Cấu trúc tế bào
Chia sẻ bởi Hà Thị Lan Anh |
Ngày 24/10/2018 |
176
Chia sẻ tài liệu: cấu trúc tế bào thuộc Bài giảng khác
Nội dung tài liệu:
CHƯƠNG III
CẤU TẠO CỦA
TẾ BÀO
TRỌNG TÂM CỦA CHƯƠNG
ĐẠI CƯƠNG VỀ TẾ BÀO
CẤU TRÚC CỦA TẾ BÀO PROKA RYOTAE: VI KHUẨN
CẤU TRÚC CỦA TẾ BÀO EUKARYOTAE
MÀNG TẾ BÀO
I. ĐẠI CƯƠNG VỀ TẾ BÀO
HỌC THUYẾT VỀ TẾ BÀO
CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TẾ BÀO
NHỮNG ĐẶC TÍNH CHUNG CỦA TẾ BÀO
TẾ BÀO PROKA
RYOTAE VÀ EUKA
RYOTAE
II. CẤU TRÚC CỦA TẾ BÀO PROKARYOTAE: VI KHUẨN
VÁCH TẾ BÀO
CẤU TRÚC BÊN TRONG
CẤU TRÚC CỦA TẾ BÀO EUKARYOTAE
HỆ THỐNG CẤU TRÚC MÀNG
MÀNG SINH CHẤT
BỘ GOLGI
MẠNG LƯỚI NỘI CHẤT VÀ RIBO SOME
LYSOSOME
CÁC VI THỂ
KHÔNG BÀO
TY THỂ VÀ LẠP THỂ: CHUYỂN HÓA E
TY THỂ
LỤC LẠP
I.ĐẠI CƯƠNG VỀ TẾ BÀO
1.Học thuyết tế bào.
Học thuyết tế bào (cell theory) tức quan niệm cho rằng tất cả sinh vật được cấu tạo từ các tế bào, tất cả thực vật động vật đều cấu tạo nên từ nhiều nhóm tế bào và tế bào là đơn vị căn bản của sinh giới. H?c thuyết này của Schleiden và Schwann công bố .
Thời này học thuyết gồm 2 nội dung:
Tất cả các sinh vật đều cấu tạo từ các tế bào và sản phẩm của chúng.
Các tế bào mới được tạo ra từ sự phân chia những tế bào trước đó.
Năm 1862, nhà bác học Pháp Louis Pasteur đã tiến hành thí nghiệm chứng minh rằng sự sống không tự ngẫu sinh mà sự sống chỉ phát sinh từ các tế bào có sẵn,
Ngày nay, học thuyết tế bào hiện đại khẳng định rằng tất cả các sinh vật đều cấu tạo nên từ tế bào và sản phẩm của tế bào, những tế bào được cấu tạo nên từ sự phân chia của những tế bào trước nó, có sự giống nhau căn bản về thành phần hóa học và các hoạt tính trao đổi chất giữa tất cả các loại tế bào và hoạt động của cơ thể là sự tích hợp hoạt tính của các đơn vị tế bào độc lập.
Các phương pháp nghiên cứu tế bào.
Hiển vi (microscope)
Năm 1655, Robert Hooke đã phát hiện ra kính hiển vi quang học (photonic microscope) nhờ đó quan sát được các tế bào. Các kính hiển vi thưởng (quang học) được hoàn thiện đến nay có độ phóng đại cỡ 2000 lần.
Năm 1931, Ruska và đồng nghiệp đã phát minh ra kình hiển vi điện tử (electronic microscope) có độ phóng đại trên 250 000 lần. Kính hiển vi điện tử quét .
Một số cấu trúc như nhân tế bào có thể nhuộm màu nhanh. Một số cấu trúc khác phải định hình (fixation) nhuộm tẩm các chất làm cứng như parafin rồi cắt lát mỏng bằng máy vi phẫu (microtom)
Kính hiển vi lệch pha, kính hiển vi huỳnh quang (fluroescent microscope)
Tế bào được coi là đơn vị nhỏ nhất của sự sống, việc nghiên cứu sâu hoạt động sống của tế bào giúp hiểu rõ các nguyên căn cơ bản của sự sống nên sinh học tế bào (The cell biology) là môn sinh học cơ sở hiện đại đang phát triển mạnh.
Tách và nuôi tế bào.
Trong nhiều trường hợp việc nghiên cứu từng loại tế bào là cần thiết, nhiều thí nghiệm cần số lượng lớn tế bào một loại nào đó. Các phương pháp tách và nuôi tế bào được hoàn thiện và cải tiến.
c. Phân đoạn (fractionnement) các thành phần của tế bào.
Phương pháp siêu ly tâm (ultracentrifugation) để tách và để rửa tế bào. Việc tách bào quan và đại phân tử cần đến siêu ly tâm
Đầu những năm 40, máy siêu ly tâm phân tích (preparative centrifuguer) ra đời giúp tách các phân tử tế bào ở tốc độ cao.
Phương pháp ly tấm trên thang nồng độ (gradient of density) được sử dụng để tách các chất kỹ hơn
Để đánh giá tốc độ lắng xuống đáy (sedimentation) của ống ly tâm người ta dùng hệ số lắng (coefficient of sedimentation) S
Phương pháp điện di
Phương pháp hoàn thiện hơn là điện di hai chiều trên gel (gel bidimisionnel electrophoresis)
Lập bản đồ peptide (peptide map). Ngày nay, máy phân tích trình tự amino acid tự động (amino acid sequenser) xác định nhanh trình tự các amino của những đoạn polypeptit ngắn.
e. Đánh dấu phân tử đồng vị phóng xạ và kháng thể
Đây là phương pháp giúp phát hiện các chất đặc hiệu trong một hỗn hợp với độ nhạy cao: trong những điều kiện tối ưu có thể phát hiện ít hơn 1000 phân tử trong mẫu
Những đặc tính chung của tế bào.
a.Màng tế bào và các cấu trúc màng
Vật cản có tính chọn lọc
Giới hạn độ lớn tế bào
Nền để bố trí hợp lý các cấu trúc
Bề mặt thực hiện nhiều ph?n ứng
Truyền năng lượng
Kích thước rất nhỏ bé
Các tế bào có hình dạng, kích thước rất đan dạng, nhưng hầu như tất cả đều rất nhỏ bé.
Hình dạng và cấu trúc tế bào liên quan chặt chẽ với chức năng do chúng thực hiện
Vật thể càng nhỏ như tế bào, tỉ lệ bề mặt so với khối lượng càng lớn
Nhờ diện tiếp xúc lớn, việc thu nhận các từ ngoài rất nhanh và các phế phẩm cũng được loại ra ngoài kịp thời. Điều này đảm bảo cho cường độ trao đổi chất cao của sự sống. Các tế bào vi sinh vật nhỏ bé có cường độ trao đổi chất cao hơn.
4.Tế bào Prokaryotae và Eukaryotae
Vi khuẩn (bacteria) và vi khuẩn lam (cyanobacteria), người ta nhận thấy chúng không có nhân tế bào nên gọi là tế bào tiền nhân - Prokaryotae (trứơc khi có nhân).
Các sinh vật khác như thực vật, động vật , tế bào có nhân hình thành rõ ràng được gọi là tế bào nhân thực - Eukaryotae (còn gọi là nhân chuẩn).
Sự khác nhau giữa tế bào Prokaryotae và Eukaryotae lớn hơn sự khác nhau giữa tế bào động vật và tế bào thực vật.
a. Các tế bào Prokaryotae (Prokaryotic cell).
Các vi khuẩn (Bacteria) và vi khuẩn lam(Cyanobacteria) thuộc nhóm Prokatyotae. Chúng có kích thước nhỏ bé, khoảng 1-10 micromet. Mycoplasma có kíck thước nhỏ nhất.
Các tế bào Prokaryptae không có phần lớn các bào quan như trong tế bào Eukaryotae.
Tuy có ngoại lệ, nhưng quy luật chung là các tế bào Prokaryotae không có cấu trúc màng nhân bên trong, có vùng tương tự nhân gọi là nucleotide.
Ngoài ra, chúng có nhiều điểm khác với tế bào Eukaryotae như DNA bộ gen không có protein histone, chlophyll không trong lục lạp.
Các tế bào Eukaryotae "điển hình"
Điểm nổi bật để phân biệt tế bào Eukaryotae là có nhân (nucleus) điển hình, có màng nhân bao quanh. Tiếp theo, tế bào Eukaryotae có hệ thống màng phức tạp bên trong tế bào, có các bào quan như lưới nội chất, bộ Golgi, lysosome, ti thể, lục lạp.
Nhiễm sắc thể của Eukaryotae thẳng, phức tạp được cấu tạo từ DNA, RNA và protein
II. C?U TRÚC CỦA TẾ BÀO PROKARYOTAE: VI KHUẨN
Chúng gồm các nhóm chính như sau:
Cổ vi khuẩn (Archeabacteria)
Vi khuẩn thực (Eubacteria),
Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) ,
Xạ khuẩn (Actinomycetes) .
1. Vách tế bào:
Vách tế bào bao phía ngoài màng sinh chất tạo khung vững, cứng cho tế bào, duy trì hình dạng và quan trọng hơn giúp chống chịu tác nhân bất lợi (áp suất thẩm thấu)của môi trường bên ngoài.
Nếu thiếu vách tế bào thì vi khuẩn không sống được.
Do phản ứng nhuộm màu violet, phân biệt hai lọai vi khuẩn :
Gram dương: hấp thu và giữ lại màu .
Gram âm :không nhuộm màu.
Một số vi khuẩn có nang ( capsule) bao phía ngòai vách tế bào làm tăng khả năng bảo vệ.
2. Cấu trúc bên trong:
Dưới vách tế bào là màng sinh chất. Mesosome là cấu trúc tế bào do màng tế bào xếp thành nhiều nếp nhăn cuộn lõm sâu vào khối tế bào chất và đây là nơi gắn DNA vào màng
Các tế bào Prokaryotae co vùng tương tự nhân là Nucleoid.
Sợi DNA mang bộ gen xếp theo đường thẳng có tính di truyền và các đặc tính thông thường nên cũng được coi là nhiễm sắc thể.
Ngoài ra, Prokaryotae còn có các phân tử DNA nhỏ độc lập là Plasmid. Các nhiễm sắc thể và plasmid thường có dạng vòng tròn.
Các Ribosome 70 S nằm rải rác trong tế bào chất để mRNA gắn lên chúng để tổng hợp protein. Ribosome có trong cả 2 tế bào Prokaryotae và Eukaryotae.
Phần lớn các vi khuẩn quang hợp chứa chlorophyll gắn với màng hay các phiến mỏng. Các phiến mỏng (lamellae) liên thông với màng.
Một số vi khuẩn có lông mao, không có cấu tạo vi ống, có cấu trúc và cơ chế hoạt động khác với Eukaryotae.
III. CẤU TRÚC TẾ BÀO EUKARYOTAE:
Các tế bào Eukaryotae có cấu trúc phức tạp : hệ thống cấu trúc màng (lưới nội chất, bộ Golgi, Lysosome, Peroxisome, không bào), bào quan biến đổi năng lượng (ti thể, lạp thể), nhân, sườn tế bào và 1 số cấu trúc chuyên biệt khác (roi, lông, trung thể).
