Sinh lý tế bào thực vật

Bài tập lớn môn Sinh lý thực vật I MỞ ĐẦU Robert Hooke (1635 - 1703) LeeuwenHoek (1632 - 1723) Tế bào đơn vị sống Tất thể sống dù hình dạng kích thước nào, cấu tạo từ tế bào Kể từ Robert Hooke (1635 - 1703) người quan sát mô bần thực vật gọi xoang nhỏ hình tổ ong tế bào (1965) Cho đến nay, việc nghiên cứu tế bào đạt thành tựu to lớn nhờ phương tiện đại, phương pháp tiên tiến sâu cấu trúc phân tử, siêu cấu trúc bào quan,về trình hoạt động sống tế bào trao đổi chất, trao đổi lượng, truyền thông tin di truyền, sinh trưởng sinh sản Trên sở kiến thức tế bào giúp cho sinh viên dễ dàng tiếp thu giáo trình sinh học mơ học, phôi sinh học, di truyền học, sinh lý học, sinh hóa học, mơn cơng nghệ sinh học cơng nghệ tế bào, cơng nghệ gen Do em chọn đề tài “Sinh lý tế bào thực vật ” từ tìm chất mối quan hệ quy luật hoạt động trình sinh lý điều kiện xác định thể thực vật Bài tập lớn môn Sinh lý thực vật II NỘI DUNG Khái niệm chung Tế bào đơn vị cấu trúc, chức thể Mọi thể cấu trúc tế bào (trừ virut) Mọi hoạt động sinh lý thể bắt nguồn từ hoạt động sinh trưởng, phát triển, sinh sản, trao đổi chất, cảm ứng, vận động tế bào Theo hệ thống cấu trúc: Tế bào, mô quan, thể, xem mô, quan tập hợp đơn giản tế bào Các cấu trúc tổ chức tế bào kết phép cộng đơn giản từ nhiều tế bào Lý thuyết tế bào hình thành từ kỷ XIX (năm 1839), mặc dù, khái niệm tế bào đời trước lâu, gắn liền với đời kính hiển vi Lơ-ven-Huk Ơng quan sát số lát cắt mỏng kính hiển vi (1665), thấy lát cắt chia thành nhiều ô, ngăn nhỏ gọi “cell” Người ta nhận thấy, tế bào trống rỗng mà chứa chất nhầy Purkynjie J.E (1839) gọi chất nguyên sinh Brawn Schleiden (1833-1839) phát nhân hạch nhân tế bào Hai ông độc lập đưa kết luận rằng: Cơ thể động vật thực vật tế bào hợp thành Khi xu bật sinh học ngày nghiên cứu giới vi mô, việc nghiên cứu tế bào quan tâm nhiều, đạt nhiều thành tựu quan trọng Nhờ kính hiển vi điện tử có độ phân giải cao, khoa học phát giới nội tế bào phong phú 1.1 Đặc điểm tế bào thực vật Tế bào thực vật giống tế bào động vật thuộc dạng tế bào nhân chuẩn điển hình Chúng có đặc điểm giống khác phản ánh tính thống tính đa dạng cấu tạo chức chúng tế bào thực vật phân biệt với tế bào động vật chủ yếu đặc điểm sau: Bài tập lớn môn Sinh lý thực vật Tế bào thực vật Tế bào động vật - Có thành xenlulozơ bao ngồi - Khơng có thành xenlulozơ màng sinh chất - Có lục lạp, quang tự dưỡng - Khơng có lục lạp, hóa tự dưỡng - Chất dự trữ tinh bột - Chất dự trữ glicogen - Khơng có trung tử - Có trung tử - Phân bào khơng tơ phân tế - Phân bào có tơ phân tế bào bào chất vách ngang trung chất eo thắt trung tâm tâm - Ít có khơng bào - Hệ không bào phát triển 1.2 Thành phần hóa học tế bào thực vật Bài tập lớn môn Sinh lý thực vật 1.2.1 Hàm lượng thành phần chất nguyên sinh Qua phân tích nhà khoa học cho thấy chất sống trung bình có khoảng 75-85% nước, 10-20% protit, 2-3% lipit, 1% gluxit gần 1% muối hợp chất khác Ví dụ: Nguyên hình thể nấm nhầy chứa 82,6% nước, 5,7% chất hữu hòa tan (Protein, axitamin, hợp chất chứa nitơ), 8,3% chất không tan nước (nucleoproteit, lipit), 3,4% khống Đến nay, chất ngun sinh cịn nhiều tranh luận tính phức tạp khó tách biệt thành phần cấu tạo 