BG 30 Sinh học đại cương

BG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngBG 30 Sinh học đại cươngCHNG I TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC ÑAØ LAÏT GIAÙO TRÌNH SINH HOÏC ÑAÏI CÖÔNG GS TS MAI XUAÂN LÖÔNG ThS HOAØNG VIEÁT HAÄU 2000 Lớp Học Phần VNUA Khoa Nông Học Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam https sites google c.

Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nơng Nghiệp Việt Nam TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT F7G GIÁO TRÌNH SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG GS.TS MAI XUÂN LƯƠNG-ThS HOÀNG VIẾT HẬU 2000 https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ Sinh học đại cương -1- Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam MỤC LỤC MỤC LỤC - CHƯƠNG I SINH HỌC TẾ BAØO .- 1.1 Đại cương tế bào .- 1.1.1 Những đặc trưng sống - 1.1.2 Nội dung học thuyết tế bào - 1.1.3 Thành phần hóa học tế bào - 1.2 Cấu trúc tế bào sinh vật procaryote - 14 1.2.1 Phaân biệt hai nhóm sinh vật procaryote eucaryote - 14 1.2.2 Cấu trúc tế bào nhóm sinh vaät procaryote .- 15 1.3 Cấu trúc tế bào nhóm sinh vật eucaryote - 18 1.3.1 Cấu trúc chức màng tế bào - 19 1.3.2 Cấu trúc chức số bào quan chủ yếu - 22 1.3.3 Nhân tế bào - 27 1.4 Quá trình vận chuyển chất qua màng - 30 1.4.1 Khuếch tán đơn giản - 31 1.4.2 Vận chuyển nhờ chất tải đặc hiệu - 31 1.4.3 Ẩm bào thực bào .- 32 1.5 Sự tiếp nhận thông tin qua màng chế hấp thụ .- 33 1.5.1 Các loại thụ thể bề mặt tế bào (receptor) .- 33 1.5.2 Nhận biết thông tin miễn dịch tế bào có chức miễn dịch - 34 1.5.3 Nhận biết thông tin mùi hương tế bào thần kinh .- 35 1.5.4 Sự hấp phụ tế bào lên giá thể rắn - 36 CHƯƠNG TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯNG - 38 2.1 Khái niệm trao Đổi chất lượng - 38 2.1.1 Các phận hợp thành trao đổi chất - 38 2.1.2 Biến thiên lượng tự phản ứng hóa học phản ứng hóa sinh tế baøo - 40 2.1.3 Oxy hóa - khử sinh hoïc .- 44 2.2 Enzyme - 48 2.2.1 Năng lượng hoạt hóa tác dụng xúc tác enzyme .- 48 2.2.2 Cấu tạo enzyme .- 49 2.2.3 Cô chế hoạt động tính đặc hiệu enzyme .- 50 2.3 Hô hấp tế bào - 55 2.3.1 Glycolys trình lên men kỵ khí tế bào - 59 2.3.2 Phân giải hiếu khí glucose Chu trình Krebs - 60 2.4 Quang hợp .- 62 2.4.1 Khái niệm quang hợp chu trình carbon tự nhiên - 62 2.4.2 Các sắc tố quang hợp vai trò chúng quang hợp - 63 2.4.3 Vận chuyển điện tử quang hợp quang phosphoryl-hóa - 66 2.4.4 Cố định CO2 pha tối quang hợp .- 69 CHƯƠNG CƠ SỞ PHÂN TỬ CỦA DI TRUYỀN HỌC - 71 3.1 thành phần cấu tạo acid nucleic - 71 - https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ GS.TS Mai Xuaân Lương – ThS Hoàng Viết Hậu Khoa Sinh học Sinh học đại cương -2- Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 3.1.1 monosaccharide - 71 3.1.2 Nucleoside vaø nucleotide .- 71 3.1.3 Một số nucleotide dinucleotide có chức đặc biệt - 75 3.2 Polynucleotide cấu trúc phân tử ADN: Liên kết nucleotide ADN ARN Mô hình Watson-Crick - 77 3.2.1 Polynucleotide - 77 3.2.2 ADN mật mã di truyeàn - 78 3.2.3 Cấu trúc nhiễm sắc thể .- 82 3.2.4 Replication - quaù trình mã .- 84 3.3 Các loại ARN Cấu trúc chức chúng - 86 3.3.1 ARN thoâng tin (mARN) - 86 3.3.2 ARN vận chuyển (tARN) .- 86 3.3.3 ARN ribosome (rARN) - 87 3.4 Sinh tổng hợp protein tế baøo .