CẤU TRÚC TẾ BÀO ĐỘNG VẬT
MÀNG SINH CHẤT
Ngoài ra, màng còn là nơi thu nhận các tín hiệu bên ngoài, cho phép tế bào có biến đổi tương ứng với môi trường xung quanh.
Màng sinh học đều có cấu trúc tổng thể chung: là các tổ hợp của Protein và Lipid được gắn kết phần lớn nhờ các tương tác không cộng hóa trị.
II
RIBOSOME
A.HỆ THÔNG CÁC CẤU TRÚC
MÀNG:
1. Màng sinh chất:
Màng là bộ lọc có tính chọn lựa cao, thuận tiện cho việc vận chuyển tích cực các chất, kiểm tra sự ra vào của các chất dinh dưỡng và các chất cặn bã, tạo nên nồng độ ion giữa trong và ngoài tế bào
2. Mạng lưới nội chất va ribosome:
Tất cả các tế bào Eukaryotae đều có lưới nội chất (endoplasmic riculum)
Lưới nội chất chia làm hai loại : mạng lưới trơn và mạng lưới nhám.Bề mặt của mạng lưới nhám có nhiều Ribosome. đóng vai trò trung tâm sinh tổng hợp của tế bào và có nhiều Ribosome
Màng của lưới nội chất cũng góp phần vào sự hình thành của các màng ti thể và Peroxisome bắng cách tạo ra phần lớn các Lipid của các bào quan này.
II
GOLGI
3. Bộ Golgi:
Bộ Golgi nằm gần nhân và ở tế bào động vật thường nằm cạnh trung thể (centrosome) hay trung tâm tế bào,
gồm nhiều túi nhỏ dẹp giới hạn bởi một màng xếp như chồng đĩa (gồm 4 - 6 túi có đường kính gần 1 micromet) và xung quanh các chồng đĩa có các bọt tròn nhỏ (đường kính 50 nm) có màng bao quanh.
Các túi dẹp làm nhiệm vụ biến đổi, chọn lọc và gói các đại phân tử sinh học mà sau đó được tiết ra ngoài hay được vận chuyển đến các bào quan khác.
Bộ Golgi có thể biến đổi tiếp tục các Protein từ lưới nội chất chuyển sang, biến đổi Glycan và cho chúng thoát ra túi nhờn
II
LYSOSOME
4. Lysosome (tiêu thể):
Lysosome là những túi cầu nhỏ có đường kính 0,2 - 0,5 micromet được bao bởi 1 lớp màng. Chúng có nhiều trong gan, thận, bạch cầu của tế bào động vật. Chúng chứa nhiều enzyme thủy giải dùng cho quá trình tiêu hóa.
Lysosome không những phân hủy các chất để "nuôi" tế bào mà còn "dọn sạch" những bào quan đã vô dụng thành các tiền chất đơn giản để tế bào tái sử dụng. Nó có thể tiêu hủy những chất từ ngoài vào tế bào và khi thiếu năng lượng có thể phân hủy các bào quan cung cấp năng lượng.
Lysosome sơ cấp bắt nguồn từ bộ Golgi có thể nhập với không bào trương phồng do chứa thực phẩm để tạo thành Lysosome. Lysosome thứ cấp co thể thải phế liệu ra ngoài hoặc có thể trữ lâu dài các hạt (granule) Lipfucsin
Khi thiếu một trong những enzyme như: Protease (phân hủy protein) hay Nuclease (thủy giải nucleic acid) thì Lysosome phồng lên chứa các chất mà chúng không tiêu hóa được và khi tế bào chết hoặc bị hủy hoại vì một lý do nào đó, màng Lysosome vỡ ra, các enzyme nhanh chóng tiêu hủy tế bào.
II
CẤU TRÚC TẾ BÀO
VI THỂ
5. Các vi thể: Peroxisome và Glyoxysome.
Peroxisome có cấu tạo túi cầu nhỏ, đường kính 0,2 - 0,5 micromet và cũng được bao bởi màng như Lysosome. Peroxisome chứa các enzyme oxy hóa sản sinh và phân hủy các peoxide hydro.
Glyoxysome là một vi thể khác chứa enzyme phân hủy lipid thực vật thành đường nuôi cây non (động vật không có).
II
6. Không bào (thủy thể bộ):
Không bào như những túi chứa nước và các chất tan hoặc tích nước do tế bào chất thải. Túi bao quanh bởi một màng gọi là Tonoplast có thể xem là màng trong của tế bào chất. Có nhiều loại không bào. Ơ� động vật nguyên sinh có không bào co bóp giữ vai trò quan trọng trong việc thải các chất và nước dư phẩm chứa các hạt thức ăn.
Một số chất khác nhu anthocyanin hay nhóm các sắc tố đó có trong dung dịch không bào giữ vai trò tạo các màu của hoa, quả và lá mùa thu
II
B. TI THỂ VÀ LẠP THỂ : CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG
Ti thể có trong tất cả tế bào Eukaryotae và các lạp thể chỉ có ở thực vật
có chức năng biến đổi năng lượng thành dạng hữu ích dùng hoạt hóa các phản ứng của tế bào.
Cả 2 bào quan đều chứa bên trong một số lớn cấu trúc màng. Các màng đóng vai trò quyết định trong hoạt động chuyển hóa năng lượng và là điểm tựa cơ học cho sự vận chuyển điện tử để biến đổi năng lượng của các phản ứng oxy hóa.
TY THỂ
7. Ti thể : (trung tâm năng lượng của tế bào)
Có hình trụ kéo dài, đường kính 0,5 - 1 micromet. Gồm :
Chất nền : là chất choán khoan bên trong ti thể chứa 1 hỗn hợp rất đậm đặc của hàng trăm enzyme, gồm các enzyme cần cho oxy hóa piruvat và các acid béo. Nó chứa nhiều bản sao của DNA và các enzyme khác nhau cần cho sự biểu hiện của các gen ti thể.
Màng trong : Được xếp lại thành nhiều nếp nhăn gọi là creta (mào gà), chúng làm tăng tổng diện tích màng đôi rất nhiều. Nó chứa các protein với 3 chức năng :
Thực hiện các phản ứng oxy hóa trong chuỗi hô hấp
Một phức hợp ATP synthetase tạo ra ATP trong matrix.
Các protein vận chuyển đặc biệt điều hòa sự đi ra của các chất ra ngoài hoặc vào chất nền.
Màng ngoài : Nhờ 1 protein tạo 1 kênh quan trọng nên màng ngoài bị thấm bởi các phân tử nhỏ hơn hay bằng 10.000 dalton.
Khoảng giữa màng : Chứa nhiều enzyme sử dụng ATP do matrix cung cấp để phospho hóa các Nucleotide khác.
II
LỤC LẠP
8. Lục lạp :
Các lục lạp cũng có cấu trúc màng. Chúng gồm màng ngoài rất dễ thấm, 1 màng rất ít thấm, trong đó chứa nhiều Protein trong vận chuyển đặc biệt và 1 khoảng giữa hẹp nằm giữa 2 màng. Màng trong bao 1 vùng không xanh lục được gọi là Stroma tương tự như chất nền matrix của ti thể. Stroma chứa các enzyme, các Ribosome, RNA và DNA
C. NHÂN TẾ BÀO VÀ THỂ TRONG SUỐT
1. Nhân tế bào
a. Màng nhân
b. Nhiễm sắc thể
c. Hạch nhân
2. Thể trong suốt
a.Cấu tạo
b.Chức năng
1. Nhân tế bào:
Nhân tế bào là bào quan lớn nhất và dễ nhìn thấy dưới kính hiển vi thường, nếu tế bào được nhuộm màu thì thấy càng rõ hơn.
Nhân là trung tâm hoạt động của tế bào, chiếm khoảng 10% thể tích, nhưng chứa hầu hết toàn bộ DNA của tế bào(95%)
Nhân tế bào biến đổi trong suốt quá trình phân bào.
MẠNG LƯỚI NỘI CHẤT
MẠNG LƯỚI NỘI CHẤT TRƠN
MẠNG LƯỚI NỘI CHẤT HẠT
MÀNG NHÂN
a.Màng nhân:
Nhân được giới hạn bởi màng nhân do 2 lớp màng xếp đồng tâm. Rải rác trên màng nhân có các lỗ thủng xuyên qua 2 lớp màng gọi là lỗ của màng nhân. Các lỗ này tạo sự thông thương giữa hai bên trong nhân với tế bào chất bên ngoài nhân. Màng nhân còn trực tiếp nối liền với lưới nội chất.
b.Nhiễm sắc thể:
Nhiễm sắc thể có hình dáng và kích thước đặc trưng chỉ ở kỳ giữa của sự phân bào, lúc đó màng nhân tan.Nhiễm sắc thể gồm có DNA, các protein histone và các protein không histon.
c. Hạch nhân:
Hạch nhân có hình bầu dục hoặc hình cầu, nhuộm màu đậm và chỉ thấy trong các nhân cuảa tế bào chưa phân chia. Hạch nhân là bộ máy sản xuất các ribosome. Nó được tạo nên nhờ các cuộn DNA từ nhiều NST góp chung lại. Các cuộn DNA này chứa các gen mã hoá cho rARN của ribosome.các rARN sau khi được tổng hợp lập tức gắn với các protein của ribosome tạo ra các ribosome.
Nhân là trung tâm điều khiển mọi hoạt động của tế bào vì quá trình tổng hợp protein, trong đó có nhiều enzyme, được xuất phát từ DNA. Màng nhân cũng có vai trò điều hoà các RNA và các protein.
Tế bào mất nhân có thể còn tiếp tục tổng hợp protein, nhưng không tiếp tục sinh sản.
d. Chức năng của nhân:
Chức năng nổi bật của nhân là chứa thông tin di truyền. sự phân chia đều đặn của NST và các tế bào con đảm bảo sự chia đều thông tin di truyền cho thế hệ sau.
2. Thể trong suốt:
Phần tế bào chất không kể các bào quan là thể trong suốt. Thể trong suốt chiếm gần một nửa khối lượng của tế bào, có nhiều nước. Thành phần chủ yếu thứ hai của thể trong suốt là các protein sợi xếp thành bộ khung tế bào.
Thể trong suốt có hàng nghìn enzyme và chứa đầy ribosome tự do để tổng hợp protein.
Ngoài ra, thể trong suốt còn có các loại RNA như mRNA, tRNA chiếm 10% RNA của tế bào ; các chất như glucide, amino acid, nucleotide và các ion.
Thể trong suốt giữ nhiều chức năng quan trọng:
-nền môi trường làm nơi thực hiện các phản ứng trao đổi chất của tế bào, là nơi gặp nhau của các chuỗi phản ứng trao đổi chất. Sự biến đổi trạng thái vật lý của thể trong suốt có thể ảnh hưởng đến các hoạt động của tế bào.
-nơi thực hiện một số quá trình điều hoà hoạt động của các chất.
