Một loài này hay loài khác tìm điíđc môi trường thuận lợi cho cuộc sống của chứng hoặc chịu được những biến đổi làm cho chiíng thích nghi đuợc tốt hơn với những điều kiện [r]
(1)(2)LÊ NGỌC TÚ - ĐỔ NGỌC LIÊN ĐẶNG THỊ THU (đổng chủ biên)
TẾ BÀO
S t
CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC
(3)(4)LỜI NÓI ĐẨU
Tế bào là đơn vị tổ chức sở sơng, tế bào đưỢc coi th ể
sơng nhị Các trinỉì xảy th ế sống củng quá trinh đặc trưng tê bào, Là th ể sông, tê bào p hải th u nhận thức ăn là cá c c h ấ t d í n h d n g , th ự c h iê n q u tr in h tra o đ ổ i c ỉiâ t đ ế s i n h tr n g ệ S in h sản p h t triển.
N h nhữ ng bào quan (organoids) s ố bào quan m ột tê bào, c h ế đê bào quan thực chức nảng giú p cho tế bào hấp thụ, d ự trữ, thải bo dẫn truyền vật chất thông tin trong t ế bào g iữ a tc bảo với ììiịi trường xung qu a n h í Bằng cách tế bào cỏ thè th u nhận ỉượììg chun hóa lượrig từ d n g sang d ạng khác đê cễii dũng ch o tất trinh trao đôi chất xảy t ế bào ì N hờ bào quan ch ế đê từ mật tế bào sản sin h đưỢc tế b o t t ỉ ì ế h ệ n y s a n g th e h ệ k h c m v ẫ n g i ữ đưỢc đ ặ c t í n h d i tr u y ề n g ầ n n h tế bào cha mẹ ban đầu ^
Ba trinh sinh học quan trọng thê sống với m ột sô n g u y ê n lý b ả n c ủ a cơììg n g h ệ tá i t ổ hỢp gerì d i tr u y ề n đ ă đưỢc t r i n h b y m ột cách khái q u t cấc pễìần tương ứng nách này.
Phần I: S in h học tế bào, gồm chương í P G S Đ ặng Thị Thu biên soạn.
P hần II: N ă n g ỉượng sính học, gồm chương P G S Lê Ngọc Tú biên soạn,
Phần III: Dỉ truyền tiẻn hóa cơng nghệ gen, gồm chương 5, 6, 7, 8, 9, 10 P G S Đỗ Ngọc Liẽrì biên soạn.
Có thề coi đ â y nội dung mịn sinh học đ i đang đưỢc d ù n g cho việc giảng dạy trường Đại học Quốc gia, Đại học Bách khoa, Đại hạc S phạm , Đại học Nông nghiệp Đại học L â m nghiệp, Đại liọi' Y sơ trườĩìg đại học khác,
Cuốn sách có thẻ tài liệu tham khảo học tập dio sinh viên ngành sinh học, công nghệ sinh bọc, cơng nghệ thực phẩm yd m trường, hóa hữ u cơ, hóa dầu, nơng lẩm ngư nghiệp trường đ i học và cao đ ẳn g cơng nghệ có liên quan đến việc khai thác sử dụng nguồn tài nguyên sin h học,
Các tác giả rấ t cảm ơn ìnong nhận đưỢc ỷ kiến đóng góp của các bạn đê ch sách bơ sung hồn thiện lần in sau,
(5)(6)MỤC LỤC
Lời nói đầu
P h ầ n I S in h học t ế bào 1
Chương 1. CẤU TRÚC TÊ BÀO 12
1.1 Đại cương tế bào 12
1.2 Thành phần hóa học tê' bào 16
1.2.1 Thành phần nguyên tố 16
1.2.2 Thành phần hợp chất chất nguyên sinh 17
1.2.2.1 Nước 17
