Chuyên đề ""Tế bào học""

- Khối tế bào chất nằm giữa nhân và màng sinh chất, có cấu trúc phức tạpgồm: các bào quan nh mạng lới nội chất, ty thể, trung thể, bộ máy golgi…trong tếbào chất còn có hệ thống các vi ốn

Học thuyết tế bào do nhà động vật học Svan và nhà thực vật học Slayden đã đa

ra, học thuyết xác nhận rằng tất cả các cơ thể sống từ đơn bào đến động vật và thựcvật đều đợc cấu tạo từ tế bào

Tế bào là đơn vị tổ chức cơ bản của tất cả các cơ thể sống về cấu trúc và chứcnăng Tất cả các tính chất và hoạt động của cơ thể sống đều có cơ sở ở tính chất vàhoạt động của tế bào dù là ở cơ thể đơn bào hay đa bào

2 Các dạng tồn tại của tế bào.

Tế bào tồn tại ở các dạng sống khác nhau

2.1 Virut.

Là dạng cơ thể sống rất bé, có kích thớc từ 15-350nm, chúng cha có cấu tạo tếbào, sống ký sinh bắt buộc trong tế bào vi khuẩn, thực vật và động vật, đa số là gâybệnh

Virut đợc cấu tạo gồm:

- Vỏ ngoài bằng protein

- Lõi là axit nucleic(ADN hoặc ARN)

Khi chúng sống ký sinh trong tế bào, axit nucleic của chúng sẽ tự tái bản nhờ

sử dụng enzim và bộ máy tổng hợp của tế bào chủ, để tổng hợp nên protein đặc trngcho mình và sinh sản

Nhiều nghiên cứu cho thấy ở một số virut ngoài vỏ protein, còn có một lớpmàng cấu tạo từ lipoprotein Vì vậy một số nhà khoa học cho rằng virut là dạng thoáihoá của tế bào do đời sống ký sinh

2.2 Tế bào nhân sơ(procaryota)

Các cơ thể đại diện cho tế bào nhân sơ gồm có: vi khuẩn, vi khuẩn lam

Tế bào nhân sơ thờng có kích thớc bé từ 1-3 micromet

Tế bào nhân sơ có cấu tạo gồm:

- Một màng sinh chất có bản chất là lipoprotein bao quanh khối tế bào chất

- Khối tế bào chất chứa các riboxom, các chất vùi là các chất dự trữ, cácmezoxom(có vai trò trơng tự nh ty thể)

- Mỗi tế bào nhân sơ có chứa một hoặc nhiều “nucleoit”, là phần tế bào chất

có chứa ADN vòng là vật chất di truyền của tế bào

- Bao ngoài màng sinh chất là lớp thành vỏ dày 8-30nm có thành phần sinhhoá là polysaccarit liên kết với axit amin

2.3 Tế bào nhân chuẩn(eucaryota).

Đại diện là tế bào của nấm, động thực vật

Tế bào nhân chuẩn cấu tạo gồm:

- Một màng sinh chất có bản chất hoá học là lipoprotein bao quanh khối tế bàochất

- Khối tế bào chất nằm giữa nhân và màng sinh chất, có cấu trúc phức tạpgồm: các bào quan nh mạng lới nội chất, ty thể, trung thể, bộ máy golgi…trong tếbào chất còn có hệ thống các vi ống và vi sợi tạo nên khung xơng của tế bào

- Nhân đợc cấu tạo gồm màng nhân, bên trong là dịch nhân chứa nhiễm sắcthể và hạch nhân

* Sự khác nhau giữa tế bào thực vật và tế bào động vật

- Phân bào không có sao và phân tế bào

chất bằng vách ngang ở trung tâm

3 Sự khác nhau giữa tế bào Procaryota và tế bào Eucaryota.

Tế bào procaryota Tế bào eucaryota

- Có ở vi khuẩn , tảo lam

- Kích thớc tế bào bé từ 1-3 micromet

- Có cấu tạo tế bào đơn giản

- Vật chất di truyền là phân tử ADN trần

dạng vòng nằm phân tán trong tế bào

chất

- Cha có nhân, chỉ có nucleoit là phần tế

bào chất chứa ADN

- Tế bào chất có các bào quan đơn giản

- Có cấu tạo tế bào phức tạp

- Vật chất di truyền là ADN và proteinhiston tạo nên nhiễm sắc thể c trú trongnhân

- Có nhân chính thức gồm: màng nhân,dịch nhân và nhân con

- Tế bào chất có sự phân hoá phức tạp vàchứa nhiều bào quan nh: lới nội chất, tythể, lạp thể…

- Phơng thức phân bào phức tạp có phânbào nguyên phân và giảm phân

- Có lông và roi cấu tạo phức tạp

Chơng II Các liên kết hoá học trong hệ thống sống

1 Định nghĩa và đặc điểm chung của các liên kết hoá học.

* Liên kết hoá học là một lực hút giữ hai nguyên tử lại gần với nhau Các tổhợp nguyên tử có kích thớc xác định gọi là phân tử Sự liên kết giữa các nguyên tửtrong phân tử đợc đảm bảo bởi liên kết cộng hoá trị

* Các liên kết hoá học đợc xếp loại dựa vào nhiều tính chất nh:

- Lực liên kết là mạnh hay yếu

- Số lợng liên kết hoá học tối đa của một nguyên tử Số lợng liên kết cộng hoátrị mà một nguyên tử có thể tham gia đợc gọi là hoá trị

2 Một số liên kết hoá học.

a Liên kết hydro.

