TÀI LIỆU ÔN TẬP HỌC SINH GIỎI PHẦN SINH HỌC TẾ BÀO

Để có một bộ tài liệu ôn thi học sinh giỏi và ôn thi đại học hiệu quả. Sau đây tôi xin giới thiệu đến các bạn đọc gần xa bộ tài liệu ôn luyện thi học sinh giỏi và luyện thi đại học. Mong rằng tài liệu sẽ giúp ích cho các bạn trong giảng dạy và học tập

Chương 1:Đại cương tế bào 1.Lược sử nghiên cứu tế bào: Khái niệm tế bàođầu tiên Robert Hooke cách khoảng 300 năm đặt tên cho "hộp" nhỏ cấu tạo nên nút bấc.Ngày nay,chúng ta coi hộp thành xenlulozơ có nhiễm suberin tế bào thực vật chết.Còn tế bào gồm thành xenlulozơ với khối sinh chất chứa đó(đối với tế bào thực vật) Năm 1839,Purkinje,người Tiệp đưa khái niệm chất nguyên sinh chất chứa bên tế bào.Rồi Slây-den(Đức)-nhà thực vật học Svan,nhà động vật học đưa nhiều khái niệm tế bào.và từ sau với nhiều thành tựu nghiên cứu,tri thức tế bào ngày bổ sung hoàn chỉnh dần.Học thuyết tế bào đời.Tế bào đơn vị thể sống Năm 1855,Virchow quan niệm tế bào sinh tế bào trước bị phân đôi Ngày nay,chúng ta coi tế bào đơn vị cấu trúc chức thể sống.Mỗi tế bào gồm khối sinh chất có màng,nhân tế bào chất.Trong tế bào chất có nhiều quan tế bào gọi quan tử.Tất chúng bọc chung màng gần giống màng sinh chất.Muốn tìm hiểu tế bào,trước tiên nghiên cứu phần tử mà từ cấu tạo nên tế bào,và từ hoạt động sống xảy 2.Cơ sở phân tử sống Điều mà người biết sống bắt nguồn từ vật chất không sống,chất vô cơ.Cho nên trước tìm hiểu sống,tìm hiểu tồn tế bào phải xem xét quy luật lý học hoá học vật chất vô a.Cấu tạo vật chất Vật chất bào gồm đơn vị cực nhỏ gọi nguyên tử cho dù vật chất tồn trạng thái khí,trạng thái lỏng hay trạng thái rắn.Hiện biết 105 nguyên tố hoá học,trong có nguyên tử nhỏ nhất-nguyên tử hidro-cho đến nguyên tử lớn uranium.Ngoài nguyên tố tự nhiên,con người chế tạo nguyên tố hoá học nhân tạo.Nguyên tử tự nhiên hay nhân tạo không trông thấy kính hiển vi Nguyên tử cấu tạo từ ba loại hạt electron tích điện âm,khối lượng cực nhỏ;proton mang điện dương,khối lượng lớn khối lượng khối lượng electron chừng 1835 lần,và hạt nơtron không mang điện,cũng có khối lượng proton.Mô hình đơn giản cấu tạo nguyên tử thừa nhận rộng rãi là:Nguyên tử có hình dạng khối cầu.Tâm nguyên tử hạt nhân tích điện dương.Vỏ nguyên tử gồm electron chuyển động quanh hạt nhân Số đơn vị điện tích âm vỏ số đơn vị điện tích dương hạt nhân.Nguyên tử trung hoà điện.Nguyên tử nguyên tố hoá học khác khác kích thước,khối lượng b.Vật chất cấu tạo từ nguyên tử Vật chất mà nguyên tử có số proton hạt nhân,và có số electron chạy quỹ đạo xung quanh gọi nguyên tố hoá học.Các nguyên tố khác vàng,bạc,đồng,nhôm Đặc tính kỳ diệu chất sống mặt nguyên tố mà thôi.Chất sống có 96% khối lượng nguyên tố:C,H,O,N;3% khối lượng nguyên tố khác:Ca,P,K,S.Các nguyên tố I,Fe,Na,Cl,Mg,Cu,Mn,Co,Zn nhiều nguyên tố khác có khối lượng vô nhỏ chất sống(gọi vi lượng)có phần lại Sự sống thể mối quan hệ phức tạp nguyên tố thông thường phổ biến nói c.Các hợp chất hoá học Phần lớn nguyên tố nằm sinh chất dạng hợp chất hoá học.Các hợp chất hình thành hai hay nhiều nguyên tử khác tạo nên Phần tử nhỏ chất tồn độc lập giữ nguyên tính chất chất gọi phân tử.Hợp chất hoá học gồm hai hay nhiều nguyên tố liên kết với theo tỉ lệ định.Ví dụ,nước có hai nguyên tử hidro nguyên tử oxi.Công thức hoá học nước H2O H2O chiếm tỉ lệ lớn sinh chất.Trong xương chiếm 20%,trong não chiếm 85%.H2O chiếm 2/3 khối lượng thể.Ở sữa,nước chiếm 95% khối lượng Trong sinh chất,nước thực nhiều chức năng,là dung môi hoà tan hầu hết chất.Nước môi trường thuận lợi phản ứng hoá học xảy ra.Nước hoà tan cặn bã thải chúng ngoài.Nước có khả thu hút nhiệt lớn mà thay đổi nhiệt ít.Hiện tượng hình thành liên kết hidro phân tử nước cạnh lượng phá vỡ liên kết hidro nhỏ.Vì thế,nước giữ cho sinh chất tránh thay đổi nhiệt độ đột ngột Khi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi,nước hấp thụ lượng nhiệt lớn;khả giúp thể tránh thừa nhiệt đường thoát nước.Một ví dụ lý thú là:Một cầu thủ đá bóng nặng 100kg,trong 90 phút đá bóng có kg mồ hôi bay đi.Nhiệt bay mồ hôi nước 574kcal/kg.Làm bay kg nhiệt lượng 574*2=1148 kcal.Giả thiết lúc đá bóng,mồ hôi cầu thủ không bay nhiệt lượng sinh sau 90 phút đá bóng làm cho nhiệt độ thể cầu thủ tăng thêm 11,5oC!Nước coi chất "dầu bôi trơn",không thể thay khắp phận khác thể.Khi xương va chạm xương kia,cơ quan cọ xát quan khác,nhờ có đệm nước mà tránh xây xát Sinh chất gồm có hai loại chất:vô hữu cơ.Các chất hữu bao gồm chất có chứa cacbon (trừ CO,CO2,HCO3-,CO32-).Trên lớp electron hoá trị,nguyên tử nguyên tố C có electron có khả tham gia liên kết với nhiều nguyên tử nguyên tố khác nên cacbon tạo thành nhiều hợp chất khác nguyên tố khác Các chất vô có mặt sinh chất axit,bazơ,muối.Trong sinh chất trường hợp có phản ứng axit hay kiềm.Hầu chúng thường chứa hỗn hợp trung tính.Độ axit hay kiềm đặc trưng pH.Độ pH sinh chất nói chung khoảng 7,0.Bất kể thay đổi pH sinh chất nguy hại cho sống.Khi pH xuống giá trị 6,thì nồng độ H+ sinh chất lớn gấp 10 lần so với lúc pH=7 Còn muối sản phẩm tạo nên axit hoá hợp với bazơ.Khi hoà tan nước,muối phân ly thành ion.Dung dịch chứa ion dung dịch chất điện ly.Chất điện ly có tính dẫn điện.Đường,rượu nhiều chất hữu khác hoà tan không phân ly thành ion nen dung dịch không dẫn điện.Chúng chất không điện ly Nhiều loại muối khoáng có mặt sinh chất.Quan trọng chất sống muối khoáng có cation Na+,K+,Ca2+,Mg2+ ,còn anion Cl-,HCO3-,PO43- Nồng độ muối chất lỏng thể thấp song có ảnh hưởng lớn đến hoạt động tế bào.Trong điều kiện bình thường,hàm lượng muối thường cố định.Sự thay đổi đáng kể nồng độ muối gây hại đến hoạt động sống thể Nồng độ muối sinh chất có tác dụng lên trình thẩm thấu chất sinh chất môi trường bao quanh +Các hợp chất hữu cơ: Các chất hữu quan trọng thường gặp chất sống gluxit,protein,lipit,axit nucleite chất steroit Một số chất chúng có chút cung cấp lượng cần thiết cho hoạt động sống;một số chất tham gia điều chỉnh trao đổi chất tế bào số loại tham gia đảm bảo cấu trúc toàn vẹn phận tế bào.Hàm lượng chúng tương đương quan khác nhau,giữa sinh vật khác Ví dụ,ở mô gan người sinh chất amip có 80% nước,12% protein,2% axit nuclêic,5% lipit,1% gluxit vài % steorit chất khác.Dĩ nhiên mô đặc biệt có ngoại lệ;ví dụ tế bào não chứa nhiều chất giống mỡ .Gluxit: Đường,tinh bột,xenlulozơ thuộc nhóm gluxit.Trong chất C,H,O chứa theo tỉ lệ 1:2:1.Loại C6H12O6,tức monosaccarit thuộc dạng gluxit đơn giản thường gặp.Trong số chúng có glucozơ fructzơ Glucozơ có lượng đáng kể thể chúng ta.Các loại gluxit khác mà sử dụng biến thành glicogen gan.Glucozơ thành phần cấu tạo tuyệt đối cần thiết cho máu.Hàm lượng máu mô động vật 0,1%.Tăng glucozơ thể không gây nguy hại lớn,song giảm hàm lượng glucozơ làm tăng kích thích số tế bào não làm chúng có phản ứng kích động yếu ớt.Do vậy,dễ sinh co giật,mất trí chết Glucozơ nguồn lượng cho trao đổi chất tế bào,kể tế bào não bộ.Nồng độ glucozơ máu điều chỉnh chế phức tạp có tham gia hệ thần kinh,gan,tuỵ,tuyến yên,tuyến thận Nhóm gluxit thứ hai thường gặp sinh chất disacacrit có công thức C12H22O11.Bản thân tên gọi cho thấy chúng tạo thành từ hai phân tử monosaccarit tách phân tử nước Đường mía tạo thành từ kết hợp phân tử glucozơ phân tử fructozơ có phân tử nước Mantozơ đường nha,được tạo nên hợp lại hai phân tử glucozơ có tách phân tử nước Đường lactozơ (gọi tắt đường sữa)tạo thành từ phân tử glucozơ kết hợp với galactozơ đồng thời tách phân tử nước.Nó có sữa động vật có vú Fructozơ có độ cao loại đường đơn.Còn saccarin chất nhân tạo,ngọt hàng trăm lần so với loại đường Các gluxit có phân tử lượng lớn polisaccarit.Trong số có tinh bột,xenlulozơ;phân tử chúng cấu tạo từ nhiều monosaccarit loại bỏ phân tử nước Tinh bột có công thức (C6H10O5)n.Các loại tinh bột khác số gốc n.Chúng thành phần chất sống động thực vật."Tinh bột" động vật có tên glicogen.Khác biệt với tinh bột khác phân tử chúng phân nhánh tan nước.Sở dĩ không tích luỹ dạng đơn giản glucozơ phải tích luỹ dạng phức tạp glucozơ dễ bị tan khuếch tán khỏi tế bào.Còn phân tử tinh bột glicogen hoà tan.Trong gan,glicogen dễ dàng chuyển thành glucozơ để vận chuyển đến quan khác thông qua hệ tuần hoàn Xenlulozơ hợp chất bền vững có chức bảo vệ tế bào.Nó không tan.Phân tử gồm nhiều glucozơ song liên kết hoá học glucozơ tinh bột xenlulozơ khác nhau.Enzym phân huỷ tinh bột không phân huỷ xenlulozơ.Các dẫn xuất xenlulozơ có vai trò thực tiễn lớn chế chất nổ,chế tơ visco ,xenluloit,một số chất dẻo,phim ảnh sơn Trong chất sống,gluxit đóng vai trò "chất đốt" cung cấp nhiệt,năng lượng vật liệu khung để chế tạo nhiều chất sống khác C6H12O6 + 6O2 ->6H2O + 6CO2+ 689 Kcal Gluxit liên kết với chất khác nhu protein,lipit để tham gia cấu tạo nhiều chất sống phức tạp khác sinh chất Ribozơ đêôxiribozơ đường chứa cacbon.Chúng tham gia cấu tạo phân tử axit nuclêic ADN,ARN .Lipit: Chất béo nguyên chất cấu tạo từ C,H,O hàm lượng oxi chúng nhiều so với gluxit.Chất béo mềm hơn,có thể lỏng,có loại thể rắn.Mỗi phân tử chất béo cấu tạo từ phân tử glixerin ba phân tử axit béo.Các chất béo khác thành phần axit béo khác tạo nên Axit béo mạch dài nguyên tử cacbon,ở đầu có nhóm -COOH(cacboxit).Tất chúng chứa lượng chẵn nguyên tử cacbon.Ví dụ axit béo panmitic có 16 C(C15H31COOH),axit stearic có 18 C(C17H35COOH).Các axit béo chia làm hai loại:no chưa no.Loại chưa no có chứa liên kết đôi mạch cacbon.Ví dụ:ở axit oleic 18 cácbon có liên kết đôi.Khi có liên kết đôi số nguyên tử H đi.Phân tử tristearinglixerin(C55H110O6)là chất béo mỡ bò phân tử axit stearit liên kết với phân tử glixerin.Chất béo sinh chất có vai trò quan trọng.Nó tham gia cấu trúc nguồn lượng Một gam chất béo cho số lượng gấp đôi gam glucozơ nên dùng dự trữ tiết kiệm hơn.Khi thể thừa gluxit biến thành chất béo để dự trữ.Lúc cần thiết từ chất béo chuyển thành gluxit,glucozơ để sử dụng Chất béo thành phần cấu trúc thiết yếu màng sinh chất.Màng bao quanh tế bào,bao quanh nhân số quan tử khác.Vỏ miêlin sợi thần kinh chứa nhiều chất béo.Dưới da động vật,người,chất béo tích tụ làm giảm nhiệt.Ngoài chức đó,chúng làm tăng tính đàn hồi da Trong nhiều loại chất béo khác,ngoài axit béo có chất khác photpho tạo thành photpholipit thành phần cấu trúc quan trọng tế bào động,thực vật,đặc biệt tế bào thần kinh.Màng sinh chất cấu tạo từ lớp kép phân tử photpholipit Steroit hợp chất béo phức tạp;phân tử gồm nguyên tử cacbon tạo nên vòng gắn với nhau,trong có vòng chứa cacbon,còn vòng thứ tư chứa nguyên tử cacbon Các sinh tố D,hoocmon sinh dục,các chất tiết từ vỏ tuyến thận,các muối axit mật cholesterol steroit có vai trò sinh học quan trọng.Cholesterol cấu phần quan trọng mô thần kinh mô khác.Còn Steroit hoocmon giữ vai trò chủ yếu việc trao đổi chất .Protein Các chất có chứa C,H,O,N có S P xếp vào protein.Trong chúng,nguyên tố chủ đạo nitơ.Toàn enzym,một số hoocmon nhiều thành phần cấu trúc quan trọng sinh chất protein.Protein hợp chất sinh học quan trọng nhất.Phân tử chúng có phân tử lượng cao.Chúng gồm nhiều hợp chất đa dạng chất sống Người ta tổng hợp gluxit,chất béo chưa tổng hợp phân tử protein Trong phân tử protein có hàng nghìn nguyên tử.Ví dụ hêmôglôbin(sắc tố đỏ)tạo màu đỏ máu có công thức phân tử C3032H4816O872N780S8Fe4 cho ta thấy phần mức độ phức tạp phân tử hêmôglôbin.Đa số protein chất sống enzym.Enzym chất xúc tác sinh học điều chỉnh tốc độ nhiều trình sinh hoá xảy sinh chất Hợp phần nhỏ tạo nên phân tử protein phức tạp nói axit amin.Người ta thu axit amin thuỷ phân protein.Hiện có khoảng 35 axit amin khác phát hiện;20 35 thực nghiệm xác nhận Số lượng axit amin khác tạo nên phân tử protein khác nhau.Trật tự xếp axit amin khác tạo nên đa dạng phong phú protein.Bởi cho số lượng protein vô tận.Việc phát cấu trúc phân tử hoocmon insulin,bao gồm loại axit amin vị trí xác định,là chứng chứng minh tính chất phức tạp quan trọng phân tử protein điều hoà trao đổi chất Sự đa dạng sinh học cho ta thấy có protein đặc trưng cho đa dạng đó.Cứ loài sinh vật có số loại protein đặc trưng.Các loài giống có protein đặc trưng giống Nghiên cứu giống khác protein thể khác tạo điều kiện tốt cho nghiên cứu tiến hoá sinh giới nghiên cứu quan hệ họ hàng huyết thống cá thể sinh học khác giống Đơn vị cấu trúc sở protein axit amin.Trong axit amin có nhóm chức hoá học:một nhóm axit(-COOH),một nhóm amin(-NH2).Nhóm amin có vai trò kiềm,vì chúng phản ứng với axit,còn nhóm axit có phản ứng với kiềm.Nhờ hai nhóm chức đối lập mà protein có tính chất đệm,nghĩa có khả chống lại thay đổi độ axit độ kiềm môi trường,do bảo vệ sinh chất Các axit amin phân tử protein kết hợp với nhờ liên kết peptit.Ví dụ:glixin kết hợp với analin thành glixinanalin Trong tổng hợp axit amin,người ta phát axit amin đặc biệt,gọi axit amin không thay Protein tham gia cấu tạo sinh chất,cấu tạo enzym(phần apoenzym),cấu tạo hoocmon.Ptotein có vai trò đặc biệt cấu tạo chức màng sinh chất.Chúng sử dụng nguồn cung cấp lượng lúc cần thiết .Axit nuclêic Hai nhóm chất riêng biệt xếp vào axit nuclêic lad ADN(axit đeoxiribonucleic)và ARN(axit ribonucleic) ***ADN: Năm 1890,từ nhân cac tế bào có mủ,Mise(Đức)đã phân tích phát phân tử ADN.Sau đó,năm 1924,bằng phương pháp hoá nhuộm,Fenlgen phát ADN thể nhiễm sắc nhân tế bào.Về sau năm 40 kỷ 20,cấu trúc ADN tìm thấy với đơn vị cấu trúc nuclêotit.Các nucleotit xếp thành cặp.