1.2.2 Nước Nước thành phần chủ yếu chất nguyên sinh có vai trò việc hòa tan chất dinh dưỡng môi trường để tiến hành phản ứng hóa sinh, nước có ý nghĩa to lớn Lượng nước tế bào thường tiêu mức độ hoạt động sống chúng Lúc lượng nước (lá già, hạt khơ…) hoạt động sinh lý diễn yếu ớt; mô phân sinh lúc chuyển sang giai đoạn sinh trưởng nhanh thời kì đẻ nhánh, làm đồng lúa hoạt động sinh lý diễn mạnh mẽ Sở dĩ nước có vai trị quan trọng phân tử nước có tính lưỡng cực Tính chất lưỡng cực phân tử nước giúp cho nước dễ dàng hình thành liên kết hydro, tham gia cấu trúc tinh vi tế bào Tế bào khơng có dạng nước tự mà tế bào có nước dạng liên kết với mixen keo thành phần khác chất nguyên sinh Nước chất trung tính điện điện tích phân tử phân bố khơng có tính chất phân cực (phần hidro mạnh mang điện tích dương cịn oxy nguyên tố mang điện tích âm) Do tính lưỡng cực mà phân tử nước thường trạng thái liên kết với với phân tử vô hữu 1.2.3 Các chất khoáng Bài tập lớn mơn Sinh lý thực vật Ngồi nước, tế bào cịn chứa nhiều chất vơ khác nguyên tố khoáng, lượng chứa nguyên tố khống chất sống khác biệt nhiều, ngồi ngun tố đại lượng cịn có ngun tố vi lượng siêu vi lượng Các chất khống trạng thái tự hay hút bám gốc mang điện mixen keo hay có mặt thành phần hợp chất hữu khác (do liên kết hóa học) Chất khống trạng thái tự quy định áp suất thẩm thấu TB Sự phân bố không đồng số ion khoáng hai bên màng sinh chất sở xuất hiệu màng dòng điện sinh học Các chất khoáng dạng hút bám bề mặt hạt keo giữ trạng thái bền vững, mức độ phân tán, độ ngậm nước, độ nhớt định hệ thống keo (ion hóa trị K thường làm tăng độ ngậm nước, độ phân tán giảm độ nhớt, cịn ion hóa trị Ca ion hóa trị Al có ảnh hưởng ngược lại) Các ngun tố khống có tác dụng điều tiết hoạt động sống tự ảnh hưởng sâu sắc đến hệ enzim Các nguyên tố vi lượng thường thành phần cấu trúc bắt buộc hệ enzim Ngồi chất khống thành phần hàng loạt chất hữu chủ yếu tế bào sống protit, axit nucleic, … 1.2.4 Protein Là thành phần chủ yếu chất nguyên sinh, enzym hoormon Protein có cấu trúc phức tạp, đơn vị cấu tạo axit amin (axit amin) Protein có hoạt tính sinh lý sau: - Các protein đa dạng, số lượng nhiều Ở tế bào thực vật thường có khoảng 20-22 axit amin phân tử protein chứa từ 50 đến vài nghìn axit amin Sự khác thành phần, số lượng trật tự xếp axit amin tạo nên đa dạng protein - Protein có hoạt tính hóa học cao, nhờ chuỗi bên (các gốc axit amin ) tiến hành phản ứng oxy hóa khử, nitrat hóa…trong chuỗi polipeptit tạo nên sở protein khơng thay đổi - Hoạt tính sinh lý protein tính chất lý học phân tử chúng quy định, kích thước phân tử protêin lớn, trọng lượng phân tử cao có tới Bài tập lớn môn Sinh lý thực vật hàng ngàn hàng triệu Dalton, tế bào protêin tạo nên dung dịch keo, môi trường thuận lợi cho trình sinh lý - Protein có tính chất mềm dẻo thay đổi hình dạng từ dạng cầu sang dạng sợi ngược lại, lúc tính chất protein biến đổi theo - Protein tạo hợp chất phức tạp với phân tử hữu khác gluco, axit nucleic, lipit… đặc biệt protein TB enzym có khả xúc tác phản ứng mạnh mẽ Có thể nói khơng có protein khơng có enzim, khơng có enzym khơng có trao đổi chất, khơng có trao đổi chất khơng có sống 1.2.5 Axit nucleic Đây nhóm