Là liên kết hình thành giữa nguyên tử hidro linh động ở chất này với mộtnguyên tử có độ âm điện lớn ở một phân tử khác(thờng là nguyên tử oxi)

Hay là tơng tác yếu hình thành giữa một nguyên tử mang điện tích âm(nguyên

tử nhận A) và một nguyên tử hidro(H) đang nằm trong một nối cộng hoá trị với mộtnguyên tử khác(nguyên tử cho D) Nối cộng hoá trị giữa D và H phải là nối phân cực

và đám mây điện tử của A phải mang những điện tử không liên kết, có khả năng thuhút điện tích của H

D H + A D H…A

Liên kết hydro

b Liên kết ion(liên kết tĩnh điện).

Là tơng tác tĩnh điện giữa hai nhóm có điện tính ngợc dấu Trong nhiều hợpchất vô cơ, điện tử liên kết luôn luôn bị hút về phía nguyên tử có độ âm điện cao hơngây ra sự phân ly cation và anion

Ví dụ: NaCl  Na+ + Cl- Vì điện tử liên kết không đợc phân chia đều chohai nguyên tử nên liên kết này không đợc xếp vào loại liên kết cộng hoá trị

c Liên kết vandecvan.

Là các tơng tác không đặc hiệu xuất hiện giữa hai nguyên tử khi chúng tiến

đến gần nhau Tơng tác này không do sự phân phối lệch của các điện tử giữa haiphân tử mà do các biến động thoáng qua của đám mây điện tử gây nên sự phân cựcnhất thời trên phân tử

Lực vandecvan là kết quả của lực hút và lực đẩy, hai lực này cân bằng ở mộtkhoảng cách nhất định đặc trng cho từng loại nguyên tử Khoảng cách này gọi là bánkính vandecvan

Đây là lực liên kết yếu nhất Để liên kết này thất sự có ý nghĩa, nó phải tồn tạivới số lợng lớn, nghĩa là bề mặt tiếp xúc của hai phân tử phải cực đại

Ví dụ: Kháng nguyên-kháng thể, Enzim-cơ chất.

Các tơng tác kỵ nớc đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định các protein,các phức hợp của protein với các phân tử khác nh sự phân bố protein trong màng sinhhọc

e Liên kết cộng hoá trị.

Là liên kết đợc hình thành do sự góp chung e của các nguyên tử của cácnguyên tố(thờng là phi kim với nhau hoặc hidro với phi kim) Liên kết cộng hoá trịquan trọng hơn cả liên kết anhiđrit

f Liên kết anhiđrit.

Là sự liên kết giữa hai phân tử đồng thời tách ra một phân tử nớc Liên kếtanhiđrit có thể đợc hình thành giữa các gluxit(liên kết glucozit), giữa các axitamin(liên kết peptit), giữa các chất béo(liên kết este)

Phần I: Tế bào sinh vật nhân sơ

1 Hình dạng tế bào nhân sơ.

Vi khuẩn có hình dạng nhất định, do vách vi khuẩn quyết định(trừ một số vikhuẩn không có vách)

Kích thớc của chúng từ bé nhất đến lớn nhất trong khoảng từ dới 1 đến 10micromet chiều dài và 0,2-1 micromet chiều ngang.

Phần lớn các vi khuẩn có dạng chỉ một tế bào đơn lẻ, nhng có một số loài cónhiều tế bào xếp thành cụm hoặc thành chuỗi

Hình dáng tế bào vi khuẩn có ba loại:

- Cầu khuẩn(hình cầu)

- Xoắn khuẩn(dạng hình xoắn hay hình dấu phẩy)

- Trực khuẩn(hình que)

2 Cấu tạo tế bào nhân sơ.

2.1 Màng sinh chất tế bào nhân sơ.

tử protein rìa màng hay bám màng Kiểu cấu trúc màng của vi khuẩn là kiểu “khảmlỏng” giống với cấu trúc màng của sinh vật nhân chuẩn

b Chức năng:

- Chức năng thấm chọn lọc

- Trên màng sinh chất có nhiều enzim chuyển hoá các chất và trao đổi năng ợng nh enzim thuộc nhóm xitocrom, các enzim hoạt động trong chu trình Krebs.Màng sinh chất và mesoxom của tế bào vi khuẩn đóng vai trò nh ty thể của sinh vậtnhân chuẩn.

l Đối với sự phân chia tế bào màng sinh chất cùng mesoxom có chức năng chỉ

đạo sự phân chia tế bào vi khuẩn

2.2 Tế bào chất tế bào nhân sơ.

Tế bào chất vi khuẩn có cấu trúc đơn giản, sinh chất của vi khuẩn luôn ở trạngthái gel vì vậy sinh chất không thể chuyển động

Trong tế bào chất có các thể hạt(riboxom đựơc cấu tạo từ ARN và protein),các thể vùi(là các kho chứa cacbonhidrat, chứa các photphat và các chất có năng lợngcao)

Tóm tế bào chất của vi khuẩn có các đặc điểm sau:

- Không chuyển động đợc nội bào

- Không có các bộ phận biệt hoá

- Không có các bào quan nh: trung tử, bộ máy golgi, lới nội chất….nhng số ợng riboxom rất nhiều nên tế bào vi khuẩn có khả năng tổng hợp lớn, sinh sôi nảy nởrất nhanh

Quan sát nhân tế bào vi khuẩn thờng thấy 2 hoặc 4 nhân, hiện tợng này là do

tế bào vi khuẩn đang ở trong trạng thái phân chia Ngoài ra do các yếu tố khác màhình dạng nhân của tế bào thay đổi nh: tia cực tím, các chất kháng sinh, nồng độNaCl

c Cấu tạo nhân.

