Sinh học đại cương (NLU)

Sinh học đại cương (NLU)Sinh học đại cương (NLU)Sinh học đại cương (NLU)Sinh học đại cương (NLU)Sinh học đại cương (NLU)Sinh học đại cương (NLU)Sinh học đại cương (NLU)Sinh học đại cương (NLU)Sinh học đại cương (NLU)Sinh học đại cương (NLU)

Chương I: Sinh học tế bào

I Các đặc điểm của sự sống

I Tế bào là đơn vị của sự sống tất cả các sinh vật sống đều được cấu tạo bởi ít nhất 1 tế bào

- Sinh vật đơn bào (unicellular): Cơ thể được cấu tạo bởi 1 tế bào duy nhất

- Sinh vật đa bào (mulCcellular): Cơ thể được cấu tạo bởi nhiều tế bào

II Khả năng tăng trưởng và phát triển

• Tăng trưởng: Sự lớn lên về kích thước và khối lượng

• Phát triển: Sự biệt hóa và chuyên hóa của tế bào

III Mang thông tin di truyền ( quan trọng nhất)

• Thông tin di truyền của tế bào được mã hóa trên phân tử DNA hoặc RNA

• Mã di truyền có tính phổ biến và thống nhất cho toàn bộ sinh giới

IV Khả năng sinh sản

Sinh sản vô tính:

• Cá thể con có nguồn gốc từ một cá thể bố hoặc mẹ duy nhất

• Các cá thể luôn giống nhau và giống cá thể ban đầu

Sinh sản hữu tính:

• Cá thể con được tạo ra từ hai cá thể bố và mẹ

• Các cá thể khác nhau về di truyền

V Khả năng thực hiện sự trao đổi chất

Trao đổi chất: Là quá trình sinh hóa xảy ra trong tế bào

• Hấp thu các chất từ môi trường bên ngoài

• Biến đổi các chất đó

• Yếu tố cấu tạo của bản thân cơ thể sống

• Thải vào môi trường

- Sản phẩm phân giải

- Sản phẩm hình thành trong quá trình sống của cơ thể

1 Quá trình đồng hoá và dị hoá

Là quá trình sinh hóa xảy ra trong tế bào

Các chu trình:

+ Dị hoá (phá vỡ): Giải phóng năng lượng

+ Đồng hoá (xây dựng): Tiêu hoá năng lượng

a Sinh vật tự dưỡng và sinh vật dị dưỡng

Dựa vào nguồn chất hữu cơ từ các sinh vật tự dưỡng

VI Khả năng duy trì sự ổn định của cơ thể

- Tất cả các sự sống đều phải có khát năng phản ứng với môi trường để mà thay đổi duy trì

sự ổn định cho cơ thể

II Học thuyết tế bào

– Tế bào là đơn vị cấu trúc và chức năng của sự sống

– Mọi chức năng sống của sinh vật đều được diễn ra bên trong tế bào

– Tất cả các tế bào đều được sinh ra từ tế bào trước đó, chúng có sự giống nhau căn bản

về thành phần hóa học và phản ứng hóa học

– Tế bào mang thông tin di truyền, thông tin di truyền của tế bào được truyền qua các thế

hệ tế bào

Tại sao tế bào có kích thước nhỏ?

• Hầu hết các tế bào có kích thước <200μm

• Kích thước càng giảm, tỉ lệ diện tích bề mặt:

thể tích càng tăng

– Diện tích bề mặt: xác định lượng chất được

trao đổi với môi trường/ đơn vị thời gian

– Thể tích: xác định số lượng các phản ứng hóa học xảy ra/đơn vị thời gian

Các nhóm tế bào

• Tế bào tiền nhân (Prokaryotic cells; PRO=Trước, KARY= Nhân)

Tế bào không có nhân và các bào quan có màng

• Tế bào nhân thật (Eukaryotic cells; EU= Có)

Tế bào có nhân và các bào quan có màng

• Tế bào Prokaryote: Cấu trúc chung

- Tế bào được bao bọc bởi màng tế bào

- Không có nhân và các bào quan có màng

- Tế bào chất chứa các phân tử vô cơ, hữu cơ

- Ribosome (70S) với 2 tiểu đơn vị 30S và 50S

1.Màng tế bào: được cấu tạo bởi các phân tử phospholipid và protein

2 Không có nhân và các bào quan có màng

– DNA nhiễm sắc thể:

