Sinh lý tế bào thực vật

LOGO Nội dung trình bàyKhái niệm chung Thành phần hóa học của tế bào Thành phần cấu trúc của tế bào Trao đổi nước ở tế bào Trao đổi chất ở tế bào Vấn đề nuôi cấy Mô tế bào Tổng kết... Kh

Sinh lý t b o ế à

e p t e m b e r

1 6 ,

2 0 1 3

GVHD: GS Vũ Văn Vụ SVTH: Trịnh Thị Trang Nhung Phạm Thị Hồng Nhung Lớp: K10-CNTN-Sinh học

LOGO Nội dung trình bày

Khái niệm chung

Thành phần hóa học của tế bào

Thành phần cấu trúc của tế bào

Trao đổi nước ở tế bào

Trao đổi chất ở tế bào

Vấn đề nuôi cấy Mô tế bào

Tổng kết

Khái niệm chung

Thành phần hóa học của tế bào

Thành phần cấu trúc của tế bào Trao đổi nước ở tế bào

Trao đổi chất ở tế bào Vấn đề nuôi cấy Mô tế bào Tổng kết

Nội dung trình bày

Ngu n g c t bào ồ ố ế

Giọt Coaseva

Lịch sử nghiên cứu tế bào

1632-1723: Antony van Leeuwenhoek (Hà Lan) và Malpighi (Italia) đồng thời và độc lập dùng kính hiển vi ở đối tượng động vật và phát hiện ra tế bào

Antony van Leeuwenhoek Malpighi

Lịch sử nghiên cứu tế bào

1665: Robert Hooke đã phát hiện các tế bào trong nút bấc, và sau đó

là trong các mô thực vật sống bằng kính hiển vi

Robert Hooke

Lịch sử nghiên cứu tế bào

1839: Theodor Schwann và Matthias Jakob Schleiden phát biểu nguyên lý rằng các thực vật và động vật được cấu thành từ tế bào, chứng tỏ các tế bào là đơn vị cấu trúc và phát triển của sinh vật, từ đó mà người ta xây dựng nên Học thuyết Tế bào.

Matthias Jakob Schleiden Theodor Schwann

tế bào

Có thể truyền vật liệu di truyền này cho các thế hệ tế bào tiếp theo

Tế bào chứa các thông tin di truyền điều khiển các chức năng của mình

Mọi chức năng sống của sinh vật được diễn ra trong

tế bào

H c thuy t t bào ọ ế ế

Lịch sử nghiên cứu tế bào

Giả định cho rằng: “ sự

sống có thể bắt nguồn một

cách tự phát (generatio

spontanea)” đã bị bác bỏ

hoàn toàn qua chứng minh

thực nghiệm của Louis

Pasteur (1822-1895)

Louis Pasteur (1822-1895)

Lịch sử nghiên cứu tế bào

1953: Watson và Crick đã đề xuất mô hình cấu trúc xoắn kép của phân tử DNA vào ngày 28 tháng Hai

Hướng nghiên cứu tế bào

Hướng sinh hóa học: Phá vỡ tế bào bằng các phản ứng hóa học và tìm ra các phản ứng sinh hóa xảy ra trong

tế bào

Hướng tế bào học:

Để nguyên tế bào

nghiên cứu và vẽ sơ

đồ cấu tạo tế bào, tìm

ra chức năng của

từng bộ phận.

Các dạng tế bào

Carl Woese, trường Đại học Illinois, lại chia sinh vật thành ba lĩnh vực (Domain):

LOGO So sánh 2 tế bào Prokaryote và Eukaryote

So sánh tế bào động vật và tế bào thực vật

www.themegallery.com

Video

1 Animal cell vs plant cell 1

2 Animal cell vs plant cell 2

3 Cell structures

Khái niệm chung

Thành phần hóa học của tế bào

Thành phần cấu trúc của tế bào Trao đổi nước ở tế bào

Trao đổi chất ở tế bào Vấn đề nuôi cấy Mô tế bào Tổng kết

Nội dung trình bày

LOGO Thành phần hóa học của tế bào

 Trong số 92 nguyên tố hoá học có trong thiên nhiên, có khoảng

25 nguyên tố (O,C, H, N, Ca, P, K, S, Cl, Na, Mg, Fe…) cấu

thành nên các cơ thể sống Như vậy, ở cấp độ nguyên tử, giới

vô cơ và giới hữu cơ là thống nhất.