Nhân tế bào vi khuẩn có cấu tạo nh sau:

- Không có màng của nhân, nhng ngời ta vẫn phân biệt đợc cấu trúc của nhân

và tế bào chất vì thành phần cấu tạo hoá học của chúng khác nhau

- Nhân có cấu tạo một sợi là một sợi ADN xoắn, không có nhân con Sợi ADN

đóng kín, sợi ADN thờng có dạng vòng tròn

- Vi khuẩn gram(-) có lớp vỏ bao ngoài cấu trúc phức tạp hơn gồm hai lớp(lớpmurein nằm sát màng sinh chất, phía ngoài là màng lipoprotein) và mỏng hơn vỏ củagram dơng và khi nhuộm màu có màu đỏ.

Bên ngoài vách của tế bào vi khuẩn còn có một lớp vỏ, đó là sản phẩm tiết ra

từ vách Vỏ chứa các chất tiết đó giữ vai trò là nhân tố kháng nguyên

2.5 Roi và lông tế bào nhân sơ.

Roi làm cho tế bào vi khuẩn di động đợc, dài chừng 6-12 nm, đờng kính 10-30

nm Hình dạng của roi lúc di chuyển có thể là lợn sóng hoặc xoái trôn ốc Chúngphân bố khác nhau tuỳ từng loại vi khuẩn Điểm xuất phát của roi từ màng sinh chấtvợt qua vách và thò ra ngoài Tại gốc roi có thể cơ bản Thành phần hoá học của roi

là các protein

Lông cũng có hình dáng nh roi song ngắn hơn Có hai loại lông: lông thờng

và lông giới tính(vai trò trong giao phối)

3 Sinh sản tế bào nhân sơ.

Sinh sản của vi khuẩn thờng theo con đờng sinh sản vô tính bằng hình thứcphân đôi Trong quá trình đó có sự phân đôi thể nhiễm sắc và sự phân chia các phầncòn lại của tế bào Tuy nhiên sự phân đôi thể nhiễm sắc không phải luôn xảy ra đồngthời với sự phân chia các phần còn lại của tế bào Vì vậy tế bào thờng có một hoặcbốn hoặc nhiều hơn về số lợng miền nhân

Vi khuẩn có thể có sinh sản giống sinh sản hữu tính, lúc đó cũng xảy ra sự liênkết giữa hai tế bào và trao đổi các yếu tố di truyền Nh ở E.coli, có thể hiện tính “đực

- cái” Tế bào tính “đực” chuyền các tín hiệu di truyền nhờ tiếp xúc trực tiếp với tếbào tính “cái” Các tế bào vi khuẩn bình thờng đều là đơn bội Khi sinh sản hữu tính,thể nhiễm sắc từ tế bào đực đợc chuyền một phần hoặc toàn bộ sang tế bào cái và tạo

ra một tế bào một phần hay hoàn toàn lỡng bội Tế bào mới này nếu phân ly thểnhiễm sắc thì tạo nên thế hệ tế bào con đơn bội nh cũ

Phần II: Tế bào Sinh vật nhân chuẩn

Chơng I: Màng sinh chất

1 Khái niệm hệ thống màng sinh học.

Màng sinh học là siêu cấu trúc có cấu tạo màng lipoprotein, là cấu tạo tiềnthân của tất cả hệ thống màng của tế bào

Màng sinh học xuất hiện đầu tiên là màng sinh chất bao quanh tế bào chất cóchứa các phân tử hữu cơ Trong quá trình tiến hoá màng sinh chất phân hoá vào khối

tế bào chất tạo nên hệ thống màng nội bào Hệ thống màng nội bào đảm bảo chứcnăng riêng biệt, đồng thời chia tế bào chất thành những khu cách biệt tạo điều kiệncho sự thực hiện các chức năng sống một cách có trật tự và hiệu quả cao theo khônggian và thời gian

Hệ thống màng sinh học đều có cấu tạo chung là màng lipoproteit, ngoài racòn có hyđrat cacbon

2 Cấu tạo màng sinh chất.

Màng sinh chất là màng lipoproteit bao phủ khối tế bào chất của tế bào Màngsinh chất khu trú và cách ly tế bào với môi trờng ngoại bào, đồng thời thực hiện chứcnăng trao đổi vật chất và thông tin giữa tế bào với môi trờng

Màng sinh chất tồn tại ở tất cả các dạng tế bào nhân sơ và nhân thực Màngsinh chất ở các dạng tế bào khác nhau có thể có cấu tạo khác nhau về hàm lợng các

chất, về siêu cấu trúc để thực hiện chức năng đặc biệt, nhng đều có diện cấu tạochung và thành phần sinh hoá điển hình.

Trong môi trờng nớc các phân tử lipit sắp xếp sao cho các đầu phân cực quay

ra phía nớc, còn đầu không phân cực quay lại với nhau do đó chúng hình thành nênlớp lipit kép Khi các mạch hyđro cacbon có liên kết đôi, tức là cha no thì lớp lipitkép có trạng thái lỏng, còn khi mạch hyđro cacbon no thì lớp lipit kép có trạng tháinhầy

- Cholesterol là một lipit quan trọng của màng Phân tử cholesterol có mộtnhóm phân cực và nhân steroid Các phân tử cholesterol xếp xen kẽ vào giữa cácphân tử photpholipit theo cách nhóm phân cực xếp ở mức các đầu a nớc củaphotpholipit và nhân steroid xếp xen kẽ vào mạch ghét nớc của photpholipit, có tácdụng gây bất động cho các mạch và có vai trò cố định cơ học cho màng Khi thay đổi

tỷ lệ cholesterol/photpholipit sẽ ảnh hởng đến tính chất lỏng – nhầy của ờng ở tế bào nhân thực tỷ lệ này là 1/1)

màng(th Glicolipit là các lipit liên kết với các oligosaccarit

b Protein mang:

Protein trong màng sinh chất chiếm khoảng 50%(thờng từ 25-75%), tuỳ dạng

tế bào mà hàm lợng và bản chất các protein có thể khác nhau

Tuỳ theo cách sắp xếp của protein trong màng khảm lỏng(Singer-Nicolson)

mà ngời ta phân thành hai loại

* Protein xuyên màng:

Những phân tử protein này nằm xuyên qua chiều dày của màng và liên kết rấtchặt chẽ với lớp kép lipit qua chuỗi axit béo Phần nằm trong màng là kỵ nớc và liênkết với đuôi kỵ nớc của lớp kép lipit, các đầu của phân tử protein thò ra ngoài và rìatrong là a nớc và có thể là các tận cùng nhóm amin hoặc nhóm cacboxyl Các protein

có thể xuyên màng một lần hoặc là xuyên màng nhiều lần

Các protein xuyên màng thờng liên kết với hyđrat cacbon tạo nên cácglycoprotein nằm ở phía rìa ngoài của màng

* Protein rìa màng(protein bám màng):

Là những protein khu trú ở phía ngoài của màng hoặc phía trong của màng.Những protein rìa màng thờng liên kết với lớp lipit kép bằng liên kết hoá trị với mộtphân tử photpholipit và xếp ở rìa ngoài hoặc rìa trong của màng

Các protein rìa ngoài thờng liên kết với gluxit tạo nên các glycoprotein Cònprotein rìa trong thờng liên kết với các protein tế bào chất liên hệ với bộ xơng tế bàotạo ra hệ thống neo màng và điều chỉnh hình dạng tế bào

Các glicoprotein và glicolipit ở phía ngoài của màng tạo nên tính bất đối xứngcủa màng và là thành phần của lớp áo cho tế bào

c Gluxit màng:

Gluxit trong màng sinh chất chiếm khoảng 2-10% đó là những mạcholigosaccarit và polisaccarit liên kết với protein màng tạo nên các glycoprotein hoặcproteoglican, liên kết với lipit tạo nên glicolipit và luôn định khu ở mặt ngoài củamàng

Phần gluxit thò ra ngoài tạo nên một cấu trúc sợi – là lớp áo có chức năngquan trọng nh bảo vệ màng, tạo cực âm cho màng, kháng thể bề mặt, liên kết với các

tế bào láng riềng…

2.2 Tính linh hoạt của màng sinh chất.

Màng sinh chất không phải là màng cứng, tuy nó có tính ổn định để ngăn cách

tế bào với môi trờng nhng nó có đặc tính linh hoạt và là một hệ thống hầu nh “lỏng”

Đặc tính “lỏng” do tính chất của lớp kép lipit, các protein và glicolipit vàglycoprotein qui định nên.

a Tính linh hoạt của lớp kép lipit.

- Thể hiện ở trạng thái lỏng hoặc nhớt của lớp do sự phân bố của photpholipit

no hay cha no Khi no màng ở trạng thái nhớt và khi cha no màng ở trạng thái lỏng

- Thể hiện ở sự chuyển động của các phân tử lipit: chuyển động dịch chỗ(sangphải hoặc sang trái, có thể chuyển từ một lớp lipit này sang lớp lipit khác) và chuyển

động co giãn(thể hiện ở tính co giãn của các phân tử lipit cha no và phụ thuộc vàohàm lợng cholesterol trong màng, sự tăng cao hàm lợng làm cho màng tăng tính vữngchắc)

b Tính linh hoạt của các protein màng.

Thể hiện ở các phân tử protein có khả năng chuyển động quay và chuyển dịchtrong màng Bình thờng các phân tử protein phân bố ít nhiều đồng đều trong màng,nhng trong điều kiện thay đổi nào đó của môi trờng thì các protein di chuyển tạo nênnhững tập hợp

c Kiểm soát tính linh hoạt của màng.

Tính linh hoạt của màng đặc biệt là tính linh hoạt của các protein màng đợckiểm soát bởi các nhân tố bên ngoài và bên trong

Sự kiểm soát tính linh hoạt của màng còn tuỳ thuộc vào hệ thống bộ xơng tếbào gồm các vi sợi và vi ống nằm sát màng liên kết với màng qua các protein rìatrong màng

3 Chức năng của màng sinh chất.

Màng sinh chất thực hiện các chức năng sau đây:

a Ngăn cách tế bào với môi trờng.

Màng sinh chất ngăn cách tế bào với môi trờng xung quanh tạo cho tế bào một

hệ thống riêng biệt và qua màng tế bào trao đổi chất một cách có chọn lọc các chấtvới môi trờng

Màng sinh chất giữ cho tế bào có một hình dạng ổn định, nhng đồng thời dotính linh hoạt của màng tế bào có thể thay đổi hình dạng đáp ứng chức năng của cơthể nh chuyển động, thực bào…

b Thực hiện trao đổi chất giữa tế bào với môi trờng bên ngoài(vận chuyển chất qua màng).