- 88 3.4.1 mARN trình chuyển thông tin di truyền từ ADN đến ribosome trình sinh tổng hợp protein - 88 3.4.2 Các yếu tố cần thiết cho sinh tổng hợp protein giai đoạn trình sinh tổng hợp protein .- 90 3.4.3 Điều hòa sinh tổng hợp protein.; mô hình operon lý thuyết điều hòa Jacob Monod - 93 CHƯƠNG DI TRUYỀN HỌC - 96 4.1 Hoạt động nhiễm sắc thể trình phân bào - 96 4.1.1 Khái niệm chung - 96 4.1.2 Hoạt động nhiễm sắc thể trình phân bào nguyên nhiễm (mitose) .- 97 4.1.3 Hoạt động nhiễm sắc thể trình phân bào giảm nhiễm 101 4.2 Một số khái niệm di truyền học - 107 4.3 Các định luật di truyeàn Mendel - 111 4.3.1 Phương pháp phân tích di truyền giống lai Mendel - 111 4.3.2 Các quy luật Mendel lai cặp tính trạng - 112 4.3.3 Quy luật phân ly độc lập Mendel lai tính - 113 4.3.4 Điều kiện nghiệm định luật Mendel - 114 4.4 Các quy luật tương tác gen - 115 4.4.1 Tương tác phối hợp : (TTPH) - 115 4.4.2 Tương tác bổ trợ (TTBT) - 116 4.4.3 Tương tác aùt cheá - 117 4.4.4 Tương tác đa alen - 120 4.4.5 Tương tác đa gen di truyền tính trạng số lượng - 121 4.5 Quy luật liên kết gen hoán vị gen - 123 4.5.1 Phát cuûa Morgan - 123 4.5.2 Liên kết gen hoán vị gen: - 124 4.6 Di truyền giới tính truyền tính trạng liên kết với giới - 127 4.6.1 Xác định giới tính theo thể nhiễm sắc - 127 - https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ GS.TS Mai Xuaân Lương – ThS Hoàng Viết Hậu Khoa Sinh học Sinh học đại cương -3- Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam 4.6.2 Sự di truyền gen liên kết với giới tính: - 128 CHƯƠNG HỌC THUYẾT TIẾN HÓA - 133 5.1 Các quan điểm siêu hình tiến hóa sinh giới - 133 5.1.1 Những quan điểm tôn giáo quan niệm hoang đường thần thoại tiến hóa - 133 5.1.2 Các học thuyết tâm siêu hình tiến hóa - 134 5.2 Học thuyết tiến hóa Lamark - 136 5.2.1 Những quan điểm tiến hóa cuûa Lamark - 136 5.2.2 Đánh giá chung học thuyết tiến hóa Lamark - 139 5.3 Học thuyết tiến hóa Darwin - 139 5.3.1 Sự đời học thuyết Darwin - 139 5.3.2 Học thuyết Darwin chọn lọc tự nhiên - 140 5.3.3 Đánh giá học thuyết chọn lọc tự nhiên Darwin - 143 - https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ GS.TS Mai Xuân Lương – ThS Hoàng Viết Hậu Khoa Sinh học Sinh học đại cương -4- Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nơng Nghiệp Việt Nam CHƯƠNG I SINH HỌC TẾ BÀO 1.1 Đại cương tế bào 1.1.1 Những đặc trưng sống Một người (sau Oparin) đưa định nghóa mang tính khoa học sống F.Engels Nội dung học thuyết ông là:"Sự sống phương thức tồn thể protein trạng thái tự đổi cách trao đổi không ngừng với môi trường chung quanh" Bên cạnh định nghóa này, nhà khoa học khác đưa khái niệm ngắn gọn chất sống, người nhìn từ góc độ khác đề cập đến khía cạnh cốt yếu nhằm phản ánh đặc trưng vật thể sống Ví dụ: - "Sự sống bao gồm dinh dưỡng, sinh trưởng già nua" (Aristot); - "Sự sống tổng thể chức phận đối lập với chết" (Bisa); - "Sự sống trình hóa học phức tạp" (Pavlov) Ngày nay, sau thành tựu sinh học phân tử, nhà sinh học nhận thấy định nghóa chưa đủ, người ta biết rõ để trì sống protein có yếu tố vật chất thiếu Đó acid nucleic Nếu protein đại phân tử sinh học, có vai trò quan trọng cấu trúc vật thể sống, acid nucleic loại đại phân tử sinh học thứ hai, có vai trò định việc truyền thông tin di truyền từ hệ sang hệ khác Vì lẽ trên, ngày người ta định nghóa sống cách toàn diện đại sau : "Sự sống hệ thống đại phân tử có tổ chức