ẨỊ% _ _ Bộ YTẾ a S IN H HQC Đ A I CUOĨVG (DÙNG CHO ĐÀO TẠO Dược SỸ ĐẠI Chủ biên: PGS TS CAO VĂN THU NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC VIỆT HỌC) BỘ Y TẾ SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG D Ù N G C H O ĐÀO TẠO Dược SỶ ĐẠ I H Ọ C M ã số: Đ X (T i b ả n lầ n th ứ h a i) NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC VIỆT NAM C hỉ đao biên so an: CỤC KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ ĐÀO TẠO - BỘ Y TẾ Chủ biên: PGS.TS CAO VĂN THƯ Những người biên soanể ThS TRẦN TRỊNH CÔNG ThS ĐỖ NGỌC QUANG PGS.TS CAO VĂN THU Thư k ý biên so an: PGS.TS PHAN THỊ HOAN Tham gia tô chức bân thào: ThS PHÍ VĂN THÂM TS NGUYỄN MANH PHA (ỊÌỔ Ỉ thiều Thực m ột số điều Luật Giáo dục, Bộ Giáo dục & Đào tạo Bộ Y tế ban hành chương trình khung đào tạo Dươc sỹ đai hoc Bộ Y tế tổ chức biên soạn tài liệu dạy —học môn sở chuyên môn theo chương trình nhằm bước xây dựng sách đạt chuẩn chuyên môn công tác đào tạo nhân lực y tế Sách Sinh hoc đai cương biên soạn dựa vào chương trĩnh giáo dục Trường Đại học Dược Hà Nội sở chương trình khung phê duyệt Sách tập thể nhà giáo giàu kinh nghiệm Trường Đại học Dược Hà Nội biên soạn theo phương châm: kiến thức bản, hệ thống; nội dung xác, khoa học; cập nhật tiến khoa học, kỹ thuật đại thưc tiễn Việt Nam Sách Sinh hoc đai cương Hội chuyên môn thẩm định sách tài liệu dạy - học chuyên ngành DƯỢC SỸ ĐẠI HỌC Bộ Y tế thẩm định năm 2007 Bộ Y tế định ban hành tài liệu dạy —học đạt chuẩn chuyên môn ngành giai đoạn Trong thời gian từ đến năm, sách phải chỉnh lý, bổ sung cập nhật Bộ Y tế chân thành cảm ơn tác giả dành nhiều tâm huyết để hoàn thàiih sách; cảm ơn GS TS Nguyễn Văn Thanh, PGS TS Lê Hồng Hinh đọc phản biện để sách sớm hoàn thành, kịp thời phuc vu cho công tác đào tạo nhân lực y tế Lần đầu xuất bản, mong nhận ý kiến đóng góp đồng nghiệp, bạn sinh viên độc giả để lần xuất sau sách hoàn thiện CỤC KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ ĐÀO TẠO - BỘ Y TẾ ỉ n ó i đẩu Tài liệu S in h hoc đ a i cư n g bao gồm nội dung giảng cho lớp sinh viên dược tập hợp số năm giảng dạy Công nghệ sinh học ngày (thời kỳ hậu giải mã genom người) thay đổi mạnh mẽ, nên bên cạnh kiến thức cần thiết cho sinh viên ngành khoa học Dược tác giả cô" gắng cập nhật kiến thức khoa học liên quan tới Sinh học phân tử, Công nghệ sinh học Dược Tài liệu biên soạn cho sinh viên, học viên năm thứ Đại học Dược Nội dung bao gồm: - Cấu trúc tê bào tiền nhân tế bào nhân chuẩn, vận chuyên vật chất qua màng - Quá trình trao đổi chất tê bào, enzym, trình hô hấp, trình quang hợp - Vật chất di truyền, trình chép ADN, di truyền nhiễm sắc thể nhiễm sắc thể, biến dị - Hệ thống phân loại giới Whittaker Với thời lượng đơn vị học trình, có vấn đê nêu lên khái niệm Về cấu trúc, tài liệu chia làm chương chính: Chương 1: Tế bào Chương 2: Sự trao đối chất lượng Chương 3: Di truyền biến dị Chương 4: Nguồn gôc sông đa dạng sinh học Tài liệu tiếp thu cách dễ dàng người học nắm vững th u ật ngữ, giới hạn vấn đề, biết so sánh khái niệm trình tham khảo trước tích cực tham gia vào giảng Vói tinh th ầ n cầu thị n h ất quán, hy vọng kiến thức trình bày tài liệu S in h học đ a i cư n g góp phần tạo nên tảng kiến thức tương đối vững lĩnh vực sinh học cho dược sỹ tương lai Mặc dù cô" gắng, thời gian có giới hạn nên không trán h khỏi khiếm khuyết thiếu sót Các tác giả rấ t mong nhận ý kiến đóng góp đê tài liệu hoàn thiện lần tái sau Mọi ý kiến xin gửi vê Công ty Cô phần sách Đại học —Dạy nghề, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam, 25 Hàn Thuyên Hà Nội CÁC TÁC GIẢ DANH MỤC CHỬ VIỄT TÁT A ADN, DNA Adenin Acid 2’-deoxyribonucleic *‘/ 1 ARN, RNA t i l / u jH t Acid ribonucleic c Cytosin dATP 2’-deoxyadenosintnphosphat dCTP 2’-deoxycytidintriphosphat dGTP 2’-deoxygxianosintriphosphat dTTP 2’-deoxythvmidintriphosphat EST Đầu trình tự biểu (expressed sequence tags) G Guanin GI Gap G2 Gap M Nguyên phân (mitosis) NST Nhiễm sắc thê PCR Phản ứng chuỗi trùng hợp (polymerase chain reaction) s Tông hợp (synthesis) SSB Protem liên kêt sợi đơn (single strand binding protein) T Thymin TMV Virus khảm thuôc (tobaco mosaic virus) TTHĐ Trung tâm hoạt động MỤC LỤC Trang CHƯƠNG l ằ TẺ BẢO Học thuyết tế b o Cấu trúc tê bào Prokaryota 10 Cấu trúc tê bào Eukaryota 14 Sự vận chuyên chất qua m àng .41 Câu hoi lượng g i 50 CHƯƠNG S ự TRAO Đ ổ i CHAT VÀ NĂNG LƯỢNG Xăng lượng sinh học 51 Sự trao đối chất tế bào 55 Enzym 56 Hô hấp tê bào .65 Quang h ợ p 74 Câu hòi lượng g i 90 CHƯƠNG 3ệ DI TRUYỂN VÀ BIÊN DỊ Cơ sở phân tu chất liệu di truyền 91 Cấu trúc nhiễm sắc thê Prokarvota Eukaryota 98 ằẳ Sao chóp ADX Prokarvota E ukaryota 109 Chu trình tê b o 118 Các kiốu phân bào 123 Di truyền nhiễm sác thê di truyền nhân .129 Đột biến biến d ị 153 Câu hỏi lượng g i 166 CHƯƠNG NGUỒN Gốc s ự SỐNG VÀ ĐA DẠNG SINH HỌC Nguồn gốc sông 167 Đa dạng sinh học - 171 Câu hỏi lượng g i .209 Tài liệu tham khảo 210 Chương TẾ BÀO MỤC TIÊU Trình bày đặc điểm, cấu tạo chức thành phần có tê bào Prokaryota: thành tê bào, màng sinh chát, ribosom, thê nhân, lông, roi, bao nhày Trình bày đặc điểm, cấu tạo chức thành phần có tê' bào Eukaryota: màng sinh chất, lưới nội chất, thể Golgi, lysosom, peroxysom, nhăn, ribosom, ty thể, lục lạp, khung tẽ bào, trung tử, lông, roi Trình bày mô hình phân tử phospholipid, qua giải thích hình thành lớp