• Một phân tử DNA dạng vòng lớn, vùng chứa DNA nhiễm sắc thể gọi là nucleoid

• Mã hoá cho các gene thiết yếu

– Plasmid (mang các gene thích nghi):

• Nhiều phân tử DNA dạng vòng nhỏ

• Mã hoá cho các gene thích nghi

• Sự sao chép plasmid phụ thuộc vào môi trường và độc lập với sự sao chép DNA nhiễm sắc thể

3.Tế bào chất chứa các phân tử vô cơ, hữu cơ

4 Ribosome (70S) với 2 tiểu đơn vị 30S và 50S

• Tế bào Prokaryotes: Cấu trúc riêng

1 Vách tế bào

Cấu tạo bởi peptidoglycan (Murein), polymer của các đường amin

Giúp duy trì hình dạng và bảo vệ tế bào:

• Vi khuẩn Gram dương

• Vi khuẩn Gram âm

2 Tiêm mao và roi

• Cấu tạo bởi protein

• Giúp tế bào di chuyển, bám dính hoặc giao phối

3 Bộ khung xương tế bào (cytoskeleton)

Vai trò của các bào quan:

• Phân tế bào thành nhiều ngăn với các chức năng được chuyên hóa

Nhằm:

• Tăng diện tích bề mặt

• Tăng sự chuyên hóa của tế bào

• Tế bào Eukaryote: Cấu trúc chung

1 Màng tế bào

a Cấu trúc:

Bao bọc tế bào được cấu tạo chủ yếu bởi các phân tử phospholipids, proteins

b Chức năng:

• Ngăn cách tới bảo với môi trường bên ngoài

• Bảo vệ và duy trì trạng thái ổn định của các thành phần bên trong màng

• Trao đổi chất và trao đổi thông tin với môi trường

• Chiếm khoảng 10% thể tích tế bào

• Chứa hầu như toàn bộ DNA của tế bào

• Là trung tâm hoạt động của tế bào

• Cấu trúc gồm: màng nhân, DNA nhiễm sắc thể và hạch nhân

• Quá trình phiên mã và sao chép diễn ra ở nhân

• Có hình cầu hoặc bầu dục, nhuộm màu đậm

• Chỉ nhìn thấy ở giai đoạn tế bào chưa phân chia

• Hạch nhân là cấu trúc gồm tập hợp của các gen mã hóa cho rRNA (của ribosome) từ nhiều NST trong nhân

4 Mạng lưới nội chất (ER)

Là lớp màng đơn nối liền với màng nhân

a Mạng lưới nội chất nhám

Có nhiều ribosome trên

bề mặt, đây là nơi tổng hợp protein

b Mạng lưới nội chất trơn

Có rất ít hoặc không có ribosome trên bề mặt Chức năng:

§ Tổng hợp lipid và các dẫn xuất của lipid như steroid

§ Tổng hợp và thủy giải tinh bột, glycogen

§ Điều hoà nồng độ Ca2+ của tế bào

§ Giải độc: biến đổi các phân tử gây độc thành các phân tử dễ tan trong nước

5 Bộ máy Golgi

• Gồm nhiều túi nhỏ, dẹp chồng lên nhau

• Biến đổi, đóng gói và vận chuyển các phân tử được tạo ra từ ER

6 Ribosome (80S)

• Gồm 2 tiểu đơn vị 60s và 40s

• Thực hiện sinh tổng hợp protein

7 Ti thể - “trung tâm năng lượng”

Sử dụng các nguyên liệu như: carbohydrate, protein, và lipid

Cấu tạo

• Có hình trụ đường kính 1μm, chiều dài 2-8μm

0,5-• Cấu tạo bởi lớp hai lớp màng lipoprotein

• Màng ngoài bao bọc ti thể

• Màng trong xếp nếp tạo thành mào ti thể (cristae)