đặc trưng theo thứ bậc, có khả trao đổi chất, tự tái tạo điều hòa lượng" Các dạng vật thể sống cấu trúc từ đơn vị tế bào Ở sinh vật đơn giản thể tế bào (sinh vật đơn bào) Tiến hóa chút sinh vật đa bào chưa có phân hóa chức phận rõ rệt; cuối cùng, hoàn thiện cả, sinh vật bậc cao Ở thể sinh vật bậc cao này, tế bào có chức hợp thành mô hay quan; quan đảm nhận chức phận riêng biệt ổn định Ví dụ : Cơ thể động vật bao gồm quan : tuần hoàn, hô hấp, vận động, thần kinh, tiêu hóa, sinh dục https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ GS.TS Mai Xuân Lương – ThS Hoàng Viết Hậu Khoa Sinh học Sinh học đại cương -5- Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Cơ thể thực vật bao gồm loại mô : Mô phân sinh, mô dẫn Mặc dù dạng sinh vật vô đa dạng phong phú, từ thể nhỏ bé đơn giản thể to lớn phức tạp mang số đặc tính chung, gọi đặc trưng sống, bao gồm: 1/ Được cấu trúc từ tế bào, 2/ Có xếp tổ chức cách đặc hiệu hợp lý, 3/ Có khả : trao đổi chất, sinh trưởng, sinh sản vận động, 4/ Có tính cảm ứng tính thích nghi, 5/ Có khả di truyền cho hậu Điều cần lưu ý có số dạng sống chưa có đầy đủ tất đặc trưng trên, song chúng xếp vào sinh giới chúng khác với vật thể vô sinh chỗ chúng có khả trao đổi chất, sinh trưởng, phát triển di truyền Ngay sinh vật có tổ chức thể tương đối hoàn thiện thể đặc trưng khác nhóm, loài Ví dụ, có loại sinh vật có khả sinh sản nhanh chóng với thời gian hệ tính phút, giây lại thích nghi với thay đổi điều kiện môi trường; ngược lại có loại sinh vật mà tốc độ sinh sản chậm chạp song tỷ lệ sống sót vật sơ sinh gần tuyệt đối v.v Mặc dù có sai khác mức độ tổ chức thể khả sinh sản, sinh trưởng, tính thích nghi hoạt động sống chủ yếu dạng sinh vật diễn tế bào Tế bào đơn vị cấu trúc chức vật thể sống Những phát tế bào khơi mào từ năm 1674 quan sát Leeuwenhoek; tiếp phát Robert Browne (1831) nhân tế bào, phát Pokmjo (1839) chất nguyên sinh Những thành tựu nghiên cứu có tính định vai trò chức tế bào công trình Schwann Ông người (1839) đưa kiến thức khái quát tế bào học xây dựng học thuyết mang tên "Học thuyết tế bào" 1.1.2 Nội dung học thuyết tế bào Schwann (1893) sinh học tế bào vi thể cấu tạo với học thuyết tiến công bố thành nghiên cưú tác phẩm mang tên : "Nghiên động vật thực vật" Học thuyết tế hóa thực sở ban đầu cho cứu bào https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ GS.TS Mai Xuân Lương – ThS Hoàng Viết Hậu Khoa Sinh học Sinh học đại cương -6- Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nơng Nghiệp Việt Nam công trình nghiên cứu sinh học phân tử sau Học thuyết tế bào đề cập đến nhiều vấn đề thuộc cấu trúc chức tế bào, nội dung chủ yếu bao gồm: 1/ Tất sinh vật (gồm động vật thực vật) có chung đặc điểm cấu tạo hay nhiều tế bào 2/ Tế bào đơn vị nhỏ giữ nguyên đặc trưng vật thể sống Do tế bào đơn vị cấu trúc đơn vị chức phận vật thể sống 3/ Tất tế bào hình thành đường phân chia từ tế bào có trước 4/ Mọi tế bào cấu trúc từ thành phần mà từ vào : Màng → Chất nguyên sinh bào quan → Nhân Những tế bào có đủ thành phần gọi tế bào điển hình Trong trường hợp ngoại lệ, có vài nhóm sinh vật chưa có cấu trúc tế bào điển hình (như virus, riketsia, mycoplasme) Chúng dạng sống đơn giản, khả tồn độc lập mà phải sống ký sinh vật chủ khác 1.1.3 Thành phần hóa học tế bào Trong tế bào thể sinh vật người ta tìm thấy