1.2.2.2 Các chất khoáng 18
1.2.2.3 Các chất hữu 20
1.3 Cấu tạo chức tế bào 24
1.3.1 Cấu trúc tế bào không nhân (procaryot) 24
1.3.1.1 Vách tế bào (strong cell wall) 25
1.3.1.2 TỔ chức dơn giản bên tê' bào 26 1.3.2 Cấu trúc chức nàng tố bào nhân điển hình (eucaryot) 27
1.3.2.1 Ngiiồn gôc tê bào nhân điển hinh 27
1.3.2.2 Cấu trúc tê bào nhân điển hình 27
1.3.2.2.1 Màng sinh chất; biên giới tế bào
nhản điển hmh 29
1.3.2.2.2 Hệ màng 30
1.3.2.2.3 Nhân: tning tâm điểu khiển cũa tế bào 38 1.3.2.2.4 Các bào quan chuyển hóa lượng 40
1.3.2.2.5 Khung náng đ3 tế bào 44
1.3.3 So sánh cấu trúc cùa tế bào nhân điển hinh vi khuẩn 51
(7)Chương 2. MÀNG TỂ BÀO VÀ QUÁ TRÌNH VẬN CHUYỂN
VẬT CHẤT, THÔNG TIN 53
2.1 Nền tâng lipit cúa màng 53
2.2 Cấu trúc màng sinh chà't 56
2.2.1 Tầng kép lipit 56
2.2.2 Protein xuyên qua màng 56
2.2.3 Hệ thông sợi nâng đd 56
2.2.4 Protein glycolipit bên 57
2.3 Màng tế bào điều hòa tương tác với môi trường nào' 59 2.3.1 Sự vận chuyển phân tử vào khỏi tê bào 60
2.3.1.1 Sự vận chuj’ển nước qua màng tê bào 60
2.3.1.2 Sự chuyển khối tế bào 65
2.3.1.3 Sự vận chuyển chọn lọc phân tử 67
2.3.1.3.1 Sự khuếch tán nhanh 67
2.3.1.3.2 Sự vận chuyển tích cực 70
2.3.2 Sự tiếp nhận thông tin 75
2.3.3 Biểu nhận dạng tế bào 75
Tóm tát 76
P h ầ n II N ă n g lương s in h hoc 78
Chương 3. NÀNG LƯỢNG VÀ s ự TRAO Đ ổl CHẤT 79
3.1 Ba dạng chuyển hóa lượng thể sơng 80
3.2 Năng lượng tự 82
3 Oxy hóa khử - dịng luợng sống 83
3.4 Năng liíợng hoạt hóa 84
3.5 Enzim
3.5.1 Enzim công nhân tế bào
3.5.2 Enzim làm việc nào? 87
3.Õ.2.1 Mơ hình chìa khóa - ổ khóa Fisher (1894) 87 s.5.2.2 Mơ hình khớp - cảm ứng Koshland (1958) 8 3.5.3 Các yêu tố ảnh hưởng đến hoạt động enzim 8
(8)3.5.3.1 Nhiệt độ 89
3.5 3.2 pH 89
3.5.4 Hoạt động enzim điểii chỉnh nào? 90 3.5.5 Coenzim - chất trợ giúp xúc tác enzim 91 3.6 Các đường sinh hóa: đơn vị tó chức trao đổi chất 92 3.6.1 Con đitờng sinh hóa tiến triển nhu thê nào? 93 3.6.2 Các đường sinh hóa đà đuợc điểu chỉnh nào? 94
Tóm tắt 96
Chương 4. DỊNG NÃNG LƯỢNG TRONG CÁC HỆ THỐNG SỐNG 98
4.1 Dạng chuyển hóa luợng thứ nhất; quang hợp 99
4.1.1 Đại cương quang hỢp 99
4.1.2 Ánh sáng 100
4.1.3 Sắc tô' quang hợp thu lượng ánh sáng
các liên kết hóa học
4.1.4 Các pha quang hợp 106
4.1.4.1 Phàn ứng sáng: hấp thụ lượng 107
4.1.4.2 Phản ứng tối cố định CO2 107
4.1.4.3 BỔ sung điện tứ cho sắc tô' 107
4.1.5 Phản ứng sáng 108
4.1.5.1 Sự hoạt động quang hệ 108
4.1.5.2 Bốn phức hệ xúc tác pha sáng 109