Đến năm 1953,Watson(Mỹ)và Crick(Anh)từ nghiên cứu kỹ lưỡng phương pháp lý,hoá đặc sắc đưa cấu trúc phân tử xác ADN.Họ xác nhận ADN có dạng chuỗi xoắn kép Về cấu trúc phân tử,ADN cao phân tử(polime),gồm nhiều đơn phân(monome)gọi nucleotit.Mỗi nucleotit gồm thành phần: -Đường pentozơ gọi đêoxiribozơ(C5H10[sub]O[sub]4) -Nhóm photphat(axit phophoric) -Bazơ nitơ Nhóm photphat gắn cacbon 5' đường đêoxiribozơ,còn bazơ nitơ gắn vào cacbon 1' Có loại bazơ nitơ:loại Adenin(A) Guanin(G)là dẫn xuất bazơ purin;còn dẫn xuất bazơ pyrimidin có Timin(T) Xytozin(X) Các nucleotit nối với thành chuỗi polinucleotit qua nhóm photphat đường pentozơ.Mỗi gốc axit photphoric liên kết với nguyên tử cácbon 5' gốc đường với nguyên tử cacbon 3' gốc đường khác qua liên kết photphođieste Hai chuỗi polinucleotit xoắn lại với thành chuỗi xoắn kép,trong bazơ nitơ chuỗi liên kết với chuỗi liên kết hiđro theo nguyên tắc bổ sung Rõ ràng ADN có cấu tạo đa phân,do nhiều đơn phân hợp lại,có cấu tạo nhiều bậc.Sự đa dạng sinh giới bắt nguồn từ đây.Ở loài riêng có trình tự xếp nucleotit riêng phân tử ADN loài,và có đặc thù số lượng nucleotit riêng.Trong loài virus đơn giản có đến 5000 nucleotit,còn 46 NST người có đến 5000 tỉ nucleotit Trong chuỗi polinucleotit,đường pentozơ photphat giống nhau,riêng bazơ nitơ có liên kết khác Thuỷ phân ADN,E.Chargaff phát thấy phân tử ADN có tổng số bazơ purin tổng số bazơ pirimidin(Định luật E.Chargaff).Có nghĩa là: A=T,tức A/T=1 X=G,tức X/G=1 Định luật làm sở cho cấu trúc phân tử ADN theo nguyên tắc bổ sung Tỉ số (A+T)/(G+X) khác phần lớn trường hợp khác loại ADN loài sinh vật,nhưng lại đặc trưng cho loài;ở loài,tỉ số số riêng Ví dụ:ở người,tỉ số (A+T)/(G+X) =1,52;ở cừu 1,36;gà mái 1,38;rùa 1,31 Tỉ số gọi tỉ số bazơ Mô hình Watson Crick cho thấy vòng chuỗi xoắn kép gồm có 10 cặp bazơ có chiều dài 34 Ao khoảng cách cặp bazơ liền 3.4 Ao.Định luật E.Chargaff cho thấy rõ đặc điểm quan trọng mô hình liên kết đôi đặc thù bazơ.Các bazơ liên kết theo nguyên tắc bổ sung,từng cặp phải gồm bazơ có kích thuớc lớn(A,T)liên kết với bazơ có kích thước nhỏ(G,X)và ngược lại.Kết hai sợi đơn chuỗi xoắn kép bổ sung cho Nguyên lý bổ sung có tầm quan trọng đặc biệt với tượng di truyền,bảo đảm cấu trúc đặc trưng axit nucleotit,biểu không cấu trúc ADN mà chế tự chép ADN,cơ chế phiên mã,cơ chế dịch mã Một đặc tính quan trọng khác mô hình cấu trúc ADN tính định hương ngược chiều hai sợi đơn phân tử ADN đặc biệt liên kết 3'-5' photphatđieste,dẫn tới tính chất song song ngược chiều hai sợi đơn,từ 3'-5' ngược lại 5'-3'.Nói cách khác,đầu 3' sợi nằm phía đầu 5' sợi ngược lại Các ADN khác khác chiều xoắn,khoảng cách độ nghiêng cặp bazơ Dạng ADN mà Watson Crick phát thuộc dạng B,khá phổ biến,xoắn phải,các cặp bazơ nằm thẳng góc với trục xoắn.Dạng Z có chiều xoắn trái,mỗi vòng xoắn có 12 cặp bazơ.Dạng A,C,D có dạng khác so với dạng B số lượng cặp bazơ vòng xoắn độ nghiêng ***ARN Về mặt cấu trúc hoá học,ARN chất cao phân tử(polime),cũng gồm nhiều nucleotit gắn với sợi đơn phân tử ADN,và hình thành chuỗi đơn polinucleotit So sánh với ADN ARN khác với đặc điểm: -Một là,đường pentozơ ARN đường ribozơ(C5H10O5),không đường đeooxiribozơ ADN -Hai là,trong ARN có bazơ nitơ khác với ADN.Đó Uraxin,ở ADN Timin -Ba là,ARN có sợi đơn polinucleotit ADN chuỗi xoắn kép gồm hai sợi đơn Tuỳ theo chức di truyền phân tử ARN mà người ta chia ARN thành loại khác Chỉ ngoại lệ virus,ARN gen(genom)của chúng.ARN virus mà có chức trì truyền đạt thông tin di truyền tương ứng cho hệ sau.ARN virus thường sợi.Riêng số virus đặc biệt rêtrôvirus ARN có hai sợi Các loại ARN lại phân biệt thông qua chức tham gia qua trình sinh tổng hợp protein.Chúng có loại,được tổng hợp thông qua phiên mã ADN a1.ARN thông tin (m-ARN,i-ARN) Cũng gọi ARN trung gian,được tổng hợp nhân tế bào,trên khuôn mẫu ADN,làm nhiệm vụ trung gian truyền thông tin di truyền từ ADN nhân sang protein tổng hợp ribôxôm tế bào chất.Tổng số lượng m-ARN tế bào ít,vài phần trăm ARN tổng số Số lượng nuclêotit m-ARN biến đổi,từ 150 đến hàng ngàn nucleotit.Thời gian sống(tồn tại)trong tế bào ngắn a2.ARN vận chuyển (t-ARN,s-ARN) Được gọi ARN hoà tan,chiếm từ 10-20% tổng số ARN tế bào.Sợi chứa khoảng 75-85% ribonucleotit,khối lượng phân tử 260000 dvC 10 Liên kết cộng hoá trị liên kết hình thành góp chung electron nguyên tử nguyên tố (thường phi kim với hiđro với phi kim).Liên kết cộng hoá trị quan trọng liên kết anhiđrit.Liên kết kiểu liên kết hai phân tử đồng thời tách phân tử nước.Ví dụ:nhóm -OH phân tử nguyên tử H phân tử kia.Cũng thường xảy nhóm -OH phân tử nhờ nhóm photphat với việc tách nhóm photphat nguyên tử hiđro khỏi phân tử kia.Lúc nhóm photphat vô giải phóng liên kết anhiđric tạo -Liên kết anhiđrit gluxit liên kết glucozit -Liên kết anhiđrit axit amin liên kết peptit -Liên kết anhiđrit chất béo liên kết este Có nhiều loại liên kết este.Trong số quan trọng liên kết estephotphat:xảy nhóm -OH gluxit H từ axit photphoric.Ngoài có liên kết thioeste:xảy nhóm OH nhóm -COOH với H nhóm -SH Trong axit nuclêic,liên kết glucozit liên kết hình thành đường phản ứng với bazơ purin hay pirimidin;liên kết este photphat liên kết đường photpho.Coenzym-A hình thành nên liên kết thioeste với hàng loạt chất khác.Trong axetyl coenzym-A có liên kết thioeste axetyl với coenzym-A 16 e.Tính chất lý học thành phần cấu tạo tế bào Như thấy chất cấu tạo nên tế bào có chất đặc trưng hoá học,có số lượng riêng biệt.Bên cạnh hai tính chất đó,chúng có tính chất vật lý riêng biệt Tính chất vật lý phổ biến chất hỗn hợp với nước tạo hệ;có thể hệ dung dịch thật,một hệ huyền phù,hay hệ dung dịch keo.Quy định để coi dạng ba dạng phụ thuộc vào kích thước hạt phân tán Hệ dung dịch thật hạt hay ion phân tán đặn chất lỏng hoà tan (dung môi).Kích thước cảu hạt 0,0001 micromet.Dung dịch thật suốt,điểm sôi cao,điểm đông đặc thấp so với nước sạch.Nhiệt độ điểm sôi tăng lên nhiệt độ đông đặc hạ thấp xuống tỉ lệ thuận với nồng độ phân tử có dung dịch.Các bazơ,axit,muối nhiều chất không điện li đường tan nước tạo nên dung dịch thật Hệ dạng huyền phù hạt phân tán có kích thước lớn 0,1 micrômet.