• Chất nền được chứa trong khoang tạo ra bởi màng trong

• Chứa các enzyme hô hấp

• Chứa các DNA ti thể và các enzyme cho sự biểu hiện của các gen này

8 Peroxisome

• Bào quan được cấu tạo bởi 1 lớp màng phópholipid

• Chứa enzyme thủy giải hydroperoxide

9 Bộ khung xương tế bào

Là hệ thống các sợi protein trong tế bào

Chức năng

• Giúp duy trì hình dạng tế bào

• Cố định vị trí của các bào quan

• Liên quan đến sự chuyển động của các bào quan và tế bào chất

• Tb Eukaryote: Cấu trúc riêng ở động vật

1 Tiêu thể (lysosome)

• Là những túi nhỏ khoảng 1 μm chứa enzyme thủy giải

• Có nguồn gốc từ bộ máy Golgi

• Thủy giải thức ăn, các vật thể lạ xâm nhập vào tế bào

• Đóng gói và vận chuyển các vật thể không mong muốn ra khỏi tế bào

• Tb Eukaryote: Cấu trúc riêng ở thực vật

1 Glyoxysome

• Bào quan được cấu tạo bởi 1 lớp màng

• Giúp chuyển hóa lipid để tạo glucose cho tế bào

2 Lạp thể (plastid)

• Được bao bọc bởi hai lớp màng

• Là bào quan tổng hợp và dự trữ quan trọng của tế bào

• Thực hiện chức năng quang hợp của tế bào

• Chứa các DNA lục lạp và các enzyme cho sự biểu hiện của các gen này

Cấu tạo:

Được bao bọc bởi hai lớp màng lipoprotein

• Thylakoids = hệ thống màng hình túi dep trong lục lạp với nhiều diệp lục tố trên bề mặt

• Grana = Ʃ Thylakoids xếp chồng lên nhau

• Stroma = Dịch gel chứa trong khoang lục lạp

3 Không bào (Vacuole)

• Có dạng túi được bao bọc bởi 1 lớp màng

• Giúp điều hoà nước và muối khoáng trong tế bào thực vật

• Hiện diện ở tế bào đang tăng trưởng

• Cấu tạo chủ yếu bởi: sợi cellulose, hemicellulose

• Vách thứ cấp

• Ở tế bào ngưng tăng trưởng

• Cấu tạo bởi lignin

• Proteins: kênh/bơm màng, enzyme, thụ thể

• Carbohydrates: tiếp nhận và truyền thông tin

• Cholesterols: tăng tính mềm dẻo

- Không cần năng lượng

- Chất hòa tan di chuyển cùng chiều gradient nồng độ

• Không cần kênh màng: nước, khí, các phân tử kỵ nước có khối lượng phân tử nhỏ

• Cần kênh màng hoặc proten tải: ion, chất hòa tan có khối lượng phân tử lớn, lượng nước lớn (kênh aquaporin)

a Khuyếch tán (Diffusion)

Sự di chuyển của cả nước và chất hòa tan theo cùng chiều của gradient nồng độ

b Thẩm thấu (Osmosis)

Sự di chuyển của nước qua màng bán thấm

Dung dịch ưu trương (hypertonic)

• Dung dịch có nồng độ chất hòa tan cao=>hấp thu nước

Dung dịch nhược trương (hypotonic)

• Dung dịch có nồng độ chất hòa tan thấp =>mất nước

Đẳng trương (isotonic)

• Không có sự chênh lệch về nồng độ

Di chuyển chủ động

• Tốn năng lượng

• Các chất di chuyển ngược chiều gradient nồng độàcần có bơm màng

Nhập bào và xuất bào

- Sự di chuyển các chất có kích thước lớn vào tế bào (nhập bào) hoặc ra khỏi tế bào (xuất bào)

- Đây là quá trình vận chuyển cần năng lượng

IV Tế bào: sự truyền thông tin

Sự truyền thông tin được thực hiện qua 3 giai đoạn,

A Chất truyền tin (ligand)

- Mang thông tin đến tế bào đích

- Một số ligand là protein

B Thụ thể (receptor)

- Tiếp nhận và gắn đặc hiệu với ligand

- Một số receptor là kênh ion hoặc enzyme

• Thụ thể ngoại bào: tiếp nhận ligand ưa nước

• Thụ thể nội bào: tiếp nhận ligand kỵ nước

• Giai đoạn 2, 3: truyền tin và đáp ứng

Thông qua một chuỗi phản ứng liên tiếp trong tế bào giúp

- Kiểm soát chặt chẽ quá trình truyền thông tin

- Khuyếch đại thông tin

Loạt phản ứng trong giai đoạn truyền tin giúp sự đáp ứng thông tin hiệu quả và chính xác hơn

a Chất truyền tín hiệu thứ nhất (1st messenger)

- Là ligand

b Chất truyền tín hiệu thứ 2 (2nd messenger)