4.1.5.3 Hành trình dịng điện tứ quang hợp 113 4.1.5.4 So sánh phân ứng sáng thực vật vi khuẩn 116 4.1.6 Phản ứng tối tổng hợp phán tử hữii cđ từ CO2 117
4.1.6.1 Quang hỢp C:,: chu trình Calvin 117
4.1.6.2 Con đường có' định CO2 nhóm thực vật C4 120 4.2 Dạng chuyển hóa lượng thứ hai: hô hấp tế bào 2
4.2.1 Đại cương hô hấp tế bào 122
4.2.2 Đường phân 125
4.2.3 Sự cần thiết phâi hoàn nguyên NAD^ 127
4.2.4 Lên men 128
4.2.5 Hơ hấp oxy hóa 130
(9)4.2.5.1 Oxy hóa pynivat 130
4.2.5.2 Oxy hóa axetyl-CoA 132
4.3 Dạng chuyển hóa lượng thứ ba: sử dụng ATP để sinh công 137
4.3.1 ATP: tiền tệ lượng sống 137
4.3.2 Bốn loại phản ứng ATP 139
4.3.3 Chu trình ATP 142
4.3.4 Sự hình thành ATP 142
Tóm tắt 143
P h ầ n Di tru yền tiến hóa cơng nghệ gcn 145
Chương 5. Cơ SỞ TẾ BÀO HỌC CỬA s ự DI TRUYỂN
5.1 Sự phân chia tế bào nguyên nhiễm (nguyên phán hay mitose) 146
5.2 Sự phân chia tế bào vi khuẩn 146
5.3 Sự phân chia tế bào uhản điển hình 147
5.4 Cấu trúc thể nhiễm sắc tế bào nhân điển hình 148
5.5 Chu trình tế bào 150
5.6 Phần bào nguyên nhiễm hay nguyên phán 152
5.7 Sự phân bào 154
5.8 So sánh phân chia tế bào nhăn điển hình tế bào khơng nhánl55
Tóm tắt 157
Chương 6. SINH SẢN HỮU TÍNH VÀ PHÂN BÀO GIẢM NHIỄM 158
6.1 Hiện tượng giâm nhiễm 158
6.2 Sinh sân hữu tính sinh sân vơ tính 159
6.3 Chu trinh sống sinh vật sinh sản hữu tính 159 6.4 Các giai đoạn phân bào giảm nhiễm (meiosỉs) 161
6.5 Sự phân chia giảm nhiễm lần I 162
6.5.1 Kỳ đầu I (prophase I) 162
6.5.2 Kỳ ỉ (metaphase I) 164
6.5.3 Kỳ sau I (anaphase I) 164
6.5.4 Kỳ cuốỉ I (teỉophase I) 164
6.6 Sự phân chia giảm nhiễm lần II 164
(10)6.7 Q trình tiến hóa giới tíiih 165
Tóm tắt 166
Chương 7. CÁC KIỂU DI TRUYỀN 168
T l.M ởđầii 168
7.2 Phép lai kiểm tra 173
7.3 Sự tổ hợp độc lập định luật hai Mendel 173
Tóm tắt 175
Chương Cơ SỞ PHÂN TỬ CỬA s ự DI TRUYỀN 178
8.1 Cấu trúc phân tử thê nhiễm sắc 178
8.2 Axit nucleic vật chất di tru3’ển 182
8.2.1 Báng chứng vai trị thơng tin di truyền axit nucleic 182
8.2.2 Cấu tạo hóa học axit nucleic 183
8.3 Sao chép ADN ố sinh vật nhâu điển hình 187
8.3.1 Chu trình tế bào nhán điển hình 187
8.3.2 P s 188
8.3.3 Pha G2 192
8.4 Các khía cạnh phán tử nguyên phân 192
8.5 Đặc điểm tồng quát về biểu gen 192
8.5.1 Sự phiên mã (trauscription) 193
8, 5.2 Sự dịch mã tổng hợp protein 193
Tóm tắt 195
Chương 9. ĐỘT BIẾN VÀ TIẾN HÓA 197
9.1 Đột biên gen 197
9.2 Ý nghĩa sinh học (tột biên 199
9.3 Sự tiến hóa cúa lồi 199
Tóm tắt 201