 Nguyên tố đa lượng là các nguyên tố mà lượng chứa trong khối lượng chất sống của cơ thể lớn hơn (hay 0,01%)

 Ví dụ: Các nguyên tố đa lượng: C, H, O, N, P, K, S, Ca,

LOGO Thành phần hóa học của tế bào

Bảng: Các nguyên tố chủ yếu trong tế bào cơ thể người

LOGO Thành phần hóa học của tế bào

Tên nguyên tố Hàm lượng % so với

khối lượng cơ thể Vai trò Chủ yếu > 3 Cấu tạo nên các chất hữu cơ

của tế bào Đại lượng > 0.01 - Cấu tạo nên các chất hữu cơ.

- Tham gia hoạt động sống

Vi lượng < 0.01 Tham gia hoạt động sống

Thành phần hóa học của tế bào

Muối vô cơ

Nước và vai trò sinh học của nước

Mô hình phân tử nước

Nước là thành phần vô cơ quan trọng bậc nhất đối với tế bào

và cơ thể, hàm lượng chiếm đến 70% khối lượng cơ thể và

vai trò đặc biệt quan trọng đối với hoạt động sống

Đặc tính sinh học của nước

-Tính phân cực : Phân tử

H2O phân cực thể hiện ở vùng oxy mang điện tích -, còn vùng hydro mang điện tích +.

- Tính liên kết: Do phân cực

nên các phân tử H2O liên kết với nhau nhờ liên kết hydro tạo nên cột nước liên tục hay màng phim bề mặt khối nước.

• Tính điều hòa nhiệt : Nước điều hòa nhiệt độ không khí bằng cách hấp thụ nhiệt từ không khí khi quá nóng và thải nhiệt dự trữ khi quá lạnh.

• Tính cách ly : Khả năng đông thành đá ở nhiệt độ thấp, trôi nổi tạo nên bề mặt cách ly nên sinh vật vẫn sống trong nước ở các tầng sâu dưới lớp băng

Đặc tính sinh học của nước

Độ pH của dung dịch gây ảnh hưởng đến hoạt động sống của tế

Trong tế bào có những đại

phân tử hữu cơ nào ?

Prôtêin Axit Nuclêic Cacbohiđrat Lipit

Gluc«z¬ Lact«z¬

Xenlul«

2 Chøc n¨ng cña cacbohi®rat :

cho tÕ bµo.

Video

1 Cacbohidrat trong tế bào

2 models of glucose

• Chất béo cấu tạo từ C,H,O

– VD: mỡ bò có CT C57H110O6– Kỵ nước, tan trong dung môi hữu cơ.

– Khi thủy phân cho ra axit béo

và glixerol

– CN: Chất dự trữ; Vật liệu xây dựng cấu trúc tế bào.

Video

1 Lipit trong tế bào

2 Cấu trúc của lipit

• Là nhóm chất hữu cơ có trong

tế bào với hàm lượng nhiều

nhất (chiếm 50% KL khô tế bào)

và có vai tò đặc biệt quan trọng.

• Protein cấu tạo từ 4 nguyên tố chủ yếu là C,H, O và N Nhiều protein có chứa thêm S.

Các bậc cấu trúc protein

Bậc I Bậc II Bậc III Bậc IV

Protein

Enzyme Xúc tác sinh học: tăng nhanh, chọn lọc các phản ứng sinh hóa

Các Enzyme thủy phân trong dạ dày phân giải thức ăn, Enzyme Amylase trong nước bọt phân giải tinh bột chín, Enzyme Pepsin phân giải Protein, Enzyme Lipase phân giải Lipid

Protein

Hormone Điều hòa các hoạt động sinh lý

Hormone Insulin và Glucagon do tế bào đảo tụy thuộc tuyến tụy tiết ra có tác dụng điều hòa hàm lượng đường Glucose trong máu động vật có xương sống

Protein

vận chuyển Vận chuyển các chất

Huyết sắc tố Hemoglobin có chứa trong hồng cầu động vật

có xương sống có vai trò vận chuyển Oxy từ phổi theo máu

đi nuôi các tế bào

Thụ quan màng của tế bào thần kinh khác tiết ra (chất trung gian thần kinh) và truyền tín hiệu

Protein dự

trữ Dự trữ chất dinh dưỡng

Albumin lòng trắng trứng là nguồn cung cấp axit amin cho phôi phát triển Casein trong sữa mẹ là nguồn cung cấp Acid Amin cho con Trong hạt cây có chứa nguồn protein

dự trữ cần cho hạt nảy mầm

Axit Nucleic

• Là hợp chất hữu cơ có tính axit và được chiết xuất

từ nhân tế bào.