Màng sinh chất cho nhiều chất đi qua theo cả hai chiều, các chất đi vào tế bào

là những chất cần thiết cho quá trình sống và là nguyên liệu tổng hợp nên các chấtxây dựng cấu trúc của tế bào, còn chất thải ra là các sản phẩm trao đổi chất và cácchất d thừa

Sự vận chuyển các chất qua màng không chỉ phụ thuộc vào kích thớc, bản chất

mà còn phụ thuộc vào cấu tạo và tính chất của màng

* Vận chuyển không kèm theo tiêu phí năng lợng:

Đó là phơng thức vận chuyển thụ động, vận chuyển qua các kênh protein, vậnchuyển nhờ protein chất mang

+ Vận chuyển thụ động:

Vận chuyển thụ động của các chất qua màng phụ thuộc vào các điều kiện sau:

- Kích thớc của phân tử: Các chất có kích thớc càng lớn tốc độ vận chuyểncàng chậm, tuy nhiên chất đó phải là chất không phân cực và không tích điện

- Tính chất của phân tử: Những chất hoà tan trong lipit dễ dàng di qua màng,còn các chất hoà tan trong nớc khó đi qua màng(vì chúng bị lớp ghét nớc của lớp lipitkép giữ lại nên chúng đợc vận chuyển qua màng theo một cơ chế khác)

- Gradien nồng độ: Một phân tử đợc vận chuyển nó phụ thuộc vào sự chênhlệch nồng độ ở hai phía của màng, chúng di chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi cónồng độ thấp theo nguyên tắc khuếch tán

Lợi dụng tính dễ qua màng của chất lipit ngời ta đã sản xuất các loại thuốc có

vỏ bao bọc là lớp lipit

+ Vận chuyển các chất qua các kênh protein:

Tính thấm của màng đối với nớc và các chất tan trong nớc có thể giải thíchbằng cơ chế tạo lỗ hoặc khe do sự di chuyển hợp nhóm của các protein có trongmàng.

+ Vận chuyển nhờ các protein chất mang hay protein chuyên chở:

Sự vận chuyển các chất hoà tan còn đợc làm dễ dàng thêm nhờ cơ chế sử dụngcác protein mang hay protein chuyên chở Các protein mang là các protein nằm tạimàng, đợc sử dụng làm chất chuyên chở bằng cách các protein mang gắn với chấtchuyên chở nhờ các phần có hình thù bổ trợ đặc trng và chuyển chúng vào trong tếbào chất Hoạt tính này cũng tơng tự nh phản ứng giữa enzim – cơ chất, nhng khác

ở chỗ chất đợc chuyên chở không bị làm thay đổi cấu trúc Trong hoạt động nàyprotein mang thay đổi hình thù từ một phía của màng và trở lại hình thù ban đầu ởphía kia của màng khi đã giải phóng chất chuyên chở

Hoạt động của protein mang có thể xảy ra theo 3 phơng thức và có thể thamgia vào cơ chế vận chuyển chủ động(hoạt tải) hoặc thụ động

- Vận chuyển đơn cảng: là trờng hợp vận chuyển chỉ một chất từ phía này đếnphía kia của màng

- Vận chuyển đồng cảng: là sự vận chuyển một chất này phải kèm theo đồngthời sự vận chuyển một chất khác theo cùng hớng

- Vận chuyển đối cảng: là trờng hợp vận chuyển đồng thời hai chất nhng theohai hớng ngợc nhau, một chất đi vào tế bào còn chất kia đi ra môi trờng ngoại bào

* Vận chuyển tích cực qua màng(vận chuyển tiêu phí năng lợng).

Sự vận chuyển tích cực hay hoạt tải là phơng thức vận chuyển các chất quamàng chống lại gradien nồng độ, có tiêu phí năng lợng ATP do tế bào cung cấp

+ Hoạt tải các ion:

Các tế bào động vật có khả năng duy trì nồng độ Na+ thấp và K+ cao trong tếbào chất, trong khi đó ở môi trờng ngoại bào thì ngợc lại Khả năng đó là do màngsinh chất có khả năng hoạt tải các ion ngợc với chiều nồng độ

Sự hoạt tải cần năng lợng vì thế khi sự hô hấp bị ức chế thì sự hoạt tải bị đìnhtrệ Sự hoạt tải các ion có đợc là nhờ các “bơm ion”, bơm ion đợc tạo nên bởi cácprotein xuyên màng.

Sự hoạt tải các ion có tầm quan trọng đối với tế bào trong các hoạt động sốngvì do sự khác biệt các ion ở trong và ngoài màng đã tạo nên điện thế màng Sự thay

đổi điện thế màng từ điện thế nghỉ sang điện thế hoạt động là cơ sở điện hoá của dẫntruyền thần kinh

Các bơm ion hoạt động theo kiểu đồng cảng hoặc đối cảng với các ion khácnhau hoặc đối cới các chất khác nhau

+ Hoạt tải gluco:

Sự hoạt tải gluco cũng nh các đờng khác hoặc các axit amin tuỳ thuộc vào sự

có mặt của các permease đặc trng, ATP và các ion

Sự hoạt tải gluco đợc cung cấp năng lợng do sự thuỷ phân ATP và đợc kèmtheo trực tiếp sự vận chuyển các ion.(đồng cảng với Na+)

* Nhập bào và xuất bào( vận chuyển tích cực kèm theo sự biến đổi hình dạng màng).

+ Nhập bào:

Hiện tợng nhập bào là sự hình thành các bóng nội bào do sự lõm vào và tách racủa một phần màng sinh chất có chứa một chất rắn hoặc dịch lỏng Nhập bào gồm cóthực bào và ẩm bào

- Dạng ẩm bào là hiện tợng bắt giữ và đa vào tế bào các giọt chất lỏng ngoạibào mà các chất hoà tan trong đó giống nh thành phần dịch ngoại bào

- Dạng thực bào là hiện tợng tạo thành các thể thực bào có màng bao bọc vàchứa các phần tử rắn, vi khuẩn hoặc mảnh vỡ tế bào

+ Xuất bào:

Là hiện tợng tạo thành các bóng xuất bào trong tế bào chất từ mạng lới nộisinh chất và phức hệ golgi Bóng xuất bào đợc bao bọc bởi màng và chứa các chất tiếthoặc các chất thừa mà tế bào không dùng đến cần phải xuất ra khỏi tế bào

Xuất bào là một phơng thức vận chuyển chất ra khỏi tế bào qua màng sinhchất Các bóng xuất bào sẽ đợc di chuyển đến màng sinh chất và gắn vào mặt trongmàng, khi màng xuất bào gắn vào màng sinh chất thì hai màng hoà hợp tạo nên vùnghoà hợp là vùng mà ở đó các protein màng di chuyển làm cho lớp lipit kép đứt rathành các mixen và do đó bóng xuất bào đợc mở ra và các chất chứa đợc giải phóng

ra ngoài tế bào

c Sự trao đổi thông tin qua màng.