- Là phân tử thông tin được tế bào đích sản xuất trong giai đoạn truyền tin

Chương II: Năng lượng học của tế bào

I Một số thuật ngữ về năng lượng

• Năng lượng (energy(E)): Khả năng biến đổi của vật chất

• Thế năng (potentialenergy): Năng lượng được tích trữ (trong các liên kết hóa học)

• Động năng (freeenergy): Năng lượng được sử dụng để tạo sự thay đổi (tạo phản ứng hóa học)

• Năng lượng hoạt hóa (activationenergy(Ea)): Năng lượng cần thiết để vật chất đạt đến trạng thái hoạt hóa và có thể biến đổi

II Năng lượng

• Là quá trình chuyển đổi của vật chất

• Các liên kết hóa học trong chất phản ứng thay đổi và tạo ra chất mới (sản phẩm)

III Phản ứng hóa học

• Là quá trình chuyển đổi của vật chất

• Các liên kết hóa học trong chất phản ứng thay đổi và tạo ra chất mới (sản phẩm)

• Quá trình này luôn kèm theo 1 sự thay đổi năng lượng và tuân theo định luật bảo toàn năng lượng

• Để phản ứng hóa học có thể xảy ra,vật chất cần phải được cung cấp năng lượng để đạt đến trạng thái hoạt hóa

• Năng lượng này gọi là năng lượng hoạt hóa(Ea)

1 Định nghĩa enzyme

• Enzyme là chất xúc tác sinh học có bản chất là protein (có cấu trúc không gian)

• Enzyme giúp tăng tốc độ phản ứng bằng cách giảm năng lượng hoạt hóa mà không ảnh hưởng đến bản chất của phản ứng

Tên enzyme = Tên cơ chất/phản ứng + -ASE

Ví dụ: Lactase, Pyruvate decarboxylase Decarboxylase tách/thêm nhóm COO-

Dehydrogenase tách/thêm ion H+

và e- Kinase tách hoặc thêm nhóm Phóphate Synthase/synthetase: tổng hợp

2 Tính chất của enzyme

Tất cả các enzyme đều có 3 đặc điểm chung:

• Enzyme có trung tâm hoạt động

• Enzyme có tính đặc hiệu cao

• Enzyme không bị thay đổi cấu trúc sau phản ứng => tái sử dụng

a Trung tâm hoạt động của enzyme

• Gồm 3-10 amino acid từ các vị trí khác nhau trên chuỗi polypeptide

• Đây là vị trí enzyme tiếp xúc và tương tác với cơ chất

Giả thuyết “chìa khoá” và “ổ khoá”

• Enzyme là “ổ khóa”

• Cơ chất là là “chìa khóa”

• Cơ chất và vùng trung tâm hoạt động của enzyme phải có cấu trúc không gian khớp nhau

Giả thuyết cảm ứng

• Trung tâm hoạt động của E có thể nhận biết S và thay đổi cấu trúc không gian để S có thể trùng khớp và gắn với E

b Tính đặc hiệu của enzyme

• Enzyme có tính đặc hiệu cao

• Mỗi enzyme chỉ có hoạt tính với

• Một số loại cơ chất nhất định

• Một kiểu phản ứng hóa học nhất định

c Enzyme không bị biến đổi cấu trúc sau phản ứng

2 Yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme

- Hoạt tính enzyme bị thay đổi khi cấu trúc không gian của trung tâm hoạt động bị thay đổi

a Nhiệt độ

b pH

Tất cả các enzyme luôn có hoạt tính cao nhất

ở nhiệt độ và pH tối ưu

IV Hô hấp tế bào

Phương thức dinh dưỡng

• Sinh vật tự dưỡng (Autotrophs)

Sinh vật có khả năng tự tổng hợp chất hữu cơ nhờ hóa hợp hoặc quang hợp

• Sinh vật dị dưỡng (Heterotrophs)

• Dựa vào nguồn chất hữu cơ từ sinh vật tự dưỡng

Hô hấp tế bào

• Phân giải các hợp chất hữu cơ carbohydrate, lipid và protein để tạo năng lượng và các tiền chất hữu cơ của tế bào

Hô hấp hiếu khí

- Xảy ra khi có O2 , tế bào thực hiện phân giải hoàn toàn các hợp chất hữu cơ

- C6H12O6 +6O2 →6CO2 +6H2O+Energy(ATP+heat)