-nơi chứa các vật liệu dùng cho các phản ứng tổng hợp các đại phân tử như glucide, amino acid, nucleotide.
-nơi dự trữ các chất năng lượng như glucide, lipid, glycogen.
D. BỘ SƯỜN CỦA TẾ BÀO
MÀNG TẾ BÀO
VI SỢI
VI ỐNG
TÚI TIẾT
TI THỂ
TƠ TRUNG GIAN
MẠNG LƯỚI NỘI CHẤT
1. Sợi tế vi và vi quản:
Các sợi tế vi (vi sợi) và vi quản (vi ống) được cấu tạo từ protein, có chức năng hỗ trợ cho sự định hình, kiểm soát hình dạng và đồng thời hỗ trợ cho sự vận động không những ở bên trong mà cả bản thân tế bào.
Các vi sợi gồm các sợi actin nhỏ có đường kính 8nm, mảnh, dài, xoắn vào nhau như dây thừng,đóng vai trò cấu trúc thành hệ thống các rãnh phức tạp giúp duy trì hình dạng tế bào.
Các vi ống là những ống rỗng dài vài chục micrometre, đường kính 25nm. Được tạo nên từ các protein
có tên gọi là tubulin.
2. Lông và roi:
Một số tế bào động thực vật có một vài sợi giống lông nhô ra từ bề mặt của chúng thì gọi là tiên mao hay roi, có nhiều sợi ngắn thì gọi là tiêm mao hay lông.
Cả 2 loại có cấu tạo căn bản giống nhau: hình ống đặc gồm 9 cặp vi ống xếp vòng tròn ngoài, 2 cặp vi ống ở giữa, chìều dài vi ống kéo dài theo chiều dài của lông. Các lông và roi thường có chức năng vận động cho tế bào hoặc vận chuyển các chất lỏng qua màng tế bào.
TIÊM MAO
3. Trung tử:
Trung tử có cấu tạo vi ống giống lông và roi, nhưng có 9 bô 3 vi ống xếp vòng tròn ngoài và không có các vi ống ở giữa.
Các trung tử có từng cặp định hướng cái này vuông góc với cái kia, nằm ngay phía ngoài nhân tế bào của động vật và có vùng sáng ở 2 đầu thoi vô sắc, nơi hội tụ các đầu các vi ống.
Các thể gốc nằm ngay phía gốc của roi hay lông có cấu tạo giống trung tử
TRUNG TỬ
4. Vách tế bào:
a. Cấu tạo:
Thành phần cấu trúc căn bản của vách tế bào là phức hợp polysaccaride cellulose dưới dạng các sợi dài như sợi chỉ gọi là fibril.Các sợi cellulose được gắn với nhau nhờ chất nền của các hydratcacbon, chủ yếu là pectin và hemicellulose.
Vách tế bào có nhiều lỗ để nước, không khí và các chất hoà tan có thể qua lại tự do.
Khi tế bào còn non thì xuất hiện vách sơ cấp, nếu tế bào tiếp tục tăng trưởng thì chỉ có vách này. Khi các vách của 2 tế bào gặp nhau ở giữa, chúng sẽ hình thành phiến giữa để gắn chúng lại với nhau.
VÁCH THỨ CẤP
VÁCH SƠ CẤP
MÀNG SINH CHẤT
PHIẾN GIỮA
Sau khi ngừng tăng trưởng, các tế bào lập tức hình thành vách thứ cấp cứng hơn, có nhiều chất gỗ hơn so với các lớp khác của vách tế bào.
Các lớp sợi cellulose xếp song song với nhau và lớp này với lớp khác chéo nhau theo góc 60o-90o
Sự sắp xếp như vậy làm tăng độ cứng của vách.
Khi cấu tạo của vách thứ cấp thực hiện xong, tế bào chết đi để lại 1 ống cứng dài làm nhiệm vụ duy trì độ cứng cơ học và vận chuyển các chất lỏng trong thân cây.
b. Chức năng:
Vách cellolose-pectin tạo ra 1 khung cứng giúp tế bào thực vật có 1 hình dạng tối thiểu và có thể coi như làm bộ xương cho thực vật, đặc biệt ở tế bào có vách thứ cấp.
Vách tế bào còn là ranh giới ngoài cùng bảo vệ tế bào chống chịu với các tác động bên ngoài. Khi thực vật tiến lên môi trường cạn, tác động của môi trường sống khắc nghiệt hơn thì vai trò của vách tế bào càng lớn.
IV. MÀNG TẾ BÀO
1. Nền tảng lipid của tế bào
2. Cấu trúc của màng sinh chất
3. Tương tác giữa tế bào với môi trường qua màng tế bào
4. Sự vận chuyển của các phân tử đi ra và vào tế bào
5. Sự vận chuyển có chọn lọc của các phân tử
6. Sự tiếp nhận thông tin qua màng tế bào
1.Nền tảng lipid của màng tế bào:
Các phân tử lipid chiếm gần 50% khối lượng của phần lớn các màng của tế bào động vật, phần còn lại hầu như là protein.
Một tế bào động vật nhỏ có khoảng 108 phân tử lipid, gồm 3 loại căn bản: phospholipid, cholsterol và glycollipid. Cả 3 đều lưỡng tính, tức một đầu phân tử kỵ nước còn đầu kia ưa nước
a. Phospholipid:
Phospholipid là thành phần cấu trúc chính của màng tế bào, nó có đầu phân cực ưa nước và 2 đuôi hydratcacbon kỵ nước là các acid béo. Mỗi đuôi có khoảng 14-24 nguyên tử cacbon. Đuôi thứ 2 bị cong do chứa liên kết đôi. Do vậy, các phân tử phhospholipid xếp chặt nhau.
Tất cả các lipid tham gia cấu tạo màng của tế bào đều là những phân tử lưỡng cực.
CẤU TRÚC CHOLESTEROL
PHOSPHOLIPID
b. Tấm phospholipid 2 lớp:
Nhờ tính chất vật lý đặc biệt lưỡng cực, các phân tử phospholipid tự động hình thành tấm 2 lớp trong dung dịch nước: đầu phân cực hướng vào nước, còn đuôi kỵ nước hướng vào trong với nhau.Sự hình thành tấm phospholipid 2 lớp là quá trình tự lắp ráp.
Đặc biệt, dù các phân tử của tấm phospholipid đã xếp lớp, nhưng các mạch cacbon của chúng vẫn chuyển động thường xuyên. Sự di chuyển đó tạo cho tấm 2 lớp tính dòng lỏng 2 chiều (các phân tử phospholipid cấu trúc có thể di chuyển ngang dọc theo 1 phía của màng).
Tấm phospholipid 2 lớp khi ở trạng thái lỏng rất mềm dẻo làm cho màng dễ thay đổi hình dạng mà không bị vỡ ra.
Sự dung hợp màng là 1 hiện tượng quan trọng của tế bào, các túi lipid có thể nhập vào nhau, khi đó các màng 2 lớp nối liền nhau thành tấm liên tục chung của túi lớn. Nhờ vậy, vật chất từ nơi này có thể chuyển sang nơi khác hoặc theo chiều ngược lại.
2. Cấu trúc của màng sinh chất:
a.Tổ chức màng lipid 2 lớp:
Lớp đôi của lipid hình thành phần nền chủ yếu của màng ; các lipid phần lớn là phospholipid nhưng ở sinh vật bậc cao có thêm cholesterol.
Cholesterol chen vào giữa 2 phân tử phospho lipid và làm cho màng cứng hơn, nó còn làm giảm tính thấm của các phân tử tan trong nước, tăng tính mềm dẻo và ổn định cơ học của màng. Ngoài ra cholesterol còn giữ vai trò chất “đệm” của tính lỏng: ở nhiệt độ cao hạn chế sự vận động quá mức của acid béo, ở nhiệt độ thấp tránh sự gắn kết thành tinh thể.
Các protein đa số có dạng cầu, không đồng nhất và có sự phân bố thành đốm như hình khảm.
Các protein ngoại vi nằm trên bề mặt của màng.
Các protein nội vi được gắn vào giữa lớp lipid một phần hay toàn bộ ; một số chúng xuyên qua màng. Có những đơn vị protein nối với nhau bằng liên kết cộng hoá trị tạo thành lỗ thông qua màng
b. Protein giữa 2 lớp:
Số lượng và các kiểu protein ở các loại màng khác nhau : ở màng cô lập dây thần kinh protein ít hơn 25%, còn ở các màng liên quan đến biến đổi năng lượng (ti thể, lục lạp) số lượng protein có thể chiếm tới 75%. Thường trong các màng protein chiếm khoảng 50%.
Các protein nội vi có thể xuyên qua màng một hoặc vài lần và thường đầu kỵ nước hướng vào trong. Các protein cũng góp phần làm thay đổi tính chất cơ học của màng.
c. Hệ thống sợi nâng đỡ:
Ở hồng cầu, nhóm protein dồi dào nhất là spectrine, 1 loại protein có sợi dài, mỏng và dẻo, chiếm khoảng 25% khối lượng protein màng. Các protein này là thành phần cơ bản của hệ thống sợi nâng đỡ như khung sườn nằm dưới màng tế bào. Chính hệ thống nâng đỡ của spectrine này giúp tế bào chống lại những tác động bất lợi từ bên ngoài.
d. Protein và glycolipid bên ngoài:
Tổng các hydratcarbon chiếm khoảng 2-10% trọng lượng của màng. Phần lớn các protein nằm ở bề mặt ngoài màng đều gắn với những olygosaccharide bằng liên kết cộng hoá trị nên được gọi là glycoprotein. Hầu hết các lipid nằm ở lớp đơn phía ngoài chứa các nhóm olygosaccharide được gọi là glycolipid.
Các olygosaccharide nhô ra trên bề mặt tế bào, giữ vai trò trong tương tác giữa tế bào và môi trường. Các glycoprotein và glycolipid có thể là những điểm nhận biết các tín hiệu và quan hệ giữa các tế bào, có ý nghĩa quan trọng trong quá trình phát triển phôi, điều hoà sự tăng trưởng và phân chia tế bào.
3. Tương tác giữa tế bào với môi trường qua màng tế bào
Tế bào tương tác với môi trường ngoài trực tiếp qua màng, biểu hiện ở 2 mặt : với các chất ngoài tế bào và giữa các tế bào của cơ thể đa bào.
Màng tế bào rất quan trọng trọng việc điều chỉnh thành phần của dịch nội bào, vì các chất dinh dưỡng và các chất thải hoặc sản phẩm tiết ra, đi và hoặc ra khỏi tế bào đều phải qua màng tế bào. Màng không cho một số chất vào nhưng lại cho các chất khác ngấm dễ dàng.
Chức năng quan trọng hàng đầu của màng là điều hoà sự qua lại của các chất trong và ngoài tế bào. Tất cả các chất di chuyển vào hoặc ra đều phải qua màng tế bào. Màng của mỗi loại tế bào có chức năng chuyên biệt để cho chất nào đi qua, với tốc độ nào và theo chiều hướng nào.
