích yêu cầu của sinh vật học

Sinh vật học dùng cho khối trung học của trường cao đẳng thuỷ sản là phần được giảng dạy cho học viên ở năm thứ nhất của hệ trung cấp Nội dung chủ yếu gồm 3 phần chính:

1 Phần I: Sinh vật học đại cương bao gồm các kiến thức cơ bản nhất của sinh học tế bào, những đặc điểm chung của cơ thể sống và các phương pháp chọn giống, nhằm đáp ứng nhu cầu đào tạo của ngành nuôi trồng thuỷ sản

2 Phần II: Trực vật bậc thấp bao gồm một số kiến thức cơ bản về giải phẫu, sinh lý, cấu tạo, phân loại của một số ngành thực vật bậc thấp có giá trị kinh tế đã và đang trở thành đối tượng nuôi trồng thuỷ sản, bên cạnh đó còn đề cập tới các giống loài có liên quan trực tiếp hoặc gián tiếp tới môi trường nuôi trồng thuỷ sản

3 Phần III Động vật không xương sống ở nước: Nhằm giới thiệu một số kiến thức cơ bản về giải phẫu, sinh lý, cấu tạo, phân loại của một số ngành động vật không xương sống sống ở môi trường nước đã và đang trở thành đôi tượng nuôi hoặc khai thác của ngành nuôi trồng thuỷ sản,

Sinh vật học dùng trong trường Cao đẳng thuỷ sản cho khối trung học nghề nhằm giúp học viên hiểu được những nguyên lý cơ bản và hiện đại về cấu trúc, chức năng của tế bào, đặc biệt là sự hoạt động của tế bào trong cơ thể đa bào và những đặc điểm chung nhất của cơ thể sống, đó là những cơ sở khoa học của tất cả các biện pháp kỹ thuật trong nuôi trồng thuỷ sản Đồng thời cuốn sách này còn giúp học viên nắm chắc các kiến thức giải phẫu, sinh lý, sinh thái, phân loại của một số đối tượng trong các ngành thực vật bậc thấp và động vật không xương sống ở nước có liên quan tới nghề nuôi trồng thuỷ sản, rồi từ đó làm cơ

sở cho sự tiếp thu các môn khoa học khác trong trường và ứng dụng vào trong thực tế sản xuất thuỷ sản

II Mục đích kinh tế của môn học

Cuộc cách mạng sinh học từ nửa thế kỷ XX trở lại đây đã trở thành trung tâm của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật lần thứ hai của loài người Hiệu quả của cuộc cánh mạng này đã cải thiện đáng kể đời sống vật chất và tinh thần cho con người Sinh học đa nâng cao năng xuất nông, lâm, ngư nghiệp, làm tăng nhanh nguồn lương thực, thực phẩm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của nhân loại Cuộc cách mạng xanh thực chất đó là công nghệ sinh học và ứng dụng các thành tựu của sinh học, di truyền chọn giống, tạo ra các giống vật nuôi và cây trồng có năng xuất cao, phẩm chất tốt thích ứng với nhu cầu con người và phù hợp cho từng địa phương

Đối với nuôi trồng thuỷ sản, nhìn chung, các giống loài trong các ngành thực vật bậc thấp, các ngành động vật không xương sống ở nước đã và đang trở thành đối tượng nuôi và khai thác có giá trị kinh tế và xuất khẩu cao Bên cạnh

đó chúng còn là những đối tượng làm thức ăn tươi sống cực kỳ quan trọng của các đổi tượng nuôi như cá, tôm, cua v.v đồng thời chúng còn là những đối tượng góp phần làm sạch môi trường nước và giữ cân bằng sinh thái Vì vậy

thuỷ sinh vật đã trở thành tiêu chuẩn để xác định chất lượng năng xuất sinh học của vùng nước, đó là yếu tố chính ảnh hưởng tới sản lượng của ngành thuỷ sản Trong những năm gần đây công nghệ sinh học ngày càng đi sâu vào nhiều lĩnh vực khác nhau trong đó có ngành nuôi trồng thuỷ sản Công nghệ sinh học

đá tạo ra những giống vật nuôi đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người mà các phương pháp chọn giống khác không thể làm được như tạo dòng đơn tính đực, tạo các cá thể đa bội, cấy gen sinh trưởng vào các đối tượng nuôi…

III Ứng dụng sinh học trong nuôi trồng thuỷ sản ở giai đoạn hiện nay

Nghề nuôi trồng thuỷ sản có lịch sử phát triển từ lâu đời, cho đến nay trên thế giới cũng như ở nước ta nó đang là ngành sản xuất chiếm vị trí chiến lược quan trọng trong nền kinh tế quốc dân Nó không ngừng được phát triển về mọi mặt Vì vậy ứng dụng công nghệ sinh học ngày càng được áp dụng rộng rãi trong nhiều mặt của ngành như công nghệ sinh sản nhân tạo, cấy ghép gen trên các đối tượng nuôi, duy trì và bảo tồn đa dạng sinh học, bảo quản quỹ gen, giữ giống thuần, Công nghệ chuyển giới tính, chuẩn đoán bệnh thủy sản, cải tạo môi trường v.v

Thế kỷ 21 được các nhà khoa học và kinh tế đánh giá đó là thế kỷ của công nghệ sinh học Với những thành tựu thu được, công nghệ sinh học đã len lỏi vào nhiều ngành kinh tế khác nhau trong đó phải kể đến 3 ngành then chốt là nông, lâm, ngư nghiệp Do đó việc nắm bắt các kiến thức sinh học và ứng dụng vào thực tiễn sản xuất là nhiệm vụ hàng đầu của mỗi học viên trong trường Cao đẳng thủy sản

Phần I SINH VẬT HỌC ĐẠI CƯƠNG

-

Chương I SINH HỌC TẾ BÀO THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TẾ BÀO

I Các nguyên tố hoá học có trong tế bào

Ngay cả ở những cơ thể đơn giản nhất cũng có tới hàng trăm các phản ứng hoá học xảy ra để duy trì sự sống Vì thế trong tế bào của tất cả các cơ thể sinh vật người ta đã tìm thấy 74 nguyên tố, phần lớn các nguyên tố này ở dạng

tự do trong dịch tế bào và xấp xỉ 30 nguyên tố trong các hợp chất hữu cơ của chất nguyên sinh dưới các hình thức liên kết khác nhau, trong đó có 20 nguyên

tố xuất hiện một cách ổn định trong tế bào (20 nguyên tố này đều nằm trong 110 nguyên tố đã biết trong tự nhiên và được gọi là các nguyên tố sinh học) trong đó

có 16 nguyên tố được sử dụng để cấu thành nên các hợp chất sống và những hợp chất này tạo nên các cơ thể sống Thành phần các nguyên tố hoá học ở mọi tế

bào của sinh vật người ta nhận thấy là giống nhau, song số lượng và tỉ lệ từng loại thì khác nhau, nó phụ thuộc vào bản chất di truyền và điều kiên sống của mỗi sinh vật Điều này chứng tỏ một sự liên quan thống nhất giữa sinh giới với thế giới vô sinh Chính nhờ mối liên quan này mà các tế bào có thể tiến hành các quá trình trao đổi chất với môi trường bên ngoài để tồn tại và phát triển

Sự phân bố các nguyên tố hoá học trong sinh giới cũng khác xa so với trong thế giới vô sinh Ví dụ Cabon chỉ chiếm 0,03% trong vỏ trái đất nhưng nó lại chiếm tới 20% khối lượng của cơ thể sống, nhiều gấp 300 lần so với môi trường ngoài Sắt có mặt trong đất, nước , không khí với hàm lượng nhiều gấp

300 lần so với trong tế bào sinh giới Ngược lại, sillic thì lại gặp rất ít trong cơ thể sống mặc dù nó chiếm 27,7% ở vỏ trái đất Căn cứ vào số lượng các nguyên

tố hoá học có trong tế bào, người ta chia chúng thành 2 nhóm sau:

1 Các nguyên tố đa lượng

Các nguyên tố đa lượng trong tế bào chiếm tỉ lệ cao khoảng 99,95% trọng lượng khô của tế bào, đó là các nguyên tố C,H,O,N,S,P, trong đó C chiến khoảng 43-48%, H chiếm khoáng 7%, N khoảng 8-12% trọng lương khô của tế bào Ngoài ra các nguyên tố khác như K, Na, Mg, Ca, Fe, Cl, Si, Al chiếm khoảng 0,05-1% Mội phần nhỏ các nguyên tố này ở dạng liên kết tĩnh điện hoặc liên kế hoá trị trong các hợp chất hữu cơ, còn lại ở dạng ion tự do trong dịch tế bào

Những nguyên tố đa lượng có vai trò quan trọng trong cấu tạo cũng như trong các quá trình trao đổi chất và năng lượng của tế bào

Hàm lượng (% trọng lượng khô) của một số nguyên tố hoá học trong thực vật

(Theo Vinogradov) như sau

Nguyên tố Hàm lượng Nuyên tố Hàm lượng

10-4 20.10-5 30.10-5 2.10-5 15.10-5 50.10-5

10-6

10-5

10-7

Na

AL

0,02 0,02

II Các hợp chất trong tế bào

1 Các loại hợp chất vô cơ có trong tế bào

Các hợp chất vô cơ trong tế bào gồm có nước, các loại muối khoáng và một số chất đơn giản khác (HCO3 …)

1.1 Nước : Phần lớn oxy và hydro có trong cơ thể sống ở dạng nước Nước chiếm khoảng 75% -85% khối lượng tươi của đa số các tế bào Nước tồn tại ở hai dạng, dạng tự do chiếm khoảng 95%, còn lại là nước dưới dạng liên kết (ở dạng này các tính năng của nước bị thay đổi) Tuy nhiên tỉ lệ nước còn phụ thuộc vào từng loại tế bào, tuổi sinh lý và sự có mặt của nguyên liệu khung Ví dụ như tế bào xương trong các cơ thể không có mô cứng, tỉ lệ nước chiếm khoảng 75% còn trong cơ thể người già là khoảng 60%, nhưng trong tế bào người ở giai đoạn phôi thai nước chiếm khoảng 90-95% trọng lượng tế bào

Cũng trong cơ thể sinh vật, tế bào ở các bộ phận khác nhau thì tỉ lệ nước trong chúng cũng khác nhau Ví dụ trong chất xám của não người nước chiếm 85% còn trong xương chỉ có 20% Có thể nói không một tế bào nào trong cơ thể sống không có một lượng nước nhất định

Nước là một hợp chất hoá học độc nhất có rất nhiều tính chất quan trọng trong hoạt động sống của tế bào Do phân tử nước có đặc tính phân cực nên nó

có một vai trò quan trọng trong hoạt động sống của tế bào Nếu thiếu nước sẽ xảy ra hiện tượng khô sinh lý và rối loạn trao đổi chất Thiếu nước kéo dài sẽ làm chết tế bào

1.2 Muối khoáng: Muối khoáng lấy từ môi trường bên ngoài vào, trong tế bào chúng chiếm khoảng 2- 6% trọng lượng khô Muối khoáng trong tế bào thường tồn tại ở hai dạng:

* Dạng phân ly thành các ion Các ion mang điện tích dương thì được gọi

là cation chúng rất cần thiết cho cơ thể sống bao gồm Ca++ , K+ , Na+ , Mg++,

Fe++ Fe+++ , Cu++, Mg++ v.v các ion mang điện tích âm được gọi là anion như

H2PO3- , SO22- , HCO3- , Cl -, I-, v.v Các ion này là nguyên liệu xây dựng các hợp chất và đảm nhiệm nhiều chức năng quan trọng khác nhau trong tế bào như tạo áp suất thẩm thấu, tạo hiệu điện thế ở màng nguyên sinh chất của tế bào

* Dạng liên kết tĩnh điện (Liên kết hoá trị): Nhiều ion vô cơ liên kết với các hợp chất hữu cơ tạo nên các thành phần cấu trúc hoặc các chất có hoạt tính sinh học đặc hiệu, đáng chú ý nhất là:

+ S trong thành phần của nhiều loại protein

+ P có trong chất nhiễm sắc và trong nhiều loại prôtein khác

+ Fe có trong Hemoglobin, trong một số Enzym oxy hoá khử

+ Mg có trong diệp lục

+ Ca3(PO4)2 là loại hợp chất không tan có trong vỏ cứng của nhuyễn thể

và trong xương của động vật có xương sống v.v

Chức năng chủ yếu của các muối khoáng là duy trì áp xuất thẩm thấu và duy trì sự cân bằng axít – bazơ trong cơ thể Trong điều kiện sinh lý bình thường

của các tế bào thì hàm lượng các chất khoáng luôn luôn giữ ổn định Khi có sự thay đổi đáng kể về hàm lượng khoáng đều dẫn tới rối loạn trao đổi chất, các chức năng sinh lý và có thể dẫn tới tử vong Ví dụ: Giảm Ca++ trong máu sẽ gây

co giật, khi tỉ lệ K và Na không giữ được bình thường thì co bóp của cơ tim bị rối loạn.v.v

2 Các loại hợp chất hữu cơ có trong tế bào

Các hợp chất hữu cơ có trong tế bào là protein, gluxít (Saccarit), lipít, axit nucleic, các hợp chất cao năng…và các hợp chất có hoạt tính sinh học cao như các loại vitamin, hoocmon, enzym v.v Chúng có chức năng quan trọng trong hoạt động sống của tế bào Trong khuôn khổ của giáo trình không xét hết các hợp chất hữu cơ có trong tế bào mà chỉ xét một số chất sau đây:

2.1 Saccarit (Gluxit hay Hidratcacbon) là hợp chất hữu cơ không chứa nitơ Trong thành phần hoá học của chúng gồm 3 nguyên tố C, H, O với tỉ

lệ tương ứng 1:2:1, vì vậy Saccarit có công thức tổng quát là Cn(H2O)n Saccarit

là hợp chất cơ bản làm nguyên liệu để tổng hợp các chất hữu cơ khác và hô hầp nội bào, cảm ứng Trên màng sinh chất của tế bào có các Saccarit trùng hợp có thể giúp các tế bào cùng một kiểu nhận biết ra nhau Trong tế bào thường gặp: 2.1.1 Đường đơn (monosaccarit C6H12O6) như glucose, fructose, galactose v.v trong đó glucose là loại chất dinh dưỡng không thể thiếu trong mọi dạng cơ thể sống Nó được xem như chất bổ vạn năng cho sinh lý tế bào Bên cạnh đó đường 5 cácbon (pentose) có hai dạng ribose (C5H10O5) và đeroxyribose (C5H10O4) là những dạng đường đơn quan trọng, chúng tham gia cấu trúc của acit nuclêic Nhiều phân tử đường đơn bằng phản ứng ngưng tụ chúng liên kết với nhau tạo thành các polisaccarit dạng mạch thẳng (như xenlulozơ) hay mạch phân nhánh (như tinh bột, glucogen) đây là các chất dự trữ năng lượng

2.1.2 Đường đa (polysaccarit) công thức chung là (C5H10O5)n đó là Tinh bội, Cellulose, Hemixenlulose, Pectin, kitin, loại hợp chất này bền vững, thường là thành phần cấu trúc của vách tế bào thực vật, nấm men và động vật bậc thấp, chức năng chủ yếu là bảo vệ và giữ hình dạng ổn định cho tế bào Riêng Glucogen dễ tan trong nước, nó thường có mặt trong tế bào động vật và được dự trữ trong gan, cơ v.v còn tinh bột có trong tế bào thực vật và được tích luỹ trong lục lạp Trong vi sinh vật chúng được dự trữ dưới dạng thể vùi

2.2 Lipít Cũng là hợp chất hữu cơ không chứa nitơ, cấu tạo gồm 3 nguyên tố C, H, O nhưng tỉ lệ thấp hơn so với saccarit, chúng không tan trong nước mà chỉ tan trong dung môi hữu cơ không phân cực (ete, clorofooc, benzene ) Ngoài ra một số loại lipit khác ngoài C, H, O chùng còn có thêm P, hoặc S, hoặc N và axit béo Trong tế bào thường gặp các nhóm lipit chính là Triglyxerit, photpholipit, Steroit và sáp Trong thực vật chúng được tích luỹ trong hạt và quả còn ở động vật chúng được tích luỹ dưới dạng mỡ dưới da, cơ hoặc trong ổ bụng

Phần lớn lipit là nguyên liệu, khi bị oxy hoá sẽ cho ra năng lượng cao, vì vậy chúng cũng là nguồn dự trữ năng lượng quan trọng Tuy nhiên quá trình phân huỷ 1 phân tử lipit sẽ chậm chạp hơn nhiều so với 1 phân tử gluxit Trong

cơ thể khi cần thiết lipit cũng có thể được chuyển hoá thành glucose và gluxit

khác Lipit là nguyên liệu tham gia cấu trúc lên màng nguyên sinh chất, màng nhân và màng ti, lạp thể, màng lục lạp, hệ mạng lưới nội chất, bộ máy golgi của tế bào Ngoài ra lipit còn tham gia tạo thành vỏ tinh hoàn, vỏ buồng trứng và cản trở sự thoát hơi nước của cơ thể

2.3 Các hợp chất cao năng Các hợp chất cao năng bao gồm các hợp chất nucleotit- adenilic (ATP, ADP, AMP), các hợp chất nucleotit-guanilic (GTP, GDP, GMP), các dạng nucleotit - xitidilic (XTP, XDP, XMP) và các dạng nucleotit - uridilic (UTP, UDP, UMP) Do đặc tính dễ thuỷ phân giải phóng ra 1 hoặc 2 gốc photphat đồng thời năng lượng được giải phóng ra, năng lượng này

sẽ được cung cấp cho hoạt động sống của tế bào Vì vậy chúng là phương tiên

để trao đổi, chuyển hoá năng lượng trong tế bào

Ví dụ : ATP + H2O ADP + H3PO4 + 31kj/mol

2.4 Chất vận chuyển hydro: NAD (Nicotinamid adenin dinucleotid), FAD (Flavin adenin dinucleotid) và NADP (Nicotinamid adenin dinucleotid photphat) các hợp chất này có khả năng kết hợp với hydro, chúng hoạt động như các Coenzym cho các enzym tham gia lấy hydro từ các cơ chất của chúng

2.5 Vitamin : Để đảm bào nhu cầu dinh dưỡng, cơ thể còn cần một lượng nhỏ nhất định vitamin Đối với động vật khác nhau nhu cầu vitamin cũng khác nhau Nhu cầu này có thể thay đổi tuỳ theo trạng thái sinh lý của cơ thể Một số loài sinh vật có khả năng tự tổng hợp vitamin cần thiết cho mình, nhưng cũng có loaì sinh vật không có khả năng tổng hợp mà phải lấy từ ngoài vào dưới dạng ăn hoặc uống Đa số các vitamin là thành phần cấu tạo của các Enzyme và tham gia quá trình sinh hoá

Vitamin có vai trò quan trọng trong trao đổi chất của mọi cơ thể sinh vật Như vitamin được dùng làm nguyên liệu xây dựng Coenzym đó là một chất đặc biệt làm cho một số loại Enzym hoàn thành được chức năng đặc trưng của nó

Ví dụ vitamin B cần thiết để tạo NAD, NADP

2.6 Hoocmon là các chất có hoạt tính đặc trưng được tiết ra từ các

cơ quan hoặc tuyến nội tiết, chúng được tiết trực tiếp vào máu hoặc hệ tuần hoàn khác Cũng như vitamin, hoocmon hoạt động ở nồng độ rất thấp Lượng hoocmon được tiết ra nhiều hay ít tuỳ thuộc vào trạng thái sinh lý và nhu cầu của cơ thể

Ở động vật hoocmon có vai trò báo động ( tạo Stress), làm thay đổi hoạt động đặc hiệu của tế bào và một số cơ quan nhất định Ngoài ra chúng còn có tác dụng điều hoà quá trình sinh hoá trong cơ thể, ảnh hưởng tới tốc độ tổng hợp các hợp chất cao năng, xúc tác của enzym và thay đổi tính thấm của màng tế bào

Ở thực vật phytohoocmon (hoocmon thực vật) có ảnh hưởng tới sinh trưởng, phát triển, biệt hoá, phân chia tế bào và các hoạt động khác Hoocmon thực vật có hoạt tính thấp hơn so với hoocmon động vật nhưng phạm vi hoạt động lại rộng, mỗi hoocmon tham gia trong nhiều quá trình sinh lý khác nhau thường có hoạt động trái ngược nhau hoặc làm tăng tác dụng của hoocmon khác

Ví dụ hoocmon Giberelin có tác dụng điều hoà và kích thích sinh trưởng mạnh ở thân, kích thích và phân chia tế bào, kích thích sự ra hoa và tạo quả v.v ,

hoocmon Xitokinin có tác dụng kích thích sự phân chia tế bào, sinh trưởng tế bào lá, sinh trưởng chồi chính nhưng kìm hãm sinh trưởng chồi phụ

2.7 Protein chiếm một nửa tổng số chất hữu cơ trong cơ thể sống Tất cả protein trong tế bào đều là đa phân tử, đơn phân là là các axit amin Thành phần hoá học của chúng gồm C, H, O, N, một số loại còn có thêm S, mặc

dù có chung nhiều nét cơ bản nhưng sự cấu tạo của chúng cực kỳ linh hoạt vì vậy các protein có chức năng chuyên hoá khác nhau Tuỳ theo sự sắp xếp của mạch polypeptit có thể chia protein thành hai nhóm khác nhau:

2.7.1 Protein sợi: Mạch polypectit duỗi thẳng do đó các phân tử protein này dài như sợi dây chúng không tan và bền vững với các biến động của nhiệt độ và pH Protein sợi tham gia cấu trúc của da, mô liên kết (collagen, elastin), tóc, sừng, móng và lông (keratin)

2.7.2 Protein dạng hạt (hay viên) : Mạch polypeptit cuộn lại theo các dạnh cấu trúc phức tạp tạo nên phân tử protein dạng viên tròn, chúng dễ dàng hoà tan để tạo thành dung dịch keo và thường nhạy cảm với sự thay đổi của nhiệt độ và pH Protein dạng viên mới là protein hoạt động chính trong quá trình trao đổi chất, chúng tham gia cấu trúc tế bào, Enzym, Hoocmon, Kháng thể

và chất dự trữ (trong những trường hợp cần thiết protein có thể phân giải cung cấp năng lượng cho cơ thể sống)

2.8 Axit nucleic là hợp chất đa phân tử, đơn phân của chúng là nucleotit, ribonucleotit, chúng lớn hơn cả protein, thành phần hoá học của chúng gồm có C,H,O,N và P ở đa số sinh vật Axit deroxiribonucleic (ADN) là vật chất

di truyền ở cấp độ phân tử, làm khuôn mẫu tổng hợp ARN (Axit ribonucleic) thông tin Còn ở một số loài vi khuẩn cơ sở vật chất di truyền là ARN

2.9 Enzym được chia thành 2 nhóm Enzym đơn giản và enzym phức tạp và tất cả các enzym đều được cấu tạo bởi protein dạnh viên

2.9.1 Enzym đơn giản được cấu tạo duy nhất một thành phần protein Do đó hoạt tính của nó phụ thuộc vào cấu trúc của protein đó

2.9.2 Enzym phức tạp ngoài thành phần protein cấu trúc của nó còn

có thêm các thành phần sau:

- Vitamin liên kết với enzym bởi các mối liên kết không cộng hóa trị, các enzym này được gọi là Coenzym Ví dụ NAD, FAD Chúng có chức năng vận chuyển điện tử cho nhiều phản ứng oxy hóa khử

- Nhóm phụ gia liên kết với enzym bởi các mối liên kết cộng hóa trị, nhóm phụ gia thường là thành phần cơ bản trong cơ chế xúc tác của enzym Ví

+ Nồng độ enzym và nồng độ cơ chất : Nồng độ enzym cao hơn nồng độ cơ chất thì tốc độ phản ứng diễn ra nhanh hơn khi nồng độ cơ chất cao hơn nồng độ enzym

+ Chất kìm hãm: Hoạt động của enzym bị thay đổi khi có mặt của chất kìm hãm hoặc chất ức chế Có hai loại chất ức chế:

- Chất ức chế cạnh tranh là chất có cấu trúc hóa học và hình dạng gần giống với cơ chất Khi có mặt cả cơ chất và chất ức chế thì chúng cạnh tranh enzym khiến cho phản ứng bị chậm lại

- Chất ức chế không cạnh tranh phần lớn là những ion kim loại nặng Chúng không chiếm vị trí hoạt động của enzym mà chúng kết hợp với enzym làm thay đổi cấu hình và mất chức năng cúa enzym

+ Nhiệt độ: Tốc độ xúc tác của enzym tăng theo nhiệt độ tới giới hạn xác định sau đó sẽ giảm nhanh khi nhiệt độ tăng

CẤU TẠO TẾ BÀO

Tất cả các cơ thể sống đều cấu tạo bởi tế bào (trừ virus và thể ăn khuẩn)

Từ cơ thể đơn bào đến cơ thể đa bào, mỗi cơ thể có từ một đến hàng trục, thậm chí đến hàng triệu tế bào hoạt động như một thể thống nhất, nhưng tất cả các tế bào này đều có ba cấu trúc cơ bản

1 Màng nguyên sinh chất: Là màng ngăn cách giữa môi trường bên trong

và môi trường bên ngoài của tế bào, đồng thời nó tham gia vào quá trình trao đổi chất và điều hoà các thành phần bên trong của tế bào

2 Tế bào chất : Là môi trường dịch lỏng (nằm trong màng tế bào) để các phản ứng sinh hoá diễn ra và là nơi sản xuất enzym, protein và các chất khác cần thiết cho tế bào sống

3 Chất nhân hoặc nhân: Chứa thông tin di truyền và điều khiển các hoạt động sống của tế bào

Căn cứ vào mức độ cấu trúc của nhân tế bào người ta chia tế bào ra hai nhóm lớn:

+ Sinh vật chưa có nhân hoàn chỉnh (tiền nhân) Procaryota

+ Sinh vật có nhân hoàn chỉnh Eucaryota

I Tế bào chưa có nhân hoàn chỉnh Procaryota

Tế bào Procaryota có nhiều hình dạng khác nhau như hình cầu, hình xoắn , hình que, hình sợi các tế bào này thường có kích thước từ 1-3micromet (Trừ Ricketxia có kích thước 0,3 micromet) Các cơ thể sống có tế bào Procariota là

Vi khuẩn Bacerophyta, tảo lam Cyanophyta

1 Cấu tạo màng tế bào

1.1 Vỏ nhày (capsule) gồm có 4 lớp, cấu tạo chủ yếu bằng polysaccarit ngoài ra còn có Nitơ và nước Vỏ nhày có chức năng bảo vệ và dự trữ thức ăn Sự hình thành vỏ nhày phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài

1.2 Thành tế bào (cell wall) dày vài trục đến vài trăm A0 thành phần chính là Polysaccarit liên kết với axit amin Căn cứ vào sự khác nhau trong cấu trúc thành tế bào mà vi khuẩn được chia thành hai nhóm

- Nhóm thứ nhất là vi khuẩn gram âm có thành tế bào phức tạp, mỏng và không giữ thuốc nhuộm gram

- Nhóm thứ hai là vi khuẩn gram dương có vách đơn, dày giữ thuốc nhuộm gram bên trong, làm cho tế bào sau khi nhuộm có mầu đỏ tía

Vi khuẩn thường mẫn cảm với các loại chất kháng sinh khác nhau phụ thuộc vào thành của thành tế bào

1.3 Màng nguyên sinh chất (membrane) dày khoảng 100A0, thành phần hóa học chính là Lipoprotein và chia thành 3 lớp Ngoài ra màng nguyên sinh chất còn có Saccarit và một lượng nhỏ ARN Màng nguyên sinh chất là nơi tham gia trao đổi chất và quá trình tổng hợp một số chất của tế bào

Có thể tóm tắt thành phần cấu trúc và chức năng của các tổ chức màng trong bảng dưới đây:

Tên tổ chức Thành phần hoá học Chức năng

- Hình thành các vách ngăn trong phân bào

Mesosome là phần màng nguyên sinh chất lõm vào bên trong tế bào có liên hệ với Nucleoti và có chứa một số enzym để Oxyphotphorin hóa

2 Tế bào chất (Cytoplasm)

Tế bào chất nằm phía trong màng nguyên sinh, là phần chính của tế bào

Đó là khối chất keo lỏng, chứa 80-90% nước Thành phần chủ yếu là lipoprotein Trong tế bào chất có chứa Riboxom (Thành phần hoá học của nó gồm 40-60% là ARN; 30-35% protein phần còn lại là lipit, chất khoáng và một

vài enzym đặc hiệu Độ lắng của Riboxom là 70s (Svedberg)), thể vùi (hay còn gọi là chất dự trữ) đó là Volutin, lưu huynh, tinh bột và mezoxom (hình cầu như bóng khí, xuất hiện khi tế bào phân chia) Đặc biệt ở Vi khuẩn có thể Plasmid chứa ADN mã hóa protein cần thiết kháng kháng sinh, chất độc hoặc xác định giới tính cúa vi khuẩn .v.v

3 Chất nhân

Chất nhân chưa có màng nhân bao bọc, vì vậy chỉ có dịch nhân mằm ở giữa tế bào Thành phần chính của dịch nhân là ADN sợi kép, vòng có đường kính từ 3-8nm (E.Coli) Các gen trên ADN được xếp liên tục

Các chi tiết sâu hơn về cấu trúc và chức năng của các thành phần cấu tạo khác của tế bào chưa có nhân hoàn chỉnh về cơ bản giống như tế bào của nhóm sinh vật có nhân hoàn chỉnh, chúng được đề cập trong phần tiếp theo

II Tế bào Eucaryota

Tuỳ theo từng loại tế bào và chức năng khác nhau, phụ thuộc vào sức căng của bề mặt, độ nhớt của nguyên sinh chất mà tế bào có hình dạng khác nhau (hình e líp, tròn, chữ nhật đa giác.v.v.) Tuy vậy có một số loại tế bào luôn thay đổi về hình dạng như bạch cầu, các tế bào tiết Do đó kích thước của tế bào cũng thay đổi tuỳ từng loại, nhưng nhìn chung chúng dao động từ 3 –50 micromet Hiện nay người ta đã tìm thấy những tế bào của cơ thể đơn bào có kích thước cực kỳ nhỏ như tế bào Mycoplasma đường kính chỉ có 0,1 micromet

Về số lượng, tế bào trong cơ thể đa bào có số lượng lớn như ở người là 6.1014bao gồm 200 loại tế bào khác nhau Nhưng ở một số loài có số lượng tế bào chỉ lên tới vài trăm như Rotifera chỉ có 400 tế bào Cấu tạo tế bào, từ ngoại vào trong gồm các phần sau:

1.2 Ở tế bào động vật, vỏ ngoài là lớp polysaccarit (là phần thò ra của protein xuyên màng kết hợp với polysaccarit tạo ra lớp này gọi là Cell coat

và có chức năng bảo vệ, tạo tích điện âm, trao đổi chất, miễn dịch…

2 Cấu trúc của màng nguyên sinh chất

Màng nguyên sinh chất của tế bào còn gọi là màng lipoprotein Tế bào khác nhau màng nguyên sinh chất có cấu tạo khác nhau về sắp xếp các phân tử trong màng hoặc có sự biến đổi về siêu cấu trúc để thực hiện chức năng đặc thù của tế bào Tuy nhiên các tế bào đều có cấu tạo chung và thành phần hóa học điển hình

Sơ đồ cấu trúc của màng nguyên sinh chất

2.1.Thành phần hoá học của màng tế bào gồm Protein đặc hiệu chiếm 50-60%, lipit chiếm 40- 50% Ngoài ra, màng còn có một lượng nhỏ Polysaccharit chiếm từ 0-10% Đa số các màng đều có hoạt tính của Adenozintriphotphattaza, chắc chắn chúng có vai trò xác định trong quá trình hoạt tải các chất qua màng tế bào

2.1.1 Protein màng: Protein màng bao gồm cả loại hình cầu và hình sợi Chúng là protein ngoại vi và protein xuyên màng Tùy từng loại tế bào mà hàm lượng và bản chất các Protein có khác nhau để đảm nhiệm những chức năng cấu trúc, xúc tác, vận chuyển, thụ cảm, nhận biết tế bào khác, thu nhận thông tin, ức chế tiếp xúc, miễn dịch Theo Singer – Nicolson (1972) Protein màng có hai loại:

* Protein ngoại vi chiếm 30% tổng số protein màng, chúng phân bố ở trong và ở ngoài màng Các phân tử protein liên kết với nhau nhờ liên kết ion và các kiểu liên kết khác Protein ngoại vi liên kết với lớp lipit bằng liên kết hóa trị Các protein ngoại vi nằm ở ngoài tế bào thường liên kế với Gluxit, còn ở phía trong liên kết với Ankirin (một dạng protein đặc hiệu) Ankirin lại liên kế với xương tế bào để tạo ra hệ thống neo màng và điều chỉnh hình dạng Trên bề mặt phân tử protein ngoại vi chứa các nhóm ưa nước Chúng không có cấu trúc cứng nhắc mà khi cần thiết chúng có thể chuyển đổi vị chí cho nhau

* Protein xuyên màng chiếm 70% tổng số protein màng Chúng xuyên suốt chiều dày của màng, xen kẽ giữa các khe rãnh của lớp kép phân tử lipit và liện kết với lipit nhờ chuỗi axít béo Có phân tử protein xuyên qua màng một lần như ở màng hồng cầu, nhưng cũng có phân tử protein xuyên qua màng nhiều lần như màng của vi khuẩn Bacteriorodopsin Hai đầu của protein xuyên màng nằm

lộ ra ở hai phía của màng sinh chất Những đầu để lộ này mang các ion –COO- hay – NH2- , các nhóm này mang điện tích âm cùng dấu luôn đẩy nhau, nên mặc

dù có khả năng di động nhưng chúng vẫn giữ được khoảng cách khá đồng đều trên toàn bộ bề mặt của màng Phần thân của protein xuyên màng dấu trong lớp lipit mang tính kị nước và chúng liên kết chặt chẽ với lipit Khi các nhân tố môi trường có sự thay đổi nào đó như pH, sự kích thích của những kháng thể, các phân tử Protein dịch chuyển tạo nên các tập hợp gọi là mũ kháng nguyên

Trong số các protein xuyên màng có một loại mang chức năng vận tải đặc hiệu Các cơ chất qua màng bằng cách liên kết với protein màng tạo thành phức hợp tạm thời để đi qua màng theo chiều nhất định sau đó cơ chất được giải phóng sau khi đã đi qua màng

2.1.2 Lipít màng chiếm khoảng 50% khối lượng màng ở cơ thể động vật Chúng gồm 3 loại phospholipit, cholesterol và glycolipit cả 3 đều lưỡng tính Phospholipit là thành phần chủ yếu của màng tế bào (chiếm 25-75%), không tan trong nước Cholesterol chiếm khoảng 25-30% nằm xen kẽ với phospholipit và Glucolipit Cholesterol trong màng đóng vai trò cố định cơ học

và gây bất động cho màng Ở tế bào Eucaryota thì cứ 1 phân tử photpholipit sẽ

có một phân tử Cholesterol, tỉ lệ này thay đổi sẽ ảnh hưởng tới tính chất lỏng, nhày của màng

Mỗi phân tử lipít màng đều cấu trúc bởi hai phần, phần đầu ưa nước và phần cuối kị nước Trong màng chúng được sắp xếp thành hai lớp song song tạo thành lớp “phân tử kép” trong đó phần đầu ưa nước quay ra phía các phân tử protein ngoại vi để tiếp xúc với nước ngoài môi trường hoặc nước mô, còn phần

kị nước quay vào trong chụm lại với nhau để tránh tiếp xúc với nước Khi các mạch Hydrocacbon có liên kết đôi thì lipit màng ở trạng thái lỏng, mạch Hydrocacbon không có liên kết đôi thì lipit màng ở trạng thái nhày Các phân tử lipit có khả năng chuyển động dịch chỗ và chuyển động co dãn của các phâc tử lipit chưa no

2.1.3 Polysaccarit màng: Chúng thường có mặt trong màng tế bào dưới dạng các chuỗi ngắn như Oligosaccarit chứa không quá 10 gốc monosaccarit và chiếm khoảng 2-10% Polysaccarit màng Những phân tử này thường liên kết với các phân tử protein xuyên màng tạo thành dạng phức hệ glucoprotein (hiện tượng liên kết này gọi là glucosil hoá) Một số trường hợp các phần tử Polysaccarit liên kết với lipít màng tạo thành phức chất lipopolysaccarit và nằm ở mặt ngoài của màng tễ bào Các hợp chất này có chức năng bảo vệ màng và liên kết với tế bào bên cạnh

2.2 Sự sắp xếp các phân tử trong màng tế bào: Có nhiều giả thuyết khác nhau về sự sắp xếp các phân tử trong màng tế bào, nhưng người ta đều thừa nhận một quan điểm là tất cả các màng cơ bản bao gồm màng sinh chất tế bào, màng nhân, màng ty thể, màng lục lạp.v.v đều là màng lipoprotein và được cấu tạo chủ yếu bởi 4 lớp phân tử Các lớp phân tử không sắp xếp cứng nhắc mà

có vị trí linh hoạt, dễ dàng dịch chuyển để đảm nhận các chức năng sinh lí của màng tế bào trong từng điều kiện cụ thể

Theo S Jonathan Singer và Garth Nicolson Năm 1972 màng nguyên sinh chất của tế bào có cấu trúc thể khảm, đi từ ngoài vào trong gồm các lớp phân tử sau: + Lớp phân tử protein ngoại vi ngoài màng

+ Hai lớp phân tử lipít sắp xếp theo kiểu các phần kị nước ở phía trong + Các phân tử protein xuyên màng len lỏi giữa các phân tử lipít, hai đầu thò ra ngoài hai phía của màng

+ Lớp phân tử protein ngoại vi trong màng

Tuy nhiên màng tế bào không phải là màng cứng mà có tính linh hoạt của một hệ “lỏng” do các thành phần hóa học của màng tạo nên Tuy nhiên sự chuyển động của các phân tử trong màng còn phụ thuộc vào các vi sợi và vi ống nằm sát màng tế bào

2.3 Chức năng của màng tế bào

Màng sinh chất thực hiện các chức năng sau:

- Ngăn cách tế bào với môi trường tạo cho tế bào một hệ thống riêng biệt

- Thực hiện sự trao đổi chất giữa tế bào và môi trường, cụ thể là vận chuyển vật chất vào và ra khỏi tế bào, nhằm cung cấp nguyên liệu và thải các chất thải Sự vận chuyển này bao gồm nhiều cơ chế khác nhau từ khuếch tán đơn giản đến các phương thức phức tạp của vận chuyển chủ động

- Thu nhận các thông tin có nguồn gốc ngoại bào và chuyển vào nội bào

- Một số màng tế bào của cơ thể đơn bào còn thực hiện hô hấp

- Tham gia vào quá trình phân bào

II Tế bào chất và các bào quan

Tế bào chất (Cytoplasma) thực chất là khối nguyên sinh chất nằm trong màng tế bào và ngoài màng nhân Nó là thành phần chính trong tế bào và chiếm khối lượng lớn Tế bào chất có thể chia thành:

1 Cơ chất là khối nguyên sinh chất chứa 80-90% là nước, phần còn lại chủ yếu là lipoprotein, ion, vitamin, axit amin.v.v Toàn bộ nguyên sinh chất tạo thành một khối keo nhớt chiết quang hơn nước có chứa các bào quan Tế bào chất là nơi xảy các quá trình trao đổi chất Hàng loạt các phản ứng sinh hoá diễn

ra không ngừng trong khối nguyên sinh chất và là nơi sản xuất ra các enzym, protein và các chất khác cần thiết cho tế bào

2 Các bào quan Là các bộ phận trong tế bào đảm nhiệm chức năng nhất định của tế bào

2.1 Màng lưới nội chất : bao gồm hàng loạt các xoang dẹp, túi, bể chứa và thông với nhau tạo thành hệ thống ống dẫn phức tạp chạy xuyên suốt tế bào chất và giữa tế bào chất với màng tế bào Màng lưới nội chất được tìm thấy

