+ Xây dựng bản đồ di truyền Phương pháp lai tế bào soma có thể xác định vị trí của gen trên một NST nhất định.Các tế bào lai tron qua trình nguyên phân sẽ mất dần một số NST của tế bào c[r]
(1)1/Theo thuyết nội cộng sinh, ti thể Eukaryote có nguồn góc từ prokaryote tự dưỡng hiếu khí, lạp thể Eukaryote có nguồn gốc từ vi khuẩn quang hợp có thể là khuẩn lam (cyanobacteria) Có nhiều chứng ủng hộ thuyết nội công sinh: Cấu trúc ti thể, lạp thể tương tự vi khuẩn Màng ti thể, lạp thể có hệ thống các enzymes vận chuyển điện tử màng vi khuẩn Ti thể, lạp thể nhân đôi tương tự trực phân vi khuẩn Ti thể, lạp thể có DNA vòng giống prokaryotes Một số kháng sinh kìm hảm sinh trưởng prokaryote cản trở tổng hợp protein ribosome ti thể và lạp thể không cản trở tổng hợp protein ribosome tế bào chất Kháng sinh ngăn cản tổng hợp protein tế bào chất không ảnh hưởng tổng hợp protein các bào quan 2/ Nguồn gốc phát triển thực vật +Nhiều chứng đã rằng, thực vật có nguồn gốc từ tảo lục -Lục lạp tương đồng: Có chlorophylle a,b và beta-carotene; Thylakoid chồng chất thành grana; DNA tương đồng -Giống sinh hóa: Vách tế bào cấu tạo cellose,peroxisome Charophyte giống với thực vật -Giống chế nguyên phân và phân chia tế bào: màng nhân biến kỳ sau; thoi vô sắc tồn phân chia tế bào ; hoạt động phân chia tế bào có kết hợp vi sợi, vi ống và các veiscle việc hình thành vách ngăn tế bào -Giống cấu trúc tinh trùng: Các tinh trùng Charophyte giống với tảo lục tảo lục khác -Giống di truyền:Trình tự DNA và rRNA Charophyte tương đồng với thực vật +Sự xen kẽ hệ thực vật có nguồn gốc từ “ giảm phân chậm” + Sự thích nghi nước cạn là mầm móng thích nghi đấu tiên thực vật sống trên cạn 3/Virut và chu trình sinh sản Virut là ngững sinh vật siêu hiển vi,không lắng động máy li tâm thông thường; sinh vật chưa có cấu tạo tế bào,gồm các protein vỏ và lõi là nucleic acid DNA or RNA chưa có hệ thống trao đổi luợng; sinh vật kí sinh bắt buộc,chỉ sinh trưởng và phát triển tế bào vật chủ sinh trưởng và phát triển; Ở môi trường là phân tử hóa học có thể truyền nhiễm;virut thực vật có khả hình thành tinh thể Chu trình sinh sản:-Hấp phụ lên tế bào vật chủ (2) - Xâm nhập: bơm gene virus vào tế bào vật chủ - Tổng hợp các thành phần virus: + Tổng hợp DNA.Nếu vật chất di truyền virut là RNA,trước tiên virut phiên mã ngược tạo DNA nhờ enzyme chép ngược +Tổng hợp protein virus -Lắp ráp các thành phần virut để hình thành virut hòan chỉnh -Phóng thích các virus khỏi tế bào cách từ từ.Tế bào vật chủ chưa chết mà hoạt động bình thường -Phóng thích virut cách ạt và làm tan tế bào 4/Trao đổi chất qua màng tế bào - Tính thấm lớp phospholipids kép Đuôi kỵ nước phospholipids ngăn cản vận chuyển các ion và các phân tử phân cực H+, Na+ Các phân tử không tan nước hydrocarbon, CO2, O2 qua màng dễ dàng Những phân tử nhỏ phân cực không tích điện ethanol có thể qua màng Lớp phospholipids kép không thấm phân tử không tích điện kích thước lớn chẳng hạn glucose và sucrose Tuy nhiên, lớp phospholipids kép là phần câu chuyện tính thấm có chọn lọc màng -Protein vận chuyển Những protein vận chuyển là protein xuyên màng (hình 2.40) Một số protein vận chuyển làm thành các chanel ưa nước (hình 2.40) Số khác liên kết với các chất và vận chuyển chúng qua màng Trong hai trường hợp, protein vận chuyển chuyên biệt cho hay số chất Như vậy, tính thấm màng phụ thuộc vào hai lớp lipid kép và các protein vận chuyển chuyên biệt - Khuếch tán (diffusion) Khuếch tán là chế vận chuyển qua màng cách thụ động không tốn lượng Các chất vận chuyển qua màng theo chiều từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp - Thẩm thấu (osmosis) Thẩm thấu là hình thức vận chuyển nước cách thụ động qua màng Nước vận chuyển từ môi trường nhược trương sang môi trường ưu trương So sánh nồng độ các chất hòa tan hai dung dịch Dung dịch có nồng độ cao là dụng dịch ưu trương (hypertonic), dung dịch có nồng độ thấp là dung dịch nhược trương (hypotonic) Nếu hai dung dịch có nồng độ là các dung dịch đẳng trương (isotonic) (3) Quá trình thẩm thấu nước qua màng tế bào có thể minh họa qua co nguyên