Qua màng tế bào phát đi và thu nhận thông tin để điều chỉnh các hoạt độngsống Thông tin ở dạng những tín hiệu hóa học(thờng có bản chất là protein) có khảnăng liên kết đặc trng với các thụ quan

Tín hiệu có thể là nội tiết(tế bào phát thông tin xa tế bào nhận thông tin), tínhiệu có thể là cận tiết(tế bào phát thông tin ở ngay cạnh tế bào nhận thông tin), tínhiệu có thể là tự tiết(tín hiệu tác động lên bản thân tế bào phát ra tín hiệu)

4 Lớp vỏ bao ngoài.

Đối với nhiều loại tế bào ngoài màng sinh chất còn đợc bao bởi một lớp vỏ baongoài có vai trò bảo vệ, nâng đỡ cho màng sinh chất, tuy nhiên nhiều trờng hợpchúng tham gia vào các chức năng khác nh: Trao đổi chất, miễn dịch…thành phầnhoá học chủ yếu là gluxit hoặc dẫn xuất của gluxit

Tuỳ loại tế bào mà vỏ có thể tích luỹ thêm các chất phức tạp tạo nên các cấutrúc nh gỗ(thêm lignin), bần(thêm suberin)…

b Lớp áo ở tế bào động vật.

Tế bào động vật tuy không có lớp vỏ bao cứng nh tế bào thực vật, nhng cácnhà tế bào học xem lớp polisaccarit(tuy là một thành phần của glicolipit vàglicoprotein) thò ra ngoài màng sinh chất nh là lớp áo tiếp xúc với môi trờng.

Lớp áo có chức năng bảo vệ, tạo tích điện âm, trao đổi chất, miễn dịch, trao

Ngời ta phân biệt ra hai loại bào quan là:

- Bào quan phổ biến là loại bào quan mà tế bào nào cũng có nh ty thể,riboxom, bộ máy golgi…

- Bào quan phân hoá là loại bào quan chỉ đặc trng cho một số loại tế bào,chúng thực hiện chức năng đặc trng cho loại tế bào đó nh lạp thể, trung thể…

b Chất ẩn nhập.

Là những cấu trúc tạm thời của tế bào, đợc xuất hiện hoặc biến mất do kết quảcủa quá trình trao đổi chất của tế bào Các cấu trúc này rất đa dạng về hình thái vàbản chất hoá học Đó có thể là các chất tiết, chất dự trữ dinh dỡng…có thể có cấu trúchạt, giọt, không bào và có thể là protein, có thể là lipit hoặc có thể là tinh bột hayglicogen…

c Chất nền.

Nếu ta loại bỏ hết các bào quan và các chất ẩn nhập thì còn lại khối tế bào chấtkhông có cấu trúc đợc gọi là chất nền Trong chất nền có chứa các đại phân tử, cácphân tử hữu cơ và vô cơ, các ion và nớc… hình thành nên dung dịch keo.

Ngoài ra trong tế bào còn có hệ thống vi ống và vi sợi tạo nên khung xơng của

Đặc tính cấu trúc và mức độ phát triển của mạng lới nội sinh chất thay đổi tuỳloại tế bào, nhng đối với mỗi loại tế bào chúng có cấu trúc điển hình Mạng lới nộisinh chất phát triển ở những tế bào có mức độ trao đổi protein cao nh các tế bào tiết,

- Mạng lới trơn:

Gồm các kênh hẹp nối với nhau và đợc phân bố khắp tế bào chất, trên màngcủa mạng lới trơn không có hạt riboxom Mạng lới trơn thông với màng sinh chất,màng nhân, ty thể và peroxixom

b Thành phần hoá học của mạng lới nội sinh chất.

Gồm có lipoprotein(30-50%), các enzim cần cho sự tổng hợp protein, cho sựtrao đổi các lipit, cho khử độc

Thành phần photpholipit ở mạng lới trơn nhiều hơn mạng lới có hạt, tỷ lệphotpholipit/cholesterol ở mạng lới trơn cũng cao hơn mạng lới có hạt vì vậy mạng l-

ới trơn linh hoạt hơn

Mạng lới trơn định khu ở mặt tiếp xúc với tế bào chất, còn mạng lới có hạt thì

định khu ở gần nhân

c Chức năng của mạng lới nội sinh chất.

Mạng lới nội sinh chất là một cấu trúc phổ biến của tế bào và chúng phát triểnmạnh ở các loại tế bào đang phân hoá, ở tế bào đang tích cực tổng hợp protein, vì vậy

mà nó đóng vai trò quan trọng trong trao đổi chất của tế bào

- Vai trò giao thông nội bào:

Chúng bảo đảm sự vận chuyển các chất từ môi trờng vào tế bào chất hay ngợclại, và cũng là đờng giao thông giữa các cấu trúc nội bào

- Tập trung các chất khác nhau từ tế bào chất hoặc từ các bào quan đợc tậptrung vào các xoang, túi, bể chứa của mạng lới và từ đó sẽ đợc chuyển đi đến cácphần khác nhau của tế bào hoặc thải ra ngoài

- Vai trò tổng hợp chất:

Mạng lới có hạt tham gia tổng hợp protein và các enzim, còn mạng lới trơn thìtham gia vào quá trình tổng hợp tập trung và vận chuyển các chất khác đặc biệt làlipit phức tạp(photpholipit, lipoproteit, các steroid) và glicogen( có thể cả phân giảiglycogen)

- Mạng lới nội sinh chất trơn còn có vai trò khử độc, chúng tập trung vàchuyển hoá các độc tố xâm nhập vào tế bào

3 Riboxom.

a Thành phần và cấu trúc của riboxom.