ở hầu hết các loại tế bào trừ hồng cầu chín, ,tảo lam và vi khuẩn Sự phát triển của màng lưới nội chất phụ thuộc vào từng loại tế bào.Có hai loại màng lưới nội chất:

2.1.1 Màng lưới nội chất có hạt: gồm các túi dẹp xếp song song thành nhóm, mặt ngoái có dính các hạt Riboxom Chức năng của chúng là tổng hợp một số protein tiết và dẫn chuyền sản phẩm này đến những nơi cần thiết đồng thời dự trữ chất dinh dưỡng, dẫn truyền các sản phẩm tới nhân và đến các

vị trí khác trong tế bào.Còn các hạt trên màng lưới nội chất tổng hợp các loai protein và lipit màng

2.1.2 Màng lưới nội chất không hạt là hệ thống ống phân nhánh thông với nhau và thông với màng lưới nội chất có hạt, màng nguyên sinh chất, màng nhân, ti thể ở cơ thể người, chúng có chức năng tổng hợp và chuyển hoá axít béo và lipít, bao gồm cả hoocmon, steroid, hoà tan các chất độc và đào thải các chất độc ra khỏi tế bào, tham ra vào cơ chế co duỗi cơ thông qua “bơm Ca++”

2.2 Ty thể : Ty thể có trong tất cả các tế bào nhân chuẩn hô hấp hiếu khí Ty thể có hình tròn hay hình que dài khoảng từ 2 – 5 micro Các nhân

tố môi trường, trạng thái hoạt động làm thay đổi hình dạng và kích thước của ty thể Ty thể có khả năng chuyển động, co, ruỗi, cắt ngắn, liên kết Màng trong còn chứa enzym tổng hợp các axit béo phục vụ cho hô hấp nội bào Trong mỗi

tế bào thường có khoảng 50-1000 ti thể, cá biệt ở những tế bào có cường độ trao đổi chất cao có khi lên tới 50.000 ty thể, nhưng trong một vài loại tế bào chuyên hoá như hồng cầu của người thì lại không có ty thể Ty thể có AND và ARN riêng vì vậy chúng có thể tổng hợp protein mà nó cần thiết và nhân lên độc lập không phụ thuộc vào sự phân bào

2.3 Lạp thể: Nó là bào quan quan trọng của các tế bào thực vật và gồm:

+ Bạch lạp không mầu, bên trong chứa tinh bột hoặc dầu và một vài loại chất dinh dưỡng dự trữ khác của tế bào

+ Sắc lạp chứa các sắc tố vàng và đỏ tạo nên mầu sắc đặc trưng của hoa, thân, lá, củ, quả.v.v Trong trường hợp đột biên sắc lạp có thể thành lục lạp (khoai tây để chỗ có ánh sáng) và ngược lại

+ Lục lạp: Là loại bào quan lớn có đường kính từ 4-10 micromet và chứa các sắc tố mầu xanh lục (chlorofin) Lục lạp có nhiều hình dạng khác nhau nhưng phổ biến nhất là hình hạt đậu, Lục lạp có riêng ADN, ARN và riboxom

do đó nó có thể điều hoà tổng hợp protein riêng của nó, bên cạnh đó chúng có thể phân chia và sinh sản một cách độc lập với các phần khác của tế bào Bên trong lục lạp có các hệ thống túi dẹp trồng lên nhau được gọi là Tilacoid trong

có chứa Chlorofin và Carotinoid Các phân tử Chlorofin tạo thành phức hệ gồm khoảng 200 phân tử hoạt động như một dàn Anten để hấp thụ năng lượng ánh sáng

Trong lục lạp có chứa Enzym của dãy truyền điện tử để tổng hợp ATP của

hệ quang hợp I và II Còn các enzym tổng hợp gluco, ADN, ARN, Riboxom nằm trong chất nền của lục lạp

2.4 Trung thể: Chỉ có ở tế bào động vật và thực vật bậc thấp Trung thể gồm một đôi trung tử nằm gần màng nhân và chất quanh trung tử Trong quá trình phân bào, trung tử phân chia và di chuyển về hai cực đối lập của tế bào

và hình thành dây tơ vô sắc và làm tiêu điểm cho việc hình thành nhân của hai tể bào con Không thấy có trung tử ở tế bào thực vật mặc dù vẫn có sự phân bào và tạo thoi vô sắc giống như ở động vật

2.5 Riboxom còn gọi là hạt Palat hoạc Ribonucloprotein Một số Riboxom được gắn trên màng lưới nội chất và màng nhân còn một số tồn tại tự

do trong tế bào chất Chúng là bào quan có kích thước nhỏ khoảng

20-35micromet Riboxom cấu tạo gồm 2 thành phần chính Protein và ARN riboxom Chức năng của Riboxom là tổng hợp protein

2.6 Phức hệ Golgi: Là một hệ thống túi dẹt hình đĩa nằm gần nhân

tế bào Thành phần hóa học gồm photpholipit và protein có tỉ lệ bằng nhau và một số loại Enzym Ở các tế bào khác nhau hệ thống này có cấu trúc và hình dạng khác nhau Phức hệ Golgi có chức năng gắn Hydratcacbon vào Protein để tạo thành Glucoprotein, chế tạo Polysaccarit, Hoocmon Insulin, Hoocmon gastrin, Lizoxom

2.7 Không bào: Là những túi lớn được hình thành từ những đoạn phình to của mạng lưới nội chất và bộ máy Golgi Trong không bào chủ yếu là nước có hoà tan các chất vô cơ và hữu cơ khác nhau Chúng có chức năng tập chung các sản phẩm trao đổi chất trung gian dưới dạng hoà tan hoặc chứa các chất tiết của tế bào, duy trì áp xuất thẩm thấu của tế bào

2.8 Lizoxom: Có dạng hình túi, hình cầu nhỏ được bao bọc bởi màng lipoprotein trong chứa nhiều enzym có hoạt tính mạnh ở pH 4,8 - 5 và thực hiện vai trò tiêu hoá nội bào Cụ thể là nó phân huỷ thức ăn vào tế bào bằng thực bào, tấn công các bào quan đã hỏng và các nguyên liệu rắn sau khi thực bào, phân huỷ các nguyên liệu tế bào sau khi tế bào chết Sự rối loạn chức năng lizosom sẽ góp phần gây lên một só loại ung thư Lizoxom gồm 2 loại:

- Lizoxom cấp I có chứa các enzym thủy phân theo dạng phản ứng sau:

AB + H2O - AH + BOH

- Lizoxom cấp II có chứa enzym tiêu hóa

2.9 Peroxyxom: là những hạt có kích thước 0,5-1,7 micromet, màng có cấu tạo như màng nguyên sinh chất của tế bào, bên trong có chứa enzym oxi hóa đặc hiệu Chúng có vai trò tổng hợp riboxom, điều chỉnh chuyển hóa gluco, chuyển hóa axit nucleic và phân giải H2O2 thành H2O

2.10 Glioxyxom: có chứa các enzym chuyển lipit thành gluxit trong

tế bào thực vật đó là chu trình glioxilat

2.11 Thể vùi: Là một số hạt dự trữ trong tế bào Tuỳ từng loại tế bào mà thể vùi của nó khác nhau như : lipit, tinh bột, á tinh bột.v.v

2.12 Các vi sợi là các sợi mảnh, đường kính 4-6 micromet, cấu tạo bằng protein đặc hiệu tạo nên khung xương của tế bào Sự có mặt của chúng có liên quan tới sự vận động của tế bào và phân bào

2.13 Tơ cơ (Mycofibrlle) chỉ có trong tế bào cơ vân Chúng gồm nhiều sợi xếp song song có cấu tạo phức tạp

2.14 Các ống siêu vi là ống rỗng dài, đường kính khoản 25micromet cấu tạo bằng protein đặc hiệu gọi là Turbutin Chúng cùng với vi sợi có vai trò nâng đỡ tế bào, vận động, biệt hóa tế bào tạo các dây thoi vô sắc

và vận chuyển các chất nội bào, các thành phần phụ của các bào quan khác

IV Nhân và chức năng của nhân:

Phần lớn tế bào chỉ có một nhân tuy nhiên cũng có tế bào có 2 nhân như

Paramecium, tế gan, tế bào tuyến nước bọt của động vật có vú, nhưng cũng có

tế bào không có nhân như hồng cầu của động vật có vú (chúng không có khả năng phân chia, chúng có nguồn gốc từ tế bào có nhân) Hình dạng, kích thước

và vị chí của nhân tủy thuộc vào từng loại tế bào Nhân tế bào bao gồm các phần chính sau:

+ Màng trong gồm hai tầng Tầng ngoài là lớp lipoprotein như màng ngoài của nhân Tầng trong mỏng có cấu trúc dạng mạng lưới được cấu tạo từ 3 loại protein đặc biệt mang tên là lamini A, B, C Màng trong có chức năng là nơi gắn các sợi chromatit của nhiễm sắc thể trong quá trình phân bào

+ Khoảng trống giữa hai lớp màng nhân được thông với mạng lưới nội chất và bên trong có chứa protein giống như trong mạng lưới nội chất Khoảng trống có nhiệm vụ tham gia vận chuyển các chất đi ra và đi vào nhân Trên màng nhân có các lỗ nhỏ có kích thước từ 30-100Ao Trên lỗ màng nhân có protein đặc biệt nhận nhiệm vụ vận chuyển nước, một số chất hoà tan, enzym ADN – polimeraza, histon, một số loại protein khác theo chiều đi vào và ARN thông tin, ARN vận chuyển đi ra Về mặt tính chất, màng nhân khác với màng tế bào ở chỗ khi bị chọc thủng màng nhân không có khả năng hàn gắn làm cho nhân chết

và tế bào chết

2.Chất nhân

Chất nhân hay còn gọi là dịch nhân chiếm tỉ lệ lớn nhất của nhân, thành phần bao gồm dịch lỏng nguyên sinh chất và một số cấu trúc hạt khác Trong dịch nhân có chứa các enzym xúc tác cho quá trình nhân đôi của ADN, tổng hợp ARN và một vài quá trình sinh hoá khác… dịch nhân còn chứa nhiễm sắc thể đó

là kết quả của sự liên kết giữa ADN với protein đặc biệt gọi là histon Dịch nhân

là môi trường đảm bảo cho sự ổn định của cơ chế truyền thông tin di truyền của

tế bào

Trong nhân thường có một hoặc vài nhân con hình cầu được tạo ra bởi ARN với một ít ADN và protein Chức năng chính của nhân con là tạo ra các tiểu thể của riboxom Sau khi ra khỏi nhân các tiểu thể này mới kết hợp lại với nhau để tạo riboxom Các nhân con không có màng riêng bao quanh, chúng vỡ

ra và tiêu biến khi tế bào phân chia, rồi lại xuất hiện khi các tế bào con đã tách rời nhau

3.Chức năng của nhân

Để nghiên cứu chức năng của nhân người ta đã tiến hành làm thí nghiệm sau: Amíp đơn bào được cắt thành hai phần một phần có nhân và một phần không có nhân Cả hai phần đều co tròn lại Phần có nhân sinh trưởng, phát triển bình thường và sinh sản theo hình thức phân đôi Phần không nhân có khả năng chuyển động và tiếp nhận thức ăn nhưng không có khả năng sản xuất enzym để tiêu hoá thức ăn, không sinh trưởng, phát triển và sinh sản Nó chết ngay khi tiêu hết lượng chất dinh dưỡng dự trữ.Thí nghiệm trên đã chứng tỏ nhân có hai chức năng chủ yếu, đó là kiểm soát hoạt tính hoá học của tế bào và mang thông tin di

truyền cho các tế bào ở thế thệ sau Tế bào động vật và tế bào thực vật được phân biệt ở các điểm sau đây

Tế bào thực vật Tế bào động vật

- Có vỏ xenlulo bao ngoài màng

nguyên sinh chất

- Có lục lạp – Sống tự dưỡng

- Chất dự trữ là tinh bột hoặc dầu

- Phân bào không có trung tử và hình

thành vách ngăn

- Không bào rất phát triển

- Không có vỏ xenlulo bao ngoài màng nguyên sinh chất

I.Trực phân (Amitosis)

Trực phân chỉ có ở những tế bào biệt hoá cao (Nguyên sinh động vật), tế bào bệnh lý và các tế bào bị hại đang đi vào thoái hoá Đây là hình thức phân bào mà nhân được phân chia một cách đơn giản không xuất hiện nhiễm sắc thể (NST) và thoi vô sắc Nhiều khi nhân được phân thành 2 nửa không đều nhau hoặc phân thành nhiều phần hoặc nhiều chồi (Trực phân bệnh lý hoặc bị tác hại) Còn tế bào chất có thể được phân chia cùng với nhân hoặc không để tạo thành tế bào nhiều nhân (Tế bào gan)

II Nội phân (Endomitosis)

Nội phân là một dạng biến đổi của phân bào nguyên nhiễm trong đó NST được nhân đôi nhưng không phân chia về các tế bào con mà ở lại trong tế bào,

do đó tạo thành tế bào đa bội Trong trường hợp các NST được nhân đôi nhiều lần nhưng không tách được ra, vẫn dính với nhau ở tâm động, vì vậy tạo hiện tương đa sợi nhưng số lượng NST không đổi, đây là hiện tượng NST đa sợi

III Phân bào nguyên nhiễm (Mitosis)