Tế bào thực hiện kiểm soát việc đó bằng 2 cách: Sử dụng quá trình tự nhiên như khuếch tán, thẩm thấu và sự vận chuyển tích cực các chất vào hoặc ra khỏi tế bào. Khả năng đi qua màng của 1 chất không chỉ phụ thuộc vào kích thước mà còn phụ thuộc vào điện tích, mật độ hoà tan của các phân tử trong chất béo.
Ở các sinh vật đa bào, những mối liên hệ giữa các tế bào chủ yếu ở 3 dạng :
-các tế bào tiết hoá chất ra ngoài, đi đến các tế bào tiêu điểm thành những tín hiệu tác động lên màng.
-những tế bào có các phân tử thông tin gắn ở màng tác động đến màng của những tế bào kế cận.
-các cấu trúc liên bào trên màng nối trực tiếp tế bào chất của những tế bào kế cận nhau.
Trong các trường hợp trên, màng tế bào còn là nơi tiếp nhận và truyền đạt thông tin từ môi trường ngoài và trong tế bào.
4. Sự vận chuyển các phân tử đi ra và vào tế bào
a. Sự thẩm thấu và áp suất thẩm thấu:
Nồng độ các chât tập trung bên trong tế bào cao hơn môi trường bên ngoài. Nếu không có màng bao giữ lại các chất bên trong sẽ khuếch tán ra môi trường bên ngoài.
Như vậy màng tế bào là vật cản duy trì trật tự hoá học trong tế bào ; ngoài ra sự qua lại màng cần năng lược tự do. Một màng gọi là thấm có chọn lọc hay hay bán thấm khi các phân tử chất này qua được mà phân tử chất khác không qua được.
Sư di chuyển của một dung môi (thường là nước) qua màng thấm chọn lọc từ chỗ có nồng độ chất cao hơn gọi là sự thẩm thấu. Nồng độ dung môi trong ống gọi là nồng độ thẩm thấu. Nước sẽ di chuyển từ chỗ nồng độ thẩm thấu thấp vào chỗ có nồng độ cao hơn.
Nồng độ thẩm thấu phụ thuộc tổng các phân tử hoà tan trong 1 đơn vị thể tích trong trường hợp có nhiều chất khác nhau hoà tan.
Nước di chuyển qua màng bán thấm về phía có nồng độ dung dịch cao hơn do áp suất thẩm thấu.
Màng sinh học có tính thẩm thấu chọn lọc cho nên sự di chuyển nước qua nó cũng theo quy luật thẩm thấu.
. Dung dịch có nồng độ thẩm thấu bằng với nồng độ thẩm thấu của tế bào gọi là dung dịch đẳng trương.. Môi trường sống của phần lớn tế bào, nhất là các dịch cơ thể thường là đẳng trương.
Nếu tế bào rơi vào môi trường có nồng độ thẩm thấu cao hơn gọi là dung dịch ưu trương, nước trong tế bào sẽ đi ra ngoài làm tế bào co lại.
Nếu tế bào nằm trong dung dịch nhược trương có nồng độ thẩm thấu thấp hơn tế bào, nước sẽ đi vào trong tế bào làm tế bào căng ra
b. Sự khuếch tán:
Khuếch tán là hiện tượng các phân tử của một số chất di chuyển từ vùng có nồng độ cao hơn đến vùng có nồng độ thấp hơn của chất đó. Hiện tượng khuếch tán xảy ra khi các chất ở trạng thái lỏng hoặc khí.
Quá trình khuếch tán xảy ra một cách tự động, vì các phân tử có trật tự cùng tập trung với nhau, nên có năng lượng tự do cao hơn so với các phân tử phân tán.
Tốc độ khuếch tán phụ thuộc vào kích thước, hình dạng của phân tử , vào điện tích của chúng và nhiệt độ. Khi nhiêt độ tăng, các phân tử chuyển động nhanh hơn và tốc độ khuếch tán tăng.
5. Sự vận chuyển có chọn lọc của phân tử
Cấu trúc màng tế bào có số luợng lớn lipid để các phân tử nhỏ của các chất tan trong lipid có thể khuếch tán ra vào tế bào, nhưng sự thấm qua màng của các chất không tan trong lipid phụ thuộc vào các protein xuyên màng
Để vận chuyển các chất dinh dưỡng phân cực như glucose,amino acid xuyên qua tấm lipid 2 lớp, các protein tải gắn với chúng và tải xuyên qua màng.
Sự vận chuyển các chất tan qua màng nhờ hệ thống tải trung gian được gọi là sự chuyển tải trung gian. Năng lượng cần cho sự chuyển tải này có từ 2 nguồn: sự khuếch tán có chọn lọc (hay giảm kháng) và sự vận chuyển tích cực.
SỰ VẬN CHUYỂN QUA THÀNH TẾ BÀO
a. Sự khuếch tán có chọn lọc (hay giảm kháng):
Khi có sự chênh lệch nồng độ của chất bên ngoài và trong tế bào, màng tế bào cho chất khuếch tán về phía nồng độ thấp hơn, khi đó các kênh của màng mở cho chất đi qua một cách chọn lọc hay thụ động.
b. Sự vận chuyển tích cực:
-các bơm của màng là 1 kiểu permease thực hiện sự vận chuyển tích cực nhờ năng lượng ATP do tế bào tích luỹ. Sự vận chuyển này rất quan trọng, nó giúp đưa vào tế bào các chất có kích thước lớn và không tan trong màng. Các bơm cũng vận chuyển các đơn vị cấu trúc trên hormone của các đại phân tử sinh học vào tế bào.
-sự đồng chuyển do các kênh phức tạp hơn, tuy vẫn thụ động, thường chuyển 2 chất cùng lúc vào tế bào. Sự vận chuyển có phối hợp này rất quan trọng trong việc đưa glucose, là nguồn năng lượng quan trọng nhất vào tế bào.
c. Nhập bào và xuất bào:
Tế bào có quá trình thu nhận tích cực các chất lớn không qua được màng gọi là nhập bào, khi tế bào bao các chất vào 1 túi tách biệt với màng sinh chất. Quá trình này được chia làm 2 loại :
-thực bào: là quá trình bao các hạt hay vật rắn vào tế bào.
-ẩm bào: là quá trình bao các chất lỏng hay hạt nhỏ vào tế bào. Các giọt lỏng bám vào màng, màng lõm vào hình thành túi chứa chất lỏng.
Quá trình xuất bào ngược lại với quá trình thu nhận vào. Những túi bên trong tế bào chứa chất thải sẽ di chuyển ra phía ngoài nhập với màng sinh chất rồi vỡ ra đưa các chất ra khỏi tế bào.
SỰ NHẬP BÀO
SỰ XUẤT BÀO
6. Sự tiếp nhận thông tin qua màng tế bào:
a. Chiến lược truyền phân tử thông tin và
phản ứng của tế bào:
Các phân tử thông tin ngoại bào thực hiện mối quan hệ giữa các tế bào là những chất trung gian gồm 3 loại, phụ thuộc vào khoảng cách tác động :
-sự truyền tín hiệu nội tiết tác động xa do những tuyến chuyên biệt tiết các hormone vào máu tác động đến các tế bào khác nhau phân tán trong cơ thể.
-sự truyền cận tiết tác động đến các tế bào kế cận bằng các chất hoá học trung gian cục bộ.
-sự truyền qua sinap là điểm tiếp xúc giữa các tế bào thần kinh.
Trong mỗi trường hợp, tế bào tiêu điểm đáp lại các tín hiệu ngoại bào đặc hiệu nhờ những protein chuyên biệt gọi là các thụ thể, gắn với phân tử thông tin và có phản ứng đáp lại.
Những tế bào khác nhau có thế phản ứng không giống nhau khi đáp lại cùng 1 tín hiệu thông tin.
b. Các phân tử thông tin ưa nước và kỵ nước:
Đa phần các phân tử thông tin tan trong nước, chúng gắn với các thụ thể trên bề mặt tế bào.
Những phân tử thông tin kỵ nước như các hormon tuyến giáp và steriod không tan trong nước,
nhưng nhờ được gắn với các protein đặc hiệu mà chúng tan được trong máu và được chuyển đi xa. Các hormon này tan trong lipid, khi được các protein tải phóng thích, chúng dễ dàng ngấm qua màng của tế bào tiêu điểm.
Các phân tử thông tin tan trong nước khi được phóng thích vào máu chỉ tồn tại vài phút, số khác vài giây hay miligiây ngay khi xâm nhập vào khoảng giữa của màng tế bào. Các hormon steriood tồn tại được nhiều giờ và các hormon tuyến giáp tồn tại được nhiều ngày.
Các phân tử thông tin trong nước gây phản ứng ngắn hạn, còn các phân tử thông tin tan trong lipdi có phản ứng lâu dài hơn.
c. Ba nhóm protein thụ thể trên bề mặt tế bào:
-các thụ thể gắn với các kênh: là những kênh ion mà việc mở được điều chỉnh bởi phân tử thông tin.
-các thụ thể xúc tác tác động động trưc tiếp như các enzyme.Hầu như tất cả các thụ thể xúc tác đều là những protein xuyên màng với 1 vùng tế bào chất có chức năng của 1 protein kinase đặc hiệu cho tyrosine.
-các thụ thể gắn với protein G được hoạt hoá hay bất hoạt gián tiếp bởi 1 enxyme liên kết với màng sinh chất hay 1 kênh ion.
So sánh tế bào của nhóm sinh vật chưa có nhân hoàn chỉnh (prokaryotae) và tế bào của nhóm sinh vật có nhân hoàn chỉnh (eukaryotae)
Giống nhau:
Trong thành phần cấu tạo đều có 2 loại vật chất cơ bản của sự sống là acid nucleotid và protein.
Khác nhau:
PROKARYOTAE
Kích thước nhỏ
Thành tế bào thường có và ở dạng các chất hoá học phức tạp.
Lông roi thường gồm 2 khối protein cấu thành.
Không có bộ xương trong.
Không có màng bao quanh các bào quan.
KHông có màng nhân và nhân con.
NST dạng vòng, không có protein loại histon.
EUKARYOTAE
Kích thước lớn hơn.
Thành tế bào khi có thì ở dạng chất hoá học đơn giản.
Lông roi có cấu tạo phức tạp, do vi ống hợp thành.
Có bộ xương trong.
Có màng bao quanh các bào quan.
Có màng nhân và nhân con.
NST dạng thẳng, có protein loại histon.
So sánh về hình thức tổ chức cơ thể của nhóm sinh vật chua có cấu tạo tế bào (virut) và nhóm sinh vật có cấu tạo tế bào với nhân chưa hoàn chỉnh (prokaryotae : gồm vi khuẩn và vi khuẩn lam)
Giống nhau: đều được cấu tạo từ 2 loại vật chất cơ bản của sự sống là acid nucleid và protein.
Khác nhau:
VIRUS
Chưa có cấu tạo tế bào. Cơ thể chỉ gồm vỏ protein và acid nucleid.
Mỗi loài chỉ chứa một trong hai loại acid nucleid (hoặc DNA hoặc RNA).
PROKARYOTAE
Có cấu tạo tế bào (gồm màng sinh chất, tế bào chất, ribosome, hạt dực trữ, chất nhân).