• Hợp chất mang thông tin di truyền.

• Có 2 loại axit nucleic

ADN

Chức năng của axit nucleic

Chức năng của AND:

AND là vật chất mang thông tin di truyền tích trong các mã bộ

ba nucleotit, quy định trình tự các axit amin trong chuỗi

polipeptit.

Truyền thông tin di truyền qua thế hệ

Phiên mã ra các ARN, từ đó dịch mã tạo ra các protein đặc thù.

Chức năng của ARN:

Vật chất mang thông tin di truyền

Chức năng trong dịch mã:

mARN là khuôn chứa mã di truyền.

rARN tạo nên riboxom là nơi tổn hợp protein.

tARN vận chuyển các aa lắp ráp thành chuỗi polipeptit,

Ngoài ra còn có một số loại ARN chức năng xũ tác sinh học, điều hòa hoạt động của gen.

1 a nucleic functions

2 a nucleic structure

Thành phần hóa học của tế bào

Trao đổi nước ở tế bào Trao đổi chất ở tế bào

Vấn đề nuôi cấy mô tế bào

Khái niệm chung

Thành phần cấu trúc của tế bào

Nội dung trình bày

Khái quát về cấu trúc chức năng và

sinh lý của tế bào thực vật

Khái quát về cấu trúc chức năng và

sinh lý của tế bào thực vật

- Các loài thực vật khác nhau, các mô khác nhau thì các tế bào của chúng cũng khác nhau về hình dạng, kích thước và thực hiện các chức năng khác nhau.

3.1 Thành tế bào

Nhiệm vụ:

- Bao bọc, bảo vệ tế bào chống

lại các áp lực bên ngoài và bên

trong tế bào Giữ cho tế bào có

Vách sơ cấp

Xuất hiện ở các tế bào còn

non, hay đang tăng trưởng.

Dày và cứng hơn vách sơ cấp Các bó sợi cellulose thường xếp song song Xoắn quanh trục tế bào Lớp vách bên trong thường xếp song song với chiều dài trục.

3.1 Thành tế bào

Nước có thể thấm vào tận trong các sợi

cellulose làm cho thành tế bào bị trương lên.

Cellulose

Cellulose Vi sợi Vi sợi

• d= 5-12 nm

• Các bó cellulose xếp lại nhờ liên kết

hidro giữa các nhóm (-OH)

Tăng sức mạnh của thành tế bào

(1 vi sợi cellulose có thể chịu đựng một lực tương đương với một sợi thếp cùng kích thước)

3.1 Thành tế bào

Giữa các bó sợi có các khoảng trống

– Mô sợi chứa đầy nước.

– Mô mềm chứa nhiều pectin.

– Mô gỗ chứa nhiều linhin Khi hóa

gỗ, linhin làm tế bào trở nên cứng

rắn hơn Tuy vậy nước vẫn thấm

qua được

– Khi tế bào hóa liege, khoảng trống

này sẽ chứa nhiều suberin (lipit)

Nước không thấm qua màng và

chất nguyên sinh sẽ chết.

3.1 Thành tế bào

Sự tổng hợp các chất cấu tạo nên thành

tế bào.

3.1 Thành tế bào

Cầu liên bào:

kéo dài của lưới nội chất

• Ống liên bào này giúp cho sự

liên lạc từ tế bào này sang tế

bào khác và giữa các ống với

cầu liên bào với nhau

=> hệ thống kênh màng.

3.1 Thành tế bào

Cầu liên bào:

– Sự liên lạc của chất nguyên sinh qua cầu liên bào hình thành một mạng lưới tế

bào chất liên tục trong cây, được gọi là con đường symplast.

– Sự liên lạc của các khoảng gian vachs tế bào, các mô dẫn không sống, được gọi

là con đường apoplast.