Đặc biệt để yên,các hạt lắng xuống.Dạng huyền phù không suốt.Nhiệt độ điểm sôi điểm đông đặc nhu nước Hệ dung dịch keo hạt không nhỏ hạt dung dịch thật,nhưng không lớn thể huyền phù.Kích thước hạt từ 0,0001-0,1 micrômet>Có loại khác keo thịt đông,keo hồ,keo sương mù Trong dung dịch keo hạt thường tích điện dấu nên có khuynh hướng đẩy làm cho phân tử giữ trạng thái phân tán 17 Dung dịch keo có khả đặc trưng biến đổi từ trạng thái keo lỏng (sol) sang trạng thái keo đặc (gel).Sự biến đổi phụ thuộc vào nhiệt độ,pH,sự có mặt ion,hay tác động học Hai trạng thái biến đổi thuận nghịch tức từ sol sang gel ngược lại từ gel chuyển sang sol loại keo gọi keo biến đổi thuận nghịch.Loại keo biến đổi từ sol sang gel keo không biến đổi thuận nghịch.Keo biến đổi thuận nghịch trở thành keo không thuận nghịch nhiệt độ,pH,v.v chúng thay đổi Trạng thái keo chất sống có tính vật lý quan trọng việc làm cho bề mặt tiếp xúc hạt nhân phân tán keo tăng lên nhanh.Đó nhân tố quan trọng làm tăng tốc độ phản ứng sinh hoá học.Chất sống tồn thể,trong tế bào trạng thái keo.Và keo sinh chất keo thuận nghịch điều kiện sống bình thường Chương 2:Tế bào nhân sơ I.Đại cương tế bào nhân sơ: Trước lâu,khi người chưa biết tế bào nhân sơ vi khuẩn gì,vi sinh vật người khai thác theo hướng có lợi nhiều hoạt động sống chúng.Quá trình lên men rượu,sản xuất dấm,làm tương,sản xuất nước mắm,muối dưa chua,làm đậu phụ,làm chao (đậu phụ nhự) khai thác mặt có ích chúng việc chế biến thức ăn,nước uống phục vụ nhu cầu đời sống hàng ngày,mặc dù lúc chưa phát số chúng nguyên nhân dịch bệnh lan truyền nhanh chóng bệnh đậu mùa,bệnh dịch hạch,bệnh thương hàn,bệnh tả Các nhà sinh học biết nghiên cứu sinh vật,các cây,quan sát xem xét mắt.Những sinh vật bé nhỏ tầm nhìn mắt thường,con người phải chờ tới kỷ XII,nhờ phát minh kính hiển vi quang học Antony Van Leeuwenhoek (Hà Lan) nghiên cứu Kính hiển vi quang học có khả phóng đại vật kích thước nhỏ không quan sát mắt lên từ 160-200 lần.Leeuwenhoek dùng kính hiển vi quang học quan sát sinh vật nhỏ nước,trong phân người động vật Ông phát giới vi sinh vật-lúc ông gọi động vật nhỏ.Những động vật nhỏ có hình dạng khác nhau:hình cầu,hình que,hình xoắn tương ứng với loại hình thể vi khuẩn.Từ dạng tế bào sinh vật nhân sơ ngày nghiên cứu sâu,có hệ thống Các nhà y sinh học từ bắt đầu nghiên cứu VSV gây bệnh tật.Trong số chúng,có loại gọi vi khuẩn,có loại gọi virus.Vi khuẩn có ba loại hình dạng nói trên.Vi khuẩn sinh sản cách cắt đôi đâu;còn virus sinh sản bên tế bào sống khác,như tế bào động vật,thực vật,tế bào vi khuẩn Thế giới vi khuẩn đa dạng,phong phú,có thể gặp khắp nơi tự nhiên đất Chúng loại có ích cho đời sống người,động vật,thực vật có nhiều loại gây bệnh tật 18 Các nhà khoa học sinh học xếp vi khuẩn thành hai nhóm sở dựa vào khả hoạt động chúng tự dưỡng dị dưỡng.Các vi khuẩn tự dưỡng không gây bệnh,chúng sử dụng khí cacbonic làm nguồn cácbon phát triển môi trường hoá học đơn giản.Các vi khuẩn dị dưỡng ngược lại,muốn tồn phát triển phải nhờ chất hữu động vật,thực vật sẵn có.Có nghĩa vi khuẩn tự dưỡng tự tổng hợp chất chuyển hoá cần thiết vitamin,các hoocmon, từ chất vô cơ.Còn vi khuẩn dị dưỡng khả đó,mà phải sống nhờ chất chuyển hoá tế bào khác Nói chung vi khuẩn có vai trò tự nhiên vô lớn.Trong chu trình nitơ tự nhiên,các vi khuẩn làm thối rữa xác hữu động thực vật,xác VSV giữ vai trò quan trọng.Trong vòng tuần hoàn tự nhiên cácbon,các vi khuẩn lên men chất cacbonhidrat động vật thực vật đóng vai trò to lớn.Có thể nói,nếu vi khuẩn tất nguyên tử cácbon,nitơ tích tụ lại xác chết mãi sống ngừng lại nguyên liệu tổng hợp nên chất nguyên sinh mới.Đặc biệt có vi khuẩn có khả sử dụng nitơ khí để tạo nên hợp chất nitơ,từ thực vật có chúng cộng sinh,có thể tổng hợp protêin cần thiết cho động vật người Trong công nghệ sinh học,chính hoạt động sống vi khuẩn nhân tố có vai trò chủ yếu.Con người sản xuất rượu,các loại bia,vang nhờ lên men vi khuẩn lên men rượu đường.Các thực phẩm giàu chất dinh dưỡng sữa chua,bơ,pho mát,đậu phụ,nước chấm nhờ họat động vi khuẩn lên men sữa,đậu tương,các hạt dầu giàu protein.Trong công nghiệp sản xuất văcxin đề phòng bệnh dịch nguy hiểm uốn ván,bại liệt,sốt rét ,chúng ta khai thác hoạt động VSV virus gây nên bệnh dịch đó.Để biến rác thải đời sống hàng ngày người,đặc biệt đô thị,thành sản phẩm có ích không gây ô nhiễm,người ta khai thác hoạt động vi khuẩn lên men thối,các nấm phân huỷ xác hữu bền vững xenlulozơ Từ rác thải biến thành khí đốt đun nóng,sưởi ấm,phân bón vi sinh,compôst(phân trộn) phân bón cho lương thực,cây cảnh rau quả.Công nghệ sản xuất nhiều loại vitamin,nhiều loại thực phẩm giàu protein đại khác thịt nhân tạo, sử dụng hoạt động vi khuẩn thích ứng.Riêng môn khoa học sinh học,sinh học phân tử vi khuẩn Escherichia Coli trở thành đối tượng vô quý giá để nghiên cứu.Ngày khoa học nghiên cứu tế bào đạt nhiều thành tựu to lớn nhờ sử dụng vi khuẩn làm tác động.Watson sở nghiên cứu E.Coli tạo thành tựu sinh học phân tử (E.Coli bé 500 lần so với tế bào bình thường,có khối lượng 2.10-12 gam,chứa 75% nước so với khối lượng khô,có khoảng 3000-6000 loại phân tử khác nhau).F.Jacob J.Monod(1960) dựa vào kết nghiên cứu đối tượng E.Coli mà phát minh chế điều hoà phiên mã tế bào nhân sơ trình tổng hợp protein II.Hình dạng tế bào nhân sơ Vi khuẩn có hình dạng định,do vách vi khuẩn định(trừ số vi khuẩn vách).Kích thước chúng từ bé đến lớn khoảng micrômet-10 micrômet chiều dài,0,2-1 micrômet chiều ngang.Các vi khuẩn gây bệnh khoảng từ 0,2-10 micrômet.Phần lớn loài vi khuẩn có dạng tế bào đơn lẻ,nhưng số loài có nhiều tế bào xếp thành cụm,chuỗi.Hình dáng tế bào vi khuẩn có loại:cầu khuẩn dạng vi khuẩn có dạng hình cầu,xoắn khuẩn có dạng hình xoắn hay hình dấu phẩy,trực khuẩn có dạng hình que 19 Trong số cầu khuẩn,có loại có tế bào riêng lẻ,có loại xếp thành tế bào (lậu cầu gây bệnh lậu Goncoccus),có loại xếp nhiều tế bào thành chuỗi dài (liên cầu khuẩn Streptococus),có loại nhiều tế bào xếp thành chùm lộn xộn chùm nho (tứ cầu khuẩn Staphylococcus).Còn loại xoắn khuẩn gồm hai loại chính:Loại thứ có thể xoắn ít,đôi có hình dấu phẩy (xoắn khuẩn gây bệnh tả).Loại thứ hai xoắn nhiều dụng cụ mở nút chai,một số loại gây bệnh giang mai III.Cấu tạo tế bào nhân sơ 1.Nhân tế bào nhân sơ a.Thành phần hoá học,sự phân bố nhân Nhân phận tế bào nói chung chứa đựng máy di truyền có nhiều axit đêoxiribonuclêic.Vì chứa ADN nên ưa kiềm dẫn tới nhân bắt màu với chất màu kiềm lúc nhuộm.