sinh (plasmolysis) tế bào đặc môi trường có nầng độ khác (hình 2.46) - Khuếch tán làm dễ Một số phân tử phân cực ion không thấm qua lớp lipid kép có thể vận chuyển qua màng nhờ các protein vận chuyển Hiện tượng này gọi là khuếch tán làm dễ Trong nhiều trường hợp, protein thay dổi hình dạng để vận chuyển vị trí gắn chất từ bên ngoài màng sang bên màng - Sự vận chuyển chủ động Sự hấp thụ chủ động các chất hòa tan vào tế bào đòi hỏi phải tiêu tốn lượng Sự vận chuyển chủ động là vận chuyển vật chất ngược chiều gradient nồng độ, phải tốn lượng (ATP) - Nhập bào (endocytosis) Tế bào lấy các chất có phân tử lượng lớn vào tế bào cách hình thành bóng màng từ màng sinh chất Có ba hình thức nhập bào: thực bào-phagocytosis (cơ chất là chất rắn); ẩm bàopinocytosis (cơ chất là chất lỏng) và nhập bào làm dễ nhờ receptor (receptor-mediated endocytosis) -Xuất bào (exocytosis) Tế bào tiết các chất có phân tử lượng lớn qua màng tế bào cách hòa các bóng màng với màng -Trao đổi thông tin qua màng Qua màng tế bào có thể phát và thu nhận thông tin điều hòa các hoạt động sống Thông tin dạng tín hiệu hóa học có khả liên kết với các thụ quan trên màng Sự truyền tín hiệu có thể là: Nội tiết tác động xa (endocrine transmission): chất nội tiết đổ và máu tác động đến các tế bào khác thể Cận tiết (paracrine transmission): tác động lên tế bào (khoảng cách xung quanh khoảng 1mm) các chất hóa học trung gian cục (local chemical messenger) Sự truyền qua synapses (synatic transmission) 5/Protein là polymer cấu thành từ 20 loại amino acid Một protein có thể hình thành từ hay nhiều polypeptide cuộn thành các cấu hình đặc trưng Polypeptide là polymer các amino acid Các amino acid liên kết với amino acid liên kết peptide Một đầu polypetide là –NH2 (N-terminus), đầu tận cùng (C-terminus) Polypeptide đặc trưng trình tự amino acid –COOH (4) Các amino acid khác chủ yếu nhánh bên R và sinh vật tồn các L-amino acid Bốn mức độ cấu trúc protein Chức protein phụ thuộc vào cấu hình đặc trưng nó (conformation) Trình tự polypeptide có thể xác định cấu hình không gian ba chiều (3D) protein Cấu trúc bậc (primary structure) Cấu trúc bậc protein là trình tự amino xác định nó Trình tự amino acid xác định thông tin di truyền Sự thay đổi cấu trúc bậc có thể ảnh hưởng đến cấu hình và chức protein Cấu trúc bậc hai Chuỗi polypeptide có thể gấp lại thành số cấu trúc đặn không gian Cấu trúc bậc hai biết đến nhiều là xoắn (-helix) Sườn polypeptide hình thành cấu trúc xoắn phải với 3,6 acid amin trên vòng xoắn; nhóm N-H liên kết peptid thứ n đã tạo liên kết hydro với nhóm C=O liên kết peptide thứ (n+3) chuỗi Những phần có cấu trúc xoắn thường tìm thấy các protein hình cầu và số protein hình sợi Cấu trúc gấp nếp (-pleated sheet), thường gọi là gấp , ổn định các liên kết hydro hình thành các nhóm N-H và C=O các phần khác chuỗi polypeptide Một vài đoạn chuỗi polypeptide có thể xếp cạnh tạo nên cấu trúc tấm, đó các nhánh bên R có thể hướng lên phía trên phía Nếu các đoạn nói trên chạy cùng chiều (ví dụ từ đầu tận cùng N đến C), ta có song song (parallel), chúng xếp khác chiều (N đến C và C đến N) ta có đối song song (antiparallel) Các rắn chắc, đóng vai trò quan trọng các protein cấu trúc, ví dụ sợi fibroin Protein collagen mô liên kết còn có cấu trúc xoắn ba (triple helix), đó ba chuỗi polypeptide bện vào khiến cho nó Hình 2.19: Cấu trúc bậc hai Cấu trúc bậc ba Cấu trúc bậc ba là cách thức mà chuỗi polypeptide với đoạn có cấu trúc xoắn , gấp hay các cấu trúc bậc hai khác cùng với các vòng nối (connecting loop) gấp lại không gian ba chiều Bản chất cấu trúc bậc ba vốn đã định hình sẵn từ cấu trúc bậc Khi đặt vào điều kiện thích hợp, hầu hết các chuỗi polypeptide tự động gấp lại thành cấu trúc bậc ba đúng vì cấu trúc này có lượng thấp có nghĩa là bền Trong cấu trúc bậc ba, các đoạn cấu trúc bậc hai và các đoạn nối gấp lại cho hầu hết các acid amin ưa nước thì quay bề mặt (5) còn các acid amin kị nước thì nằm bên protein Điều này mang lại ổn định cho toàn cấu trúc Các yếu tố giúp ổn định cấu trúc bậc ba gồm có các liên kết yếu lực van der Waals, liên kết hydro, liên kết ion, tương tác kị nước xảy các nhánh bên chuỗi polypeptide Đôi có tham gia dạng liên kết cộng hóa trị: liên kết disulfide hình thành hai cysteine Cấu trúc bậc bốn Cấu trúc bậc bốn là tổ chức nhiều chuỗi polypeptide giống khác thành phân tử protein Ví dụ phân tử hemoglobin có hai chuỗi globin và hai chuỗi globin Những lực liên kết giúp ổn định cấu trúc bậc ba kể trên là lực giúp cho các chuỗi polypeptide này gắn lại với Chức protein Các chất xúc tác: các enzyme ribonuclease, cytochrome, trypsine (thủy giải peptide) Protein cấu trúc: glycoprotein, keratin Protein vận chuyển: hemoglobin Protein vận động: myosin, actin Protein bảo vệ: kháng thể Các chất có hoạt tính sinh học: insulin, hormone +Nucleic acid Nucleic chứa và truyền thông tin thông tin di truyền Có hai loại nucleic acid: DNA và RNA, đây là đại phân tử giúp sinh vật tạo nên thành phần phức tạp sinh vật từ hệ này đến hệ DNA điều khiển quá trình tái nó, tổng hợp RNA và qua RNA điều hòa tổng hợp protein DNA là vật chất di truyền sinh vật nhận từ bố mẹ Khi tế bào phân chia, DNA chép và truyền từ hệ tế bào đến hệ tế bào Thông tin di truyền mã hóa DNA chương trình hóa hoạt động tế bào Tuy nhiên, không phải DNA mà là protein điều khiển trực tiếp hoạt động tế bào chúng, là công cụ cho hầu hết chức sinh học Mỗi gene điều khiển tổng hợp mRNA, sau đó tương tác với máy tổng hợp protein điều khiển tổng hợp polypeptide Nơi tổng hợp protein thực là ribosome Như vậy, thông tin di truyền chuyển từ nhân tế bào chất Nucleotide – đơn phân acid nucleic Nitrogenous (amine) base (6) Các base ADN và ARN có cấu trúc dị vòng (heterocyclic) thơm (Hình 1.4) Các purine có cấu trúc hai vòng, gồm adenine (A) và guanine (G) Các pyrimidine có cấu trúc vòng, gồm cytosine (C), thymine (T) và uracil (U) A, G C tìm thấy hai loại nucleic acid, thymine tìm thấy DNA và uracil tìm thấy ARN Thymine khác với uracil chỗ có thêm nhóm methyl vị trí số 5, vì thymine chính là 5-methyluracil Nucleoside Trong các acid nucleic, base liên kết hóa trị với vị trí số (C-1) đường pentose để tạo nên nucleoside Vị trí liên kết này trên base là vị trí (N-9) các purine và vị trí (N-1) các pyrimidine Ở ARN, đường pentose đó là ribose Còn ADN, đó là 2’-deoxyribose, đó nhóm hydroxyl vị trí số bị thay nguyên tử hydro Liên kết base và đường gọi là liên kết glycoside Ở ARN, các nucleoside gồm adenosine, guanosine, cytidine và uridine Đối với ADN, tên các nucleoside gồm deoxyadenosine, deoxyguanosine, deoxycytidine và deoxythymidine (hay thymidine) Nucleotide Một nucleotide gồm nucleoside cùng với hay nhiều nhóm phosphate nối hóa trị vị trí 3’, 5’ 2’ đường pentose (vị trí 2’ có đường ribose) Nếu là đường ribose, người ta gọi hợp chất đó là ribosenucleotide; còn là đường deoxyribose thì gọi là deoxynucleotide Về mặt hóa học, các hợp chất này là phosphate ester Trong trường hợp có từ đến ba nhóm phosphate gắn vào vị trí 5’, ta các hợp chất 5’-monophosphate, -diphosphate và -triphosphate tương ứng; ví dụ AMP (adenosine 5’monophosphate), dGDP (deoxyguanosine 5’-diphosphate), dCTP (deoxycytidine 5’-triphosphate), TTP (thymidine 5’-triphosphate) hay ATP (adenosine 5’-triphosphate)… Các nucleoside 5’-triphosphate (NTPs) hay các deoxynucleoside 5’-triphosphate (dNTPs) là vật liệu cấu thành nên phân tử acid nucleic đa phân Trong quá trình tổng hợp ARN hay ADN, hai phosphate tách ra, để lại nhóm phosphtate cho đơn phân tham gia vào chuỗi nucleotide Nucleotide chính là đơn phân acid nucleic Liên kết phosphodiester Trong chuỗi nucleotide ADN ARN, phosphate liên kết hóa trị với pentose vị trí 5’ và pentose vị trí 3’ tạo thành liên kết 3’, 5’-phosphodiester Có thể hình dung chuỗi nucleotide bao gồm sườn chính gồm các đường pentose xen kẽ với các phosphat; đó, đường lại có base gắn vào vị trí 1’ (7) Ở pH trung tính, phosphate chứa điện tích âm vì các acid nucleic là polymer mang điện tích âm Trình tự ADN/ARN Mỗi chuỗi nucleotide (trừ chuỗi nucleotide dạng vòng) có đầu 5’ tự có thể gắn không gắn với các nhóm phosphate và đầu 3’ tự có nhóm hydroxyl Định hướng chuỗi nucleotide