– Vận chuyển nước và các chất hòa tan trong cây

3.1 Thành tế bào

3.2 Chất nguyên sinh

bao bọc bảo vệ cho chất

nguyên sinh và các bào quan.

- Điều chỉnh tính thấm của các

chất đi ra và vào tế bào

- Tiến hành trao đổi chất và

năng lượng

2 Cấu tạo màng sinh chất

2.1 Thành phần hoá học của màng

2.1.1 Lipid

Lipid trong màng chủ yếu có hai dạng:

- Dạng lipid phân cực (ưa nước)

- Dạng lipid trung tính (kỵ nước)

2.1.2 Protein

Ngày nay, người ta đã xác định được hai loại protide có trong cấu trúc màng, đó là:

- Dạng hình cầu hấp thụ trên bề mặt ranh giới của hai pha lipid và protein, hoạt tính enzyme của màng chủ yếu phụ

thuộc vào protein này

- Dạng sợi, chúng cùng với phospholipid giữ vai trò chủ yếu cấu tạo nên màng, làm cho nó có tính đàn hồi cao

và mềm dẻo về mặt cơ học

2.1.3 Saccharide

- Mọc trên các đảo protein Có giả thiết cho rằng nó có nhiệm vụ giữ sự ổn định của cấu trúc màng

Ngoài ra, các saccharide còn kết hợp với lipid và protein để tạo nên glycoprotein và glycolipid

2.1.4 Các chất khác

- Dạng các ion liên kết cố định với cấu trúc màng, quan trọng nhất là Ca ++ , ngoài ra còn có Mg ++ , K + , Na +

- Dạng các ion tự do di chuyển qua màng, hoặc tham gia vào các quá trình trao đổi chất xảy ra trong thành

phần cấu trúc màng

- Nước: nước trong tế bào tồn tại dưới hai dạng tự do và liên kết Nước liên kết quan trọng nhất là nước liên

kết với lipoprotein Phần nước này không bị mất đi ngay cả khi ta sấy khô tế bào.

2 Cấu tạo màng sinh chất

2.2 Cấu trúc phân tử của màng sinh chất

2.2.1 Mô hình cấu trúc “màng cơ bản” của Davson

- Danielli

• Hai lớp phân tử phospholipid nằm thẳng góc với bề mặt tế bào

Các phân tử protein tạo nên lỗ cực của màng

• Các nhóm phân cực (ưa nước) quay ra ngoài, hướng về nước

Các nhóm không phân cực (kỵ nước) thì quay lại với nhau

• Màng khoảng 80μm và lực tác dụng giữa 2 màng là lực tĩnh điện

(hình 5.1)

2.2.2 Mô hình khảm lỏng của Singer - Nicolson

• Cấu trúc của màng không có tính ổn định do sự linh động của các

phân tử protein và lipit.

3 Chức năng của màng tế bào

3.1 Chức năng bảo vệ

3.1.1 Bảo vệ cơ học

Bảo vệ các vật chất chứa trong tế bào được ổn định, bảo

vệ tế bào khỏi những tác động cơ học của môi trường ngoài

3.1.2 Bảo vệ về mặt sinh lý

Màng đóng vai trò điều hòa dòng trao đổi từ ngoài vào và trong ra Nhờ đó mà nó ngăn cản không cho các vật lạ, các kẻ thù xâm nhập vào tế bào

3.2 Chức năng trao đổi thông tin

Theo Minhina (1978) thì chính các loại đường như

oligosaccharide, ganglyoside có trong màng có khả năng tiếp nhận những thông tin đa dạng và phức tạp từ môi trường ngoài Các thông tin mà tế bào nhận được là các chất và ngay cả các yếu tố gây bệnh cũng tương tác với oligosaccharide Cũng nhờ các đường này mà cơ thể nhận biết được những tế bào của mình và phân biệt

được tế bào lạ Chính điều này đã giải thích được sự không dung nạp miễn dịch trong nuôi cấy mô