* Thành phần hoá học của riboxom:

Dù là sinh vật nhân thực hay nhân sơ đều có thành phần hoá học, trọng lợngphân tử và hằng số lắng là gần giống nhau RBX chứa protein và rARN với hàm lợnggần bằng nhau rARN chiếm khoảng 80-90% tổng số ARN của tế bào

* Cấu trúc của riboxom:

Protein và rARN liên kết với nhau để hình thành nên riboxom là nhờ mối liênkết hydro và ion Mg2+ và gồm hai đơn vị nhỏ Tuy nhiên riboxom của các tế bào khácnhau thì kích thớc của hai đơn vị nhỏ cũng khác nhau Trên riboxom gồm có 3 vùngliên kết với ARN, trong đó:

- Một vùng liên kết với mARN

- Một vùng liên kết peptit – tARN(vùng P): dùng để cố định tARN khi đanglắp ráp các aa vào mạch polipeptit

- Một vùng liên kết aa-tARN(vùng A): dùng để cố định tARN đang mang aachuyển vào riboxom

* RBX của sinh vật nhân sơ có hằng số lắng là 70S(50S+30S), còn của sinh vậtnhân chuẩn có hằng số lắng là 80S(60S + 40S)

b Chức năng và nguồn gốc của riboxom.

* Chức năng: RBX là phân xởng tổng hợp protein

* Nguồn gốc RBX:

rARN đợc tổng hợp trong nhân tế bào trên khuôn của ADN, sau đó đợc tíchluỹ trong hạch nhân, ở đây rARN kết hợp với protein để hình thành nên các tiềnriboxom, nhờ liên kết hydro và ion Mg2+ tiền riboxom đi ra tế bào chất biến thànhriboxom

Chơng III: Ty thể

1 Hình dạng, kích thớc, số lợng, chuyển động và định khu của ty thể.

* Hình dạng:

Ty thể thờng có dạng sợi hoặc dạng hạt, dạng que, dạng trứng Các nhân tố nh

pH, áp suất thẩm thấu, tình trạng bệnh lý của tế bào đều có thể gây nên sự biến đổihình dạng ty thể

* Kích thớc:

Trong đa số trờng hợp ty thể có dạng hình que rộng từ 0,5-1micromet và dàitối đa 7 micromet Kích thớc có thể thay đổi tuỳ theo trạng thái hoạt động của tế bào,khi tế bào hoạt động chế tiết thì ty thể trở nên lớn hơn

* Định khu:

Ty thể thờng phân bố đồng đều trong tế bào chất Nhng nó lại tập trung nhiều

ở vùng mà ở đó tế bào cần nhiều năng lợng để hoạt động

* Chuyển động của ty thể:

Ty thể luôn luôn chuyển động trong tế bào chất ở gian kỳ cũng nh khi phânbào Ty thể có thể co ngắn lại, duỗi dài ra hoặc chuyển động lợn sóng, có lúc chúngcắt thành khúc bé hơn hoặc liên kết lại thành sợi dài Ty thể có thể chuyển động tịnhtiến từ nơi cần ít năng lợng đến nơi cần nhiều năng lợng trong tế bào

* Số lợng ty thể:

Số lợng ty thể thay đổi trong các loại tế bào khác nhau và ở các trạng thái hoạt

động sinh lý khác nhau Nh vậy ty thể là một bào quan rất năng động, chúng luôn

đ-ợc đổi mới, trong đa số tế bào ty thể có thời gian nửa sống là 10-20 ngày

2 Thành phần sinh hoá và cấu trúc siêu hiển vi của ty thể.

* Ty thể đợc bao bởi hai màng là màng trong và màng ngoài, ở giữa là khoảnggian màng hay là xoang ngoài.

- Màng ngoài:

Là màng lipoproteit có độ dày 6nm, chứa nhiều protein xuyên màng(60%)phân bố trong lớp lipit kép(40%) Các protein sắp xếp trong màng theo cách tạo nêncác lỗ làm dễ dàng cho sự vận chuyển các chất

Màng ngoài chứa rất nhiều enzim nh: tranferase, cytochrom B, photpholipase,NADH-cytochrom B-reductase, photphatase, kinase-ATP-acyl-coA-synthetase

- Màng trong:

Màng trong cũng là màng lipoproteit có độ dày 6nm, linh động hơn màngngoài(vì tỷ lệ cholesterol/photpholipit nhở 1/53, còn màng ngoài là 1/18), khôngphẳng nh màng ngoài mà gấp hoặc lõm vào phía trong tạo thành các ống và túi đợcgọi là các “mào răng lợc” làm tăng diện tích tiếp xúc, tăng cờng hệ chuyển điện tử vàtổng hợp ATP

Màng trong giàu protein(80%) và nghèo lipit(20%), đó là những protein xuyênmàng và rìa màng tạo nên các chất chuyển điện tử và các hạt cơ bản Các hạt cơ bản

có dạng hình cầu đờng kính khoảng 11nm và đợc gắn sâu vào màng bởi một cuống.Các hạt cơ bản có tên gọi là “phức hệ F0-F1”, là protein có cấu trúc phức tạp và cóhoạt tính enzim ATP-synthetase

Màng trong có các enzim chịu trách nhiệm trong tổng hợp axit béo, cáctransfetase, các enzim chịu trách nhiệm xúc tác các phản úng oxy hoá để giải phóngnăng lợng ở dạng ATP từ ADP và Pi