là 5’3’ và theo quy ước viết trình tự thì đầu 5’ nằm phía bên trái Ví dụ không viết trình tự đoạn ADN mạch là ATACGTA, mà phải viết là 5’ATACGTA-3’ Một trình tự ARN có thể viết là 5’-AUGCUUGA-3’ Điều này có nghĩa là hướng chuỗi là xác định, AUGCUUGA khác hẳn với AGUUCGUA Chuỗi xoắn kép ADN Cấu trúc chuỗi xoắn kép Cấu trúc phổ biến ADN là cấu trúc chuỗi xoắn kép (double helix) Các đặc tính cấu trúc này đã James Watson và François Crick đề xuất vào năm 1953 Phân tử ADN là chuỗi xoắn kép gồm hai mạch đơn xoắn quanh trục, mạch đơn là chuỗi nucleotide Mỗi chuỗi có định hướng 5’3’; hướng hai mạch chuỗi xoắn kép là ngược chiều nên người ta gọi chúng là hai mạch đối song song Mỗi chu kỳ xoắn ADN gồm 10 bp (base pair – cặp base) dài khoảng 3,4nm, đường kính vòng xoắn khoảng 2nm Sườn phosphate-đường mạch đơn hướng ngoài, còn các base chuỗi xoắn kép hướng vào Hai mạch đơn kết hợp với nhờ các liên kết hydro hình thành các cặp base bổ sung nằm trên hai mạch A liên kết với T hai liên kết hydro và G và C là ba liên kết hydro Trên đây là mô hình ADN dạng B theo Watson và Crick Ngày nay, người ta biết ADN có nhiều dòng họ cấu trúc khác vài số Mỗi mạch đơn là trình tự base khác Như mạch đơn mang thông tin khác với mạch Hai mạch đơn liên kết với quan hệ bổ sung Chính quan hệ này giúp giải thích cấu trúc chặt chẽ phân tử ADN, đặc biệt là phương cách tự tái để tạo hai phân tử giống hệt từ phân tử mẹban đầu Ý nghĩa cấu trúc chuỗi xoắn kép Phân tử ADN thường có cấu trúc chuỗi xoắn kép Cấu trúc này là cấu trúc ổn định: Trong chuỗi xoắn kép, các đường pentose và các nhóm phosphate xoay ngoài, hình thành liên kết hydro với nước đảm bảo tính ổn định cho phân tử (8) Chuỗi xoắn kép cho phép các base purine và pyrimidine có cấu trúc phẳng xếp chồng khít lên bên phân tử ADN, hạn chế tiếp xúc chúng với nước Nếu hai đơn tách rời nhau, các base kị nước phải tiếp xúc với nước, điều này đặt chúng vào tình bất lợi, không ổn định Hai mạch đơn bắt cặp với nhờ các liên kết bổ sung bên là purine (A và G cùng kích thước lớn) và bên là pyrimidine (T và C cùng kích thước bé hơn) Điều này đảm bảo cho hai mạch đơn luôn song song Mỗi phân tử ADN có số lượng liên kết hydro lớn nên dù chuyển động nhiệt có làm phá vỡ các liên kết nằm hai đầu phân tử thì hai mạch đơn gắn với các liên kết vùng Chỉ điều kiện khắc nghiệt, ví dụ nhiệt độ cao nhiệt độ sinh lý nhiều lần, thì có phá vỡ đồng thời quá nhiều liên kết hydro khiến phân tử bị biến tính, không còn giữ cấu hình ban đầu 6/QUANG HỢP - Khái niệm quang hợp: AS, diệp lục 6CO2 + 6H2O - > C6H12O6 + 6O2 Quang hợp là quá trình biến đổi lượng ánh sáng mặt trời thành lượng hóa học dạng các hợp chất hữu Quang hợp là quá trình biến đổi các chất vô đơn giản thành các chất hữu phức tạp có hoạt tính cao thể thực vật, đồng thời giải phóng O nhờ lượng ánh sáng mặt trời và hệ sắc tố -Ý nghĩa quang hợp: +Đóng gói lượng ánh sáng mặt trời dạng lượng hóa học cần thiết cho sinh vật +Quang hợp là nguồn cung cấp chủ yếu các chất hữu trên trái đất cho hoạt động sống sinh vật và loài người +Làm không khí 7/Bản chất pha sáng: +Bản chất ánh sáng: Anh sáng mặt trời có tính hạt (photon) và sóng E=h =hc/ H: số planck =6,625 10-34js :độ dài sóng ánh sáng : Tần số phát xạ C: Vận tốc ánh sáng (9) E: lượng photon Hình 3.23: Phổ điện từ ánh sáng (xem hình3.5) E có thể làm thay đổi trạng thái bình thường vật chất thành trạng thái kích động không bền Vật chất trạng thái không bền có xu hướng trở trạng thái ban đầu các cách sau đây: Phát nhiệt phát xạ huỳnh quang, truyền lượng cho phân tử lân cận và truyền điện tử cho phân tử khác + Giai đoạn quang lý: Chlorophyll hấp thụ lượng và trở thành dạng kích động Tùy vào mức lượng E, chlorophyll có thể trở thành: Singlet có đời sống 10-13-10-12 s Singlet có đời sống từ 10-9-10-8 s Triplet có đời sống 10-3-10-2 s Singlet có thể lượng để trở thành triplet Trạng thái triplet chlorophyll có vai trò quan trọng vận chuyển điện tử và H khử CO2 Các sắc tố phụ nhận lượng ánh sáng và truyền cho chlorophyll Tóm lại: Trong giai đoạn quang lý, chlorophyll hấp thụ lượng ánh sáng