Có cả 2 loại acid nucleid (DNA và RNA).
CẤU TẠO CỦA
TẾ BÀO
TRỌNG TÂM CỦA CHƯƠNG
ĐẠI CƯƠNG VỀ TẾ BÀO
CẤU TRÚC CỦA TẾ BÀO PROKA RYOTAE: VI KHUẨN
CẤU TRÚC CỦA TẾ BÀO EUKARYOTAE
MÀNG TẾ BÀO
I. ĐẠI CƯƠNG VỀ TẾ BÀO
HỌC THUYẾT VỀ TẾ BÀO
CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TẾ BÀO
NHỮNG ĐẶC TÍNH CHUNG CỦA TẾ BÀO
TẾ BÀO PROKA
RYOTAE VÀ EUKA
RYOTAE
II. CẤU TRÚC CỦA TẾ BÀO PROKARYOTAE: VI KHUẨN
VÁCH TẾ BÀO
CẤU TRÚC BÊN TRONG
CẤU TRÚC CỦA TẾ BÀO EUKARYOTAE
HỆ THỐNG CẤU TRÚC MÀNG
MÀNG SINH CHẤT
BỘ GOLGI
MẠNG LƯỚI NỘI CHẤT VÀ RIBO SOME
LYSOSOME
CÁC VI THỂ
KHÔNG BÀO
TY THỂ VÀ LẠP THỂ: CHUYỂN HÓA E
TY THỂ
LỤC LẠP
I.ĐẠI CƯƠNG VỀ TẾ BÀO
1.Học thuyết tế bào.
Học thuyết tế bào (cell theory) tức quan niệm cho rằng tất cả sinh vật được cấu tạo từ các tế bào, tất cả thực vật động vật đều cấu tạo nên từ nhiều nhóm tế bào và tế bào là đơn vị căn bản của sinh giới. H?c thuyết này của Schleiden và Schwann công bố .
Thời này học thuyết gồm 2 nội dung:
Tất cả các sinh vật đều cấu tạo từ các tế bào và sản phẩm của chúng.
Các tế bào mới được tạo ra từ sự phân chia những tế bào trước đó.
Năm 1862, nhà bác học Pháp Louis Pasteur đã tiến hành thí nghiệm chứng minh rằng sự sống không tự ngẫu sinh mà sự sống chỉ phát sinh từ các tế bào có sẵn,
Ngày nay, học thuyết tế bào hiện đại khẳng định rằng tất cả các sinh vật đều cấu tạo nên từ tế bào và sản phẩm của tế bào, những tế bào được cấu tạo nên từ sự phân chia của những tế bào trước nó, có sự giống nhau căn bản về thành phần hóa học và các hoạt tính trao đổi chất giữa tất cả các loại tế bào và hoạt động của cơ thể là sự tích hợp hoạt tính của các đơn vị tế bào độc lập.
Các phương pháp nghiên cứu tế bào.
Hiển vi (microscope)
Năm 1655, Robert Hooke đã phát hiện ra kính hiển vi quang học (photonic microscope) nhờ đó quan sát được các tế bào. Các kính hiển vi thưởng (quang học) được hoàn thiện đến nay có độ phóng đại cỡ 2000 lần.
Năm 1931, Ruska và đồng nghiệp đã phát minh ra kình hiển vi điện tử (electronic microscope) có độ phóng đại trên 250 000 lần. Kính hiển vi điện tử quét .
Một số cấu trúc như nhân tế bào có thể nhuộm màu nhanh. Một số cấu trúc khác phải định hình (fixation) nhuộm tẩm các chất làm cứng như parafin rồi cắt lát mỏng bằng máy vi phẫu (microtom)
Kính hiển vi lệch pha, kính hiển vi huỳnh quang (fluroescent microscope)
Tế bào được coi là đơn vị nhỏ nhất của sự sống, việc nghiên cứu sâu hoạt động sống của tế bào giúp hiểu rõ các nguyên căn cơ bản của sự sống nên sinh học tế bào (The cell biology) là môn sinh học cơ sở hiện đại đang phát triển mạnh.
Tách và nuôi tế bào.
Trong nhiều trường hợp việc nghiên cứu từng loại tế bào là cần thiết, nhiều thí nghiệm cần số lượng lớn tế bào một loại nào đó. Các phương pháp tách và nuôi tế bào được hoàn thiện và cải tiến.
c. Phân đoạn (fractionnement) các thành phần của tế bào.
Phương pháp siêu ly tâm (ultracentrifugation) để tách và để rửa tế bào. Việc tách bào quan và đại phân tử cần đến siêu ly tâm
Đầu những năm 40, máy siêu ly tâm phân tích (preparative centrifuguer) ra đời giúp tách các phân tử tế bào ở tốc độ cao.
Phương pháp ly tấm trên thang nồng độ (gradient of density) được sử dụng để tách các chất kỹ hơn
Để đánh giá tốc độ lắng xuống đáy (sedimentation) của ống ly tâm người ta dùng hệ số lắng (coefficient of sedimentation) S
Phương pháp điện di
Phương pháp hoàn thiện hơn là điện di hai chiều trên gel (gel bidimisionnel electrophoresis)
Lập bản đồ peptide (peptide map). Ngày nay, máy phân tích trình tự amino acid tự động (amino acid sequenser) xác định nhanh trình tự các amino của những đoạn polypeptit ngắn.
e. Đánh dấu phân tử đồng vị phóng xạ và kháng thể
Đây là phương pháp giúp phát hiện các chất đặc hiệu trong một hỗn hợp với độ nhạy cao: trong những điều kiện tối ưu có thể phát hiện ít hơn 1000 phân tử trong mẫu
Những đặc tính chung của tế bào.
a.Màng tế bào và các cấu trúc màng
Vật cản có tính chọn lọc
Giới hạn độ lớn tế bào
Nền để bố trí hợp lý các cấu trúc
Bề mặt thực hiện nhiều ph?n ứng
Truyền năng lượng
Kích thước rất nhỏ bé
Các tế bào có hình dạng, kích thước rất đan dạng, nhưng hầu như tất cả đều rất nhỏ bé.
Hình dạng và cấu trúc tế bào liên quan chặt chẽ với chức năng do chúng thực hiện
Vật thể càng nhỏ như tế bào, tỉ lệ bề mặt so với khối lượng càng lớn
Nhờ diện tiếp xúc lớn, việc thu nhận các từ ngoài rất nhanh và các phế phẩm cũng được loại ra ngoài kịp thời. Điều này đảm bảo cho cường độ trao đổi chất cao của sự sống. Các tế bào vi sinh vật nhỏ bé có cường độ trao đổi chất cao hơn.
4.Tế bào Prokaryotae và Eukaryotae
Vi khuẩn (bacteria) và vi khuẩn lam (cyanobacteria), người ta nhận thấy chúng không có nhân tế bào nên gọi là tế bào tiền nhân - Prokaryotae (trứơc khi có nhân).
Các sinh vật khác như thực vật, động vật , tế bào có nhân hình thành rõ ràng được gọi là tế bào nhân thực - Eukaryotae (còn gọi là nhân chuẩn).
Sự khác nhau giữa tế bào Prokaryotae và Eukaryotae lớn hơn sự khác nhau giữa tế bào động vật và tế bào thực vật.
a. Các tế bào Prokaryotae (Prokaryotic cell).
Các vi khuẩn (Bacteria) và vi khuẩn lam(Cyanobacteria) thuộc nhóm Prokatyotae. Chúng có kích thước nhỏ bé, khoảng 1-10 micromet. Mycoplasma có kíck thước nhỏ nhất.
Các tế bào Prokaryptae không có phần lớn các bào quan như trong tế bào Eukaryotae.
Tuy có ngoại lệ, nhưng quy luật chung là các tế bào Prokaryotae không có cấu trúc màng nhân bên trong, có vùng tương tự nhân gọi là nucleotide.
Ngoài ra, chúng có nhiều điểm khác với tế bào Eukaryotae như DNA bộ gen không có protein histone, chlophyll không trong lục lạp.
Các tế bào Eukaryotae "điển hình"
Điểm nổi bật để phân biệt tế bào Eukaryotae là có nhân (nucleus) điển hình, có màng nhân bao quanh. Tiếp theo, tế bào Eukaryotae có hệ thống màng phức tạp bên trong tế bào, có các bào quan như lưới nội chất, bộ Golgi, lysosome, ti thể, lục lạp.
Nhiễm sắc thể của Eukaryotae thẳng, phức tạp được cấu tạo từ DNA, RNA và protein
II. C?U TRÚC CỦA TẾ BÀO PROKARYOTAE: VI KHUẨN
Chúng gồm các nhóm chính như sau:
Cổ vi khuẩn (Archeabacteria)
Vi khuẩn thực (Eubacteria),
Vi khuẩn lam (Cyanobacteria) ,
Xạ khuẩn (Actinomycetes) .
1. Vách tế bào:
Vách tế bào bao phía ngoài màng sinh chất tạo khung vững, cứng cho tế bào, duy trì hình dạng và quan trọng hơn giúp chống chịu tác nhân bất lợi (áp suất thẩm thấu)của môi trường bên ngoài.
Nếu thiếu vách tế bào thì vi khuẩn không sống được.
Do phản ứng nhuộm màu violet, phân biệt hai lọai vi khuẩn :
Gram dương: hấp thu và giữ lại màu .
Gram âm :không nhuộm màu.
Một số vi khuẩn có nang ( capsule) bao phía ngòai vách tế bào làm tăng khả năng bảo vệ.
2. Cấu trúc bên trong:
Dưới vách tế bào là màng sinh chất. Mesosome là cấu trúc tế bào do màng tế bào xếp thành nhiều nếp nhăn cuộn lõm sâu vào khối tế bào chất và đây là nơi gắn DNA vào màng
Các tế bào Prokaryotae co vùng tương tự nhân là Nucleoid.
Sợi DNA mang bộ gen xếp theo đường thẳng có tính di truyền và các đặc tính thông thường nên cũng được coi là nhiễm sắc thể.
Ngoài ra, Prokaryotae còn có các phân tử DNA nhỏ độc lập là Plasmid. Các nhiễm sắc thể và plasmid thường có dạng vòng tròn.
Các Ribosome 70 S nằm rải rác trong tế bào chất để mRNA gắn lên chúng để tổng hợp protein. Ribosome có trong cả 2 tế bào Prokaryotae và Eukaryotae.
Phần lớn các vi khuẩn quang hợp chứa chlorophyll gắn với màng hay các phiến mỏng. Các phiến mỏng (lamellae) liên thông với màng.
Một số vi khuẩn có lông mao, không có cấu tạo vi ống, có cấu trúc và cơ chế hoạt động khác với Eukaryotae.
III. CẤU TRÚC TẾ BÀO EUKARYOTAE:
Các tế bào Eukaryotae có cấu trúc phức tạp : hệ thống cấu trúc màng (lưới nội chất, bộ Golgi, Lysosome, Peroxisome, không bào), bào quan biến đổi năng lượng (ti thể, lạp thể), nhân, sườn tế bào và 1 số cấu trúc chuyên biệt khác (roi, lông, trung thể).