Ở tế bào động vật thực vật,nhân tập trung nhiều ADN nên dễ bắt màu nhuộm.Song tế bào vi khuẩn mặt có ADN,mặt khác ADN lại phân tán sinh chất nhuộm màu không tập trung,do khó phân biệt,phải nhuộm màu riêng nhân tế bào vi khuẩn thuốc nhuộm đặc biệt dễ quan sát.Bởi vi khuẩn thuộc loại tế bào nhân sơ.Sự kiện xảy từ năm 1935.Người ta nhuộm nhân vi khuẩn thuốc azua metylen eosinat,phương pháp Robinow,phương pháp Piechaud,dùng phản ứng Fenlgen b.Hình dáng nhân Rất khó quan sát hình dáng nhân tế bào tế bào nhân sơ cách xác tốc độ phân chia tế bào vi khuẩn nhanh.Quan sát nhân tế bào vi khuẩn thường gặp nhân-hiện tượng tế bào vi khuẩn trạng thái phân chia Ngoài yếu tố khác mà hình dạng nhân tế bào thay đổi.Ví dụ:nồng độ NaCl,tia cực tím,tia X,hoặc liều thuốc làm yếu gần chết chất kháng sinh aurêomyxin,cloramphenicol c.Cấu tạo nhân 1.Không có màng nhân:người ta phân biệt cấu trúc nhân nguyên sinh chất thành phần cấu tạo hoá học chúng khác 2.Nhân có cấu tạo sợi có đường kính 3-8 nm,không có nhân con,là sợi xoắn ADN.Nếu tháo xoắn,ta có sợi dài 1nm 3.Là sợi ADN đóng kín.Hiện chưa thống ý kiến cho ADN có hay không liên kết với loại protêin kiểu protamin hay histon tế bào động thực vật.Các gen phân tử ADN nhân tế bào vi khuẩn xếp thẳng hàng nhóm liên kết vòng.Đó giả thuyết nhà hình thái học nhân xác nhận 20 [u]4.Sợi ADN tế bào vi khuẩn thường có dạng vòng tròn.Kết luận có nhờ Klein Schmidt lí giải Micrococcus lisodeiticus điều kiện không dùng chất tẩy mạnh.ADN giải phóng cách dễ dàng hấp thụ lên lớp prôtêin;ADN mạ bóng sau quan sát kính hiển vi điện tử.Hình ảnh thu ADN rõ.Đó sợi dài,có đường kính phù hợp với đường kính hai sợi xoắn lại hai đầu tự do,nó tạo vòng tròn [u]5.Sợi ADN tự chép theo sơ đồ Crick Watson.Cairns chứng minh kiện thí nghiệm tuyệt vời:ông nuôi cấy Esherichia Coli môi trường có timin đánh dấu tritium.Timin trộn lẫn vào ADN,ADN trở thành chất có tính phóng xạ.Sau thời gian nuôi cấy khác nhau,đem li giải tế bào vi khuẩn phức hệ gồm enzym phân giải loại thuốc tẩy,ADN giải phóng ra.Đem ADN đặt lên phiến kính mỏng.Phiến kính đặt chỗ khô sau phủ lên nhờ hỗn dịch thuốc ảnh.Hai tháng sau bóc lớp ảnh chụp quan sát thấy có sợi bị gãy,nhưng có sợi độc có hình vòng tròn chu vi 1400 micrômet.Phân tử ADN có khối lượng phân tử tỉ.Nó hình thành chuỗi polinuclêotit kép,chuỗi tự chép theo cách bán bảo toàn,mỗi sợi dùng làm khuôn để hình thành sợi bên d.Sinh chất tế bào nhân sơ Sinh chất tế bào vi khuẩn khác với sinh chất tế bào động thực vật.Trong tế bào động vật thực vật bậc cao,sinh chất có cấu tạo phức tạp với trung tử,tiểu thể trung,ti thể,bộ máy Golgi,mạng lưới nội chất loại Sinh chất chúng có chuyển động,sự hình thức biến không bào.Còn tế bào vi khuẩn,sinh chất có cấu trúc đơn giản Sinh chất tế bào vi khuẩn trạng thái gel,vì vật sinh chất không chuyển động được.Trong chúng hạt,các thể vùi Dưới kính hiển vi điện tử,sinh chất có cấu tạo dày đặc hạt có đường kính 10-20 nm.Đó ribôxôm cấu tạo nhờ protein ARN.Các ribôxôm bị quay li tâm có độ lắng 30s,50s,70s 100s.Loại có 70s loại 30s 50s hợp thành.Loại 100s hai loại 70s hợp thành.Nhiều ribôxôm hợp thành nhiều đám nhiều ribôxôm (poliribôxôm) sinh chất.Các poloribôxôm nơi xảy tổng hợp protein Thể vùi sinh chất kho chứa cacbonhidrat,chứa photphat chất có lượng cao Tóm lại sinh chất vi khuẩn có đặc điểm sau: +Không chuyển động nội bào +Không có phân biệt hoá +Không có trung tử +Không có máy Golgi +Không có mạng lưới nội chất +Không có lạp thể +Không có hệ tiểu vật Nhưng số lượng ribôxôm nhiều nên tế bào vi khuẩn có khả tổng hợp lớn,sinh sôi nảy nở nhanh 21 2.Màng sinh chất tế bào nhân sơ Nếu tách vách khỏi tế bào vi khuẩn,chúng ta thấy màng sinh chất bao bọc sinh chất Muốn quan sát màng sinh chất,người ta đặt tế bào vi khuẩn dung dịch ưu trương(dung dịch có nồng độ chất tan lớn nồng độ chất tan tương ứng có tế bào chất),thì nước sinh chất thoát khỏi tế bào vi khuẩn.Sinh chất vi khuẩn co lại có màng chiết quang bọc sinh chất tách rời vách.Màng nhuộm màu rõ Nếu ta nhúng tế bào vi khuẩn trở lại dung dịch nhược trương(dung dịch có nồng độ chất tan bé nồng độ chất tan tương ứng tế bào chất) tế bào vi khuẩn phương trình lên tế bào vi khuẩn bị nổ vỡ Có thể thu hồi riêng màng sinh chất nhờ phương pháp li tâm sau phá vỡ tế bào vi khuẩn.Dưới kính hiển vi điện tử,màng sinh chất có bề dày khoảng 10nm.Màng gồm có miền:hai miền có màu đục tối,miền dày màu sáng.Phân tích hoá học người ta thấy màng bao gồm lơp kép photpholipit chủ yếu.Ở lớp kép photpholipit có phân tử protein xếp rác thải,đó phân tử protein xuyên màng.Ở rìa rìa lớp kép photpholipit,người ta tìm thấy phân tử protein rìa màng.Loại nằm miền gọi rìa màng ngoài,loại nằm miền gọi rìa màng trong.Cũng có người xem màng biển lỏng photpholipit,mà "biển" lỏng có "đảo" protein.Và xem màng khảm lỏng gần đúng.Kiểu cấu tạo màng vi khuẩn mô tả hệt kiểu màng sinh chất tế bào động vật thực vật bậc cao khác .Chức màng sinh chất tế bào nhân sơ: Chức thấm chọn lọc:Màng sinh chất có chức hàng rào thẩm thấu.Nó cho phép số chất hoà tan cần thiết cho tế bào vi khuẩn vào tế bào vi khuẩn,đồng thời cho phép số chất khác hoà tan có hại cho tế bào vi khuẩn khỏi tế bào vi khuẩn(các độc tố tế bào vi khuẩn ) Trên màng sinh chất phân bổ nhiều loại enzym chuyển hoá chất trao đổi lượng enzym thuộc nhóm xitôcrôm,các enzym hoạt động chu kỳ Krebs Đối với phân chia tế bào vi khuẩn,màng nguyên sinh "màng" mạc thể gọi mảnh giữa(mêxôsôme) có chức đạo phân chia tế bào vi khuẩn.Mêxôsôme khâu trung gian liên kết không đổi chất nhân màng sinh chất Tóm lại màng sinh chất mêxôsôme tế bào vi khuẩn đóng vai trò ti thể loại tế bào khác tham gia vào trình phân chia tế bào 3.Vách tế bào nhân sơ Người ta nhận biết vách tế bào nhân sơ nhiều cách:vi phẫu phân tích,phân lập vách,nhuộm màu;trong y tế dùng phản ứng kháng thể đặc biệt,và phổ biến soi kính hiển vi điện tử 22 Vách vi khuẩn khung bên có tác dụng giữ hình dáng định tế bào vi khuẩn.Cấu tạo vách có chức bảo vệ thể vi khuẩn chống lại áp suất thẩm thấu nội bào lớn.Thành phần cấu tạo vách xenlulozơ Vách loài vi khuẩn kết hợp thành phức hợp bền vững với thuốc nhuộm tím gentiam lugol phức hợp khó bị phân rã y tế gọi vi khuẩn gram dương,vách có lớp đồng nhất,dày 15-20nm Vách loại cho phép cồn dẫn thuốc nhuộm vào vi khuẩn vi khuẩn vi khuẩn gram âm.Vách có cấu tạo ba miền.Một miền sáng nằm hai miền đen.Miền bao gồm porin(là protein) tạo kênh để phân tử lớn (M>1000) qua.Miền peptidoglican(gần chitin),làm cứng vỏ.Miền miền có nhiều yếu tố vận chuyển qua đến màng sinh chất Có loại tế bào vi khuẩn có vách gồm đơn vị thứ cấp có cấu trúc đa giác,đường kính từ 8-10nm.Một số khác có cấu trúc sợi.Các cấu trúc vách tế bào vi khuẩn thường nhạy cảm với loại thuốc kháng sinh Vách nằm cách màng sinh chất khoảng trung gian,chứa glicopeptit(proteinglucan).Khối lượng khô vách tế bào vi khuẩn lớn,chiếm khoảng 20-35% so với khối lượng tổng số Phân tích thành phần hoá sinh học vách tế bào vi khuẩn gram dương người ta thấy có nhiều loại-ozơ axetyl glucosamin (AG),axit axetyl muramic(AAM),glucozơ,galactozơ,gentibiozơ Cũng có nhiều loại axit amin alanin,lizin hay diaminopimelic,axit glutamin,glixin lipit Bên vách tế bào vi khuẩn có lớp vỏ.Đó sản phẩm tiết từ vách.Vỏ chứa chất tiết giữ vai trò nhân tố kháng nguyên 4.Roi lông tế bào nhân sơ: Roi làm cho tế bào vi khuẩn di động được,dài chưng 6-12 nm,đường kính 10-30 nm.Hình dạng roi lúc chuyển động lượn sóng xoáy trôn ốc.Chúng phân bố khác tuỳ loại vi khuẩn.Điểm xuất phát lông từ màng sinh chất vượt qua màng nguyên sinh thò ngoài.Thành phần hoá học roi protein có khối lượng phân tử từ 30000 đến 40000.Roi quan vận động tế bào vi khuẩn.Tốc độ vận động khoảng 0,5 nm Ở tế bào vi khuẩn,ngoài roi có lông (pili).Lông có hình dáng roi song ngắn Có hai loại lông: lông thường lông giới tính.Lông thường có cấu tạo hoá học loại protein.Lông giới tính dài 20 micromet,đường kính 8,5 nm.Số lượng tế bào không nhiều,từ đến chiếc.Qua lông,các nuclêic bơm đẩy qua.Lúc giao phối xảy đầu lông cá thể đực cố định cá thể 5.Vỏ tế bào nhân sơ: Vỏ vi khuẩn phận tuỳ tiện gặp số loài tế bào vi khuẩn Clostridium,Bacillus Vỏ xuất điều kiện không thuận lợi cho đời sống 23 chúng nhiệt độ cao,pH thay đổi.Trên tế bào vi khuẩn,vỏ hình thành vị trí khác nhau:ở giữa,ở gần cuối hay cuối tế bào vi khuẩn Vỏ có thành phần hoá sinh học protein giàu liên kết disunfua xystin,các canxi axit dipicolinic.Ở tế bào khuẩn lam ,vỏ làm cho tế bào lên bám vào hay chọc thủng vào giá thể khác IV.Trao đổi chất lượng Tế bào vi khuẩn có phương thức trao đổi chất lượng hầu hết tế bào giới sinh vật.Chúng ta kết hợp nghiên cứu nội dung nghiên cứu trao đổi chất lượng tế bào nhân chuẩn Đa số tế bào vi khuẩn sinh sống theo phương thức dị dưỡng ngoại trừ tế bào khuẩn lam V.Sinh sản tế bào nhân sơ: Sự sinh sản tế bào vi khuẩn thường theo đường sinh sản vô tính-phân đôi tế bào.Trong tình có phân đôi thể nhiễm sắc phân chia phần lại tế bào.Vì tế bào thường có bốn nhiều số lượng miền nhân.Ở số loài tế bào mẹ kéo dài phân chia.Trong số tế bào khác hai tế bào tách lớn lên.Sự phân chia tế bào xảy nhanh vi khuẩn.Ở số lớn,tế bào vi khuẩn 20 phút lại có lần phân chia.Với tốc độ phân chia vậy,sau tế bào vi khuẩn sinh 250000 tế bào điều kiện thuận lợi.Con số giúp hiểu có số lượng nhỏ vi khuẩn xâm nhập vào thể người động vật chẳng chốc xuất triệu chứng bệnh tật Một số tài liệu nghiên cứu tế bào di truyền cho thấy vi khuẩn có tượng sinh sản giống sinh sản hữu tính.Lúc xảy liên kết hai tế bào trao đổi yếu tố di truyền.Ở E.Coli,có thể tính "đực-cái".Tế bào tính "đực" chuyền tín hiệu di truyền nhờ cách tiếp xúc trực tiếp với tế bào "cái".Khả chuyển gen điều chỉnh nhờ yếu tố sinh sản lông F+.Lông F+ chuyển sang tế bào "cái" tế bào thành tế bào "đực" Các tế bào vi khuẩn bình thường đơn bội.Khi sinh sản hữu tính, thể nhiễm sắc từ tế bào "đực" chuyển phần hay toàn sang tế bào "cái" kết tạo tế bào phần hay hoàn toàn lưỡng bội.Tế bào phân li thể nhiễm sắc tạo nên hệ đơn bội cũ VI.Ý nghĩa thực tiễn tế bào nhân sơ: Hàng loạt sản phẩm hoá sinh học loài vi khuẩn khác sinh trình trao đổi chất chất có giá trị lớn với người Sản lượng nhiều ngành công nghiệp (công nghệ sinh học) phụ thuộc phần toàn vào hoạt động sống vi khuẩn Nhiều loại vi khuẩn định có khả sản xuất lượng lớn chất hoá học quan trọng rượu butylic,axeton Không có tham gia vi khuẩn không thực trình sấy thuốc lá,quá trình xử lý da trước thuộc,quá trình ngâm vỏ đay để sản xuất sợi,quá trình sản xuất nước mắm,quá trình sản xuất bột Vi khuẩn dùng để sản xuất thực phẩm bơ,pho mát,dưa chua,xử lý bông,tơ,cà phê,ca cao Người ta dùng vi khuẩn để xử lý làm nước bẩn,phân giải rác bẩn,phân huỷ lớp dầu mỏ 24 chảy tràn mặt biển, Đặc biệt người ta dùng vi khuẩn để sản xuất phân bón cho trồng vi khuẩn có vai trò to lớn chu trình nitơ cacbon tự nhiên.Trong việc phòng bệnh hiểm nghèo uốn ván,bại liệt,bạch hầu,ho gà người ta dùng vi khuẩn thích hợp để sản xuất vacxin.Công nghệ sinh học phát triển mạnh mẽ giới phần chủ yếu quan trọng số khai thác hoạt động sống vô đa dạng,phong phú tế bào vi khuẩn.Tuy nhiên khả gây bệnh cho người động vật to lớn hết sức.Vì nghiên cứu chúng có tầm quan trọng lớn lao Chương 3: Tế bào nhân chuẩn I.Đại cương té bào nhân chuẩn Tế bào nhân sơ có hình dạng thuộc ba dạng phổ biến hình que,hình phẩy hay xoắn hình cầu,còn tế bào nhân chuẩn hình dáng đa dạng hơn.Tế bào biểu bì thực vật có hình dạng khối vuông hay chữ nhật,vách phía tiếp xúc môi trường dày hoá cutin lá,hoá bần thân rễ.Đặc biệt tế bào biểu bì rễ non phình thành tế bào lông hút.Tế bào tầng phát sinh có hình khối chữ nhật,thành mỏng,nhân lớn,tế bào chất nhiều.Tế bào mô thịt gần trứng.Tế bào mô thịt chứa nhiều lục lạp hạt tinh bột.Tế bào mạch dẫn có hình trụ rỗng dài,vạch hoá lignin,có tác dụng nâng đỡ học dẫn dắt thức ăn từ lên tế bào có lỗ rây dẫn chất hữu tổng hợp đến phận khác cây.Tế bào cánh hoa không bào lớn,chứa nhiều chất có màu sắc 25 TẾ BÀO THỰC VẬT Tế bào động vật vô đa dạng,phong phú.Tùy loại mô khác mà tế bào có hình dạng khác nhau.Tế bào hồng cầu hình đĩa dẹp hai bên.Tế bào dài gần nhọn hai đầu.Tế bào thần kinh có hình dạng có hình tua dài Tế bào nhân chuẩn có hình dạng nói chung phức tạp,song cấu tạo gần giống nhau:chúng có vỏ,màng sinh chất,nhân tế bào chất.Trong tế bào chất có nhiều quan tử xây dựng nên nhờ hệ thống màng bên tế bào TẾ BÀO ĐỘNG VẬT Trong thể động vật thực vật,các tế bào sở chức thống hợp lại thành mô.Nhiều mô hợp lại thành quan.Nhiều quan hợp lại thành thể hoàn chỉnh II.Màng sinh chất chức năng: A.Cấu tạo, thành phần: Thành phần sinh hoá: Tế bào xuất có màng hình thành.Tế bào có thành phần cấu tạo phức tạp.Các màng vạch rõ ranh giới bên điều khiển dòng phân tử qua ranh giới đó.Màng chia không gian bên tế bào thành phận riêng biệt,các trình thành phần riêng rẽ.Chúng tổ chức phản ứng phức tạp liên tục chúng làm