ChươnglQ. NHỮNG NGUYÊN TẮC c b n c a c ô n g n g h ệ t i
TỔ HỢP ADN 202
(11)10.2 Các enzim endonucleaza giỏi hạn 202 10.3 Sự tách dòng ADN (DNA-cloning) sờ té bào 207 10.4 Lập ngán hàng gen hay thiết lập thư viện ADN 210
10.5 Hệ thơng vectơ cho tách dịng ADN
1 0.6 Biểu khâ tách dòng 212
10.7 Sự tách dịng ADN theo phuơng pháp khơng cần tê bào 212 10.8 Phương pháp phân tích đa dạng chiểii dài đoạn cắt giới hạn 215
10.8.1 Khái niệm chung 215
10.8.2 Kỹ thuật chuyển thấm ADN (Southern Blotting) 217
10.8.2.1 Tách chiết ADN 217
10.8.2.2 Hòa cắt ADN bảng enzim giới hạn 218
10.8.2.3 Quá trìn h điện di 218
10.8.2.4 Truyền ADN tìí gel sang màng cứng (transblotting) 218
10.8.2.5 Giai đoạn lai ghép 219
1 0.8.2.6 Biện pháp đánh dấu ADN 219
10.8.2.7 Quá trình phát vạch lai ghép 220 0.8.2.8 RFLP sử dụng phân ứng dây chuyền polymeraza 2
10.9 Công nghệ chuyển gen 222
10.9.1 Công nghệ chuyển gen thực vật 222
10.9.1.1 Cấu trúc Ti-plasmit vùng chức T-ADN 223 10.9.1.2 Cơ chế chuyển gen A.agrobacterium 225
10.9.2 Công nghệ gen động vật 228
10.9.2.1 Cơng nghệ tạo dịng cho tẽ bào động vật 228 10.9.2.2 Cóng nghệ sân xuất động vật chuyển gen 229
Tóm tát 231
Tài liệu th a m khảo 23.4
(12)PHĂN I
SINH HỌC TẾ BẢO
(13)CHƯƠNG 1
CẤU TRÚC T Ế BÀO
1.1 ĐẠI CƯƠNG VỂ TÊ BÀO
Tê bào đđn vị bân sông Tê bào nhị mắt thng khơng thể nhìn thấy đưỢc Cho đến thê' kỷ XVII, phát minh kính hiển vi người ta quan sát té bào Tế bào đẩii tiên điíỢc mơ tả Rebert Hook năm 1665, ơng sử dụng kính hiển vi để quaH sát lát mỏng cáy bấc (bần lie); chúng có cấu trúc hình tổ ong với khoang nhỏ, ơng gọi khoang "nhỏ tê bào (cellulae) Vài nám sau, nhà tự nhiên học ngưòi Hà Lan Antoiiie VanLeeuwenhock đă quan sát tế bào sốhg ông gọi ià vi động vật (animalicules) động vật nhỏ (little animals)
Một thê kỷ san, vấn để qiiau trọng té bào vần chita điíỌc nhà sinh học đánh giá cách đán
Năm 1838, M atthas Schleiden sau nghiên cứu kỷ mơ thực vật điía học thuyết tế bào, là: "Tất câ thực vật tập hợp cá thể riêng lẻ, độc lập gọi tê bào chúng"
Năm 1839, Theodor Schwarm cho tất cà mô động vật đểu bao gồm tê bào riêng rẽ
Học thuyết tế bào đại bao gồm ba nguyên lý sau;
1 Mọi cđ thể sông đểu gồm nhiều tế bào xày trừih trao đổi chất di truyền
2 Tế bào sinh vật nhô nhất, đơn vị tổ chức bàn thể sống
«
3 Tế bào điíỢc sinh phân chia tế bào tồn tritịc
(14)Tóin lai: Tất thê sống Trải đ ấ t n h ữ n g t ế bào hoăc n h n g tă p hơp t ế bào tất ch ú n g ta đêu n h ữ n g ch u của t ế bào đầ u tiêti".