và trở thành dạng giàu lượng sẵn sàng tham gia vào các phản ứng sau này +Quang hóa: Chlorophyll sử dụng lượng hấp thụ vào các phản ứng quang hóa để tạo chất dự trữ lượng và các chất khử Để thu nhận lượng ánh sáng, các sắc tổ tổ chức thành trung tâm gọi là PSI trung tâm phản ứng là P700 và PSII có trung tâm phản ứng là P680 Phản ứng sáng PSI và PSII và đường vận chuyển điện tử không vòng tạo O2, NADPH và ATP P680 trung tâm PSII bị kích động hấp thụ tia sáng có bước sóng 680 nm chuyển điện tử cho Pheo, điện tử từ Pheo sau đó chuyển đến QA, QB, phức hợp cytob6f, PC và đến P700 trung tâm PSI P700 trung tâm PSI bị kích động hấp thụ tia sáng có bươc sóng 700nm chuyển điện tử cho A0 (một chlorophyll) sau đó đến A1 (quinone), FeS X, FeSA, FeSB, Fd Fd trạng thái khử cùng với FNR khử NADP+ stroma thành NADPH Bằng đồng vị phóng xạ, các nghiên cứu cho O thoát từ quang hợp có nguồn gốc từ H2O Phản ứng sáng PSI và đường vận chuyển điện tử vòng tạo ATP không tạo NADPH (10) Thay vì điện tử từ P700 chyển đến Fd để khử NADP + lại chuyển đến phức hợp Cyto b6f đến PC và P700 Trong đường vận chuyển điện tử này kèm theo tổng hợp ATP (Hình 3.25) + Sự tổng hợp ATP Quá trình hình thành ATP tác động ánh sáng gọi là quá trình quang phosphoryl hóa Có hai kiểu quang phosphoryl hóa.: Phosphoryl hóa vòng: Đi kèm với đường vận chuyển e vòng (xảy thực vật gặp điều kiện bất lợi) (1-2ATP.); Phosphoryl hóa không vòng: Đi kèm với đường vận chuyển điện tử không vòng (khoảng ATP) Cùng với vận chuyển điện tử từ PQH đến PC, phức hợp Cytob6f giải phóng H+ vào phía thylakoid H+ này và H+ từ phản ứng phân li nước làm tăng nồng độ H+ phía hai màng thylakoid H+ phía màng sau đó khuếch tán qua ATpase, enzyme tổng hợp ATP nằm trên màng thylakoid stroma Điều này làm giảm nồng độ H + khoảng hai màng thylakoid và ATP hình thành stroma Tóm lại: Pha sáng quang hợp tạo ATP và NADPH Hai chất này sử dụng pha tối -Quang phân ly nước: Sau phóng thích điện tử tác động ánh sáng, P680 trở thành dạng oxy hóa mạnh oxy hóa Yz và Yz+ oxy hóa nước giải phóng O2 và H+ vào hai màng thylakoid Chl* H2O 4H+ + OH- OH- OH + e- 4OH 2H2O + O2 2H2O 4H+ + e- + O2 -Bản chất pha tối: Có hai chế chính quá trình cố định CO thực vật Sự khác hai chế này là hợp chất đầu tiên và chất nhận CO2 đầu tiên +Chu trình C3 (Calvin và cộng sự, 1950): Tảo Chlorella nuôi môi trường C14 Sau khoảng thời gian định, cô lập tảo CH3OH, phá vỡ tế bào, cô lập chất hữu và phân tích thành phần chúng sắc ký Kết phân tích cho thấy rằng: Sản phẩm đầu tiên là 3, phosphoglyceric acid (PGA), sau đó là các triose, hexose cuối cùng là các pentose và CO2 Như chu trình C3 gồm giai đoạn: (11) Hình 3.27: Chu trình Calvin *Carboxyl hóa (Carboxylation): Chất nhận CO2 đầu tiên là ribulose-1,5 biphosphate Dưới tác dụng ribulose-1,5 biphosphate carboxylase, phản ứng tạo thành chất trung gian 2-carboxy-3-keto D-arabinitol 1,5biphosphate, sau đó là phân tử PGA *Giai đoạn khử (reductive phrase): PGA bị khử NADPH và ATP thành glyceraldehyde-3 phosphate Đây là giai đoạn then chốt chu trình, biến quang thành hóa năng, gồm hai giai đoạn: PGA bị biến đổi thành 1,3-biphosphate-glycerate nhờ enzyme phosphoglycerate kinase 1,3-biphosphate-glycerate bị khử NADPH thành glyceraldehyde-3 phosphate nhờ enzyme glyceraldehyde phosphate dehydrogenase 96% PGA biến đổi thành DHAP (dihydroxyaceton-3 phosphate) phân tử PGA kết hợp với DHAP tạo phân tử fructose-1,6 phosphate *Tái tạo ribulose-1, diphosphate: Hai triose tạo phân tử fructose-1,6 diphosphate Phần còn lại tham gia tái tạo ribulose-1,5 diphosphate Hình 3.28: Tóm tắc các phản ứng chu trình Calvin + Chu trình C4 (Hatch Slack, 1965): Chu trình C4 xảy số thực vật nhiệt đới mía, cỏ lồng vực, rau dền Trong chu trình đó, các cây này dùng PEP (CH 2=COP-COOH) phosphoenol pyruvate là chất đầu tiên nhận CO2 để tạo các chất hữu có carbon nên gọi là chu trình C4 Hình 3.29: Cấu trúc lá tế bào thực vật C4 Về mặt giải phẫu, lá cây C4 có hai loại tế bào đồng hóa CO 2: Tế bào thịt lá (mesophyll) và tế bào vòng bao bó mạch (bundle sheath cells) Tế bào vòng bao bó mạch thực