SINH LÝ HỌC THỰC VẬT. PGS.TS Phạm Văn Hiền. ThS. Nguyễn Hồng Đức Bộ môn Sinh lý – Sinh hóa thực vật

SINH LÝ HỌC THỰC VẬT PGS.TS Phạm Văn Hiền ThS Nguyễn Hồng Đức Bộ môn Sinh lý – Sinh hóa thực vật www.hcmuaf.edu.vn/pvhien Chương I: Sinh lý tế bào Thành phần hoá học tế bào Cấu trúc tế bào thực vật Đặc tính vật lí hóa keo ngun sinh chất Sự xâm nhập nước vào tế bào Sự xâm nhập chất tan vào tế bào Thành phần hoá học tế bào 1.1 Hàm lượng thành phần chất • Vegnatxki: tế bào sống chứa nguyên tố có mặt tự nhiên (93 nguyên tố) • Đa dạng nguyên tố tế bào đa dạng tự nhiên • Về hàm lượng, tế bào có: 85% nước; 10% protein; lipid 2%; 0,4% ADN; 0,7% ARN; 0,4% chất hữu khác 1,5% chất vô khác • Ước tính tương đối: phân tử ADN có 44 phân tử ARN, 700 phân tử protein 7000 phân tử lipit 1.2 Nước tế bào thể thực vật • Nước tự chiếm tới 95% lượng nước tế bào • Nước liên kết chiếm khoảng 5-10% Sự liên kết thuận nghịch pt nước tự nhiên 1.3 – Protein • Tỷ lệ số nhóm amin (-NH2), số nhóm carboxyl (-COOH) khác nhau, nên tạo thành mạch liên kết peptit số nhóm -NH2 -COOH cịn lại khác Tùy thuộc vào pH mơi trường mà mạch peptit thể tính acid yếu hay tính kiềm yếu (tuỳ thuộc vào số gốc tự COOH -NH2 phân ly) • Điểm đẳng điện (pI pK): pH mơi trường mà số gốc carboxyl amin phân tử nhau, phân tử trung hịa điện tích 1.3 – Protein • Cầu liên kết Các nhóm mạch nhánh poly peptit có nhiều dạng: mạch hydro carbon thẳng vịng, -SH, -OH, -COOH, NH2, Các nhóm liên kết với liên kết không bền vững tạo thành cầu liên kết Cầu liên kết giúp cho phân tử protein bền vững môi trường phù hợp Tuy nhiên liên kết không bền vững, môi trường thay đổi (nhiệt độ, áp suất, nồng độ dung dịch môi trường) Cấu trúc chức tế bào thực vật 2.1 Sơ đồ tổ chức tế bào thực vật TẾ BÀO THỰC VẬT VÁCH TẾ BÀO Cellulose, Pectic Các yếu tố cấu trúc: Nhân, Ty thể, Lạp thể NGUYÊN SINH CHẤT Quyết định trao đổi chất Hệ thống màng: Màng ngoại chất, màng nội chất, mạng lưới nội chất, màng nhân Các vi thể: Ribosom, golgi, peroxysom, KHÔNG BÀO Quyết định trao đổi nước Dịch nội chất: chất lỏng nguyên sinh chất Sơ đồ tổ chức tế bào Tính chất hố keo chất ngun sinh • Chất ngun sinh dung dịch keo ưa nước mạnh  hút trương mạnh  động lực hút nước tế bào • Tùy theo mức độ thủy hóa khả hoạt động mà chất nguyên sinh trạng thái: sol, coaxevac, gel + Trạng thái sol: hạt keo phân tán đồng liên tục nước  nguyên sinh chất linh động có hoạt động sống mạnh, trình trao đổi chất xảy thuận lợi (giai đoạn non, lúc hoa) + Trạng thái coaxecva: dung dịch keo đậm đặc (cây tuổi trưởng thành đến già, hoạt động sống chúng giảm dần) + Trạng thái gel: Keo nguyên sinh chất chuyển sang trạng thái rắn  Tế bào, mô trạng thái gel trạng thái tiềm sinh, trạng thái ngủ nghỉ (hạt giống, củ giống, hay chồi ngủ đông ) có khả hút nước mạnh Tùy theo điều kiện hoàn cảnh cụ thể, trạng thái keo chuyển biến cho Sự biến đổi trạng thái keo NSC • Sol Coaxecva + H 2O Gel - H 2O 3.4 Sự xâm nhập nước vào tế bào • Cơ chế thẩm thấu P = RTCi P: áp suất thẩm thấu dung dịch (atm) T: nhiệt độ tuyệt đối (to + 273) C: nồng độ dung dịch (Mol/lit) R: số khí = 0,082 i: mức độ điện ly i = + α(n - 1) α: hệ số điện ly n: số ion hình thành phân tử phân ly, ví dụ NaCl có n = 2, cịn dung dịch khơng điện ly sacaroza n = Sự hấp thụ nước tế bào (thẩm thấu): P T a Khi tế bào non b Khi tế bào trưởng thành Tương quan S, P T Hiện tượng co phản co nguyên sinh Nằm thể hoàn chỉnh – hấp thu nước tế bào chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố đặc biệt cần lượng Sự hấp thu chất tan (tính thấm): Sự xâm nhập chất tan vào tế bào trình sinh lý, hoạt động cần lượng Sự hấp thụ chất tan mang tính chọn lọc rõ ràng Môi trường dinh dưỡng sau thời gian có thay đổi nồng độ chất Điều có nghĩa chất vào tế bào khơng thụ động, mà chủ động có chọn lọc Nồng độ chất tan dịch bào không giống nồng độ chất tan ngồi mơi trường chứng minh cho tính chọn lọc tế bào - Cơ chế hút trương • Hút trương hút nước chất lỏng khác kèm theo tăng lên đáng kể thể tích • Do thủy hóa keo nguyên sinh từ trạng thái gel sang trạng thái sol Keo nguyên sinh trạng thái gel háo nước nên khả hút nước mạnh • Do xâm nhập nước vào mao quản vi sợi xenluloz vỏ tế bào 3.5 Sự trao đổi chất tan tế bào thực vật 3.5.1 Cơ chế thụ động (không cần lượng): Khuyếch tán Protein kênh Khuyếch tán có hỗ trợ Protein vận chuyển 3.5.2 Cơ chế chủ động (cần lượng) Protein bơm (sơ cấp) Protein vận chuyển thứ cấp Symport (2 chất chiều) Antiport (2 chất ngược chiều) Sự xâm nhập chất tan vào tế bào Các yếu tố ảnh hưởng đến xâm nhập chất vào tế bào • Ảnh hưởng nhiệt độ lên tính thấm • Hệ số nhiệt tính thấm khoảng 2-4 (Q10 = 2-4) • Khi tế bào bị tổn thương chết tính thấm chọn lọc bị ảnh hưởng trạng thái sinh lý đến tính thấm Sự xâm nhập chất vào tế bào?