trung tâm việc dự trữ lượng thông tin qua lại từ tế bào đến tế bào.Các hoạt động sinh học màng bắt nguồn từ tính chất vật lý đặc biệt chúng.Các màng bền vững linh hoạt,tự khép kín thẩm thấu 26 chọn lọc chất tan có cực.Tính linh hoạt cho phép thay đổi có định hướng ,đồng thời làm cho tế bào vừa lớn lên vừa chuyển động (như amip).Khả đóng kín chỗ vỡ tạm thời cho màng liền lại cho phép hợp lại hai màng lúc thải khỏi tế bào hay cho phép phần màng đơn đóng sau phân chia,thu hai ngăn kín,như thực bào,hay phân chia tế bào không sinh lỗ lớn thô thông qua bề mặt tế bào.Vì màng có tính thẩm thấu chọn lọc,chúng giữ lại chất ion định tế bào phần tế bào đặc trưng ngăn chặn thứ khác Các màng chắn thụ động.Chúng bao gồm loại protein đặc biệt kích thích hay xúc tác khác phân tử.Các bơm vận chuyển chất tan hữu đặc biệt ion vô qua màng ngược gradient nồng độ,biến đổi lượng từ dạng qua dạng khác.Chất nhận(receptor)của màng sinh chất nhạy cảm với dấu hiệu tế bào,làm biến đổi chúng thành phân tử thay đổi tế bào Các màng gồm có hai lớp phân tử mỏng,chúng coi hai đơn vị bản.Hầu hết trình sinh lý tế bào phối hợp với màng (thậm chí tổng hợp chất lipit chất protein biến đổi lượng ti thể lục lạp).Vì va chạm phân tử không gian hai lớp khác nhiều so với không gian ba lớp nên hiệu đường xúc tác enzym định xảy hai lớp tăng lên lớn 2.Tính linh hoạt màng sinh chất: MSC màng cứng, có tính ổn định để ngăn cách tế bào với môi trường có đặc tính linh hoạt hệ thống "lỏng" Đặc tính tính chất lớp kép lipit, protein glicolipit glicoproteit quy định nên 1.1Tính linh họat lớp kép lipit: Thể trạng thái lỏng nhớt lớp phân bố photpholipit chưa no no Khi photpholipit ỏ trạng thái no- màng trở nên nhớt photpholipit trạng thái chưa no( trạng thái nhiệt độ sinh lý) màng trạng thái lỏng Tính linh hoạt lớp lipit kép thể chuyển động phân tử lipit: chuyển động dịch chỗ chuyển động co dãn Khi chuyển động dịch chỗ phân tử lipit chuyển chỗ theo tuyến ngang ( dịch chuyển sang bên cạnh) loại chuyển động nhanh Sự chuyển chỗ phân tử lipit xảy từ lớp lipit sang lớp lipit ( chuyển dịch bấp bênh hay chuyển dịch FLip- Flop) Đó chuyển dịch chậm Sự chuyển động co dãn phân tử lipit thể tính co giãn phân tử lipit chưa no mạch hydrocacbon có liên kết đôi Tính co giãn lớp kép lipit tùy thuộc vào hàm lượng cholesterol màng, tăng cao hàm lượng cholesterol làm tăng tính vững màng 27 1.2Tính linh hoạt protein màng: Các phân tử protein có khả chuyển động quay chuyển dịch màng Bình thường phân tử protein phân bố nhiều đồng đều, điều kiện có thay đổi môi trường ví dụ hạ thấp độ pH Sự kích thích kháng thể phân tử protein di chuyển tạo nên tập hợp Sự di chuyển protein màng thấy rõ ta lai tế bào người tế bào chuột in vitro để tạo nên tế bào lai Sử dụng kĩ thuật miễn dịch huỳnh quang( kháng thể huỳnh quang lục để đánh dấu protein chuột kháng thể huỳnh quang đỏ để đánh dấu protein người), chứng tỏ màng tế bào lai điểm huỳnh quang lục đỏ phân bố lẫn lộn xen kẽ Điều chứng tỏ protein màng chuyển dịch ngang theo khoảng cách nhiều micron 1.3Kiểm soát tính linh hoạt màng: Tính linh hoạt màng, đặc biệt tính linh hoạt protein màng kiểm soát nhân tố bên bên Sự kiểm soát tác nhân môi trường ngoại bào Ví dụ: lectin không xâm nhập vào tế bào chúng kích thích xâm nhập số chất vào tế bào khởi động tăng trưởng tế bào, thông qua protein màng Sự kiểm soát protein màng tùy thuộc vào hệ thống xương tế bàogồm vi sợi vi ống nằm sát màng liên kết với màng qua protein rìa màng B Chức màng sinh chất: Chức màng sinh chất: MSC thực chức quan trọng sau: - Ngăn cách tế bào với môi trường, tạo cho TB hệ thống riêng biệt - Thực trao đổi chất TB môi trường - Thu nhận thông tin có nguồn gốc ngoại bào chuyển vào môi trường nội bào - Ngoài MSC TB vi khuẩn có chức hô hấp màng có chứa enzym hô hấp tham gia vào phân bào vi khuẩn nhờ cấu trúc mesoxom màng 1.1 Màng sinh chất ngăn cách TB với môi trường Tất tế bào dù đơn bào hay tế bào thể đa bào ngăn cách với môi trường xung quanh màng sinh chất, tạo cho TB hệ riêng biệt qua màng, TB trao đổi cách có chọn lọc chất cần thiết cho sinh trưởng phát triển TB thể Trong thể đa bào TB ngăn cách lớp dịch mô- môi trường ngoại bào, TB liên hệ với thông qua MSC lớp dịch mô Các cấu trúc phân hóa để tăng cường mối liên hệ TB cấu trúc phân hóa MSC( desmoxom,desmoplasma- xem phần sau) Đối với hợp bào ( ví dụ vân…), MSC ngăn cách TB biến để tạo thành khối TB chất chứa nhiều nhân có màng chung 28 MSC giữ cho TB có hình dạng ổn định, đồng thời tính linh hoạt màng TB thay đổi đáp ứng chức thể ( chuyển động amip, thực bào, ẩm bào…) 1.2Sự vận chuyển chất qua màng: MSC không ngăn cách TB với môi trường mà đóng vai trò định trao đổi chất TB môi trường ngoại bào MSC nhiểu chất qua theo hai hướng Sự vận chuyển chất qua màng không phụ thuộc vào kích thước chất chất vận chuyển, mà phụ thuộc vào cấu tạo tính chất màng Sự vận chuyển thụ động không tiêu phí lượng theo phương thức hoạt tải- vận chuyển tích cực kèm theo tiêu phí lượng ATP Sự vận chuyển tùy thuộc vào có mặt protein màng, thay đổi hình dạng màng ( tượng nhập bào- xuất bào) 1.2.1 Vận chuyển chất ko kèm tiêu phí lượng: Đó phướng thức vận chuyển thụ động, vận chuyển nhờ dung môi, vận chuyển dễ dàng: a Vận chuyển thụ động: Sự vận chuyển thụ động chất qua màng tùy thuộc vào điều kiện sau: - Kích thước phân tử: Các chất có kích thước lớn tốc độ vận chuyển chậm, nhiên chất phải chất ko phân cực( oxy dễ dàng thấm qua màng) không tích điện - Tính chất phân tử: Những chất hòa tan lipit dễ dàng qua màng, chất hòa tan nước khó qua màng - Gradien nồng độ: Một phân tử vận chuyển thụ động qua màng tùy thuộc vào gradien nồng độ chất hai phía màng Chúng di chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp theo nguyên tắc khuếch tán Lợi dụng tính dễ qua màng chất lipit người ta chế lipoxom viên có kích thước 50nm bao lớp lipit kép chứa chất có hoạt tính ( emzim, chất chống đông) sử dụng điều trị phương tiện chuyên chở chất thuốc, chúng dễ dàng qua MSC giải phóng hoạt chất( chất thuốc) vào tế bào b Sự vận chuyển nhờ dung môi: Như biết nước chất hòa tan nước khó qua lớp ghét nước MSC Tính thẩm thấu màng nước chất hòa tan nước giải thích chế tạo lỗ khe di chuyển họp nhóm protein có màng Ví dụ màng tiểu mô bóng đái ếch ko thấm nước Bình thường phân tử protein màng phân bố phân tán, có tác động hormon chống lợi tiểu nước bóng đái hấp thụ lại nhờ tế bào biểu mô bóng đái, phân tử protein màng di chuyển họp nhóm