vật C phát triển mạnh Quang hợp thực vật C xảy hai nơi: tế bào thịt lá (mesophyll cells) và tế bào vòng bao bó mạch Ở tế bào thịt lá xảy cố định CO tạo malate, aspartate Ở tế bào vòng bao bó mạch xảy các phản ứng giống chu trình C3 Hình 3.30: Chu trình C4 Do quang hợp thực vật C4 mạnh hơn, hiệu hơn, thực vật C4 không có hô hấp sáng, suất sinh học cây C4 cao cây C3 7.6.2.3 Chu trình CAM (Crassulacian Acid Metabolism): (12) Con đường cố định CO2 này xảy thực vật sống vùng khô hay nhiễm mặn cây dứa, xương rồng Để hạn chế bị nước, cây này mở khổng vào ban đêm và đóng khổng vào ban ngày, làm thay đổi đường cố định CO2 Ban đêm, CO2 khuếch tán vào tế bào, cố định thành acid có 4C và trữ không bào sáng mai Vào ban ngày, các acid 4C bị khử tạo CO khuếch tán vào chu trình C3 So sánh chu trình quang hợp Giốngnhau : * Pha sáng các nhóm thực vật giống : là quá trình ôxi hóa H2O nhờ lượng ánh sáng → H+ + e- →ATP, NADPH và giải phóng O2 Gồm các pứ sau : + Phản ứng kích thích chất diệp lục các photon + Phản ứng quang phân li nước nhờ lượng hấp thụ từ các photon + Phản ứng quang hóa hình thành ATP và NADPH * Pha tối : + Xét thực vật C3 , C4 và CAM : có chu trình Canvin ( chu trình C3 ) + Xét thực vật C4 và CAM : - có chu trình C4 - chất nhận CO2 : PEP - sản phẩm đầu tiên : Axit ôxalôaxêtit và axit malic(4C) viết tắt AOA-4C Khác : + Xét thực vật C3 , C4 và CAM : - Tiến trình : ♣ C3 chu trình Canvin xảy nhu mô thịt lá ; ♣ C4 : gồm giai đoạn: chu trình C4 xảy nhu mô thịt lá, giai đoạn II chu trình Canvin tế bào bao bó mạch ♣ CAM Gồm giai đoạn: chu trình C4 , giai đoạn II chu trình Canvin tế bào nhu mô thịt lá (mô giậu) - Chất nhận CO2 : ♣ C3 là : Ribulôzơ 1-5 điphôtphat (RDP) ♣ C4 và CAM là: PEP - sản phẩm đầu tiên : ♣ C3 là : APG ( Hợp chất Cacbon ) ♣ C4 và CAM là: AOA-4C + Chỉ xét thực vật C4 và CAM : Khác điểm khác biệt không gian và thời gian tiến trình C4 - Thời gian: ♣ C4 : Cả giai đoạn chu trình C4 xảy vào ban ngày ♣ CAM : Giai đoạn xảy vào ban đêm khí khổng mở Giai đoạn xảy vào ban ngày khí khổng đóng - Không gian: ♣ C4 : Giai đoạn xảy nhu mô thịt lá,giai đoạn II xảy ratrong tế bào bao quanh bó mạch ♣ CAM : Cả giai đoạn xảy cùng tế bào chứa diệp lục •Giống nhau: -Cả đường có chu trình Canvin tạo AlPG từ đó hình thành hợp chất cacbohidrat, axit amin , protein, lipit - Đều có giai đoạn là giai đoạn cố định CO2 , giai đoạn tái cố định CO2 và giai đoạn tái sinh chất nhận (13) CO2 - Khác : +)Mỗi đường thì có các tầng lớp thực vật đại diện khác : đường C3 đại diện là hầu hết các loài thực vật ; đường C4 đại diện là nhóm các thực vật ưa sáng sống các miền nhiệt đới , cận nhiệt đới ( ngô , cao lương, mía ); đường CAM thì đại diện là các cây sống khu vực khô hạn , hoang mạc với đặc điểm là thân cây mọng nước ( xương rồng, long ) +) Chất nhận CO2 đầu tiên : = đường C3 chất nhận CO2 đầu tiên là hợp chất đường cacbon ( RiDP_ribulozo- 1,5 - điphotphat) = đường C4 và CAM chất nhận CO2 đầu tiên là hợp chất cacbon PEP ( axit photphoenolpiruvic) +) Sản phẩm ổn định đầu tiên : = đường C3 sản phẩm ổn định đầu tiên là hợp chất cacbon APG = đường C4 và CAM sản phẩm ổn định đầu tiên là các hợp chất cacbon ( AOA và axit malic/ aspatic) +) Tiến trình :- Về mặt không gian: = đường C3 có giai đoạn là chu trình Canvin xảy tế bào mô giậu = đường C4 , giai đoạn cố định CO2 lần đầu diễn các tế bào mô giậu, giai đoạn tái cố định CO2 theo chu trình Canvin xảy các tế bào bao bó mạch = đường CAM giai đoạn cố định CO2 xảy tế bào mô giậu - Về mặt thời gian: = đường C3 chu trình Canvin xảy vào ban ngày = đường C4 thì giai đoạn xảy ban ngày = đường CAM thì giai đoạn cố định CO2 lần đầu diễn vào ban đêm khí khổng mở, còn giai đoạn tái cố định CO2 theo chu trình Canvin diễn vào ban ngày lúc khí khổng đóng 8/So sánh tuần hòan kín và hở 1>Giống nhau: Lực tuần hoàn máu chủ yếu tạo từ co bóp tim Đều thực chức trao đổi chất máu với các tế bào thể -Khác nhau: +Hệ tuần hoàn mở (có đa số Thân mềm, trừ mực ống và bạch tuộc có hệ tuần hoàn kín, và Chân khớp) là hệ tuần hoàn không có mạch máu Gọi là "mở" vì máu có thể thoát khỏi hệ thống tuần hoàn Máu tim bơm vào khoang chính gọi là "khoang máu" bao xung quanh các quan, cho phép các mô trao đổi chất trực tiếp với máu Sau đó máu quay lại tim hệ thống mạch góp Hệ thống này thích hợp với các động vật nhỏ động vật chân đốt thân mềm +Hệ thống tuần hoàn kín là hệ thống tuần hoàn đó máu lưu thông liên tục mạng lưới mạch máu Trong hệ tuần hoàn này, máu lưu thông áp lực cao, và đó, tốc độ chảy máu nhanh Các tế bào mô không tiếp xúc trực tiếp với máu tắm dịch mô Dịch mô hình thành từ máu nhờ quá trình lọc qua thành mao mạch Ở động vật có xương sống, đa số dịch mô quay trở lại mao mạch với áp suất thấp số lại gom lại vào hệ thống dẫn riêng biệt gọi là các mạch bạch huyết Chúng đem dịch mô trở lại vòng tuần hoàn với áp lực thấp áp lực dịch mô Hệ thống tuần hoàn kiểu này hoạt động có hiệu và là nhân tố quan trọng quá trình tiến hóa các loài động vật có xương sống cỡ lớn 9/Hoạt động tim 10/Hoocmôn là chất truyền tin hoá học đợc tuần hoàn theo máu từ các quan sản sinh nó đến các quan tiếp nhận để phát huy tác dụng sinh lý nó theo phơng thức điều hoà ngợc - §Æc tÝnh: +) Tham gia vµo sù ®iÒu tiÕt c¸c qu¸ tr×nh sinh trëng vµ ph¸t triÓn cña c¬ thÓ +) Tham gia vào điều tiết các quá trình trao đổi chất và trao đổi lợng thể +) Tham gia vµo sù ®iÒu tiÕt c©n b»ng bµi tiÕt cña néi m«i dÞch thÓ, ®iÒu tiÕt thÝch nghi qu¸ tr×nh sinh s¶n -So sánh steroid và nonsteroid Seroid tan lipid nên dễ khuếch tán qua màng nhanh hơn.Nonsteroid không tan lipid nên cần lượng để hoạt hóa thông qua các enzyme xúc tác (14) Chu trình tế bào - Khái niệm Chu kỳ tế bào, hay chu kỳ phân bào, là vòng tuần hoàn các kiện xảy tế bào eukaryote từ lần phân bào này lần Chu kỳ tế bào điều khiển nhiều loại cyclin và cdk (một loại kinase phụ thuộc cyclin) Chu trình tế bào gồm hại gia đoạn: kỳ trung gian (interphase) và kỳ phân chia (mitosis) Một chu trình tế bào eukaryote gồm phase: G1 là phase dài Trong đó, tế bào chuẩn bị cho tái DNA S là phase chu trình tế bào có tái DNA G2 là phase ngắn trước nguyên phân M (Mitosis) là phase nguyên phân, gồm phân chia nhiễm sắc thể và phân chia tế bào G1, S và G2 là ba phase kỳ trung gian (interphase) Phase M gồm kỳ: kỳ trước (prophase), kỳ (metaphase), kỳ sau (anaphase), kỳ cuối (telophase) Sau phase M, tế bào bước vào phase G1 chu trình Các tế bào có thể thoát khỏi chu trình và rơi vào tình trạng không sinh sản -So sánh nguyên phân và giảm phân - Gièng nhau: + §Òu cã bé m¸y ph©n bµo (thoi ph©n bµo) + Có nhân đôi nhiễm sắc thể (NST) mà thực chất là nhân đôi AND kì trung gian + Tr¶i qua c¸c k× ph©n bµo t¬ng tù + Đều có biến đổi hình thái NST theo chu kì đóng và tháo xoắn đảm bảo cho NST nhân đôi và thu gọn cấu trúc để tập trung trên mặt phẳng xích đạo kì + ë lÇn ph©n bµo II cña gi¶m ph©n gièng ph©n bµo nguyªn ph©n + Đều là chế sinh học nhằm đảm bảo ổn định vật chất di truyền, giữ vai trò quan trọng việc trì ổn định NST loài các hình thức sinh sản (vô tính và hữu tÝnh) + Sự biến đổi màng nhân, trung thể, thoi vô sắc, tế bào chất và vách ngăn tơng tự Nguyên phân - X¶y mét lÇn ph©n bµo gåm k× - Mỗi nhiễm sắc thể tơng đồng đợc nhân đôi thành NST kép, NST kép gồm cr«matit - kì trớc không xảy Ra trao đổi chéo cr«matit cïng nguån gèc - T¹i k× gi÷a c¸c NST tËp trung thµnh tõng NST kÐp - ë k× sau cña nguyªn ph©n cã sù ph©n li c¸c cr«matit tõng NST kÐp vÒ cùc tÕ bµo - KÕt qu¶ mçi lÇn ph©n bµo t¹o tÕ bµo có NST lỡng bội ổn định - X¶y Ra tÕ bµo sinh dìng vµ m« tÕ bµo sinh dôc s¬ khai Giảm phân - X¶y hai lÇn ph©n bµo liªn tiÕp LÇn ph©n bµo I lµ ph©n bµo gi¶m ph©n, lÇn ph©n bµo II: ph©n bµo nguyªn ph©n - Mỗi NST tơng đồng đợc nhân đôi thành cặp NST tơng đồng kép gồm crômatit tạo thµnh mét thÓ thèng nhÊt - ë k× tríc I t¹i mét sè cÆp NST cã thÓ x¶y Ra tợng tiếp hợp và xảy trao đổi ®o¹n gi÷a cr«matit kh¸c nguån gèc, t¹o nhãm gen liªn kÕt míi - T¹i k× gi÷a I c¸c NST tËp trung thµnh tõng NST tơng đồng kép - ë k× sau I cña gi¶m ph©n cã sù ph©n li c¸c NST đơn trạng thái kép cặp NST tơng đồng kép để tạo các tế bào (15) có NST đơn trạnh thái kép khác vÒ nguån gèc NST - KÕt qu¶ qua lÇn ph©n bµo t¹o