CẤU TRÚC TẾ BÀO ĐỘNG VẬT
MÀNG SINH CHẤT
Ngoài ra, màng còn là nơi thu nhận các tín hiệu bên ngoài, cho phép tế bào có biến đổi tương ứng với môi trường xung quanh.
Màng sinh học đều có cấu trúc tổng thể chung: là các tổ hợp của Protein và Lipid được gắn kết phần lớn nhờ các tương tác không cộng hóa trị.
II
RIBOSOME
A.HỆ THÔNG CÁC CẤU TRÚC
MÀNG:
1. Màng sinh chất:
Màng là bộ lọc có tính chọn lựa cao, thuận tiện cho việc vận chuyển tích cực các chất, kiểm tra sự ra vào của các chất dinh dưỡng và các chất cặn bã, tạo nên nồng độ ion giữa trong và ngoài tế bào
2. Mạng lưới nội chất va ribosome:
Tất cả các tế bào Eukaryotae đều có lưới nội chất (endoplasmic riculum)
Lưới nội chất chia làm hai loại : mạng lưới trơn và mạng lưới nhám.Bề mặt của mạng lưới nhám có nhiều Ribosome. đóng vai trò trung tâm sinh tổng hợp của tế bào và có nhiều Ribosome
Màng của lưới nội chất cũng góp phần vào sự hình thành của các màng ti thể và Peroxisome bắng cách tạo ra phần lớn các Lipid của các bào quan này.
II
GOLGI
3. Bộ Golgi:
Bộ Golgi nằm gần nhân và ở tế bào động vật thường nằm cạnh trung thể (centrosome) hay trung tâm tế bào,
gồm nhiều túi nhỏ dẹp giới hạn bởi một màng xếp như chồng đĩa (gồm 4 - 6 túi có đường kính gần 1 micromet) và xung quanh các chồng đĩa có các bọt tròn nhỏ (đường kính 50 nm) có màng bao quanh.
Các túi dẹp làm nhiệm vụ biến đổi, chọn lọc và gói các đại phân tử sinh học mà sau đó được tiết ra ngoài hay được vận chuyển đến các bào quan khác.
Bộ Golgi có thể biến đổi tiếp tục các Protein từ lưới nội chất chuyển sang, biến đổi Glycan và cho chúng thoát ra túi nhờn
II
LYSOSOME
4. Lysosome (tiêu thể):
Lysosome là những túi cầu nhỏ có đường kính 0,2 - 0,5 micromet được bao bởi 1 lớp màng. Chúng có nhiều trong gan, thận, bạch cầu của tế bào động vật. Chúng chứa nhiều enzyme thủy giải dùng cho quá trình tiêu hóa.
Lysosome không những phân hủy các chất để "nuôi" tế bào mà còn "dọn sạch" những bào quan đã vô dụng thành các tiền chất đơn giản để tế bào tái sử dụng. Nó có thể tiêu hủy những chất từ ngoài vào tế bào và khi thiếu năng lượng có thể phân hủy các bào quan cung cấp năng lượng.
Lysosome sơ cấp bắt nguồn từ bộ Golgi có thể nhập với không bào trương phồng do chứa thực phẩm để tạo thành Lysosome. Lysosome thứ cấp co thể thải phế liệu ra ngoài hoặc có thể trữ lâu dài các hạt (granule) Lipfucsin
Khi thiếu một trong những enzyme như: Protease (phân hủy protein) hay Nuclease (thủy giải nucleic acid) thì Lysosome phồng lên chứa các chất mà chúng không tiêu hóa được và khi tế bào chết hoặc bị hủy hoại vì một lý do nào đó, màng Lysosome vỡ ra, các enzyme nhanh chóng tiêu hủy tế bào.
II
CẤU TRÚC TẾ BÀO
VI THỂ
5. Các vi thể: Peroxisome và Glyoxysome.
Peroxisome có cấu tạo túi cầu nhỏ, đường kính 0,2 - 0,5 micromet và cũng được bao bởi màng như Lysosome. Peroxisome chứa các enzyme oxy hóa sản sinh và phân hủy các peoxide hydro.
Glyoxysome là một vi thể khác chứa enzyme phân hủy lipid thực vật thành đường nuôi cây non (động vật không có).
II
6. Không bào (thủy thể bộ):
Không bào như những túi chứa nước và các chất tan hoặc tích nước do tế bào chất thải. Túi bao quanh bởi một màng gọi là Tonoplast có thể xem là màng trong của tế bào chất. Có nhiều loại không bào. Ơ� động vật nguyên sinh có không bào co bóp giữ vai trò quan trọng trong việc thải các chất và nước dư phẩm chứa các hạt thức ăn.
Một số chất khác nhu anthocyanin hay nhóm các sắc tố đó có trong dung dịch không bào giữ vai trò tạo các màu của hoa, quả và lá mùa thu
II
B. TI THỂ VÀ LẠP THỂ : CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG
Ti thể có trong tất cả tế bào Eukaryotae và các lạp thể chỉ có ở thực vật
có chức năng biến đổi năng lượng thành dạng hữu ích dùng hoạt hóa các phản ứng của tế bào.
Cả 2 bào quan đều chứa bên trong một số lớn cấu trúc màng. Các màng đóng vai trò quyết định trong hoạt động chuyển hóa năng lượng và là điểm tựa cơ học cho sự vận chuyển điện tử để biến đổi năng lượng của các phản ứng oxy hóa.
TY THỂ
7. Ti thể : (trung tâm năng lượng của tế bào)
Có hình trụ kéo dài, đường kính 0,5 - 1 micromet. Gồm :
Chất nền : là chất choán khoan bên trong ti thể chứa 1 hỗn hợp rất đậm đặc của hàng trăm enzyme, gồm các enzyme cần cho oxy hóa piruvat và các acid béo. Nó chứa nhiều bản sao của DNA và các enzyme khác nhau cần cho sự biểu hiện của các gen ti thể.
Màng trong : Được xếp lại thành nhiều nếp nhăn gọi là creta (mào gà), chúng làm tăng tổng diện tích màng đôi rất nhiều. Nó chứa các protein với 3 chức năng :
Thực hiện các phản ứng oxy hóa trong chuỗi hô hấp
Một phức hợp ATP synthetase tạo ra ATP trong matrix.
Các protein vận chuyển đặc biệt điều hòa sự đi ra của các chất ra ngoài hoặc vào chất nền.
Màng ngoài : Nhờ 1 protein tạo 1 kênh quan trọng nên màng ngoài bị thấm bởi các phân tử nhỏ hơn hay bằng 10.000 dalton.
Khoảng giữa màng : Chứa nhiều enzyme sử dụng ATP do matrix cung cấp để phospho hóa các Nucleotide khác.
II
LỤC LẠP
8. Lục lạp :
Các lục lạp cũng có cấu trúc màng. Chúng gồm màng ngoài rất dễ thấm, 1 màng rất ít thấm, trong đó chứa nhiều Protein trong vận chuyển đặc biệt và 1 khoảng giữa hẹp nằm giữa 2 màng. Màng trong bao 1 vùng không xanh lục được gọi là Stroma tương tự như chất nền matrix của ti thể. Stroma chứa các enzyme, các Ribosome, RNA và DNA
C. NHÂN TẾ BÀO VÀ THỂ TRONG SUỐT
1. Nhân tế bào
a. Màng nhân
b. Nhiễm sắc thể
c. Hạch nhân
2. Thể trong suốt
a.Cấu tạo
b.Chức năng
1. Nhân tế bào:
Nhân tế bào là bào quan lớn nhất và dễ nhìn thấy dưới kính hiển vi thường, nếu tế bào được nhuộm màu thì thấy càng rõ hơn.
Nhân là trung tâm hoạt động của tế bào, chiếm khoảng 10% thể tích, nhưng chứa hầu hết toàn bộ DNA của tế bào(95%)
Nhân tế bào biến đổi trong suốt quá trình phân bào.
MẠNG LƯỚI NỘI CHẤT
MẠNG LƯỚI NỘI CHẤT TRƠN
MẠNG LƯỚI NỘI CHẤT HẠT
MÀNG NHÂN
a.Màng nhân:
Nhân được giới hạn bởi màng nhân do 2 lớp màng xếp đồng tâm. Rải rác trên màng nhân có các lỗ thủng xuyên qua 2 lớp màng gọi là lỗ của màng nhân. Các lỗ này tạo sự thông thương giữa hai bên trong nhân với tế bào chất bên ngoài nhân. Màng nhân còn trực tiếp nối liền với lưới nội chất.
b.Nhiễm sắc thể:
Nhiễm sắc thể có hình dáng và kích thước đặc trưng chỉ ở kỳ giữa của sự phân bào, lúc đó màng nhân tan.Nhiễm sắc thể gồm có DNA, các protein histone và các protein không histon.
c. Hạch nhân:
Hạch nhân có hình bầu dục hoặc hình cầu, nhuộm màu đậm và chỉ thấy trong các nhân cuảa tế bào chưa phân chia. Hạch nhân là bộ máy sản xuất các ribosome. Nó được tạo nên nhờ các cuộn DNA từ nhiều NST góp chung lại. Các cuộn DNA này chứa các gen mã hoá cho rARN của ribosome.các rARN sau khi được tổng hợp lập tức gắn với các protein của ribosome tạo ra các ribosome.
Nhân là trung tâm điều khiển mọi hoạt động của tế bào vì quá trình tổng hợp protein, trong đó có nhiều enzyme, được xuất phát từ DNA. Màng nhân cũng có vai trò điều hoà các RNA và các protein.
Tế bào mất nhân có thể còn tiếp tục tổng hợp protein, nhưng không tiếp tục sinh sản.
d. Chức năng của nhân:
Chức năng nổi bật của nhân là chứa thông tin di truyền. sự phân chia đều đặn của NST và các tế bào con đảm bảo sự chia đều thông tin di truyền cho thế hệ sau.
2. Thể trong suốt:
Phần tế bào chất không kể các bào quan là thể trong suốt. Thể trong suốt chiếm gần một nửa khối lượng của tế bào, có nhiều nước. Thành phần chủ yếu thứ hai của thể trong suốt là các protein sợi xếp thành bộ khung tế bào.
Thể trong suốt có hàng nghìn enzyme và chứa đầy ribosome tự do để tổng hợp protein.
Ngoài ra, thể trong suốt còn có các loại RNA như mRNA, tRNA chiếm 10% RNA của tế bào ; các chất như glucide, amino acid, nucleotide và các ion.
Thể trong suốt giữ nhiều chức năng quan trọng:
-nền môi trường làm nơi thực hiện các phản ứng trao đổi chất của tế bào, là nơi gặp nhau của các chuỗi phản ứng trao đổi chất. Sự biến đổi trạng thái vật lý của thể trong suốt có thể ảnh hưởng đến các hoạt động của tế bào.
-nơi thực hiện một số quá trình điều hoà hoạt động của các chất.
-nơi chứa các vật liệu dùng cho các phản ứng tổng hợp các đại phân tử như glucide, amino acid, nucleotide.
-nơi dự trữ các chất năng lượng như glucide, lipid, glycogen.