Sinh sản vô tính và sự sinh trưởng của các tổ chức cơ thể đều có sự tham gia của phân bào nguyên nhiễm (hay còn gọi là nguyên phân) Đây là hình thức phân bào mà nhờ đó các tế bào con được sinh ra giống y hệt tế bào mẹ về mặt di truyền Phân chia nguyên nhiễm là một quá trình liên tục, để tiện mô tả các nhà sinh học đã chia thành các giai đoạn như sau:

1 Kỳ trung gian

Trong kỳ này tế bào hoạt động trao đổi chất mạnh và có khả năng tổng hợp các protein và AND mới Kỳ trung gian giúp tế bào tăng khối lượng do các

hợp chất hữu cơ mới được tổng hợp Kỳ trung gian của tế bào được chia thành 3 giai đoạn nhỏ là:

+ G1 (Gap1) : Độ dài của G1 rất biến động và nó quy định số lần phân chia của tế bào trong các mô khác nhau Cuối giai đoạn G1 chỉ có một số tế bào nhất định mới qua được “điểm giới hạn”, sau đó tiếp tục hoàn thành nốt chu kỳ phân bào Còn các tế bào khác (tế bào ở các mô đã phân hoá) không có khả năng qua “điểm giới hạn”, chúng đều mất khả năng phân chia và phải dừng lai ở giai đoạn G1 Khi các tế bào này chết đi chúng sẽ được thay thế bằng những tế bào mới hình thành từ các tế bào mầm

+ S (synthesis) Đây là giai đoạn tổng hợp, cụ thể là toàn bộ ADN của tế bào được tái bản (nhân đôi) đồng thời trung thể cũng nhân đôi đi về hai cực của

tế bào hình thành nên dây thoi vô sắc

+ G2 (Gap 2) giúp tế bào chuần bị những khâu cuối cùng cho quá trình phân bào như tổng hợp histon và các protein của thoi vô sắc

Kỳ trung gian thường chiếm ít nhất 99% độ dài chu kỳ tế bào Các sự kiện còn lại tập trung chủ yêu vào quá trình phân bào vốn chỉ kéo dài chừng 1 đến 2 giờ được ký hiệu là pha M Pha phân bào này được chia thành 6 kỳ, cũng có nhiều tế bào không có kỳ phân chia tế bào chất

2 Kỳ đầu (Tiền kỳ prophase)

Sự chuyển tiếp từ G2 sang kỳ đầu không xác định được rõ ràng Các nhiễm sắc thể từ từ co, xoắn, nên ngắn lại và dày lên vì thế ta có thể nhìn thấy chúng dưới kính hiển vi Mỗi nhiễm sắc thể lúc này gồm hai Cromatit gắn với nhau ở tâm động (centromer) Hai Cromatit tương ứng với hai phân tử ADN giống hệt nhau được nhân đôi ở giai đoạn S, quá trình co xoắn lại tiếp tục Nhân con teo lại và cuối cùng biến mất, mặc dù những vùng nhiễn sắc thể chịu trách nhiệm tạo nhân con vẫn tồn tại và nhìn rõ trong suốt quá trình phân bào

Đa số tế bào động vật có hai trung tử, qua pha S trung tử được nhân đôi tạo thành hai đôi trung tử Do sự hoạt hoá của chất quanh trung tử các Tubulin trong tế bào chất trùng hợp thành các ống Tubulin, các vi ống này sắp xếp quanh trung tử Hai trung tử này tách nhau ra đi về hai cực của tế bào hình thành dây thoi vô sắc Đồng thời màng nhân tiêu biến

Tế bào thực vật bậc cao không quan sát thấy trung tử Nhưng ở vùng cạnh nhân vẫn có vùng đậm đặc, vai trò của vùng này cũng hoạt hoá và trùng hợp Tubulin để hình thành dây thoi vô sắc

Tâm động (centromer) của mỗi nhiễm sắc thể trong nhiễm sắc thể kép hình thành nên thể động (kinetochore) Thể động hướng về hai hướng đối lập và tiếp súc với thoi vô sắc, kích thích sự di chuyển của nhiễm sắc thể

3 Kỳ giữa

Các nhiễm sắc thể ở kỳ này được tập trung trên mặt phẳng sích đạo ( tâm động của chúng nằm trên mặt phẳng xích đạo) Các ống siêu vi (vi thể động kinetochore) nằm song song với thoi phân bào kéo căng các nhiễm sắc thể đi về hai cực đối lập của tế bào (So với các kỳ khác, kỳ giữa kéo dài khá lâu)

4 Kỳ sau

Kỳ sau bắt đầu khi kinetochore ở mỗi tâm động đột ngột tách ra, các sợi kinetochore lúc này trượt về các cực đối lập của thoi vô sắc làm tách rời các

nhiễm sắc tử, đông thời các thoi vô sắc dài dần ra Cơ sở hoá sinh của sự di chuyển này còn chưa được hiểu biết hoàn toàn Tuy nhiên, kết quả cuối cùng hình thành nên hai nhân của tế bào con, cái nọ giống y hệt các kia về mặt di truyền

5 Kỳ cuối

Màng nhân hình thành trở lại Các nhiễm sắc thể bắt đầu giản xoắn nhân nhỏ tái xuất hiện

6 Phân chia tế bào chất

Sự phân chia tế bào chất đôi khi còn gọi là sự phân cắt, nó thường được bắt đầu trước khi hoàn tất sự phân chia nhân Rãnh phân cắt tại mặt phẳng xích đạo của tế bào Rãnh này thắt sâu dần cho tới khi tế bào thắt làm đôi Lực cần thiết cho quá trình phân cắt này được sản sinh do sự tương tác của actin-myosin giống như trong quá trình co cơ

Người ta chưa biết được một cách chính xác các nhân tố nào kích thích nguyên phân, tuy nhiên người ta cho rằng trong quá trình đó tỉ lệ khối lượng giữa nhân và tế bào chất đóng một vai trò quan trọng Khi tế bào phát triển đến một giai doạn nhất định làm cho thể tích của tế bào tăng nhanh hơn thể tích của màng nhân Vì thế diện tích của nhân sẽ không đủ để đảm bảo cho quá trình trao đổi chất giữa nhân và tế bào chất do đó tỉ lệ giữa nhân và tế bào chất đã kích thích tế bào phân chia Bên cạnh đó nhiệt độ cũng ảnh hưởng tới tốc độ của quá trình phân chia, nhiệt độ 20-300C là thích hợp nhất cho quá trình phân chia tế bào, nếu nhiệt độ giảm còn 50C thì tồc độ phân chia giảm hoàn toàn và nhiệt độ

400C thì ngừng phân chia Nguyên nhân là do nhiệt độ ảnh hưởng tới trạng thái sinh lý của gen, của các đại phân tử và tốc độ các phản ứng hoá học

IV Phân chia giảm phân

Sinh sản hữu tính đòi hỏi có một kiểu phân bào khác gọi là giảm phân (hay phân bào giảm nhiễm) nhờ đó tạo ra các giao tử khác nhau về mặt di truyền Giảm phân đặt nền tảng cho sự thay đổi nhân tế bào từ trạng thái lưỡng bội sang đơn bội Thực ra quá trình này gồm hai lần phân bào liên tiếp, mỗi lần phân chia cũng gồm 4 kỳ và thời gian nghỉ ngắn gọi là gian kỳ

1 Phân chia giảm phân

1.1 Kỳ trước I

Kỳ này diễn ra phức tạp và chia thành 5 giai đoạn nhỏ sau

+ Leptoten: Nhiễm sắc thể chuyển sang dạng sợi sau đó chúng nhân đôi

và xuất hiện rõ dần theo mức độ xoắn của nhiễm sắc thể

+ Zigoten: Các nhiễm sắc thể tương đồng bắt đầu tiếp hợp từng phần nhỏ một cách chính xác để tạo thành một cấu trúc gọi là lưỡng trị Khi tiếp hợp hoàn tất các nhiễm sắc thể tương đồng được gắn với nhau dọc theo chiều dài của chúng ( hiện tượng này không sảy ra ở nguyên phân)

+ Pachiten: Các nhiễm sắc thể tiếp tục xoắn, nên ngày càng to hơn và ngắn hơn

+ Diploten: Nhiễm sắc thể tiếp tục xoắn nhưng các cặp nhiễm sắc thể tương đồng bắt đầu đẩy nhau ra từng phần, bắt đầu từ tâm động và lan dần ra hai đầu mút Lúc này sảy ra hiện tượng trao đổi chéo cho nhau những đoạn tương ứng Trao đổi chéo có thể sảy ra ở bất cứ chỗ nào trên nhiễm sắc thể Nhiều yếu

tố bên trong, bên ngoài có ảnh hưởng tới tần số trao đổi chéo như gen, tuổi, giới tính, nhiệt độ, vị trí của gen v.v

+ Diakinese: Nhiễm sắc thể đạt kích thước lớn nhất và ngắn nhất Lúc này nhân con biến mất, màng nhân hoà tan

Sơ đồ phân chia giảm nhiễm ở té bào Eucaryota

1 2 Kỳ giữa I Các cặp nhiễm sắc thể tương đồng di chuyền về mặt phẳng xích đạo và gắn với dây thoi vô sắc ở tâm động

1.3 Kỳ sau I

Các nhiễm sắc thể kép trong cặp tương đồng tách nhau ra đi về hai cực đối lập của tế bào Thành phần của nhiễm sắc thể ở mỗi cực tế bào đã giảm đi một nửa so với tế bào mẹ

1 4 Kỳ cuối I

Kỳ này diễn ra rất nhanh kết thúc lần phân chia thứ nhất Các nhiễm sắc thể kép ở hai cực của tế bào không duỗi xoắn mà giữ nguyên

Sau kỳ cuối I tế bào ở trạng thái nghỉ trong một thời gian ngắn để chuẩn

bị cho lần phân bào 2

Vai trò của quá trình giảm phân là bảo tồn sự ổn định về số lượng nhiễm sắc thể của loài sinh vật sinh sản hữu tính, đông thời thông qua sự tổ hợp tự nhiên của nhiễm sắc thể mà tạo nên những giao tử khác biệt về mặt di truyền và

từ đó tạo nên sự đa dạng ở thế hệ sau

2 các dạng giảm phân:

Trong sinh vật có 3 dạng giảm phân sau:

2.1 Giảm phân hợp tử (hay giảm phân khởi đầu) Quá trình phân bào giảm nhiếm xảy ra ngay sau khi các giao tử kết hợp với nhau tạo thành hợp

tử (Như vậy giảm nhiễm sảy ra ngay lần phân chia đầu tiên của hợp tử) Loại giảm phân này đặc trưng cho những sinh vật trong chu kỳ sống của chúng pha đơn bội là chủ yếu (tảo, nấm động vật nguyên sinh )

2 2 Giảm phân giao tử (Giảm phân cuối) Xảy ra trong quá trình hình thành giao tử của động vật đa bào Kết quả của quá trình giảm nhiễm hình thành trứng và tinh trùng

2 3.Giảm phân bào tử (hay giảm nhiễm trung gian) Loại giảm nhiễm này đặc trưng cho đa số thực vật Nó xảy ra trong tế bào mẹ, tiểu bào tử hay đại bào tử Kết quả của quá trình giảm phân tạo thành những bào tử đơn bội

và sau đó là các giao tử thể, Các giao tử thể phân chia nguyên nhiễm cho ra nhiều các giao tử đơn bội

TRAO ĐỔI CHẤT Ở TẾ BÀO

I Các cơ chế trao đổi chất qua màng tế bào

ở cơ thể đơn bào, tế bào được tiếp xúc trực tiếp với môt trường bên ngoài

vì vậy chúng trao đổi chất trực tiếp với môi trường ngoài Nhưng ở cơ thể đa bào, các tế bào thực hiện quá trình trao đổi chất với môi trường ngoài thông qua môi trường trong (dịch gian bào, huyết tương.v.v.) Tuy nhiên dù ở cơ thể đơn bào hay đa bào đều có các cơ chế trao đổi chất qua màng tế bào như sau:

1 Cơ chế thẩm thấu và thẩm tách

Các phần tử hoà tan trong chất lỏng thường chuyển động hỗn loạn và chúng có xu hướng chuyển động từ nơi có nồng độ cao xuống nơi có nồng độ thấp hơn gọi là sự thẩm tách (Cơ chế này thường sảy ra ở các chất không điện phân) hoặc chênh lệch điện thế đối với các ion nằm hai bên của màng tế bào Nước thì lại đi ngược lại, các phân tử nước đi từ nơi dung dịch có nộng độ thấp tới nơi có nồng độ cao hơn gọi là hiện tượng thẩm thấu Trong hiện tượng thẩm thấu dung dịch bị mất nước được gọi là dung dịch nhược chương, dung dịch được nhận nước được gọi là dung dịch ưu chương, còn cân bằng nhau được gọi

là dunh dịch đẳng chương Nhưng qua nhiều thí nghiệm cho thấy màng tế bào là màng bán thấm, Nó cho các chất đi ra và đi vào có chọn lọc Cơ chế khuếch tán đơn giản chỉ thực hiện đối với nước và một số ít các chất hoà tan có trọng lượng phân tử nhỏ, chúng chui qua các khe rãnh nhỏ trong cấu trúc màng rồi vào hoà tan trong tế bào chất Trong quá trình khuếch tán qua màng, các cơ chất không

có sự biến đổi hoá học, không cần năng lượng , không kết hợp với cơ chất khác

2.Vận chuyển nhờ protein thấm

Như được giới thiệu trong phần cấu trúc của màng tế bào Màng tế bào có các phân tử protein đặc biệt có chức năng vận chuyển các chất qua màng Sự vân chuyển này gồm hai cơ chế vận chuyển: thụ động và vận chuyển chủ động Hai cơ chế này có những đặc điểm chung như sau:

Khi đi qua màng, cơ chất cần vân chuyển buộc phải kết hợp tạm thời với protein màng để tạo thành phức hệ không bền Sự kết hợp này theo kiểu enzym – cơ chất và có tính đặc hiệu tương đối (các cơ chất có bản chất hoá học tương

tự nhau có chung protein vận chuyển) hoặc tuyệt đối ( mối loại protein màng chỉ vận chuyển một loại cơ chất duy nhất) Khi cơ chất được vận chuyển đến nơi cần thiết nó được giải phóng khỏi phức hệ, protein màng được tự do để vận chuyển phân tử cơ chất khác Cứ như vậy sự vận chuyển diễn ra theo nhu cầu trao đổi chất của tế bào

Tuy nhiên hai cơ chế vận chuyển này cũng có những điểm sai khác nhau

và được thống kê trong bảng sau

Vận chuyển thụ động Vận chuyển chủ động

- Cơ chất được vận chuyển thuận

chiều với nồng độ

- Cơ chất được vận chuyển theo cả

hai chiều (ra và vào tế bào)

- Cơ chất được vận chuyển ngược chiều với nồng độ và điện thế

- Mỗi cơ chất chỉ có một loại protein màng tương ứng vận chuyển theo

- Không cần được cung cấp năng

3.Hiện tượng thực bào và ẩm bào

Kiểu hấp thụ này chỉ xảy ra ở một số loại tế bào đặc biệt hoặc ở một vài điều kiện đặc biệt Đặc điểm chung của cơ chế này là khi tiếp xúc với cơ chất màng tế bào biến dạng hình thành túi hoặc tay giả ôm lấy cơ chất

Nếu cơ chất dưới dạng hoà tan thì xảy ra hiện tượng ẩm bào Màng tế bào lõm vào ở vị trí tiếp xúc tạo thành cái túi bao lấy dịch mồi rồi tách khỏi màng di chuyển dần vào trong tế bào chất Cơ chế này giữa dịch cơ chất và màng tế bào không có tính đặc hiệu

Nếu cơ chất ở dạng hữu hình thì xảy ra hiện tượng thực bào Khi có một vật thể lạ hay một tế bào lạ bất kì nào đó xuất hiện, màng tế bào tiến hành nhận diện, vật thể lạ được hấp thụ trên vị trí đặc biệt ở bề mặt của màng tế bào ( vị trí

đó được gọi là thụ thể hay là điểm tiếp nhận) Sau đó màng tế bào lõm vào hình thành túi hoặc chân giả ôm vật thể lạ, rồi toàn bộ khối dó được tách khỏi màng

di chuyển vào trong tế bào chất

II Sự tiếp nhận thông tin qua màng tế bào

1.Các loại thụ thể (receptor) trên bề mặt tế bào

Thực chất thụ thể chỉ là những vị trí đặc biệt phân bố trên bề mặt tế bào

có chức năng nhận biết và gắn kết với đối tượng thích hợp Người ta đã tìm thấy trên bề mặt màng tế bào động vật có hàng trăm thậm chí hàng nghìn các điểm thụ thể, chúng bao gồm nhiều loại khác nhau, mỗi một loại có khả năng tiếp nhận đặc hiệu với một loại vật thể tương ứng

Thành phần cấu trúc của thụ thể là protein hay phức hợp glucoprotein Các phân tử này có một đầu để lộ ra trên bề mặt của màng tế bào chứa các nhóm – NH2 hoặc –COOH Nhờ cấu trúc bậc ba tạo nên hoạt tính sinh học đặc hiệu Các thụ thể có khả năng nhận biết các đối tượng mà chúng tiếp xúc, phân biệt được “vật quen” hay “vật lạ” Như vậy các vật thể được nhận biết và giao đúng địa chỉ Ví dụ Trên bề mặt của các tế bào có chức năng miễn dịch ở người và động vật thường có các điểm thụ thể giúp nhận diện các mầm bệnh đang có su hướng gây nhiễm Nhờ vậy chúng có được các phản ứng kịp thời để chống lại các tác nhân gây bệnh

Tuy nhiên cũng còn một số trường hợp ở một số tế bào có chứa thụ thể bất lợi Chúng có thể tiếp nhận các mầm bệnh cho phép chúng gắn kết vào rồi từ

từ đưa chúng vào tế bào Trong tế bào các mầm bệnh nhân lên và làm tổn thương tế bào chủ Một trong những tế bào loại này là tế bào limpho 14 bị gây nhiễu bởi vi rút HIV ( vi rút gây suy giảm miễn dịch ở người )

Có nhiều loại thụ thể thực hiện nhận biết thông tin theo nhiều cơ chế khác nhau tuỳ theo chức năng của từng loại tế bào như tế bào miễn dịch có chức năng

miễn dịch, tế bào thần kinh nhận biết mùi hương, sự hấp thụ của tế bào lên giá thể rắn…

2 Nhận biết các thông tin miễn dịch ở các tế bào có chức năng miễn dịch Khi có vi khuẩn, vi rút, vi nấm hay kí sinh trùng xâm nhập vào cơ thể chúng lập tức bị chống trả bởi các hàng rào bảo vệ, hiện tượng này gọi là sự miễn dịch Các mầm bệnh được gọi là kháng nguyên, các tế bào tham gia vào miễn dịch được gọi là kháng thể Tham gia vào hệ thống miễn dịch có 3 nhóm tế bào: Các đại thực bào, Các tế bào limphoT, các tế bào limphoB Trong đó các tế bào limphoB được gọi là hàng rào miễn dịch đặc hiệu

Trên bề mặt các loại tế bào trên có các thụ thể để nhận biết các kháng nguyên gây bệnh Các đại thực bào nhận biết trực tiếp và tiến hành phân loại kháng nguyên ngay khi kháng nguyên xâm nhập vào cơ thể Còn các tế bào limphoT và limphoB phải chờ sự thông báo của đại thực bào Do đó chúng cần trải qua một giai đoạn “huấn luyện” và biệt hoá Cụ thể là:

Khi kháng nguyên xâm nhập, các bạch cầu kéo đến vị trí bị xâm nhiễm lưu giữ kháng nguyên tại đó, tạo nên ổ viêm tại chỗ, sau đó các đại thực bào di động tiến tới ổ viêm rồi tiến hành thực bào, nhận diện và phân loại kháng nguyên đồng thời thông tin đến các cơ quan huấn luyện của các tế bào limphoT

và limphoB Nhận được thông tin này các cơ quan “huấn luyện” sẽ sản sinh ra một loạt tế bào limphoT và limphoB mà trên bề mặt màng tế bào của chúng có thụ thể tương ứng với kháng nguyên xâm nhập Tế bào limphoB sẽ sản sinh kháng thể đặc hiệu có tác dụng làm mất hoạt tính của kháng nguyên, trong khi

đó các tế bào limphoT sẽ sản xuất ra các chất hoà tan có tên là limphokyl để hoạt hoá các đại thực bào giúp cho đại thực bào xử lý kháng nguyên triệt để hơn

và đào thải chúng ra khỏi cơ thể

3.Nhận biết thông tin về mùi của các tế bào thần kinh

Có hai quan điểm khác nhau về sự tạo mùi thơm của hương liệu và cả hai quan điểm này vẫn còn đang tranh luận, vì vậy cũng có hai quan điểm về sự nhận biết thông tin mùi hương của các tế bào thần kinh khứu giác Tuy nhiên cả hai quan điểm đều đề cập tới vai trò của các thụ thể trên bề mặt của màng tế bào thần kinh Có thể tóm tắt hai quan điểm này như sau

3.1 Theo quan điểm hoá học : Mùi hương thường được đặc trưng bởi sự có mặt của các nguyên tử mang mùi và cấu hình không gian của các phân

tử chứa các nhóm nguyên tử mang mùi ấy Có 3 nhóm nguyên tử mang mùi thường gặp là -C – R1 ; -C –OH; -C-(CH3)2 và 7 mùi sơ cấp được quy định 7 kiểu hình dạng không gian của các phân tử mang mùi gồm:

- Mùi long n•o: Các phân tử thường có dạng hình cầu

- Mùi xạ hương : Các phân tử có dạng hình đĩa

- Mùi nước hoa : Các phân tử có dạng hình đĩa có đuôi

- Mùi ête : Các phân tử có dạng hình gậy

tử mang mùi Khi các phẩn tử mang mùi toả hương nó sẽ tiếp xúc với các thụ thể theo kiểu chìa khoá được tra đúng vào ổ khoá Các tế bào thần kinh khứu giác sau khi nhận được thông tin về mùi sẽ truyền kích thích này lên n•o bộ Tại đây trung ương thần kinh sẽ thực hiện việc đánh giá phân tích bản chất và cường

độ mùi

3.2 Theo quan điểm vật lý: Nguyên nhân tạo ra mùi hương là do các phân tử mang mùi có khả năng phát sóng điện dưới dạng các tia hồng ngoại Mỗi một phân tử mang mùi có một phổ phát sóng riêng Chúng hoạt động như một máy phát sóng liên tục Các tế bào thần kinh hoạt động như nhưng máy thu sóng hồng ngoại Mỗi loại thụ thể có khả năng thu sóng ở những khoảng bước sóng xác định , như vậy chúng nhận biết được từng loại mùi hương riêng biệt

4 Sự hấp thụ của tế bào đối với vật thể rắn

Các thụ thể trên bề mặt tế bào ngoài khả năng nhận biết thông tin, mùi, chúng còn có khả năng gắn kết với các tế bào khác hoặc với các phân tử hoà tan,

và các phân tử bay hơi Khả năng gắn kết các vật thể rắn theo một cơ chế được gọi là sự hấp thụ Chúng sẽ tạo nên một phức hệ tương đối bền Người ta đã ứng dụng cơ chế này trong việc tạo ra các sinh phẩm dùng để chuẩn đoán bệnh và dùng cho các mục đích khác nhau trong công nghệ sản xuất

III Trao đổi chất và năng lượng trong tế bào

Trao đổi chất là một quá trình hoá học diễn ra trong tế bào nhằm thực hiện

4 chức năng sau:

* Tiếp nhận năng lượng từ môi trường bên ngoài, chủ yếu là năng lượng mặt trời hoặc dưới dạng năng lượng hoá học của các hợp chất hữu cơ khác nhau

* Biến đổi các hợp chất ngoại lai thành vật liệu xây dựng của cơ thể

* Tổng hợp lên những thành phần khác nhau của tế bào như protein, lipit, axít nucleic

* Tổng hợp và phân giải các phần tử sinh học cần thiết cho việc thực hiện các chức năng khác nhau của tế bào

Trao đổi chất và năng lượng trong tế bào gồm hai quá trình:

1.Quá trình đồng hoá

Đồng hoá là quá trình tổng hợp các hợp chất hữu cơ đặc trưng của cơ thể

từ các nguyên liệu khác nhau Thực chất của quá trình biến đổi này là quá trình tổng hợp gluxit, protein, axít nuclêic đặc trưng cho cơ thể Quá trình này cần phải tiêu tốn năng lượng

1.1.Đồng hóa ở cơ thể tự dưỡng : Thực chất quá trình đồng hoá ở

cơ thể tự dưỡng là quá trình quang hợp và quá trình hoá tổng hợp

1.1.1 Quá trình quang hợp diễn ra ở những phần có diệp lục của thực vật và một số sinh vật khác (Vi khuẩn, tảo) Diệp lục hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời để một phần tổng hợp ngay ATP và một phần được tích lũy trong đường Gluco Quá trình quang hợp ở thực vật có thể tóm tắt bằng phương trình phản ứng tổng quát như sau:

H2O - - - 2H+ + 2e- + ½ (O2)

Được chlorofin, xanthophyll, carotin hấp thụ

Phản ứng này gọi là quang phân ly nước và là biến đổi hoá học chủ yếu của chuỗi phản ứng sáng của quá trình quang hợp Phản ứng này cung cấp năng lượng để tạo ATP từ ADP liên kết với phôphát vô cơ và cuối cùng chuyển các

H+ và điện tử cho NADP (nicotinamid adenin dinucleotid phophat) thành NADPH:

2H+ + 2e- + NADP+ - NADPH + H+

Các phản ứng này cần nguồn năng lượng của ánh sáng mặt trời đồng thời

có sự tham gia của chlorofin, xanthophyll, carotin

Trong lục lạp của cây xanh chlorofin a và b tham gia và hệ thống quang hợp có vai trò khác nhau trong hai nhóm phản úng quang hoá Khi hấp thụ năng lương từ ánh sáng mặt trời các electron của chlorofin chuyển sang trạng thái kích thích và tách khỏi phân tử chlorofin đi vào hệ thống chất vận chuyển tạo thành dòng electron để tạo nên chất cao năng (ATP) và chất khử (NADP) Sự tạo thành ATP có sự tham gia của ánh sáng và chlorofin được gọi là photphorin hoá quang hợp Theo Acnon thì sự photphorin hoá quang hợp gồm hai quá trình photphorin hoá quang hợp không vòng và photphorin hoá quang hợp có vòng

*Photphorin hoá không vòng : Trong quá trình này sảy ra sự khử chất

nhận điện tử NADP khi tạo ra ATP

e

Chất tiếp nhân (Chưa rõ) H2

e Plastoquinon

Hệ thống quang hợp diệp lục a bước sóng ánh sáng 700nm

H2O

Ánh

sáng

Phức hệ enzym thực hiện chuỗi phản ứng này gọi là quang hệ II đồng thời điện tử được chuyển từ chất mang này sang chất mang khác trong chuỗi phản ứng trên, kể cả chuỗi phản ứng cảm quang thứ 2 gọi là quang hệ I