c¸c tÕ bµo giao tö cã bé NST gi¶m ®i mét nöa kh¸c biÖt vÒ nguån gèc vµ chÊt lîng NST - X¶y ë tÕ bµo sinh dôc sau c¸c tÕ bào đó kết thức giai đoạn sinh trởng 10/Cơ chê phát sinh điện nghĩ và quá trình truyền xung thần kinh: Tài liệu tham khảo năm trước có 11/Phân tích tập tín di truyền và ngoại cảnh tác động đến tập tín Thí nghiệm: Loài vẹt mỏ đỏ Châu Phi làm tồ cách gắp rác mỏ (loài A) Loài B gắp rác bỏ vào đuôi Sau đó người ta đem nhốt chúng lại cho lai tạo với cho lai (C )có cách làm tổ việc tổ hợp hai hành động mà bố mẹ chúng làm.Người ta nhân thấy ban đầu lai đến mùa sinh sản chúng gắp rác bỏ vào đuôi rớt không để lên sau thời gian người ta quan sát thấy chúng gắp mỏ có động tác quay đầu phía đuôi Phân tích sau:Thứ tập tin lam tổ loài vẹt trên quy định kiểu gen chúng thôn qua lai có biểu chúng giống bố mẹ Thứ hai Ban đầu lai làm rác bị đổ sau thời gian chùng thích nghi không hoàn toàn hẳn kiểu gen chứng tỏ tập tín gen quy định có thể thay đổi qua kinh nghiệm Như thí nghiệm trên đây cho ta thấy giống tính trạng hành vi chịu ảnh hưởng gen chúng có thể biến đổi thôn qua kinh nghiệm mà thân tích lũy 12/Các quy luật di truyền -Quy luật phân ly: - Các trạng thái khác gene gây đạng tính trạng di truyền.-Đối với tính trạng sinh vật thừa hưởng hai alen: Một từ mẹ và từ bố.-Nếu có hai alen khác nhau,alen trội biểu thành tính trạng và alen lặn không có ảnh hưởng đến biểu tính trạng thể.-Hai alen xác định tinh trạng phân ly riêng rẽ quá trình hình thành giao tử -Quy luật phân ly độc lập:Các gene cặp phân bào gỉam nhiễm phân ly cách độc lập với các thành viên cặp gene khác và chúng hợp lại các giao tử tao thành cách ngẫu nhiên -Quy luật không tuân theo Menden: +Trội không hoàn tòan +Đồng trội +Đa alen +Tính trạng đa hiệu gene +Tương tác gen +Di truyền giới tính +Di truyền liên kết với giới tính Morgan +Liên kết và hóan vị gene 13/Phương pháp nghiên cứu di truyền người -Phân tích phả hệ:Nghiên cứu di truyền các tính trạng người theo dòng họ qua nhiều hệ.Các liệu thu thập từ sơ đồ phả hệ cho phép xác định các dấu hiệu đơn gen trôi lặn,liên kết với giới tính hay không dựa theo quy luật Menden -Phân tích nghiên cứu trẻ sinh đôi:Tỉ lệ sinh đôi chiếm 0,9% dân số cùng trứng là 1/3.Cùng trứng giống gene và giới tính Nghiên cứu nhằm phát riêng lẽ ảnh hưởng yếu tố di truyền và môi trường phát tổng hợp hai yếu tố (16) -Nghiên cứu di truyên quần thề: đánh giá kiểi hình để tính tần số các gen quần thể liên quan đến bệnh di truyền -Phân tích gene người + Xây dựng đồ di truyền Phương pháp lai tế bào soma có thể xác định vị trí gen trên NST định.Các tế bào lai tron qua trình nguyên phân dần số NST tế bào cha mẹ nên phân hóa thành dòng ăn lai.Căn vào biểu gene và đối chiếu với diện NST nào đó dòng tế bào lai gene nằm trên NST nào.VD: M.C Weis và H Green đã dùng kĩ thuật này để xác định gen mã hóa đó thymine kinase (TK) nằm trên NST 17 : Lai tế bào chuột TK- với tế bào người TK+.Các tế bào TK- không mọc môi trường amionopretin khong co khả chuyển hóa thymine thành acid thymydilic thieu TK tổng hợp nên DNA.Chỉ có dòng tế bào lai có NST 17 người sống được,Như gene TK nằm trên NST 17.Nếu nuôi tế bào lai moi trường có bromodeoxyuridine riboside (BUDR) tế bào có TK chết TK chuyễn hóa BUDR gắn vào DNA làm chết tế bào.Trong đó dòng tế bào không có NST 17 (TK -) có thể mọc -Giải trình tự gene người: Phân tích chức gene người:-Sử dụng công nghê thông tin việc lưu trữ và xữ lí liệu trình tự nucleic acid ,protein biểu chúng các mô khác nhau.Xây dựng mô hình tương tác gene,gắn gene vào phản ứng sinh hóa,-Sử dụng hệ thống mô hình động vật chuột ,ruồi giấm,nấm men,… -Di truyền Y học.Xác dịnh bệnh di truyền đột biến gene đơn +Bệnh alen lặn:Sơ nang,Hồng cầu lưỡi liềm +Bệnh alen trội Huntington -Thử nghiệm di truyền và chuẩn đoán +Phân tích NST chọc dò dịch ối và sinh tiết tua thai -Thử nghiệm sai hỏng gene đơn -Di truyền học tư vấn: chuẩn đoán cho lời khuyên khả mắc bệnh di truyền nào đó mà thân họ hay dòng họ họ có mang bệnh giải vấn đề có nên sinh hay không,đề phong điều trị hạn chế hậu cho minh và cái nào (17)