Lên men

- Xảy ra khi không có O2 , tế bào thực hiện phân giải bán phần các hợp chất hữu cơ

1 Hô hấp hiếu khí

Xảy ra khi có O2 , phân giải hoàn toàn các hợp chất hữu cơ để tạo năng lượng ATP

• Các tiền chất hữu cơ để xây dựng thành phần hữu cơ của tế bào

2 Giai đoạn của hô hấp hiếu khí

1 Đường phân (Glycolysis) ở tế bào chất (cytosol)

• Thủy giải glucose (6C) thành pyruvate (3C)

2 Chu trình Krebs (citric acid cycle)

ở ti thể

• Pyruvate được oxi hóa và tạo năng lượng dạng ATP, NADH và FADH2

3 Sự oxi hoá phosphoryl hoá (sự chuyển điện tử) ở màng trong ti thể

• NADHvà FADH2 chuyển electron đến O2 qua chuỗi protein vận chuyển điện tử

• Năng lượng được giải phóng từ quá trình chuyển electron được sử dụng để tạo ATP

• Quá trình đường phân

Glycolysis (“Phân cắt đường”)

• Phân cắt 1 phân tử đường (6C) thành

2 phân tử pyruvate (3C)

• Xảy ra trong tế bào chất

ð Gồm hai giai đoạn: giai đoạn sử dụng năng lượng ATP và giai đoạn tạo năng lượng ATP

• Glycolysis

• Giai đoạn hoạt hóa (sử dụng năng lượng)

• Giai đoạn tạo năng lượng

• Quá trình đường phân

• Xảy ra ở tế bào chất

• KHÔNG cần O2

• Gồm 10 phản ứng với 2 giai đoạn:

1 Sử dụng năng lượng: (chuyển glucose 6C thành 2 đường 3C) – sử dụng 2 ATP

2 Tạo năng lượng: (chuyển đường 3C thành pyruvate 3C) – tạo 4 ATP và 2 NADH

- Như vậy quá trình đường phân giúp oxy hoá:

1 glucose 6Cà2 pyruvate 3C và tạo 2 ATP, 2 NADH

• Giai đoạn chuyển tiếp vào chu trình Krebs

• Khi có O2, pyruvate (3C) tiếp tục được oxy hóa

• Trước khi tham gia vào chu trình Krebs, pyruvate (3C) phải bị tách CO2 để tạo thành acetyl CoA (2C) và 1 phân tử NADH

1.Phản ứng 1: acetyl-CoA (2C) + oxaloacetate (4C) => citric acid (6C)

2.Phản ứng 2-8: biến đổi citric acid (6C) => oxaloacetate (4C)

3.NADH, FADH2: Được tạo ra trong chu trình Krebs sẽ tham gia vào quá trình oxy hoá phosphoryl hoá của chuỗi vận chuyển điện tử để tạo ATP

• Quá trình oxy hoá phosphoryl hoá (Quá trình chuyển điện tử)

• Xảy ra trên mào ti thể (màng trong ti thể)

• Điện tử (từ NADH, FADH2) được vận chuyển bởi các phức hợp protein màng của mào ti thể

•Theo chuỗi chuyền điện tử, các electron của NADH, FADH2 được chuyển đến O2 (chất nhận điện tử) => H2O

• Trong quá trình chuyển điện tử, các electron năng lượng cao giảm dần năng lượng

• Năng lượng được giải phóng bởi các electron được sử dụng để chuyển ion H+ từ chất nền

ti thể ra khoảng giữa màng ti thểàtạo gradient H+àsự di chuyển của H+ từ khoảng giữa màng qua kênh màng (ATP synthase) vào trong màng trong => ATP được tạo ra

• Tổng năng lượng của quá trình hô hấp hiếu khí

• Glucose → NADH, FADH2 → chuỗi chuyền điện tử → năng lượng do sự chuyển ion H+ cùng chiều gradient H+ →ATP

• Khoảng 40% năng lượng hóa học của phân tử glucose được chuyển thành ATP trong quá trình hô hấp hiếu khí (38 ATP)

• Lên men

• Xảy ra khi không có O2

• Trong quá trình này pyruvate tham gia vào quá trình lên men

• Phân loại vi sinh vật dựa trên nhu cầu oxy

*Sinh vật kị khí bắt buộc

Các sinh vật này luôn thực hiện hô hấp kị khí hoặc lên men và không sống được trong môi trường có O2