*Photphorin hoá vòng: Dưới tác dụng của ánh sáng, diệp lục bật điện tử

vào các chất nhận điện tử trung gian Các chất này nhường điện tử để liên kết gốc phốt phát vô cơ vào ADP tạo ATP đồng thời diệp lục lại nhận điện tử của Plastocyanin theo sơ đồ sau:

Hình thức này thường xẩy ra ở vi khuẩn có khả năng quang hợp

Kết quả chủ yếu của các phản ứng thuộc pha sáng là tạo thành 2 chất ATP

và NADPH đó là 2 sản phẩm đầu tiên bền vững của quang hợp, rất cần thiết cho quá trình khử CO2 sau này trong pha tối

* Phản ứng tối

Đây là phản ứng tổng hợp của quang hợp Các phản ứng này không yêu cầu trực tiếp ánh sáng nhưng dùng năng lượng từ ATP và NADPH để tổng hợp gluxít:

+ Một phần G3P là nguyên liệu tổng hợp lên Lipit hoặc Protein

+ Một phần G3P phân giải thành axit piruvic

+ Một phần G3P biến đổi thành Ribolozo diphotphat để hấp thụ CO2

+ Một phần G3P đi vào chu trình Calvin để tổng hợp đường C6H12O6 Trên đây là quá trình tổng hợp gluco của thực vật (Còn gọi là thực vật 3C)

Còn ở một số loài thực vật hạt kín (Năm 1975 đã tìm được 13 họ, 117 giống, 485 loài) có 2 loại lục lạp, 1 loại ở thịt lá, một loại ở tế bào bao bó mạch trong lá Khí CO2 đi qua lỗ khí để vào tế bào thịt lá, trong đó chúng kết hợp với

Hệ thống quang hợp

diệp lục a bước sóng

ánh sáng 700nm

photphoeolpiruvat (PEP) để tạo thành Oxaloaxetat dưới xúc tác của enzym PEP cacbonxilaza Từ đó Oxaloaxetat biến đổi thành axít Malic (Các hợp chất này

có 4 nguyên tử cacbon) rồi đi vào tế bào bao bó mạch, tại đây được biến đổi thành Piruvat và CO2 Sau đó các chất này đi vào chu trình Calvin để tổng hợp thành đường Loại thực vật này được gọi là thực vật 4C (chu trình này được gọi

là chu trình Hatch – Slack)

Những thực vật mọng nước, thực vật xa mạc hoạc thực vật vùng khô nóng, lỗ khí được mở vào ban đêm thu nhân một số lượng lớn CO2 và đóng vào ban ngày để hạn chế mất nước Các loại thực vật này mang tên là thực vật CAM (Crassulac axit metabolism) Thực vật CAM cố định CO2 giống với thực vật 4C nhưng quá trình này thực hiện vào ban đêm, ban ngày CO2 được giải phóng để

đi vào chu trình Calvin

Trong các quá trình đồng hoá CO2 đã tạo ra nhiều sản phẩm trung gian, các sản phẩm này có thể tham gia vào các quá trình trao đổi chất khác của cây xanh

1.1.2 Quá trình hoá tổng hợp Hoá tổng hợp thường gặp ở Vi sinh vật Chúng sử dụng năng lượng chứa trong các hợp chất hoá học Tuỳ thuộc vào hợp chất hoá học người ta chia thành hai nhóm:

* Hoá năng vô cơ: Chất cho năng lượng là hợp chất vô cơ và chất nhận là chất Oxy hoặc một chất vô cơ khác Ví dụ vi khuẩn chuyển hoá Sbeggator tiến hành quá trình hoá tổng hợp như sau:

2H2S + O2 - 2H2O + 2S + nl

CO2 + H2 + nl - 1/6 (C6H12O6) + O2

* Hoá năng hữu cơ: Chất cho năng lượng là hợp chất hữu cơ

1.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới quang hợp

- Cường độ và thành phần quang phổ của ánh sáng

- Nồng độ CO2, H2O và dinh dưỡng khoáng

- Nhiệt độ

1.2 Đồng hoá ở thể dị dưỡng Mặc dù lấy thức ăn và tiêu hóa thức ăn theo nhiều kiểu khác nhau, nhưng quá trình đồng hóa của cơ thể dị dưỡng có thể tóm tắt theo sơ đồ sau:

Glucid Lipid

Đường đơn (Glucose)

Glyceral Acid béo

Acid Pyruvic

Giai đoạn IIIoạno hầp)

2 Dị hoá (hô hấp nội bào)

Dị hoá hay còn gọi là quá trình hô hấp, đó là quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ giải phóng ra năng lượng Mục đích cơ bản của của dị hoá là tổng hợp ATP từ ADP ở hầu hết các sinh vật nếu có ôxy thì hô hấp hiếu khí xảy ra

và biến gluco thành cacbonnic và nước Nếu không có ôxy hoặc cung cấp không

đủ ôxi thì xảy ra hô hấp kị khí và tế bào chỉ phân giải một phần của phân tử gluco Khi đó thường tạo ra a xít lactic, rượu hoặc một số hợp chất khác

Nguyên liệu của hô hấp nội bào là Glucoz, lipit, protein, axít hữu cơ như Xitric, Suximic… Hô hấp nôi bào gồm 3 quá trình: Đường phân, chu trình Crebs

để biến đổi thành phân tử axít piruvic và giải phóng năng lượng để tổng hợp ATP Kết quả, đường phân một phân tử glucoz sẽ phục hồi 2 phân tử ATP dùng

để hoạt hoá ban đầu, tổng hợp 2 phân tử ATP nữa và hai phân tử NADH

2.2 Chu trình axít xitric (Crebs)

2.2.1 Trong điều kiên hiếu khí Các phản ứng oxy hóa diễn ra trong

Các phản ứng này chỉ xảy ra với điều kiện các enzym liên kết chặt với nhau để tạo lên các phức hệ đa enzym lớn hoặc được gắn với nhau trong màng

ty thể Trong cả hai trường hợp các chất trung gian trong quá trình phân giải glucoz được chuyển giao trực tiếp từ enzym này sang enzym tiếp theo và không bao giờ được giải phóng vào dung dịch tế bào Kết quả là mỗi phản ứng tiến hành nhanh chóng hơn nhiều so với các phương thức khác Cho đến nay vẫn chưa hiểu đầy đủ các chi tiết về cách sắp xếp này

axít piruvic (C3H4O3) Axetin(CH3CO) + CoenzymA Axetin CoenzymA (Axetil-CoA ) + Oxaloaxetic - axit Xitric rồi đi vào chu trình Crebs

* Axetil-CoA vào chu trình Crebs : Chu trình axit xitric (hay còn gọi là chu trình Crebs hoặc chu trình axít tricacboxilic) gồm 9 phản ứng nhằm biến đổi mỗi gốc Axetil nhận được từ quá trình đường phân thành hai phân tử cacbonic

và giải phón 8H+, 8e- Các chất nhân NAD (nicotinamimadenindinucleitit), FAD (Flavinađenidinuclotit) có trong chất nền của ti thể nhận 8H+ và 8e- để tạo thành NADH2 và FNADH2 chất nhận cuối cùng là O2 để tạo thành H2O

Các sản phẩm của hô hấp hiếu khí

2.2.2.Trong điều kiện kị khí Khi thiếu O2, các phản ứng oxy hóa không thể thực hiện đươợc vì vậy sẽ sảy ra hô hấp kị khí Hô hấp kị khí thường gặp là lên men Lactic và lên men rượu Chúng đều giải phóng năng lượng, nhường giải phóng ít năng lượng hơn nhiều so với hô hấp hiếu khí Con đường dẫn truyền hydro bị ức chế và việc cung cấp NAD+ ban đầu của tế bào nhanh chóng dùng hết, đồng thời NADH thường nhường hydro để hình thành axít Lactic hoặc rượu Etylic Khi NAD+ được giải phóng sẽ làm mất năng lượng đáng kể

Ở vi khuẩn có hơn mười hai kiểu lên men khác nhau nhưng đều dùng hidratcacbon để nhận điện tử và H do đó tạo NAD+ cho đường phân

Hidratcacbon + NADH + H+ Hidratcacbon khử + NAD+

Chất khử thường là axít hữu cơ như axít Axetic, axít Butiric, axít Propionic hoặc riệu Etylic

Lên men lactic phần lớn xảy ở động vật đa bào (khi hoạt động với cường

độ cao do thiếu O2, tế bào cơ tiến hành lên men lactic) và vi sinh vật Nét đặc trưng của lên men Lactic là Axit Piruvic bị khử trực tiếp nhờ nhận điện tử và H

từ NADH do đường phân tạo ra dưới tác dụng của enzym Lactic- đehirogenaza tái sinh NAD+ cho đường phân

Axit Piruvic + NADH + H+ Axít lactic + NAD+

Lên men rượu Đối với vi sinh vật kị khí 2 ATP do đường phân tạo ra là nguồn năng lượng quan trọng cho hoạt động sống, phần lớn năng lươợng còn dự trữ trong sản phẩm cuối cùng là Rượu Etylic

axít Piruvic - Axetaldehit + CO2

Axetaldehit + NADH + H+ - rơượu Etylic + NAD+

Các phản ứng này cần vai trò của hệ Enzym

3 Phản ứng đi kèm : trong quá trình hô hấp, năng lượng được giải phóng

từ từ và được dùng trong quá trình tổng hợp các chất mới Các phản ứng này gọi

là phản ứng kèm Có hai loại phản ứng đi kèm rất quan trọng:

- Truyền năng lượng để tạo các hợp chất cao năng

- Truyền H để tạo NADH và dùng NADH để tổng hợp ATP

TẾ BÀO TRONG CƠ THẾ ĐA B ÀO

I Khái niệm mô

Trong cơ thể đa bào bậc cao các tế bào không tồn tại một cách riêng lẻ mà tồn tại thành từng nhóm Mỗi nhóm đảm nhiệm một chức năng nhất định và hoạt động theo một thể thống nhất Các nhóm này được gọi là mô

Mô là một nhóm tế bào chuyên hoá có cấu tạo, hình dạng, kích thước, vị trí như nhau và cùng đảm nhiệm chức năng sinh lý nhất định của cơ thể sống

II Phân loại mô ở thực vật và chức năng của chúng

Chỉ có ở thực vật bậc cao mới có sự phân hoá thành mô Các tế bào, ngoài hiện tượng sinh sống chung như hô hấp, dinh dưỡng chúng còn đảm nhận chức năng sinh lý đặc biệt nữa như bảo vệ, nâng đỡ Tất cả tế bào biến đổi theo cùng một lối để cùng làm một công việc nào đó, các tế bào này hợp thành mô

Khi phân loại mô người ta có thể dựa vào nguồn gốc, kích thước, và chức năng để phân loại chúng

* Căn cứ vào kích thước có thể chia thành

- Nhu mô: Mọi chiều tế bào bằng nhau

- Mô tế bào hình thoi: Mọi chiều tế bào không bằng nhau

* Căn cứ vào nguồn gốc có thể chia thành

- Mô phân sinh : những tế bào còn có khả năng sinh sản

- Mô vĩnh viễn: Những tế bào không có khả năng sinh sản

* Căn cứ vào chức năng có thể phân chia thành

- Mô phân sinh - Mô nâng đỡ

- Mô dinh dưỡng (nhu mô) - Mô dẫn

- Mô che chở (biểu mô) - Mô tiết

1.Mô phân sinh

Mô phân sinh cấu tạo bởi các tế bào còn non, chưa phân hoá, có khả năng sinh sản rất nhanh để tạo ra các loại mô khác Các tế bào ở mô phân sinh có cấu trúc khác nhau nhưng về cơ bản thì không khác nhau với các tế bào trưởng thành khác Trong thời gian phân chia tích cực các tế bào phân sinh thường không có các thể vùi và các lạp thể vẫn còn ở thời kỳ tiền lạp Mạng lưới nội chất của chúng nhỏ và thể tơ bên trong ít phức tạp hơn Kích thước và hình dạng mô phân sinh có sự thay đổi khác nhau, như mô phân sinh ngọn tế bào nhỏ, có đuờng kính gần như nhau Mô phân sinh cấp 2 tế bào dài, dẹp, hình thoi Mô phân sinh được chia thành 3 loại:

1.1 Mô phân sinh ngọn và bên: Mô phân sinh ngọn (mô phân sinh cấp I) là những tế bào phân sinh nằm ở ngọn của chồi, rễ chính, rễ phụ, còn mô phân sinh bên (mô phân sinh cấp II) là những tế bào nằm song song ở phía bên của cơ quan mà nó tồn tại (tầng sinh mạch và tầng sinh bần là mô phân sinh bên) Chức năng của chúng làm cho rễ, thân, cành dài ra và to ra

1.2 Mô phân sinh lóng: Đây chính là vùng mô cấp I đang phát triển mạnh, nằm hơi xa mô phân sinh ngọn và nằm xen giữa các vùng mô đang phân hoá như nằm ở lóng và bẹ lá của cây một lá mầm Sự kéo dài của lóng đóng góp vào tổng số chiều dài của chồi nhiều hơn mô phân sinh ngọn tạo ra trực tiếp