D. BỘ SƯỜN CỦA TẾ BÀO
MÀNG TẾ BÀO
VI SỢI
VI ỐNG
TÚI TIẾT
TI THỂ
TƠ TRUNG GIAN
MẠNG LƯỚI NỘI CHẤT
1. Sợi tế vi và vi quản:
Các sợi tế vi (vi sợi) và vi quản (vi ống) được cấu tạo từ protein, có chức năng hỗ trợ cho sự định hình, kiểm soát hình dạng và đồng thời hỗ trợ cho sự vận động không những ở bên trong mà cả bản thân tế bào.
Các vi sợi gồm các sợi actin nhỏ có đường kính 8nm, mảnh, dài, xoắn vào nhau như dây thừng,đóng vai trò cấu trúc thành hệ thống các rãnh phức tạp giúp duy trì hình dạng tế bào.
Các vi ống là những ống rỗng dài vài chục micrometre, đường kính 25nm. Được tạo nên từ các protein
có tên gọi là tubulin.
2. Lông và roi:
Một số tế bào động thực vật có một vài sợi giống lông nhô ra từ bề mặt của chúng thì gọi là tiên mao hay roi, có nhiều sợi ngắn thì gọi là tiêm mao hay lông.
Cả 2 loại có cấu tạo căn bản giống nhau: hình ống đặc gồm 9 cặp vi ống xếp vòng tròn ngoài, 2 cặp vi ống ở giữa, chìều dài vi ống kéo dài theo chiều dài của lông. Các lông và roi thường có chức năng vận động cho tế bào hoặc vận chuyển các chất lỏng qua màng tế bào.
TIÊM MAO
3. Trung tử:
Trung tử có cấu tạo vi ống giống lông và roi, nhưng có 9 bô 3 vi ống xếp vòng tròn ngoài và không có các vi ống ở giữa.
Các trung tử có từng cặp định hướng cái này vuông góc với cái kia, nằm ngay phía ngoài nhân tế bào của động vật và có vùng sáng ở 2 đầu thoi vô sắc, nơi hội tụ các đầu các vi ống.
Các thể gốc nằm ngay phía gốc của roi hay lông có cấu tạo giống trung tử
TRUNG TỬ
4. Vách tế bào:
a. Cấu tạo:
Thành phần cấu trúc căn bản của vách tế bào là phức hợp polysaccaride cellulose dưới dạng các sợi dài như sợi chỉ gọi là fibril.Các sợi cellulose được gắn với nhau nhờ chất nền của các hydratcacbon, chủ yếu là pectin và hemicellulose.
Vách tế bào có nhiều lỗ để nước, không khí và các chất hoà tan có thể qua lại tự do.
Khi tế bào còn non thì xuất hiện vách sơ cấp, nếu tế bào tiếp tục tăng trưởng thì chỉ có vách này. Khi các vách của 2 tế bào gặp nhau ở giữa, chúng sẽ hình thành phiến giữa để gắn chúng lại với nhau.
VÁCH THỨ CẤP
VÁCH SƠ CẤP
MÀNG SINH CHẤT
PHIẾN GIỮA
Sau khi ngừng tăng trưởng, các tế bào lập tức hình thành vách thứ cấp cứng hơn, có nhiều chất gỗ hơn so với các lớp khác của vách tế bào.
Các lớp sợi cellulose xếp song song với nhau và lớp này với lớp khác chéo nhau theo góc 60o-90o
Sự sắp xếp như vậy làm tăng độ cứng của vách.
Khi cấu tạo của vách thứ cấp thực hiện xong, tế bào chết đi để lại 1 ống cứng dài làm nhiệm vụ duy trì độ cứng cơ học và vận chuyển các chất lỏng trong thân cây.
b. Chức năng:
Vách cellolose-pectin tạo ra 1 khung cứng giúp tế bào thực vật có 1 hình dạng tối thiểu và có thể coi như làm bộ xương cho thực vật, đặc biệt ở tế bào có vách thứ cấp.
Vách tế bào còn là ranh giới ngoài cùng bảo vệ tế bào chống chịu với các tác động bên ngoài. Khi thực vật tiến lên môi trường cạn, tác động của môi trường sống khắc nghiệt hơn thì vai trò của vách tế bào càng lớn.
IV. MÀNG TẾ BÀO
1. Nền tảng lipid của tế bào
2. Cấu trúc của màng sinh chất
3. Tương tác giữa tế bào với môi trường qua màng tế bào
4. Sự vận chuyển của các phân tử đi ra và vào tế bào
5. Sự vận chuyển có chọn lọc của các phân tử
6. Sự tiếp nhận thông tin qua màng tế bào
1.Nền tảng lipid của màng tế bào:
Các phân tử lipid chiếm gần 50% khối lượng của phần lớn các màng của tế bào động vật, phần còn lại hầu như là protein.
Một tế bào động vật nhỏ có khoảng 108 phân tử lipid, gồm 3 loại căn bản: phospholipid, cholsterol và glycollipid. Cả 3 đều lưỡng tính, tức một đầu phân tử kỵ nước còn đầu kia ưa nước
a. Phospholipid:
Phospholipid là thành phần cấu trúc chính của màng tế bào, nó có đầu phân cực ưa nước và 2 đuôi hydratcacbon kỵ nước là các acid béo. Mỗi đuôi có khoảng 14-24 nguyên tử cacbon. Đuôi thứ 2 bị cong do chứa liên kết đôi. Do vậy, các phân tử phhospholipid xếp chặt nhau.
Tất cả các lipid tham gia cấu tạo màng của tế bào đều là những phân tử lưỡng cực.
CẤU TRÚC CHOLESTEROL
PHOSPHOLIPID
b. Tấm phospholipid 2 lớp:
Nhờ tính chất vật lý đặc biệt lưỡng cực, các phân tử phospholipid tự động hình thành tấm 2 lớp trong dung dịch nước: đầu phân cực hướng vào nước, còn đuôi kỵ nước hướng vào trong với nhau.Sự hình thành tấm phospholipid 2 lớp là quá trình tự lắp ráp.
Đặc biệt, dù các phân tử của tấm phospholipid đã xếp lớp, nhưng các mạch cacbon của chúng vẫn chuyển động thường xuyên. Sự di chuyển đó tạo cho tấm 2 lớp tính dòng lỏng 2 chiều (các phân tử phospholipid cấu trúc có thể di chuyển ngang dọc theo 1 phía của màng).
Tấm phospholipid 2 lớp khi ở trạng thái lỏng rất mềm dẻo làm cho màng dễ thay đổi hình dạng mà không bị vỡ ra.
Sự dung hợp màng là 1 hiện tượng quan trọng của tế bào, các túi lipid có thể nhập vào nhau, khi đó các màng 2 lớp nối liền nhau thành tấm liên tục chung của túi lớn. Nhờ vậy, vật chất từ nơi này có thể chuyển sang nơi khác hoặc theo chiều ngược lại.
2. Cấu trúc của màng sinh chất:
a.Tổ chức màng lipid 2 lớp:
Lớp đôi của lipid hình thành phần nền chủ yếu của màng ; các lipid phần lớn là phospholipid nhưng ở sinh vật bậc cao có thêm cholesterol.
Cholesterol chen vào giữa 2 phân tử phospho lipid và làm cho màng cứng hơn, nó còn làm giảm tính thấm của các phân tử tan trong nước, tăng tính mềm dẻo và ổn định cơ học của màng. Ngoài ra cholesterol còn giữ vai trò chất “đệm” của tính lỏng: ở nhiệt độ cao hạn chế sự vận động quá mức của acid béo, ở nhiệt độ thấp tránh sự gắn kết thành tinh thể.
Các protein đa số có dạng cầu, không đồng nhất và có sự phân bố thành đốm như hình khảm.
Các protein ngoại vi nằm trên bề mặt của màng.
Các protein nội vi được gắn vào giữa lớp lipid một phần hay toàn bộ ; một số chúng xuyên qua màng. Có những đơn vị protein nối với nhau bằng liên kết cộng hoá trị tạo thành lỗ thông qua màng
b. Protein giữa 2 lớp:
Số lượng và các kiểu protein ở các loại màng khác nhau : ở màng cô lập dây thần kinh protein ít hơn 25%, còn ở các màng liên quan đến biến đổi năng lượng (ti thể, lục lạp) số lượng protein có thể chiếm tới 75%. Thường trong các màng protein chiếm khoảng 50%.
Các protein nội vi có thể xuyên qua màng một hoặc vài lần và thường đầu kỵ nước hướng vào trong. Các protein cũng góp phần làm thay đổi tính chất cơ học của màng.
c. Hệ thống sợi nâng đỡ:
Ở hồng cầu, nhóm protein dồi dào nhất là spectrine, 1 loại protein có sợi dài, mỏng và dẻo, chiếm khoảng 25% khối lượng protein màng. Các protein này là thành phần cơ bản của hệ thống sợi nâng đỡ như khung sườn nằm dưới màng tế bào. Chính hệ thống nâng đỡ của spectrine này giúp tế bào chống lại những tác động bất lợi từ bên ngoài.
d. Protein và glycolipid bên ngoài:
Tổng các hydratcarbon chiếm khoảng 2-10% trọng lượng của màng. Phần lớn các protein nằm ở bề mặt ngoài màng đều gắn với những olygosaccharide bằng liên kết cộng hoá trị nên được gọi là glycoprotein. Hầu hết các lipid nằm ở lớp đơn phía ngoài chứa các nhóm olygosaccharide được gọi là glycolipid.
Các olygosaccharide nhô ra trên bề mặt tế bào, giữ vai trò trong tương tác giữa tế bào và môi trường. Các glycoprotein và glycolipid có thể là những điểm nhận biết các tín hiệu và quan hệ giữa các tế bào, có ý nghĩa quan trọng trong quá trình phát triển phôi, điều hoà sự tăng trưởng và phân chia tế bào.
3. Tương tác giữa tế bào với môi trường qua màng tế bào
Tế bào tương tác với môi trường ngoài trực tiếp qua màng, biểu hiện ở 2 mặt : với các chất ngoài tế bào và giữa các tế bào của cơ thể đa bào.
Màng tế bào rất quan trọng trọng việc điều chỉnh thành phần của dịch nội bào, vì các chất dinh dưỡng và các chất thải hoặc sản phẩm tiết ra, đi và hoặc ra khỏi tế bào đều phải qua màng tế bào. Màng không cho một số chất vào nhưng lại cho các chất khác ngấm dễ dàng.
Chức năng quan trọng hàng đầu của màng là điều hoà sự qua lại của các chất trong và ngoài tế bào. Tất cả các chất di chuyển vào hoặc ra đều phải qua màng tế bào. Màng của mỗi loại tế bào có chức năng chuyên biệt để cho chất nào đi qua, với tốc độ nào và theo chiều hướng nào.
Tế bào thực hiện kiểm soát việc đó bằng 2 cách: Sử dụng quá trình tự nhiên như khuếch tán, thẩm thấu và sự vận chuyển tích cực các chất vào hoặc ra khỏi tế bào. Khả năng đi qua màng của 1 chất không chỉ phụ thuộc vào kích thước mà còn phụ thuộc vào điện tích, mật độ hoà tan của các phân tử trong chất béo.