Đặc điểm đáng ý tế bào nhị bé có kích thước khác nhaii Ví dụ, tào lục sơng ỏ biển (acetabtilai'ia) thể đơn bào dài cm, trái lại tê bào vi khiian siiih vật đơn bào chi dài - lOnm Trong thể đa bào tê bào dày - 20^1111 (bàng phần triệu mét) Cơ
thể đa bào gồm vài chiỊic đến nliiển tỷ té bào, nhií thề nguờỉ gồm 100 nghìn tỷ tê bào "Tại thẻ chiing ta đuợc cârii tạo từ nhiều tế bào nhị mà khơng phải tè bào lổn hơn?" Bởi lẽ tế bào chắn trì đitợc kiểm tra tập trung chức cách có hiệu quâ Chẳng hạn nhân truyền lệnh đến tất cà phận tê bào cách sử dụng phân tĩí để điểu khiển tổng hỢp enzim nhpf định cho ion bên vào láp ráp bào quan Những phân tử đitờng klméch tán mỏi từ nhán đến tất câ phận tế bào phải thời "ian dài đến vùng ngoại biên tê bào lớn Vì lẽ đó, thể dược cấu thành từ nhiều té bào uhơ có lợi từ tê bào lớn
Mặt khác, kích thitdc tế bào nhỏ ưu việt vể tỷ lệ diện tích bề m ặt thể tích Ta đềii biết klii kích thitớc tè bào tảng thể tích tăng nhaiih diện tích bể mặt Với tê bào hình cầu sị' tàng diện tích bề mặt binh phitdng sị tăng đuờng kính, sơ' tảng thể tích lập phương cúa sơ' táng đirờng kính Vậy tê bào vdi đường kính lớn lần cỏ 0^ lần 0 lần tăng diện tích bề mặt, nhilng lại có 0' lần 0 lần táng tliể tích
Diện tích bể mặt nơi cung cấp lìộị ĩot đối vỏi tác động qua lại tê bào với môi trưdng Và nlníii" tế bào lón có diện tích bề mặt đơn vị thể tích nhỏ I liao nhị
Vậy có nhiều tè bào nhỏ tốt có té’ bào lớn, tế bào nhơ điều khiển có hiệu q hđn có diện tích bể mặt tương đơi cúa chúng lỏn hơn, có khâ thịng tin với inịi tníịng tơ't
Tê bào đa dạng, song diỊía vào cấu trúc người ta chia chúng thành hai loại ỉà;
- Tê bào khơng nhân hay tiền nhân (procaryot)
- Té bào nhản thật hay nhân điển hình hay nhân chuẩn (eucaryot) Tuy nhiên tê bào khơng nhân hay nhân điển hình có ba đặc
(15)điểm cấu trúc bân sau:
1 Mọi tế bào màng sinh chất bao quanh màng hoạt động rào chắn tách tế bào vdi thê giói bên Trên màng sinh chất định vị nhiều kênh dẫn tru3'ển vật chất thông tin, tạo cầu nôi tê bào mơi trường ngồi, đồng thời hỗ trợ để điểu chỉnh thành phần bên tê bào
2 Mọi tê bào có nhân nguyên liệu nhân chứa thông tin di truyền tê bào Vùng nhán định hướng điểu tiết hoạt động té bào ỏ tế bào không nhản nhir vi khuáii nguyên liệu di truyền phán từ ADN vòng đơn định vị phần tning tám tê bào khơng có màng giới hạn NgưỢc lại tế bào nhăn điển hình phần nhản có màng nhăn kép bao bọc - gọi màĩiể giới hạn
3 Mọi tê bào chứa chất liền nửa lòng gọi tê bào chất (cytoplasma) Tê bào chất chiếm thể tích vùng nhân màng sinh chất, ỏ vi khuẩn tê bào chất chứa chất hoạt động tê bào như: đường, axit amin, protein mà tê bào dùng để thiíc hoạt động sốhg nhu: sinh trưỏng, sinh sàn
Ngồi ii tơ’ trên, tẻ bào chất tê bào nhán điển hình cịn chứa cấu trúc có tơ chức cao gọi bào quan như: nhân, ty thể, lạp thể, riboxom, lỉzoxom Tương ứng với ba đặc điểm có bơn chức sau:
1 Tế bào có hàng rào chán chọn lọc tách phần tế bào khỏi mơi trường ngoại bào, có chức tạo mịi triíờng nội bào tối líu nhờ điểu hịa dẫn truj’ền vật chất vào khỏi tế bào
2 Tế bào thừa htlỏng tniyển vật liệu di truyền chứa chương trình đă mả hóa để định hưóng q\iá trình tổng liợp thành phần té bàỡ Vật liệu di tniyển điíợc chép truớc phân chia tè bào cho tê bào vừa đirợc hình thành có chương trình hồn cliỉnh
3 Té bào dừng phân ứng hóa học có enziin xúc tác để tổng hỢp phán giải hợp chất hữii Đó đitịng chuyển hóa hay gọi ỉà trao đổi chất
4 Tê bào biểu vài kiểu di độug dẫn đến vận động tê bào nhií vận động cứa cá thể bên tê’ bào
Tóm lại, tê bào sỗhg thường xây crinh sau:
1 Trong tê bào sông xảy qv»á trinh trao đổi chất làm cho tê bào sinh trường, phát triển, trì phục hồi Trao đổi chất bao
(16)gồni hai q trình:
- Sự đồng hóa: qiiá trinh hóa học mà (ló chất đơn giản kết hợp với tạo thành chất phức tạp Quả trinh thu Iiảng liíỢiig
- Sự dị hóa: phân giai chất phức tạp thành chất đơn giản
Quả trình kèm theo Rự giải phóng lượng
2 Tế bào sống có tính cảm ứng:
Tẻ bào có khả phản ứng lại với nhừng biến đôi vật lý hóa học mịi trường trực tiẻp xung quanh chúng Chảng hạn tê bào
hình que hình nón vịng mạc mát cảm ứng với ánh sáng
Cái' tè bào khứu giác cảm ứng mùi, tè bào vị giác cảm ứng vị
các tẻ bào da cảm ứng với nhiệt độ, áp suất
3 Tê bào có khả nâng sinh trưởng:
Sự Càng sinh khơi té bào tăng kích thưóc tê bào riêng rẻ tảng số liíỢng tê bào, hai
Người ta coi sinh trưởng q trình mà lượng chất sổhg thể đo lượng proteiii tăng lèn Các phận khác thể sinh trưởng không đồng đểu
4 Khả nảng sinh sản:
Tê bào có khả nảng tái chép lại thán mình, đảy thuộc
tính hồn tồn bát buộc SIÍ sống.
Có thể chia hai loại siiili sản:
- Sinh sàn vơ tính: phán đôi cá thể thành hai cá thể (hinh
1.1).
Cá thể mới
íỉitih l.L Sự sinh sán vo Ỉỉnh
(17)- Sinh sản hữu tính: hai giao tử từ hai thể bô' mẹ (tinh trùng trứng) kết hợp với tạo thành hợp tử (trứng đă thụ tinh) tạo thành cá thể (hình 1.2)
(b)
Trímg ổ Ọ Tinh trùng
Hợp từ Ọ
ị ■
llìu it 1.2 S ụ sin h sán hftii lín h : a b • ic b àu chiiycn húỉi
5 Khả thích nghi với mịi triíịng xung quanh;
Tế bào thích nghi vói mói truờiỉg xung quanh, điểu cho phép sinh vật sơng giới đầy rẫ)' biến cơ' ngẫu nhiên
Một lồi hay lồi khác tìm điíđc mơi trường thuận lợi cho sống chứng chịu biến đổi làm cho chiíng thích nghi đuợc tốt với điều kiện bên cồn thời giau
Sự thích nghi thực đuợc băng đưdng biến đồi dựa vào câm ứng băng cà qiiá trìiih cúa (ỉột biến chọn lọc
6 Sự vận động cùa tê bào:
Tê bào có khà vận động như: bò, bơi, lội, chạy, nhảy, bay, Đáy đặc điểm thể sông
1.2 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TỂ BÀO
1.2.1 Thành phần nguyền tố
Trong tê bào tìm thây 76 ngun tố tổng sơ' 103 ngun tơ' hóa học tự nhiên Phần lỏn nguyên tố dạng tự dịch bào