màng kép Trinh bày cấu tạo màng sinh chất theo mô hình khảm động Giải thích màng sinh chất có tính linh hoạt Trình bày tính chất chế vận chuyển vật chất qua màng theo phương thức có tiêu p hí lượng không tiêu p h í lượng HỌC THUYẾT T Ế BÀO Từ thòi nguyên thủy, người biết quan sát tìm hiểu thê giới sinh vật bao quanh Dấu tích quan sát lưu lại đến ngày qua vẽ cổ xưa người tiền sử Cho đến thê kỷ XVII, kiện quan trọng giúp trìn h tìm tòi bước sang tra n g Đó vào năm 1665, lần Rober Hook quan sát thê giới sinh vật kính hiển vi tự tạo có độ phóng đại 30 lần Ồng quan sát mô bần thực vật thấy rằn g cấu trúc chúng có dạng xoang rỗng có th n h bao quanh đặt tên Cella (theo tiêng Latin, Cella có nghĩa xoang rỗng tê bào) Những quan sát Rober Hook đặt móng cho mọt mon khoa học mơi, Tê bào học Tiếp đến năm 1674, Antoni Van Leeuwenhoek với kính hiến vi có độ phóng đại 270 lần tiên hành quan sát mô tá loại tê bào đọng vạt (te bao mau, t i n h t r ù n g V.V ) v x c đ ị n h r n g t ê b o k h ô n g đ n g i n c c x o a n g r ô n g n h Rober Hook quan sát trước mà có cấu trúc phức tạp Cho đến ký XIX, nhờ hoàn thiện kỹ thuật hiển vi, với tông kết từ công trình nghiên cứu lĩnh vực thực vật, động vật, vi khuân nhiêu nhà khoa học khác nhau, học thuyêt tế^bàơ đời Nội dung bán học thuyết bao gồm hai ý sau: - Sinh vật có tính đa dạng cao song có cấu tạo từ tê bào - Mọi tế bào sông đêu có cấu trúc chức tương tự Theo F.Engel (1870), học thuyết tế bào ba phát kiến vĩ đại khoa học tự nhiên ký XIX (cùng VỚI học thuyết tiến hoá học thuyết chuyên hoá lượng) Tê bào học trớ thành khoa học thật độc lập phát triển nhanh chóng nghiên cứu cấu trúc chức Theo thời gian, cấu trúc tế bào ngày nghiên cứu chi tiết Từ quan niệm “xoang rỗng”, vê sau tê bào mô tả gồm phần khối tê bào chất (Purkinje, 1838 Pholmon, 1844), giới hạn bới màng tê bào bên có chứa nhân (R.Brawn, 1831) Hàng loạt bào quan tế bào chất phát sau trung tứ (Van Beneden Boverie phát vào năm 1876), ty thể (Altman Benda, 1894), phức hệ Golgi (Golgi, 1898), Việc nghiên cứu cấu trúc củng cho thấy tính đa dạng tế bào Củng giống sinh vật, nhóm tế bào có phân hóa biến đổi thích nghi với vai trò định Ví dụ, ỏ người có tới 200 loại tế bào khác Dựa vào đặc điểm nhân, ngưòi ta chia tế bào thành hai nhóm lởn tế bào Prokaryota tế bào Eukaryota Hai nhóm tế bào đơn vị tô chức tất sống vê phương diện cấu trúc chức CẤU T R Ú C T Ế BÀO PR O K A R Y O T A Tg bao I rokaiyota (hay gọi la te bào nhân nguyên thuý) có kích thước nhò dương kinh khoăng 0,2 —2,0p.m, chicu d3.1 khoansj 2,0 —8,0|.im E)âv dang tê bào dơn gian, bên tế bào chất bào quan (hình 1.1) Vi khuẩn nhóm sinh vật có cấu trúc từ loại tế bào 10