khoảng 20 nguyên tố xuất cách ổn định Cả 20 loại nằm khoảng 110 nguyên tố biết tự nhiên Điều chứng tỏ liên quan thống sinh giới giới vô sinh Chính nhờ mối liên quan mà tế bào tiến hành trình trao đổi chất với môi trường bên để tồn phát triển Có thể phân chia thành phần hóa học tế bào thành loại sau: - Các nguyên tố đa lượng, - Các nguyên tố vi lượng, - Các hợp chất vô ( gọi hợp chất khoáng), - Các hợp chất hữu ( bao gồm hợp chất hữu có phân tử nhỏ, trung bình biopolymer cao phân tử) 1/ Các nguyên tố đa lượng: Chiếm tỷ lệ cao nguyên tố: oxy, carbon, hydro, nitơ Trong thể sinh vật chúng chiếm khoảng 96 - 98% trọng lượng tươi tế bào Những nguyên tố có vai trò quan trọng cấu tạo https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ GS.TS Mai Xuân Lương – ThS Hoàng Viết Hậu Khoa Sinh học Sinh học đại cương -7- Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nơng Học - Học Viện Nơng Nghiệp Việt Nam trình trao đổi chất lượng tế bào Các nguyên tố khác, manhê, natri, canxi, sắt, kali, lưu huỳnh, phospho clo chiếm khoảng 1,9% trọng lượng tươi tế bào 2/ Các nguyên tố vi lượng: bao gồm: kẽm, đồng, iot, flo Chúng chiếm khoảng 0,1% trọng lượng tế bào Mặc dù cần với số lượng cực nhỏ thiếu chúng hoạt động thể bị ảnh hưởng mức độ định Thành phần nguyên tố hóa học tế bào nhóm vi sinh vật giống nhau, song số lượng tỷ lệ loại khác nhau, phụ thuộc vào chất di truyền điều kiện sống sinh vật Sự phân bố nguyên tố hóa học sinh giới khác xa so với giới vô sinh, ví dụ : Sắt (Fe) có mặt tự nhiên (đất, nước, không khí) với hàm lượng nhiều gấp 300 lần so với sinh giới Ngược lại, carbon (C) lại có mặt thể sinh vật với số lượng nhiều gấp 200 lần so với môi trường xung quanh Sở dó tế bào tích lũy nguyên tố khác với tỷ lệ lớn môi trường nhờ màng tế bào có khả hấp thu cách có chọn lọc vật chất mà cần, tùy theo nhu cầu sinh lý tế bào thời điểm khác 3/ Các hợp chất vô tế bào bao gồm nước muối khoáng - Nước: Chiếm khoảng 70-80% trọng lượng tươi tế bào, tồn hai dạng: Nước dạng tự chiếm khoảng 95%, phần lại nước dạng liên kết, chiếm khoảng 5% Tỷ lệ nước thay đổi tùy loài tùy tuổi sinh lý đối tượng.Ví dụ: - Ở nấm: nước chiếm khoảng 83% trọng lượng tế bào, - Ở miá: nước chiếm khoảng 98% trọng lượng tế bào, - Ở người trưởng thành: nước chiếm khỏang 70 - 75%, - Ở người giai đoạn phôi thai: nước chiếm 90 - 95%, - Ở người già: nước chiếm 55 - 60% Cùng thể người phận khác tỷ lệ nước khác nhau, ví dụ: - Trong chất xám não: nước chiếm 85%, - Trong xương: nước chiếm 20%, - Trong men răng: nước chiếm 10% https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ GS.TS Mai Xuân Lương – ThS Hoàng Viết Hậu Khoa Sinh học Sinh học đại cương -8- Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nơng Học - Học Viện Nơng Nghiệp Việt Nam Có thể nói không tế bào thể lượng nước định Nước có vai trò vô quan trọng hoạt động sống tế bào Nếu thiếu nước xảy tình trạng khô sinh lý rối loạn trao đổi chất, thiếu nước kéo dài làm chết tế bào Vai trò nước thể khía cạnh sau: - Là dung môi để hòa tan chất dinh dưỡng tế bào; - Là môi trường để tế bào thực phản ứng sinh hóa trao đổi chất; - Là yếu tố trực tiếp tham gia vào phản ứng thủy phân xảy tế bào; - Là điều kiện cần thiết cho việc vận chuyển chất thể đa bào (như hồng cầu máu động vật, loại dịch cây); - Nước có nhiệt dung lớn, tăng giảm nhiệt độ nước diễn chậm chạp, từ từ so với môi trường không khí, nên nước có tác dụng điều hòa nhiệt tế bào thể Vì nước có vai trò quan trọng nhu cầu nước tế bào sinh vật nói chung tương đối cao Riêng thể người, trung bình ngày đêm (24 giờ) cần hấp thu lượng nước khoảng kg (dưới nhiều hình thức: ăn, uống ) Trong trường hợp, nước đột ngột nước kéo dài dẫn đến bệnh lý Các muối khoáng có tế bào thường phân ly thành cation anion Dạng cation thường gặp K+, Ca2+, Na+, Mg2+, anion thường gặp HPO4- , PO42-, HCO3-, Cl- Nhiều ion vô kết hợp với hợp chất hữu để tạo nên thành phần cấu trúc đặc hiệu hay chất có hoạt tính sinh học đặc hiệu, đáng ý là: - S: có thành phần nhiều protein - P: có chất nhiễm sắc nhân nhiều loại protein khác - Fe: có hemoglobin máu, số enzyme oxy-hóa khử - Mg: có phân tử diệp lục - Ca3(PO4)2 : loại hợp chất không tan có vỏ cứng nhuyễn thể xương động vật có xương sống Chức chủ yếu hợp chất vô (muối khoáng) trì áp suất thẩm thấu trì cân acid-base https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ GS.TS Mai Xuân Lương – ThS Hoàng Viết Hậu Khoa Sinh học Sinh học đại cương -9- Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam cô thể Trong điều kiện sinh lý bình thường tế bào hàm lượng chất khoáng giữ ổn định Khi có thay đổi đáng kể hàm lượng khoáng dẫn đến rối loạn trao đổi chất, rối loạn chức sinh lý dẫn đến tử vong Ví dụ: - Giảm hàm lượng Ca2+ máu gây co giật (hạ canxi huyết) - Khi tỷ lệ K+ Na+ máu không giữ mức bình thường co bóp tim bị rối loạn Nhu cầu khoáng thể người tính trung bình 24 cần 0,01 kg 4/ Các hợp chất hữu có chức quan trọng hoạt động sống tế bào bao gồm protein, glucid, lipid, acid nucleic, adenosintriphosphate, steroid, vitamin v.v * Protein cấu tạo từ aminoacid (công thức chung R-CH-COOH) NH2 Có 20 loại aminoacid thường gặp thể sinh vật Ngoài có số loại aminoacid gặp (chỉ có vài loại protein cấu trúc thành phần đặc biệt vài loại vi sinh vật chuyên biệt) Thành phần hóa học protein bao gồm : C, N, H, O tỷ lệ nhỏ P, có S Vì có chứa nitơ nên chúng gọi hợp chất hữu chứa đạm Các phân tử protein hình thành nhờ – bậc cấu trúc sau: Cấu trúc bậc 1: đặc trưng thành phần trật tự xếp aminoacid chuỗi polypeptide Cấu trúc bậc 2: đặc trưng liên kết hydro, tạo nên dạng xoắn duỗi chuỗi polypeptide Cấu trúc bậc 3: đặc trưng hàng loạt liên kết yếu liên kết disunfide (-S-S-) tạo nên cấu trúc không gian đặc thù cho loại protein Cấu trúc bậc 4: Chỉ có phân tử protein có từ hai chuỗi polypeptide trở lên Trong loại protein có cấu trúc bậc 4, chuỗi polypeptide gắn với chủ yếu liên kết yếu liên kết hydro, liên kết ion, liên kết kỵ nước, dễ bị phân ly thành "phần đơn vị", tức chuỗi polypeptide riêng biệt https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ GS.TS Mai Xuân Lương – ThS Hoàng Viết Hậu Khoa Sinh học ... – ThS Hoàng Viết Hậu Khoa Sinh học Sinh học đại cương -6- Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam công trình nghiên cứu sinh học phân tử sau Học thuyết tế bào đề cập.. .Sinh học đại cương -1- Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam MỤC LỤC MỤC LỤC - CHƯƠNG I SINH HỌC TẾ BÀO .- 1.1 Đại cương tế baøo... tiêu hóa, sinh dục https://sites.google.com/site/lophocphank57vnua/ GS.TS Mai Xuân Lương – ThS Hoàng Viết Hậu Khoa Sinh học Sinh học đại cương -5- Lớp Học Phần VNUA - Khoa Nông Học - Học Viện