(18)va có không 30 Iigiij’êii tó liéii kẽr với cỊiất liửu cơ cúa chất nguyên sinỉi
Các nguyên rỏ c, H, N, s p 1.1 rliàiili phan bân xây dựng nên hỢp
chár hữu té bào troỉ liàni ỉiíỢnc r ( hiêm 43 - 48"ó; H 7"o; N - l2 '’o, Một sị' ngun tố khác- til K, Na Mg Ca, Fe Cl, Si, AI chiếm klioiâng 0,0Õ - l"o so với trọiip lượng khị tP bào Thitờng chì phần nhò nguyên tố chrợc liên kết tĩnh diện, liên kết hóa trị phụ ở dụng chelat, vói Chat hử»i cơ, CĨI) pháii Idn clạiiịí ằon tií dịch bào
14 )igviyên tơ nêu íiọi iiRuyẽn tơ (ỉa lượng, chiêm 99,95% trọng
luỢíig khị té báo Bên cụnh troii}» ré bào cliứa ngun tơ vi litợug với hàm lượng khồiiíỉ 10"" - 10‘'''’o trọng lượng khô Mo Cu, Zn, B, Ni Va I, Co, Mn ngun ró SÌPII vi lượiiịí Iihit Cs, Se, Cd, Ag, Hg Au,
Ra , với hàm UtỢnỵ hon
Các ngiiu tị vi litợiig v;i <ieii vi luọiig (lóiiự vai trị cầu nói hinh thành cao phản tư vá cac rò hợp da pliãn tử, chúng giữ chức Iiửng tác nhân hoạt lióa eiizini (liéii liịa va tluic đẩy qua trình trao
đơi chất
1.2.2 Thành phần hợp chất chất nguyên sinh
Các hợp phần tẽ bào (ìitợc phâii chia tliành hai nhóm lớn là: Cát' hỢp chất hửu va hỢp c hất vị Các chất vơ bao gồm: nuớc cliat khống mộr sỏ’chất (ỈĨII giàn khác (MCO” )
1.2.2.1 Nước
Nitớc thànli pháii cliĩi yếu c\ia thê (7Õ - 85"o trọng luợng) So với
các chất vỏ khác niíric olủễin h(Ợng Idu tíliát tiịiìg cđ thể, chủ u tập
inniịỊ bên tioiig tẻ bào (dạiiịí míớc nội bào chiếni 2/3 trọng lượng niíớc thẽ>) Trong tê bào, nước J)hâii bơ (iiiì yếii chất niỉu-n sinh Ngoài ra, nưdc
coia chiếm khối htợitg lớn (iịrh sinh học (ináu, sữa, dịch tiêu hóa, ) Thành phần niíớc các- Í dịch sinh học khác nhau;
- Thận, niô liêu kêt; 80 - R9"o - Báp thịt, tim: 7(5 - 80% - Gau da: 70"o
- Nước bọt mồ hỏi; 8.'> - 99"o
Do hàng sô điện môi lớn lutớc có rác dụng phân giải thành ion tham íĩia phân Ííng tạo áp suất tháiu tliiíu láin sờ cho dẫn truyểii
(19)ximg động điện cúa thể
Nước có khả nàng thấu quang, có sức bể mặt tương dơì lỏn (niíớc: 73,05 dyn/cm, dầu: 15 đyn/cm, ) độ nhớt thấp (nước 25'’C: 0,894 cP (centipoadđ), glyxerin 0"C: 490 cP, ) Nưóc dung mơi phổ biên có khà nàng hịa tan dễ dàng gây phân ly phần lớn chất vô cđ chất hữu tế bào Do vậy, nước có vai trị quan trọDg q trình trao đổi chất; nước phươBg tiện vận chuyển cấu tứ, đưa chất dinh dưdng đến tế bào vận chuyển chất th âi cúa cđ thể Nước môi trường thành viên cúa nhiều phân ứng thề như; phản ứng thủy phán, khứ kết hợp nưác, oxy hóa, phán giâi, tổng hớp, Trong thể, nưóc ỏ dạng tự liên kết Do tính htdng cực, phân tử nước thường bị phần tử mang điện tích hấp dẫn tạo thành lớp vò hydrat bao quanh chúng Nước liên kết chất hữii cđ như: protein, axit nucleic liên kết hóa học, đặc biệt liên kết hydro tạo thành dạng keo