*Sinh vật kị khí không bắt buộc

Sinh vật có thể thực hiện cả hô hấp kị khí, lên men và hô hấp hiếu khí

Ví dụ: nấm men

• Hô hấp hiếu khí vs Hô hấp kị khí vs Lên men

•Hô hấp hiếu khí: điện tử được chuyển đến O2

•Sự hô hấp kị khí: điện tử được chuyển đến chất nhận hữu cơ

•Lên men: không có sự chuyển điện tửà không tạo ATP

• Sự lên men

• Glycolysis => sản phẩm lên men

- Lên men rượu

- Lên men acid lactic

• Lên men rượu

• Pyruvate chuyển thành ethanol và giải phóng CO2

• Lên men acid lactic

• Pyruvate bị khử tạo thành acid lactic, quá trình lên men không tạo CO2

6CO2 +12H2O→C6H12O6 +6O2 +6H2O

2 Hai giai đoạn của quá trình quang hợp

Phản ứng sáng – phản ứng chuyển năng lượng ánh sáng (Xảy ra ở thylakoids)

• Quang phân ly H2O để tạo e-, H+ và giải phóng oxy

• Sử dụng năng lượng ánh sáng để vận chuyển electron o Khử NADP+ thành NADPH

o Tạo ATP từ ADP bởi quá trình photophosphorylation

Chu trình Calvin – Phản ứng tổng hợp chất hữu cơ (Xảy ra ở stroma)

• Tạo đường từ CO2, sử dụng NADPH và ATP

• Bắt đầu bởi sự cố định carbon vào phân tử hữu cơ

3 Phản ứng sáng

• Lục lạp (Chloroplasts)

• Là nhà máy năng lượng mặt trời

• Thylakoids

• Chuyển năng lượng ánh sáng (quang năng) thành năng lượng hóa học (hóa năng) dưới dạng ATP và NADPH

• Sắc tố quang hợp: Phân tử nhận ánh sáng

ð Sắc tố quang hợp là phân tử hấp thu ánh sáng

Sự kích hoạt diệp lục tố bởi ánh sáng

• Khi sắc tố quang hợp hấp thu ánh sáng, chúng chuyển từ trang thái tĩnh (năng lượng thấp)

=> trạng thái kích hoạt (năng lượng cao),do đó ở trạng thái không ổn định

ð Các electrons bị kích thích có xu hướng trở về trạng thái tĩnh

• Trung tâm phản ứng (lõi)

Cấu trúc: Là phức protein có cặp diệp lục tố a và chất nhận electron đầu tiên

Chức năng: Tiếp nhận năng lượng từ phức hợp nhận ás => giải phóng e- cho chất nhận điện tử đầu tiên

- Gồm 2 loại:

Trung tâm quang hợp II (PS II)

• Hoạt động đầu tiên trong chuỗi phản ứng sáng và hấp thụ ánh sáng có bước sóng 680 nm

• Trung tâm phản ứng chlorophyll a của PS II gọi là P680

Photosystem I (PS I)

• Hoạt động sau PSII, hấp thụ ánh sáng có bước sóng 700 nm

• Trung tâm phản ứng chlorophyll a của PS I gọi là P700

Chu trình chuyển điện từ không vòng

• Chu trình quan trọng của thực vật, với sự tham gia của cả hai trung tâm quang hợp (PSII

và PSI), tạo ATP và NADPH

Chu trình chuyển điện tử vòng

• Chỉ có trung tâm quang hợp I tham gia và chỉ tạo ATP

6 Dòng electron không vòng – B 1, 2 (PS II)

Bắt đầu ở PS II (P680)

• 1 photon ánh sáng va chạm với một phân tử sắc tố

• Năng lượng của photon được truyền qua các sắc tố đến kích hoạt P680

• P680 bị kích hoạt và phóng thích 1 electronàchất nhận electron đầu tiên => P680+

7 Dòng electron không vòng – B.3 (PS II)

• H2O bị phân cắt bởi enzyme thành hydro, oxy, electron

- 2H2O->4H+ +4e- + O2

Ø Các electron được tạo ra được chuyển đến P680+, => P680

Ø O2 được giải phóng

8 Dòng electron không vòng – B 4, 5 (EC)

• Các electron từ trung tâm

phản ứng được chuyển qua

chuỗi vận chuyển electron

=> PS I

• Năng lượng được phóng

thích từ các electron giúp

vận chuyển H+ vào bên

trong thylakoid => gradient

H+

• Sự khuyếch tán H+

(protons) vào trong màng

giúp tạo ATP

10 Dòng electron không vòng– B7 (EC)

• Electron giàu năng lương được phóng thích từ chất nhận electron đầu tiên (thuộc PS I) được chuyển đến ferredoxin (Fd) => NADP+ => NADPH