2.Mô dinh dưỡng

Mô dinh dưỡng gồm những tế bào chưa phân hoá nhiều, làm nhiệm vụ đồng hoá, dự trữ, liên kết các mô khác với nhau Dựa vào chức phận, người ta chia mô dinh dưỡng thành các loại sau:

2.1.Nhu mô hấp thụ là lớp lông hút được sinh ra từ lớp tế bào sinh

bì của rễ Chúng có nhiệm vụ hút nước và khoáng hoá tan để nuôi cây (nhu mô này không có ở một số thực vật thuỷ sinh)

2.2.Nhu mô đồng hoá là những tế bào có nhiều lục lạp làm nhiệm

vụ quang hợp

2.3 Nhu mô dự trữ là những tế bào có màng mỏng chứa nhiều chất

dự trữ như các loại tế bào ở củ, hạt, quả

Ngoài những tế bào nhu mô, mô dinh dưỡng còn có các tế bào mô mềm

đó là các tế bào hình khối nhiều mặt, đường kính không khác nhau là mấy Tuy nhiên cũng có loại mô mềm được kéo dài hoà lẫn với các tế bào hình thoi khác

như tế bào mô mềm ở thịt lá, và các phần khác của cây Chúng có thể phân hoá

ở các mức độ khác nhau như răn reo, phân nhánh v.v

3 Mô bì (biểu mô)

Mô bì gồm những tế bào nằm ở mặt ngoài của các cơ quan và ngoài cơ thể Màng tế bào của chúng được biến đổi không thấm nước Chúng có nhiệm

vụ bảo vệ cơ thể và các bộ phận của cây (chống lại sự xâm nhập của ký sinh trùng, sự bay hơi nước quá mạnh, sự tăng giảm nhiệt độ đột ngột) Mô bì gồm

có loại:

3.1 Biểu bì là lớp tế bào ngoài cùng của lá, thân cây non và hoa Những tế bào này không chứa lục lạp (trừ dương sỉ mọc ở chỗ dâm mát), trên màng có tầng cutin đôi khi có thấm silic hoặc sáp ở một số loài thực vật xen kẽ với lớp tế bào biểu bì còn có khí khổng làm nhiệm vụ điều tiết nước

3.2 Thụ bì là lớp vỏ chết bao gồm lớp bần và lớp mô Phía ngoài lớp bần là những tế bào đã chết Thụ bì rộp lên và bong ra (như ổi, bạch đàn ) hoặc nứt nẻ ( như cây sấu, xà cừ ) tuỳ từng loài thực vật

3.3 Khí khổng Là những chỗ mở nằm trong biểu bì, mỗi lỗ khí được cấu tạo bằng hai tế bào hình hạt đậu, hoạt động đóng mở lỗ khí bằng cơ chế trương nước và biến dạng của hai tế bào này Khí khổng thường nằm ở mặt dưới của lá có loài có cả hai mặt, có cả ở hoa, thậm chí cả ở nhuỵ và nhị ở các

lá có gân song song, khí khổng được xếp thành các dãy song song, ở các lá có gân hình mạng lưới các khí khổng được phân bố rải rác

3.4 Lông là phần phụ của biểu bì Lông nằm ở tất cả các phần của cây, có thể tồn tại suốt đời sống của một cơ quan hoặc chỉ tồn tại trong một thời gian ngắn Tuỳ từng loại mà lông có chức năng khác nhau như bảo vệ, nâng đỡ, hấp thụ, tuyến tiết

có hậu mô

4.2 Cương mô: được cấu tạo bởi các tế bào chết, màng dày hoá gỗ Cương mô nằm sâu trong các cơ quan không còn khả năng mọc dài được nữa

Có ba loại cương mô:

- Tế bào cương mô ( là các tế bào ở vỏ quả lê, quả na )

- Cương thể có ở lá chè , cuống lá cây súng

- Sợi cương mô đó là các dạng sợi vỏ và sợi gỗ ở thực vật

Trong các cơ quan của cây, hậu mô và cương mô sắp xếp theo từng quy luật cơ học Trong thân cây tròn chúng được sắp xếp theo hình tròn ở gần phía ngoài, ở những cây có thân vuông chúng tập trung ở góc, ở rễ chúng tập trung ở phía trung tâm

5 Mô dẫn

Mô dẫn được cấu tao bởi các tế bào dài xếp nối tiếp nhau thành từng dãy dọc song song với trục của các cơ quan và làm chức năng dẫn nhựa Mô dẫn bao gồm:

5.1 Mô gỗ (xylem) được cấu tạo từ quản bào (mạch gỗ), sợi gỗ và nhu mô gỗ Mô gỗ có tác dụng để dẫn nhựa nguyên như nước, khoáng

5.2 Mô libe (floem) được cấu tạo từ mạch dây, các tế bào kèm và

mô mềm Nó có tác dụng để dẫn các chất hữu cơ đã được tổng hợp

Căn cứ vào sự sắp xếp giữa libe và xylem mô dẫn được chia làm 4 loại:

- Bó chống :libe tiếp xúc với gỗ bởi một mặt, libe ở phía ngoài, gỗ ở phía trong như thân ngô, cây thầu dầu non

- Bó chống kép : libe ở hai bên, gỗ ở giữa

- Bó đồng tâm: libe bao quanh gỗ hoặc gỗ bao quanh libe

- Bó xuyên tâm: Libe và gỗ xếp theo các đường kính ( kiểu này hay gặp ở

rễ cây)

6 Mô tiết

Mô tiết cấu tạo bởi các tế bào sống có màng xenlulo Chúng có tác dụng tiết các chất cặn bã, tinh dầu, nhựa, tanan Mô tiết bao gồm :

- Biểu bì tiết tinh dầu thơm như cánh hoa, tuyến mật

- Lông tiết có ở cây bạc hà, hoa cúc

- Tế bào tiết là các tế bào riêng lẻ ở rải rác trong nhu mô như tế bào tiết tinh dầu lá long não, tế bào tiết tanan ở thân cây hoa hồng, các tế bào tiết chất nhày

- Túi tiết và ống tiết có ở các cây họ cam

Các chất tiết của mô tiết có thể là chất vô cơ như canxi oxalat, canxi cacbonnat hoặc là chất hữu cơ như a xit hữu cơ, tanan, ancaloiit, tinh dầu v.v

III Phân loại mô ở động vật và chức năng của chùng

Cơ thể của tất cả các động vật có xương sống được cấu tạo từ 4 loại mô

cơ bản

1 Biểu mô

Biểu mô ở động vật bao gồm các tế bào đứng sát với nhau tạo thành một lớp tế bào (biểu mô đơn) hay nhiều lớp tế bào (biểu mô kép) Biểu mô được ngăn cách với mô liên kết bởi một màng không có cấu trúc tế bào gọi là màng đáy Trong mô liên kết có mạch máu để mang chất dinh dưỡng và oxy nuôi các

tế bào biểu mô ở trên nhờ sự thẩm thấu qua màng đáy Bề mặt của biểu mô luôn được duy trì ở độ ẩm nhất định ở những nơi biểu mô chịu ảnh hưởng thường xuyên của môi trường thì các tế bào biểu mô ở ngoài cùng có tác dụng che chở Trong biểu mô có nhiều đầu mút của dây thần kinh, tuỳ theo chức năng cảm giác hay vận động mà chúng có hình thái khác nhau Biểu mô làm nhiệm vụ bao phủ và bảo vệ phía ngoài cơ thể, các cơ quan nội tạng hoặc làm nhiệm vụ chế tiết và bài xuất Hầu hết biểu mô có nguồn gốc từ ngoại bì và nội bì Dựa vào chức năng của biểu mô người ta chia biểu mô thành hai loại:

1.1 Biểu mô phủ có nhiệm vụ che phủ, bảo vệ các cơ quan và có tác dụng hấp thụ

1.2 Biểu mô tuyến có nhiệm vụ chế xuất và bài tiết Có hai loại biểu

mô tuyến: Ngoại tuyến có ống dẫn chất tiết và nội tuyến không có ống dẫn mà các chất tiết được đổ trực tiếp vào máu

Chất gian bào là phần chất lỏng nằm xen giữa các tế bào Chất gian bào của mô liên kết có phần đặc hơn và có sự thay đổi về độ quánh do đó được gọi

là chất căn bản, nằm trong chất căn bản có các phần tử sợi Căn cứ vào sự khác nhau của chất căn bản người ta phân biệt mô liên kết ra làm các loại sau:

+ Mô liên kế chính thức có chất căn bản mềm mại, dễ chun giãn

+ Mô sụn có chất căn bản với độ cứng rắn vừa phải

+ Mô xương có chất căn bản cứng rắn như đá

+ Mô máu có chất căn bản ở dạng lỏng, mô này làm nhiệm vụ liên kết các

mô, năng đỡ, bảo vệ, vận chuyển và dinh dưỡng cơ thể

3.Mô cơ

Mô cơ được cấu tạo bởi các tế bào có sự chuyên hoá cao, mỗi tế bào là một sợi cơ có khả năng co giãn nhờ các tơ cơ nằm trong tế bào Mô cơ có nguồn gốc từ trung phôi bì Dựa vào các nét khác nhau về cấu tạo, phân bố, sự chi phối của thần kinh và chức năng người ta chia mô cơ thành các dạng sau:

3.1 Cơ vân chiếm tỉ lệ cao trong tổng số các loại cơ trong cơ thể Mỗi sợi cơ vân là khối hình trụ có hai đầu thon nhỏ, nó có thể dài tới 10cm, đường kính khoảng 20-100 micromet Mỗi sợi có nhiều nhân nằm ở vùng ngoại

vi của tế bào chất (sát màng sợi cơ) và trong tế bào chất còn chứa các tơ cơ hợp lại với nhau thành từng bó

3.2 Cơ tim là thành phần cấu tạo chủ yếu của tim Nó được cấu tạo bởi các sợi cơ dài xếp song song với nhau, có những nhánh nối giữa sợi nọ với sợi kia để hình thành lưới sợi cơ Mặc dù xét về mặt hình tháí cấu tạo cơ tim có những đặc điểm giống cơ vân nhưng sự co rút của nó lại tự động và nhịp nhàng nhờ sự có mặt của một loại mô đặc biệt gọi là mô rút, ngoài ra sự co rút của nó còn chịu ảnh hưởng của hệ thần kinh Sợi cơ tim có đường kính khoảng 9-25 micromet, nhân của tế bào không nằm sát với màng của sợi cơ

3.3 Cơ trơn là loại cơ mà sự hoạt động của nó không thuộc phạm

vi kiểm soát của ý muốn, nhưng lại chịu ảnh hưởng của của hệ thần kinh thực vật Cơ trơn có mặt chủ yếu ở các cơ quan hình ống (ống tiêu hoá, tử cung, thành mạch ) và một số cơ quan khác

Mỗi sợi cơ trơn là một tế bào hình thoi, dài khoảng 0,2mm, đoạn giữa của sợi cơ phình to chứa nhân tế bào, hai đầu sợi cơ thon nhỏ lại Trong tế bào chất của tế bào có ba loại xơ cơ : xơ cơ dày (myozin), xơ mảnh (actin) và xơ đính Khi cơ trơn co làm cho bề mặt của sợi cơ không bằng phẳng mà có nhiều chỗ lồi lõm

4.Mô thần kinh

Mô thần kinh có cấu trúc đặc biệt Nó bao gồm các tế bào thần kinh chuyên hoá còn gọi là nơron và các tổ chức thần kinh đệm Trong hệ thần kinh nơron có số lượng lớn Mỗi nơron gồm thân tế bào, đa phần có hình sao có chứa nhân và các nhánh Nơron là loại tế bào giữ chức năng chính trong hoạt động thần kinh Về mặt giải phẫu người ta phân biệt:

+ Thần kinh trung ương bao gồm não bộ và tuỷ sống Các cơ quan này được cấu tạo bởi thân và tua ngắn của nơron thần kinh

+ Thần kinh ngoại biên gồm các hạch thần kinh và các dây thần kinh phân

cơ thể với môi trường xung quanh

IV Sự thống nhất của cơ thể đa bào

Trong quá trình tiến hoá, các cơ thể đa bào có sự phức tạp hoá về tổ chức

cơ thể Trước hết các tế bào trong cơ thể đa bào không hoạt động một cách riêng

rẽ mà chúng tập trung lại với nhau cùng đảm nhiệm một chức năng nhất định của cơ thể sống Sự phân hoá các tế bào có cấu tạo và chức năng giống nhau cùng đảm nhiệm chức năng nhất định đã tạo thành mô như mô bì, mô liên kêt,

mô cơ, mô thần kinh ở cơ thể động vật và mô bì, mô cơ bản, mô dẫn.v.v ở thực vật Nhiều mô hợp lại thành cơ quan Các cơ quan hợp lại thành hệ cơ quan Toàn bộ cơ thể là một khối thống nhất gồm nhiều hệ cơ quan hoạt động nhịp nhàng ăn khớp với nhau Càng lên những bậc cao trên thang tiến hoá thì mức độ chuyên hoá về chức năng, phân hoá về cấu tạo càng phức tạp Tuy nhiên tế bào,

mô, cơ quan mặc dù là một phần của cơ thể nhưng vẫn còn giữ phần nào tính độc lập của chúng Đây chính là cơ sở khoa học của việc nuôi và cấy, ghép mô

II Trao đổi chất

Cơ thể sống là một hệ thống mở, muốn tồn tại và phát triển phải luôn tiến hành trao đổi chất và năng lượng với môi trường bên ngoài Trong quá trình đó

cơ thể sinh vật lấy các chất dinh dưỡng từ môi trường bên ngoài, biến đổi nó