sự vận chuyển các chất ở màng tế bào

Màng bị biến dạngXuất bào Nhập bào Màng không bị biến dạng Vận chuyển tích cực Vận chuyển thụ động Vận chuyển các chất qua màng... Vai trò của vận chuyển thụ động Định nghĩa: • Vận chuy

KHOA SINH HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP.HCM

SVTH: Phạm Thị Hồng GVHD: Trần Thanh Thủy

• Để tồn tại, sinh trưởng và phát triển, vi sinh vật

phải thường xuyên trao đổi chất với môi trường bên ngoài qua màng tế bào.

• Màng tế bào là màng bán thấm, bất đối xứng và

có tính lỏng.

• Chức năng chủ yếu của màng là tấm bình phong

ngăn trở dòng các chất ra, vào tế bào Nó đảm bảo cho tế bào hấp thụ được các chất dinh

dưỡng và đào thải chất dư thừa, độc hại.

• Vì tế bào cần rất nhiều loại chất dinh dưỡng,

nguyên tố khác nhau cả về kích thước, hình

dạng, cấu trúc Nên sự vận chuyển các chất ra vào màng tế bào cũng có nhiều hình thức khác nhau.

Đặt vấn đề

Vậy có những hình thức vận chuyển nào? Theo cơ chế nào?

Màng bị biến dạng

Xuất bào Nhập bào

Màng không bị biến dạng

Vận chuyển tích cực

Vận chuyển

thụ động

Vận chuyển các chất qua màng

b Khuếch tán qua kênh

3 Vai trò của vận chuyển thụ động

Định nghĩa:

• Vận chuyển thụ động: Sự vận chuyển

các chất tuân theo nguyên lý khuếch tán

và không tiêu tốn năng lượng.

Tính chất:

• Đi ngược gradien nồng độ.

• Không sử dụng năng lượng.

• Chất tan đi từ nơi nồng độ cao tới nơi

từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp

 Đây là hiện

tượng khuếch tán

1.1 Khuếch tán:

2 Sự khuếch tán qua màng:

2.1 Khuếch tán đơn giản:

 Các phân tử nhỏ,

phân cực và tan trong

lipid nhưng không tích

điện có thể khuếch tán

ra vào tế bào.

 Màng tế bào không

cho các chất tan trong

nước đi qua nhưng

nước lại có khả năng ra

vào màng 1 cách dễ

dàng.

Cip: Khuếch tán đơn giản:

• Chất tan được chuyển qua màng nhờ protein vận

chuyển được gọi là permeaza.

• Mỗi permeaza chỉ có 1 trung tâm liên kết đặc hiệu

với 1 loại chất hòa tan.

• Tốc độ vận chuyển nhanh.

2.2 Khuếch tán nhờ permeaza:

• Khi nhận biết và cố

định chất hòa tan, các protein chuyển các chất này qua màng bằng nhiều cách như biến đổi hình thể, quay hay con thoi.

chất hòa tan qua màng.

3 Protein đưa phân tử

chất hòa tan qua màng.

4 Protein trở lại trạng thái

ban đầu, bắt đầu chu

trình vận chuyển mới

a Khuếch tán dễ nhờ các chất vận chuyển:

 VÍ DỤ: Sự vận chuyển

glucose qua màng gồm 4 bước :

• Liên kết glucose-protein

• Biến đổi hình thể protein

• Chuyển glucose qua màng

• Tái lập hình thể ban đầu

2.2 Khuếch tán dễ

b Khuếch tán qua kênh:

 Các kênh ion phải đủ

lớn để các phân tử chất

tan đi qua.

 Vận tốc cao (So với sự

3 Vai trò của vận chuyển thụ động

• Tế bào là một cỗ máy tự điều hòa hoạt

động một cách tiết kiệm nhất , hiệu quả nhất.

 Sự vận chuyển thụ động cung cấp cho tế

bào chất dinh dưỡng mà không cần năng lượng.

• Nhờ vậy, nước có thể thường xuyên ra,

vào tế bào 1 cách dễ dàng Đó là một trong những yêu cầu căn bản của sự sống.

• Vì thế, vận chuyển thụ động là một quá

trình không thể thiếu của tế bào sống.

II VẬN CHUYỂN TÍCH CỰC

II.1 Định nghĩa :

Vận chuyển tích cực là: Sự vận chuyển cần năng lượng

có nguồn gốc tế bào, để chuyển các phân tử hay các ion qua màng ngược với khuynh độ hóa học hay điện hóa

II.3 Cơ chế

Những hiện tượng vận chuyển có thể xảy ra:

1 Vận chuyển trực tiếp.

a Trường hợp: 1 kiểu chất hòa tan.

b Trường hợp: 2 kiểu chất hòa tan.

2 Vận chuyển gián tiếp (Cấp 2).

a Đồng chuyển.

b Đối chuyển.

3 Chuyển dịch nhóm.

4 Hệ thống ABC.

1 Vận chuyển trực tiếp

b.Trường hợp hai kiểu chất hòa tan

• Vi sinh vật có khả năng

tích lũy một số chất với

nồng độ cao hơn nhiều so

với nồng độ bên ngoài

• Protein có 2 vị trí liên kết

chất hòa tan, mỗi vị trí

chuyên biệt cho 1 loại chất

hòa tan.