• NADPH được sử dụng cho chu trình Calvin

11 Dòng electron vòng

• Cyclic electron flow chỉ sử dụng PSI và chỉ tạo ATP

• Cyclic electron flow generates surplus ATP, satisfying the higher demand in the Calvin cycle

12 Tổng kết phản ứng sáng

• ATP và NADPH được tạo ra ở ngoài màng thylakoid (stroma) nơi xảy ra chu trình Calvin Như vậy

• Phản ứng sáng giúp thylakoid => Tạo ATP

• Vận chuyển electron từ H2O đến NADP+

13 Chu trình Calvin (ở stroma)

• Sử dụng năng lượng từ ATP

và NADPH để chuyển CO2 thành đường glyceraldehyde-3-phospate (G3P)

Chu trình Calvin gồm 3 giai đoạn :

• Cố định carbon vào RuBP (xúc tác bởi rubisco)

tạo 3-Phosphoglycerate (acid 3C)

• Phản ứng khử acid 3C tạo đường 3C

• Tái tạo chất nhận CO2 (RuBP)

Trong điều kiện có nhiều O2, ít CO2, Rubisco cố định O2

ð chu trình Calvin không xảy ra

16 Thực vật C4

• C4 plants làm giảm hiện tượng quang hô hấp bằng cách cố định CO2 để tạo hợp chất acid 4-carbon ở tế bào thịt lá bởi enzyme PEP carboxylase (PEPC)

• PEPC có ái lực cao với CO2 hơn rubisco; PEPC có thể cố định CO2 khi nồng độ CO2 rất thấp

• Hợp chất 4 acid carbon sau đó được chuyển qua tế bào vòng bao bó mạch để giải phóng CO2 cho chu trình Calvin cycle

17 Thực vật CAM

• Một số thực vật mọng nước sử dụng quy trình crassulacean acid metabolism (CAM) để cố định carbon

• Thực vật CAM mở khí khẩu vào ban đêm, và cố định CO2 vào acid hữu cơ

• Ban ngày, khí khẩu đóng, CO2 được giải phóng từ acid hữu cơ và tham gia vào chu trình Calvin

Chu trình tế bào và sự phân chia tế bào

• Sự phân chia tế bào

• Sự kiện quan trong trong chu trình tế bào

• Ở sinh vật eukaryotes sự phân chia tế bào

gồm:

– Phân chia nhân: sự nhân đôi và phân chia vật chất

di truyền

– Phân chia tế bào chất:

• Ở sinh vật đơn bào: giúp tăng số lượng cá thể

• Ở sinh vật đa bào: giúp sinh vật tăng trưởng số lượng tế bào, kích thước cơ thể và tái tạo tế bào

• Hầu hết sự phân chia tế bào tạo các tế bào con có vật chất di truyền giống nhau

– Tế bào sinh dưỡng: mang bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (2n)

– Tế bào sinh sản (2n) => Giao tử(n) mang bộ nhiễm sắc thể đơn bội (n)

• NST trong quá trình phân bào

• Trước quá trình phân bào, DNA được sao chép và sau đó bắt đầu đóng xoắn để tạo nhiễm sắc thể với hình dạng đặc trưng

– Kỳ trung gian (interphase) (giai đoạn tế bào tăng trưởng, và sao chép DNA

• Kỳ trung gian (chiếm khoảng 90% thời gian của chu trình tế bào)

– G1 phase: tế bào vừa được hình thành, thực hiện tăng trưởng và chuẩn bị cho sự sao chép DNA

– S phase: tế bào tăng trưởng và DNA được sao chép

– G2 phase : Tế bào hoàn thành sự sao chép DNA, thực hiện tăng trưởng và chuẩn bị cho sự phân chia

• Phân chia nhân gồm có 4 giai đoạn: – Kỳ trước (Prophase)

– Kỳ giữa (Metaphase) – Kỳ sau (Anaphase) – Kỳ cuối (Telophase)

• Phân chia tế bào chất (kỳ cuối muộn)