để tạo nên vùng thẩm thấu nước gồm lỗ khe c Sự vận chuyển dễ dàng: Sự vận chuyển chất hòa tan làm dễ dàng thêm nhờ chế sử dụng 29 protein mang hay protein chuyên chở( transporter) Các protein mang protein nằm màng, sử dụng làm chất chuyên chở cách protein mang gắn với chất chuyên chở nhờ phần có hình thù bổ trợ đặc trưng chuyển chúng vào tế bào chất Hoạt tính tương tự phản ứng emzim- chất, khác chỗ chất chuyển chở không bị làm thay đổi cấu trúc Trong hoạt động chuyên chở protein thay đổi thù hình từ phía màng (khi gắn với chất chuyên chở) trở lại thù hình ban đầu phía màng ( giải phóng chất chuyên chở) 1.2.2 Hoạt động protein mang: - Hoạt động protein mang xảy theo phương thức tham gia vào chế chuyển thụ động vận chuyển tích cực( hoạt tải) - Vận chuyển đơn cảng( uniport): Là trường hợp vận chuyển chất từ phía đến phía màng + Ví dụ: chuyên chở gluco từ môi trường ngoại bào vào tế bào chất môi trường ngoại bào nồng độ gluco cao TBC Hình thức vận chuyển thụ động, không cần tiêu phí lượng - Vận chuyển đồng cảng ( symport): Là vận chuyển chất phải kèm theo đồng thời vận chuyển chất khác theo hướng + Ví dụ tế bào ruột tế bào ống thận phải vận chuyển gluco từ xoang ống ruột xoang ống thận ( nơi có nồng độ gluco thấp) vào TBC ( nơi có nồng độ gluco cao hơn) phương thức vận chuyển tích cực ( ngược với gradient nồng độ) nhờ vận chuyển đồng cảng với Na + ( nồng độ Na + dịch ngoại bào lớn) - Vận chuyển đối cảng ( antiport): Là trường hợp vận chuyển đồng thời hai chất theo hai hướng ngược nhau, chất vào TBC, chất môi trường ngoại bào Protein mang anion có tên băng III có màng sinh chất hồng cầi người, hoạt động đối cảng vận chuyển Cl HCO3 - 30 [...]... chuyển sang tế bào "cái" và khi đó tế bào này sẽ thành tế bào "đực" Các tế bào vi khuẩn bình thường đều là đơn bội.Khi sinh sản hữu tính, thể nhiễm sắc từ tế bào "đực" được chuyển một phần hay toàn bộ sang tế bào "cái" và kết quả là tạo ra một tế bào một phần hay hoàn toàn lưỡng bội .Tế bào mới này nếu phân li thể nhiễm sắc thì sẽ tạo nên thế hệ con đơn bội như cũ VI.Ý nghĩa thực tiễn của tế bào nhân sơ:... khuẩn lam V .Sinh sản của tế bào nhân sơ: Sự sinh sản của tế bào vi khuẩn thường theo con đường sinh sản vô tính-phân đôi tế bào. Trong quá tình đó có sự phân đôi thể nhiễm sắc và sự phân chia các phần còn lại của tế bào. Vì vậy mỗi tế bào thường có một hoặc bốn hoặc nhiều hơn về số lượng miền nhân.Ở một số loài thì tế bào mẹ kéo dài ra rồi mới phân chia.Trong khi đó ở một số tế bào khác thì hai tế bào con... làm khuôn để hình thành sợi bên d .Sinh chất của tế bào nhân sơ Sinh chất của tế bào vi khuẩn khác với sinh chất của các tế bào động thực vật.Trong tế bào động vật và thực vật bậc cao ,sinh chất có cấu tạo phức tạp với trung tử,tiểu thể trung,ti thể,bộ máy Golgi,mạng lưới nội chất các loại Sinh chất của chúng còn có các chuyển động,sự hình thức và biến mất của không bào. Còn ở tế bào vi khuẩn ,sinh chất... hình cầu,còn các tế bào nhân chuẩn thì hình dáng đa dạng hơn .Tế bào biểu bì thực vật có hình dạng khối vuông hay chữ nhật,vách phía tiếp xúc môi trường dày và hoá cutin ở lá,hoá bần ở thân rễ.Đặc biệt tế bào biểu bì rễ non còn có thể phình ra thành tế bào lông hút .Tế bào tầng phát sinh có hình khối chữ nhật,thành mỏng,nhân lớn ,tế bào chất nhiều .Tế bào mô thịt gần như quả trứng .Tế bào mô thịt lá chứa... tế bào vi khuẩn có khả năng tổng hợp lớn ,sinh sôi nảy nở rất nhanh 21 2.Màng sinh chất tế bào nhân sơ Nếu tách vách ra khỏi tế bào vi khuẩn,chúng ta sẽ thấy màng sinh chất bao bọc sinh chất Muốn quan sát màng sinh chất,người ta đặt tế bào vi khuẩn trong dung dịch ưu trương(dung dịch có nồng độ chất tan lớn hơn nồng độ chất tan tương ứng có trong tế bào chất),thì nước trong sinh chất thoát khỏi tế bào. .. dipicolinic.Ở tế bào khuẩn lam ,vỏ làm cho tế bào nổi lên bám vào hay chọc thủng vào các giá thể khác IV.Trao đổi chất và năng lượng Tế bào vi khuẩn cũng có phương thức trao đổi chất và năng lượng như hầu hết tế bào giới sinh vật.Chúng ta kết hợp nghiên cứu nội dung này khi nghiên cứu trao đổi chất và năng lượng của tế bào nhân chuẩn Đa số tế bào vi khuẩn sinh sống theo phương thức dị dưỡng ngoại trừ tế bào. .. hạt tinh bột .Tế bào mạch dẫn có hình trụ rỗng dài,vạch hoá lignin,có tác dụng nâng đỡ cơ học và dẫn dắt thức ăn từ dưới lên và tế bào có lỗ rây thì dẫn chất hữu cơ tổng hợp đến các bộ phận khác của cây .Tế bào cánh hoa thì không bào lớn,chứa nhiều chất có màu sắc 25 TẾ BÀO THỰC VẬT Tế bào động vật cũng vô cùng đa dạng,phong phú.Tùy loại mô khác nhau mà tế bào có hình dạng khác nhau .Tế bào hồng cầu hình... đĩa dẹp hai bên .Tế bào cơ thì dài và gần nhọn hai đầu .Tế bào thần kinh có hình dạng sao có hình tua dài Tế bào nhân chuẩn có hình dạng nói chung phức tạp,song cấu tạo rất gần giống nhau:chúng đều có vỏ,màng sinh chất,nhân và tế bào chất.Trong tế bào chất thì có nhiều cơ quan tử xây dựng nên nhờ hệ thống màng bên trong tế bào TẾ BÀO ĐỘNG VẬT Trong cơ thể động vật cũng như thực vật,các tế bào trên cơ sở... như lúc thải ra khỏi tế bào hay cho phép phần màng đơn đóng sau khi phân chia,thu được hai ngăn đã kín,như ở trong thực bào, hay trong sự phân chia tế bào không sinh ra lỗ lớn thô thông qua bề mặt tế bào. Vì màng có tính thẩm thấu chọn lọc,chúng giữ lại các chất và các ion nhất định đối với các tế bào và đối với các phần của tế bào đặc trưng và ngăn chặn các thứ khác Các màng không phải là các tấm chắn... 40000.Roi là cơ quan vận động của tế bào vi khuẩn.Tốc độ vận động khoảng 0,5 nm Ở tế bào vi khuẩn,ngoài roi còn có lông (pili).Lông cũng có hình dáng như roi song ngắn hơn Có hai loại lông: lông thường và lông giới tính.Lông thường có cấu tạo hoá học là một loại protein.Lông giới tính dài 20 micromet,đường kính 8,5 nm.Số lượng ở trên mỗi tế bào không nhiều,từ 1 đến 4 chiếc.Qua lông,các nuclêic được bơm đẩy ... Các sinh tố D,hoocmon sinh dục,các chất tiết từ vỏ tuyến thận,các muối axit mật cholesterol steroit có vai trò sinh học quan trọng.Cholesterol cấu phần quan trọng mô thần kinh mô khác.Còn Steroit... muối sinh chất có tác dụng lên trình thẩm thấu chất sinh chất môi trường bao quanh +Các hợp chất hữu cơ: Các chất hữu quan trọng thường gặp chất sống gluxit,protein,lipit,axit nucleite chất steroit... .Protein Các chất có chứa C,H,O,N có S P xếp vào protein.Trong chúng,nguyên tố chủ đạo nitơ.Toàn enzym,một số hoocmon nhiều thành phần cấu trúc quan trọng sinh chất protein.Protein hợp chất sinh