Ví dụ: Nồng độ K+ trong tế

bào Tuy nhiên, để đảm

bảo độ trung hòa điện tế

bào cũng đồng thời thải ra

bên ngoài các ion Na+.

• Phosphoryl hóa protein.

• Thay đổi hình thể protein.

• Giải phóng chất hòa tan 1,

protein biến đổi hình thể tiếp

nhận chất hòa tan 2.

• Loại bỏ nhóm phosphat và chất

hòa tan 2 đi vào tế bào.

b.Trường hợp hai kiểu chất hòa tan

2 Vận chuyển gián tiếp

• Sự bơm proton ra khỏi tế

bào là hoạt động chủ yếu

tạo nên khuynh độ điện

hòa tan khác ( ngược với

khuynh độ điện hóa của

2 Vận chuyển gián tiếp

 Protein trở lại hình dạng ban

đầu và bắt đầu chu trình mới

• Vì đã bị biến đổi nên phân tử

đường không thể đi ngược

lại qua màng.

 Giúp vi sinh vật tích lũy

được chất dinh dưỡng trong

môi trường nghèo chất dinh

dưỡng.

phosphoryl hóa phân tử

đường và chuyển vào trong

tế bào.

 Do đó đường không đi

4 Hệ thống ABC

• Vi khuẩn Gram âm chứa

1 vùng không gian giữa

màng tế bào và lớp màng

ngoài gọi là khoang chu

chất.

• Khoang chu chất chứa

loại protein, trong đó có

nhiều protein tham gia

• Protein được hoạt hóa nhờ

ATP (ATP→ ADP + Pi).

• Phân tử chất mang được giải

phóng.

• Protein màng và protein liên

kết trở lại hình dạng ban đầu,

chuẩn bị sẵng sàng tiếp nhận

một cơ chất mới.

4 Hệ thống ABC

• Mặc dầu, các vi khuẩn Gram+ thiếu 1 vùng

chu chất Song hệ thống vận chuyển nhờ protein liên kết cũng có trong 1 số vi khuẩn

ở nhóm này.

• Ở các vi khuẩn Gram+, các protein liên kết

không vận động được mà bị neo vào màng

tế bào nhưng cũng có ái lực cực kì cao với

cơ chất tương ứng.

• Giống với vi khuẩn Gram-, khi các protein

liên kết đã gắn với cơ chất thì chúng sẽ

tương tác với thành phần xuyên màng tại nơi mà sự vận chuyển qua màng xảy ra có tiêu phí ATP.

II 4 Vai trò của vận chuyển tích cực

• Duy trì tình trạng ion xác định trong tế bào

• Tế bào phải ngăn cản sự hấp thu hay mất

nước quá mức bằng cách điều hòa nồng

độ các chất hòa tan bên trong tế bào

• Vận chuyển bổ sung vào kho dự trữ các

chất : amino axit, một số loại ion.

• Tham gia vào nhiều hoạt động chuyển hóa

• Giúp cho tế bào chủ động trong việc dự trữ

chất dinh dưỡng.

III Xuất bào và nhập bào.

1 Xuất bào.

Ví dụ :

tế bào tuyến lệ xuất dung

dịch muối loãng chứa

chất nhày, protein và các

chất kháng sinh

tụy tạo hormon insulin và

tiết vào dòng máu

Insulin có tác dụng hạ

2 Nhập bào.

Nhập bào là quá trình thu nhận các đại phân

tử có kích thước lớn.Gồm 2 bước:

• Sự tạo các bóng màng chức các đại phân tử.

• Bóng màng tách khỏi màng nguyên sinh chất

và vào trong tế bào.

Có 3 kiểu nhập bào:

b Ẩm bào

biệt, giúp tế bào hấp

thu mọi chất hòa tan

trong giọt chất lỏng.

Một số ví dụ về sự vận chuyển các

chất ở vi sinh vật

• Sự vận chuyển các chất qua màng tế bào vi sinh

vật cũng tuân theo cơ chế : vận chuyển chủ

động, vận chuyển tích cực hay vận chuyển các phân tử lớn.

• Tuy nhiên, ở vi khuẩn, nấm các đại phân tử sẽ

được phân cách thành những phân tử nhỏ hơn nhờ các enzyme do vi khuẩn tiết ra Sau đó,

được vận chuyển vào tế bào nhờ cơ chế thụ

động hay tích cực.

• Mặt khác, vận chuyển các đại phân tử lớn nhờ

xuất, nhập bào lại là cơ chế chủ yếu ở động vật nguyên sinh.

• Vận chuyển Mn2+ phụ

thuộc vào gradien H+

trên màng trong khi

nồng độ nội bào của

Mn2+ cao tới 30 mmol/l

Lactobacillus plantarum

• Hấp thụ urani từ

nước biển ở

Synechococcus elongatus

Kết luận

• Ở vi sinh vật có các dạng vận chuyển

đặc biệt với sự tham gia của enzym làm biến đổi bản chất hóa học của cơ chất trong quá trình vận chuyển.

Ví dụ: Hệ thống phosphotransfarase, hệ thống ABC.

• Rõ ràng rằng sự vận chuyển các chất

qua màng là quá trình không thể thiếu ở mọi sinh vật_ bao gồm cả vi sinh vật.

Tài liệu tham khảo

và kĩ thuật Hà Nội

ĐHSP

Đại học quốc gia tp Hồ Chí Minh

học quốc gia Hà Nội.