Ở các sinh vật đa bào, những mối liên hệ giữa các tế bào chủ yếu ở 3 dạng :
-các tế bào tiết hoá chất ra ngoài, đi đến các tế bào tiêu điểm thành những tín hiệu tác động lên màng.
-những tế bào có các phân tử thông tin gắn ở màng tác động đến màng của những tế bào kế cận.
-các cấu trúc liên bào trên màng nối trực tiếp tế bào chất của những tế bào kế cận nhau.
Trong các trường hợp trên, màng tế bào còn là nơi tiếp nhận và truyền đạt thông tin từ môi trường ngoài và trong tế bào.
4. Sự vận chuyển các phân tử đi ra và vào tế bào
a. Sự thẩm thấu và áp suất thẩm thấu:
Nồng độ các chât tập trung bên trong tế bào cao hơn môi trường bên ngoài. Nếu không có màng bao giữ lại các chất bên trong sẽ khuếch tán ra môi trường bên ngoài.
Như vậy màng tế bào là vật cản duy trì trật tự hoá học trong tế bào ; ngoài ra sự qua lại màng cần năng lược tự do. Một màng gọi là thấm có chọn lọc hay hay bán thấm khi các phân tử chất này qua được mà phân tử chất khác không qua được.
Sư di chuyển của một dung môi (thường là nước) qua màng thấm chọn lọc từ chỗ có nồng độ chất cao hơn gọi là sự thẩm thấu. Nồng độ dung môi trong ống gọi là nồng độ thẩm thấu. Nước sẽ di chuyển từ chỗ nồng độ thẩm thấu thấp vào chỗ có nồng độ cao hơn.
Nồng độ thẩm thấu phụ thuộc tổng các phân tử hoà tan trong 1 đơn vị thể tích trong trường hợp có nhiều chất khác nhau hoà tan.
Nước di chuyển qua màng bán thấm về phía có nồng độ dung dịch cao hơn do áp suất thẩm thấu.
Màng sinh học có tính thẩm thấu chọn lọc cho nên sự di chuyển nước qua nó cũng theo quy luật thẩm thấu.
. Dung dịch có nồng độ thẩm thấu bằng với nồng độ thẩm thấu của tế bào gọi là dung dịch đẳng trương.. Môi trường sống của phần lớn tế bào, nhất là các dịch cơ thể thường là đẳng trương.
Nếu tế bào rơi vào môi trường có nồng độ thẩm thấu cao hơn gọi là dung dịch ưu trương, nước trong tế bào sẽ đi ra ngoài làm tế bào co lại.
Nếu tế bào nằm trong dung dịch nhược trương có nồng độ thẩm thấu thấp hơn tế bào, nước sẽ đi vào trong tế bào làm tế bào căng ra
b. Sự khuếch tán:
Khuếch tán là hiện tượng các phân tử của một số chất di chuyển từ vùng có nồng độ cao hơn đến vùng có nồng độ thấp hơn của chất đó. Hiện tượng khuếch tán xảy ra khi các chất ở trạng thái lỏng hoặc khí.
Quá trình khuếch tán xảy ra một cách tự động, vì các phân tử có trật tự cùng tập trung với nhau, nên có năng lượng tự do cao hơn so với các phân tử phân tán.
Tốc độ khuếch tán phụ thuộc vào kích thước, hình dạng của phân tử , vào điện tích của chúng và nhiệt độ. Khi nhiêt độ tăng, các phân tử chuyển động nhanh hơn và tốc độ khuếch tán tăng.
5. Sự vận chuyển có chọn lọc của phân tử
Cấu trúc màng tế bào có số luợng lớn lipid để các phân tử nhỏ của các chất tan trong lipid có thể khuếch tán ra vào tế bào, nhưng sự thấm qua màng của các chất không tan trong lipid phụ thuộc vào các protein xuyên màng
Để vận chuyển các chất dinh dưỡng phân cực như glucose,amino acid xuyên qua tấm lipid 2 lớp, các protein tải gắn với chúng và tải xuyên qua màng.
Sự vận chuyển các chất tan qua màng nhờ hệ thống tải trung gian được gọi là sự chuyển tải trung gian. Năng lượng cần cho sự chuyển tải này có từ 2 nguồn: sự khuếch tán có chọn lọc (hay giảm kháng) và sự vận chuyển tích cực.
SỰ VẬN CHUYỂN QUA THÀNH TẾ BÀO
a. Sự khuếch tán có chọn lọc (hay giảm kháng):
Khi có sự chênh lệch nồng độ của chất bên ngoài và trong tế bào, màng tế bào cho chất khuếch tán về phía nồng độ thấp hơn, khi đó các kênh của màng mở cho chất đi qua một cách chọn lọc hay thụ động.
b. Sự vận chuyển tích cực:
-các bơm của màng là 1 kiểu permease thực hiện sự vận chuyển tích cực nhờ năng lượng ATP do tế bào tích luỹ. Sự vận chuyển này rất quan trọng, nó giúp đưa vào tế bào các chất có kích thước lớn và không tan trong màng. Các bơm cũng vận chuyển các đơn vị cấu trúc trên hormone của các đại phân tử sinh học vào tế bào.
-sự đồng chuyển do các kênh phức tạp hơn, tuy vẫn thụ động, thường chuyển 2 chất cùng lúc vào tế bào. Sự vận chuyển có phối hợp này rất quan trọng trong việc đưa glucose, là nguồn năng lượng quan trọng nhất vào tế bào.
c. Nhập bào và xuất bào:
Tế bào có quá trình thu nhận tích cực các chất lớn không qua được màng gọi là nhập bào, khi tế bào bao các chất vào 1 túi tách biệt với màng sinh chất. Quá trình này được chia làm 2 loại :
-thực bào: là quá trình bao các hạt hay vật rắn vào tế bào.
-ẩm bào: là quá trình bao các chất lỏng hay hạt nhỏ vào tế bào. Các giọt lỏng bám vào màng, màng lõm vào hình thành túi chứa chất lỏng.
Quá trình xuất bào ngược lại với quá trình thu nhận vào. Những túi bên trong tế bào chứa chất thải sẽ di chuyển ra phía ngoài nhập với màng sinh chất rồi vỡ ra đưa các chất ra khỏi tế bào.
SỰ NHẬP BÀO
SỰ XUẤT BÀO
6. Sự tiếp nhận thông tin qua màng tế bào:
a. Chiến lược truyền phân tử thông tin và
phản ứng của tế bào:
Các phân tử thông tin ngoại bào thực hiện mối quan hệ giữa các tế bào là những chất trung gian gồm 3 loại, phụ thuộc vào khoảng cách tác động :
-sự truyền tín hiệu nội tiết tác động xa do những tuyến chuyên biệt tiết các hormone vào máu tác động đến các tế bào khác nhau phân tán trong cơ thể.
-sự truyền cận tiết tác động đến các tế bào kế cận bằng các chất hoá học trung gian cục bộ.
-sự truyền qua sinap là điểm tiếp xúc giữa các tế bào thần kinh.
Trong mỗi trường hợp, tế bào tiêu điểm đáp lại các tín hiệu ngoại bào đặc hiệu nhờ những protein chuyên biệt gọi là các thụ thể, gắn với phân tử thông tin và có phản ứng đáp lại.
Những tế bào khác nhau có thế phản ứng không giống nhau khi đáp lại cùng 1 tín hiệu thông tin.
b. Các phân tử thông tin ưa nước và kỵ nước:
Đa phần các phân tử thông tin tan trong nước, chúng gắn với các thụ thể trên bề mặt tế bào.
Những phân tử thông tin kỵ nước như các hormon tuyến giáp và steriod không tan trong nước,
nhưng nhờ được gắn với các protein đặc hiệu mà chúng tan được trong máu và được chuyển đi xa. Các hormon này tan trong lipid, khi được các protein tải phóng thích, chúng dễ dàng ngấm qua màng của tế bào tiêu điểm.
Các phân tử thông tin tan trong nước khi được phóng thích vào máu chỉ tồn tại vài phút, số khác vài giây hay miligiây ngay khi xâm nhập vào khoảng giữa của màng tế bào. Các hormon steriood tồn tại được nhiều giờ và các hormon tuyến giáp tồn tại được nhiều ngày.
Các phân tử thông tin trong nước gây phản ứng ngắn hạn, còn các phân tử thông tin tan trong lipdi có phản ứng lâu dài hơn.
c. Ba nhóm protein thụ thể trên bề mặt tế bào:
-các thụ thể gắn với các kênh: là những kênh ion mà việc mở được điều chỉnh bởi phân tử thông tin.
-các thụ thể xúc tác tác động động trưc tiếp như các enzyme.Hầu như tất cả các thụ thể xúc tác đều là những protein xuyên màng với 1 vùng tế bào chất có chức năng của 1 protein kinase đặc hiệu cho tyrosine.
-các thụ thể gắn với protein G được hoạt hoá hay bất hoạt gián tiếp bởi 1 enxyme liên kết với màng sinh chất hay 1 kênh ion.
So sánh tế bào của nhóm sinh vật chưa có nhân hoàn chỉnh (prokaryotae) và tế bào của nhóm sinh vật có nhân hoàn chỉnh (eukaryotae)
Giống nhau:
Trong thành phần cấu tạo đều có 2 loại vật chất cơ bản của sự sống là acid nucleotid và protein.
Khác nhau:
PROKARYOTAE
Kích thước nhỏ
Thành tế bào thường có và ở dạng các chất hoá học phức tạp.
Lông roi thường gồm 2 khối protein cấu thành.
Không có bộ xương trong.
Không có màng bao quanh các bào quan.
KHông có màng nhân và nhân con.
NST dạng vòng, không có protein loại histon.
EUKARYOTAE
Kích thước lớn hơn.
Thành tế bào khi có thì ở dạng chất hoá học đơn giản.
Lông roi có cấu tạo phức tạp, do vi ống hợp thành.
Có bộ xương trong.
Có màng bao quanh các bào quan.
Có màng nhân và nhân con.
NST dạng thẳng, có protein loại histon.
So sánh về hình thức tổ chức cơ thể của nhóm sinh vật chua có cấu tạo tế bào (virut) và nhóm sinh vật có cấu tạo tế bào với nhân chưa hoàn chỉnh (prokaryotae : gồm vi khuẩn và vi khuẩn lam)
Giống nhau: đều được cấu tạo từ 2 loại vật chất cơ bản của sự sống là acid nucleid và protein.
Khác nhau:
VIRUS
Chưa có cấu tạo tế bào. Cơ thể chỉ gồm vỏ protein và acid nucleid.
Mỗi loài chỉ chứa một trong hai loại acid nucleid (hoặc DNA hoặc RNA).
PROKARYOTAE
Có cấu tạo tế bào (gồm màng sinh chất, tế bào chất, ribosome, hạt dực trữ, chất nhân).
Có cả 2 loại acid nucleid (DNA và RNA).
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Hà Thị Lan Anh
Dung lượng: |
Lượt tài: 4
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)