* Xoang trong hay xoang chất nền:

Xoang trong nằn giữa các mào, chứa chất nền của ty thể và có nhiều cấu trúchạt

Xoang trong chứa: Các phân tử ADN, ARN, các riboxom ty thể, hệ enzim củachu trình Krebs, các enzim tổng hợp các axit béo, các ion Ca2+, Mg2+

3 Chức năng của ty thể.

- Ty thể là trạm chuyển hoá năng lợng chứa trong các phân tử dinh ỡng(gluxit, lipit, aa) thành năng lợng tích trong ATP là dạng năng lợng sử dụng chotất cả các quá trình sống của tế bào

d Tham gia tổng hợp các axit béo

- Chức năng di truyền qua tế bào chất

- Tổng hợp protein ty thể vì trong ty thể có riboxom

4 Sự phát sinh, chủng loại phát sinh và sự biến đổi bệnh lý của ty thể.

* Sự phát sinh:

Ty thể mới đợc hình thành do sự phân chia của ty thể sẵn có trớc đó Các tythể mới đợc tạo thành có kích thớc bé sau đó chúng tăng trởng để đạt đợc kích thớcbình thờng

* Chủng loại phát sinh:

- Trớc đây có giải thuyết cho rằng ty thể có nguồn gốc từ sự phân hoá củamàng sinh chất ăn sâu vào tế bào chất, về sau tách ra và phức tạp hoá hệ thống màotrở thành một bào quan độc lập

- Hiện nay ngời ta công nhận giải thuyết “cộng sinh” về nguồn gốc chủng loạicủa ty thể Sự xuất hiện ty thể là do cộng sinh của một dạng vi khuẩn hiếu khí với tếbào(vì ADN trong ty thể giống ADN của vi khuẩn, RBX của ty thể về kích thớc và

rARN giống với RBX của vi khuẩn, cơ chế tổng hợp protein trong ty thể có nhiều đặc

điểm giống với vi khuẩn)

* Biến đổi bệnh lý của ty thể:

Trong tình trạng bệnh lý của tế bào(viêm gan, nhiễm độc, ung th…) ty thể bịbiến đổi hình dạng và kích thớc, về cấu trúc và phân bố của “mào”, về chất chứatrong chất nền cũng nh trong xoang ngoài

Từ dạng hình trứng(bình thờng) ty thể có thể bị biến thành dạng chẻ đôi, hìnhchuỳ, hình nhẫn…kích thớc ty thể trở thành “khổng lồ” hoặc ty thể teo đặc lại và tiếntới bị thoái hoá

Chơng IV: Lạp thể

Lạp thể là bào quan đặc trng cho tế bào thực vật, trong lạp thể ngời ta phânthành hai nhóm lạp thể là: Bạch lạp(lạp thể không màu) và sắc lạp(lạp thể có chứasắc tố)

Trong nhóm bạch lạp có: lạp bột(nơi tổng hợp tinh bột), lạp đạm(nơi tập trungprotein), lạp dầu(nơi tổng hợp dầu)

Nhóm sắc lạp gồm có lục lạp là lạp thể màu có chứa chlorofin, và lạp càrốt(lạp thể có chứa sắc tố màu vàng)

1 Bạch lạp:

Bạch lạp là loại lạp thể không màu có hình dạng không xác định và có trongcác bộ phận không màu của cây Phổ biến nhất trong bạch lạp là lạp bột có vai tròtổng hợp các tinh bột thứ cấp từ mono saccarit và disaccarit Tinh bột do bột lạp tổnghợp đợc giữ lại ở dạng dự trữ để sử dụng lâu dài cho các giai đoạn phát triển của cáthể Các hạt tinh bột này có kích thớc lớn và đợc gọi là tinh bột dự trữ

Thực ra các loại lạp thể khác cũng có khả năng tổng hợp tinh bột, nhng tinhbột đó có kích thớc nhỏ và đợc gọi là tinh bột cấp 1 hay tinh bột chuyển tiếp

2 Lục lạp:

a Hình dạng, kích thớc, số lợng, phân bố của lục lạp.

* Hình dạng:

Hình dạng của lục lạp trong các tế bào khác nhau, ở các cây khác nhau làkhông giống nhau, nhng trong cùng một mô thì chúng tơng đối ổn định Nhng thờngtrong tế bào ở thực vật bậc cao lục lạp có dạng hình cầu, hình trứng hoặc hình đĩa Tếbào tảo thờng chỉ có một lục lạp lớn có dạng hình lới, hình giải xoắn, hoặc hình saodẹp

* Số lợng:

Số lợng lục lạp trong các tế bào của các mô khác nhau là khác nhau, nhngtrong một chừng mức nào đó số lợng lục lạp đặc trng cho loài Nếu thiếu số lợng thìlục lạp sẽ phân chia để tăng thêm số lợng, còn nếu thừa thì một số lục lạp sẽ bị thoáihoá đi Thực vật bậc cao tế bào lá thờng có 20-40 lục lạp

* Kích thớc lục lạp:

Kích thớc lục lạp ở các tế bào khác nhau, ở các loài khác nhau cũng thay đổikhá lớn ở thực vật bậc cao chúng thờng có đờng kính trung bình 4-6 micromet Th-ờng những cây mọc ở chỗ bóng râm có có lục lạp lớn hơn và chứa nhiều chlorofinhơn so với cây đợc chiếu sáng thờng xuyên

b Thành phần sinh hoá, cấu trúc siêu hiển vi của lục lạp.

* Thành phần hoá học:

Thành phần hoá học của lục lạp tính theo hàm lợng trong vật chất khô gồm có:

- Protein(35-55%)

- Lipit(20-30%)