Nưóc liên kết có tác dụng bảo vệ cấii trúc tế bào, trì dạng keo trạng thái phân tán Ngồi niíớc cịn đóng vai trị qiian trọng điều hòa thân nhiệt, đàm bào cản thán nhiệt cđ thể môi trường ổn định nhiệt nói chung tê bào nói riêng Do nưóc chất có tý nhiệt, nhiệt dung, khả dẫn nhiệt, nhiệt độ nóng chày nhiệt độ sôi cao so với chất lỏng khác có cấu tạo tương tự nhit: H2S, H2Te, H2Se, Nhiệt độ nóng chày tưđng ứng chất là; -82"c, - 51'’C, -64“c nhiệt độ sôi tương ứng là: -61"C - 4"C -42"c
Cơ thể thường xun thực trao đổi nưịc với mơi trường ngồi, ở cơ thể binh thường ln có cân ỉượng nưóc mà cơ thể thải mịi (rưịng ỉượng nước thu nhận từ mơi tritờng vào thể, 0% *ni(ổc thl cỡ thể sống dược Quá trinh trao đổi nuđc có liên qiian chặt chẽ tới trinh trao đổi chất khống (ion natri có tác dụng ỉàm tăng khả giữ nítóc mơ, ion can xi kali có tác dụng kích thích thải nưdc mơ thể nói chung) Chiều hudng tốc độ trao đổi nưởc phụ thuộc vào áp suất thẩm thấu áp suất keo tế bào
Nhu cầu nưóc hàng ngày phụ thuộc vào điều kiện môi trường hoạt động sông thể Đơi vdi ngitời ỉồn trung binh khồng 2,5 ỉíưngày, ở trẻ em nhii cầu tăng lên - lần
1.2.2^ Các c h ấ t k h o n g
(20)tham gia vào nhiều chitc náiiỊi kliac Iihaii:
- Giữ vai trị quan trọii(í cấu nêu t u o chức (nhơ
canxi, phospho tham ^ia tạo xưrtiiíí fl« rliiiiii RÌ.I Iiauh phần men răng)
- Tham gia xãc định cáii rrúc khơng gian rạo hoạt tính sinh học cho nhiều chất protein, etiziin, axit nucleic, liormon,
- Tham gia vào thànli phan dịch tiên lióa để hoạt hóa enziin tiêu
hóa tạo Iiiói tníịng thích hợp clio hoạt dộng chúng
• Các ngun tó đa lơđiiK tham gia vào thành phíìn thể là: Ca, p, Na, K Mk CỊ S
- Canxi dạng niuói phosphar cacboiiat thành phần qiian
trọng ciia xương, canxi củiig có tác (lụng kícỉi thích hoạt động cúa tim tham gia qua trìiili đóng uiáu vá có tác dụng hoạt hóa kìm hãm đơi với sò eiizim
- Phospho tham gia thàiih phần axit nucleic, nucleoprotein, phosphoproteiii, phospholipit đóng vai trị quan trọng troug trao
dổi chất
- Natri kali thníĩ gặp diíới dạng mi (clorua phosphat cacboiiat) có mật tè bào yếu dịch ngoại bào: Imyết tuơng, bạch huyết, dịch tiêu hóa, natri clorua đóng vai trị xãc (lịnh áp suất thám tliãii huyết thaiih uiáu, giữ cho |)H niáu vã dịcli sinh học cliíỢc ổn (lịnh
- Magie thành phán clui yẻ\i tạo mó xuơng, giữ vai trị quan trọng có tác (lụng hoạt hóa uhiều euziui
- Lưu huỳnh, cỏ tliành phần cùa hảu hét protein có
mặt axit amin có ( liứa liíu huỳíih; xystein inetiouin,
• Các Iitr»iyẻn rị vi lurtiie chiéiH lý lệ rát nhỏ troiig cơ thể, chức nàng
chủ yếu tham gia ổn dịnlí cấu trúc khơng giaii cúa nhiểu chất có hoạt tíiih siuh học protein, eiiziiu hornion, axit nucleic
Các nguyên tô vi lượiiK quan trọng troiiK rhê thuòng là;
- lot: ngiiii tơ vi híợng chứa nhiềii thành phần hormon tuyên giáp (triioclotironin, tiroxin) Khi thể thiêu iot gây rối
loạn trao đổi iot, trao (ỉỏi chất, phát sinh bệnh bướu cổ, hạn chê khâ
năiig sinh sân phát triển eúa chê