3 Chức năng của màng tế bào

3.3 Chức năng trao đổi chất

Màng tế bào là nơi thực hiện sự trao đổi chất

của tế bào Hoạt tính trao đổi chất của màng

thể hiện rõ nhất ở màng ty thể, màng mạng

lưới nội sinh chất, màng của phức hệ Golgi

3.4 Chức năng vận chuyển các chất qua màng

• Tất cả các chất di chuyển vào hoặc ra khỏi tế

bào đều phải qua vật cản là màng và màng

của mỗi loại tế bào có chức năng chuyên biệt

để cho chất nào đi qua, với tốc độ nào và theo

hướng nào

• Tế bào thực hiện việc vận chuyển các chất

qua màng bằng các quá trình tự nhiên như:

khuyếch tán, thẩm thấu, sự vận chuyển tích

cực, quá trình thực bào (phagocytosis) và quá

trình uống bào (pinocytosis)

1 Trò chơi tìm tên các thành phần

của màng tế bào

2 Các bào quan

 Các loại ARN như mARN, tARN chiếm 10% ARN của tế bào

 Lipid, gluxit, acid amin, nucleoside, nucleotide và các ion Thỉnh thoảng có các hạt dầu và hạt glycogen với số lượng thay đổi và có thể mang từ vùng này qua vùng khác tùy hoạt tính của tế bào

II Cấu trúc của chất nguyên sinh

Chất nguyên sinh có sự phân hóa thành 3 lớp:

- Lớp ngoại chất: ở ngoại vi, mỏng hơn và có độ nhớt cao hơn Có hàm lượng lipit cao hơn trung chất và lường đáng

kể các phân tử protein.

- Lớp trung chất: gồm nhiều thành phần trong đó có hàm

lượng cá các protein.

- Lớp nội chất: gồm có 2 lớp lipoit có các cực ưa nước quay

ra ngoài (phía trung chất) và vào trong (phía không bào).

3.2 Chất nguyên sinh

3.2.1 Tế bào chất

b Hệ keo của chất nguyên sinh

III Đặc tính của chất nguyên sinh

1 Chất nguyên sinh là một hệ keo phức tạp

- Hệ keo:

Hệ keo đơn giản đều là do hai loại chất

không hỗn hợp với nhau tạo nên, phân biệt

là hai tướng là tướng phân tán (rắn) và

tướng liên tục (lỏng) Hệ keo được phân

biệt với dung dịch thật ở chỗ kích thước

của các tướng phân tán là các hạt đường

III Đặc tính của chất nguyên sinh

1 Chất nguyên sinh là một hệ keo phức tạp

3.2 Chất nguyên sinh

3.2.1 Tế bào chất

b Hệ keo của chất nguyên sinh

- Nếu dung môi là nước thì gọi là hidrosol Trong hidrosol, hạt keo thường hấp thụ các ion trong dung dịch tạo thành các mixen tích điện Ngoài việc mang điện thì bản thân các hạt keo thường có các gốc ua nước như: -OH, -NH, -COOH,… nên có thể hấp thụ nước một cách rất chặt chẽ làm cho màn keo có một màng nước bao bọc xung quanh Trường hợp nước liên kết với các hạt keo như vậy gọi là sự thủy hóa Hiện tượng này có được là nhờ tính lưỡng cực của nước

• Các mixen trong tế bào chính là các đại phân tử như protein, lipoit, acid nucleic…

III Đặc tính của chất nguyên sinh

1 Chất nguyên sinh là một hệ keo phức tạp

- Những biến đổi trong hệ thống keo:

- Sự ngưng kết: mỗi phân tử keo đều được tích điện Những phân tử mang

điện cùng dấu thì đẩy nhau, mang điện khác dấu thì hút nhau Nếu sức đẩy lớn thì hệ keo bền Nếu sức hút lớn thì các phân tử keo xích lại gần nhau, lớn dần và lắng xuống Đó gọi là hiện tượng ngưng kết.

- Sự ngưng kết phụ thuộc: sự tăng nồng độ các chất điện phân làm triệt tiêu điện tích của các phân tử keo Táng nồng độ của các phân tử keo sẽ làm tăng lực hút của các phân tử keo.

- Chất nguyên sinh có độ bền vững cao bởi các mixen được bao bọc bởi một lớp kép các các ion và lớp màng nước dày => làm ngưng kết chất nguyên sinh rất khó.

- Hiện tượng coaxecva: liên quan đến sự hình thành các cơ quan tử, vì đây

như là sự hình thành một tổ chức đầu tiên.

- Operin cho rằng: các hạt coaxecva có khả năng hấp thụ các enzyme và ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme.

3.2 Chất nguyên sinh

3.2.1 Tế bào chất

b Hệ keo của chất nguyên sinh