• Kỳ trung gian (Interphase)

• Tế bào tăng trưởng

• DNA được sao chép

• Thấy rõ hạch nhân và màng nhân khi quan sát dưới kính hiển vi

• Kỳ trước (Prophase)

• Màng nhân và hạch nhân biến mất

• Nhiễm sắc thể bắt đầu đóng xoắn

• Quá trình phân chia tế bào chất xảy ra

• Hình thành phiến tế bào ở tế bào thực vật

• Hình thành eo thắt ở tế bào động vật

Sự phân chia tế bào

• Hình thành phiến tế bào ở tế bào thực vật

• Hình thành eo thắt ở tế bào động vật

• Trực phân (Binary Fission)

• Xảy ra ở Prokaryotes (bacteria and archaea)

Trong quá trình này:

• Nhiễm sắc thể được sao chép

• Hai nhiễm sắc thể sau đó tách nhau và

đi về hai tế bào khác nhau

• Tế bào ung thư

• Sự phân chia tế bào không kiểm soát

từ bố và một NST có nguồn gốc từ mẹ

• Tế bào lưỡng bội (2n) có 2

bộ NST

• Tế bào đơn bội (n) có 1 bộ nhiễm sắc thể

• Sự thụ tinh là sự kết hợp của giao tử

đực và cái => hợp tử (zygote) => tế bào

sinh dưỡng

• Khi cá thể trưởng thành, cơ quan sinh

dục đực và cái sản xuất giao tử có bộ

NST đơn bội

• Giao tử được tạo thành nhờ quá trình

giảm phân (meiosis) tế bào 2n => tế bào

n

Sự giảm phân

• Quá trình giảm phân xảy ra sau khi NST được sao chép => tế bào 2n kép

• Gồm 2 giai đoạn giảm phân I và giảm phân II

• Sự giảm phân tạo 4 tế bào con có bộ nhiễm

– Kỳ trước I (Prophase I) – Kỳ giữa I (Metaphase I) – Kỳ sau I (Anaphase I) – Kỳ cuối I (Telophase I and cytokinesis)

1 Kỳ trước (Prophase I)

xích đạo, với mỗi NST kép trong cặp

tương đồng hướng về một cực của tế

bào

3 Kỳ sau (Anaphase I)

• NST kép trong cặp tương đồng phân ly

• Mỗi NST kép trong cặp tương đồng di

chuyển về

một cực của tế bào

4 Kỳ cuối (Telophase I và

Cytokinesis)

Giảm phân II gồm 4 giai đoạn:

– Kỳ trước II (Prophase II)

– Kỳ giữa II (Metaphase II)

– Kỳ sau II (Anaphase II)

– Kỳ cuối II (Telophase II và cytokinesis)

Sự đa dạng di truyền ở sinh vật

• Sự đa dạng di truyền ở sinh vật được quyết định bởi 3 cơ chế – Sự phân ly độc lập của NST trong quá trình giảm phân

– Sự trao đổi chéo của NST trong quá trình giảm phân

– Sự kết hợp ngẫu nhiên của các giao tử trong thụ tinh

Sự phân ly ngẫu nhiên của các NST trong giảm phân

Sự trao đổi chéo

• Sự trao đổi chéo tạo các tổ hợp gene mới

Sự kết hợp giao tử một cách ngẫu nhiên

Chương III: Cơ sở phân tử của di truyền học

I Định nghĩa

Nucleic acids:

• Hiện diện ở mọi tế bào sống

• Là phân tử mang thông tin di truyền của tế bào

• Ở dạng tự do hay kết hợp với protein để tạo nucleoprotein:

Nucleic acids = polymer của nucleotides

• Deoxyribonucleic acid (DNA)

• Ribonucleic acid (RNA)

II Cấu tạo của Nucleotides

• Purines: Adenine(A), Guanine(G)

• Pyrimidines: Thymine (T), Cytosine (C), Uracil (U)

2 Tên gọi của nucleotides

Tên gọi: Đường + base + số nhóm phosphate NH2

Adenine => Adenosine Cytosine => Cytidine Guanine => Guanosine Thymine => Thymidine Uracil => Uridine

III Nucleic acids

Nucleic acids = polymer của nucleotides

1 Nucleic acids

• Liên kết phosphodiester giữa C3 của đường và nhóm Phosphate ở C5 tạo thành sườn đường- phosphate (= genes)