chất quan trọng nguyên sinh chất Nuclêotit đơn vị phân tử axit nuclêic Thành phần nuclêic gồm có đường, axitphotphoric bazơ nitơ Tùy theo loại đường mà axit nuclêic chia thành axit ribonuclêic (ARN) axit dezoxiribonuclêic (ADN) ADN sở vật chất tính di truyền ARN tham gia vào q trình tổng hợp protein Axit nucleic tham gia vào việc tổng hợp nhiều chất hữu khác tế bào trao đổi chất trao đổi lượng 1.2.6 Lipit Trong tế bào lipit hợp thành nhóm lớn mỡ, dầu sáp, photphollipit, glucolipit…Lipit giữ vai trò quan trọng cấu tạo sinh lý tế bào sống Cùng với protein chúng tham gia vào thành phần màng tế bào 1.2.7 Gluxit Trong tế bào gluxit đóng vai trị chất dự trữ, sử dụng nguyên liệu tạo hình lượng Một lượng gluxit tham gia xây dựng chất sống, lượng lớn sử dụng để tạo thành màng tế bào (xenluloza, hemixenluloza, pectin) Ngoài chất nêu trên, tế bào chứa nhiều chất hữu khác sản phẩm trung gian trao đổi chất (axit hữu cơ, glucozit, alcaloit…) Bài tập lớn môn Sinh lý thực vật Vậy tế bào sống kho chứa vơ số nhóm hợp chất có cấu trúc, tính chất ý nghĩa sinh học khác nhau, protein thường có vai trị quan trọng nht Cấu trúc chức tế bào thùc vËt 2.1 Sơ đồ cấu tạo chung tế bào thực vật Hình Cấu tạo tế bào thực vật Tế bào thực vật thường có dạng hình cầu, nằm tập hợp tế bào mơ tế bào bị ép có hình đa giác Các tế bào vùng giãn thân hay rễ thườngTếcó bàodạng thựchình vật hộp: dài 50µ, rộng 20µ, dày 10µ, tích 10.000 µ3 100 triệu tế bào tích 1cm Như vậy, từ hàng tỷ tế bào cấu tạo nên Protoplast Thành tế bào Không bào nguyên Để dễ tìm hiểu(Chất chất hóasinh) học phân tích hóa sinh quan tử hay phần tế bào, người ta chia chúng theo phương pháp ly tâm phân hóa sau:Các cấu trúc hiển vi: màng, nhân, lạp thể, ty thể Cytoplasma (tế bào chất) Các cấu trúc siêu hiển vi: mạng lưới nội chất, golgi, ribosom, lyzosom Glaloplasma: chất nền, khuôn tế bào chất Bài tập lớn môn Sinh lý thực vật 2.2 Cấu trúc chức vách tế bào Tế bào thực vật có vách xenluloza bao phủ, dày 10µm Thành phần hóa học: Xenluloza chiếm 30% trọng lượng khơ; 12% trọng lượng tươi; hemixelluloza: 50-55%; pectin: 6-7% Ngồi cịn chứa 5% protein, 7% lipit, hệ enzym oxy hóa – khử: peroxidase, invertase, pyrophotphorylase, ATP – ase… Cấu trúc hiển vi: + – 10 nghìn gốc glucozơ (1) cấu trúc phân tử xenlluloza + 100 phân tử xenlluloza cấu trúc mixen (2) + 20 mixen cấu trúc sợi bé có đường kính 100 – 250Aº (sợi microfibrin) (3) + 250 microfibrin cấu trúc sợi lớn (sợi xenlluloza – Fibrin) (4) Các sợi xenlluloza đan chéo theo nhiều hướng, hình thành nhiều lớp khối chất vơ định hình (pectin + hemixelluloza), tạo cho màng vừa có tính đàn hồi vừa có tính rắn (5) Màng cịn có chứa thêm lignin, suberin, cutin, sáp, chất nhày Vai trò vách: Trước người ta cho vách TB cấu trúc không sống, làm nhiệm vụ bảo vệ Gần người ta cho vách TB có đóng góp phần trao Bài tập lớn môn Sinh lý thực vật đổi chất, hút bám ion, cation nhóm carboxyl gốc axit uronic pectin hay hemixenlulozơ Trong dung dịch muối, vách tế bào mang điện âm Các tia sinh chất vách tế bào với enzym vách gây phản ứng tương hỗ phức tạp tham gia vào việc phân giải chất khó tan thành dạng dễ tan chúng chất xúc tác phản ứng môi trường tế bào 2.3 Tế bào chất Là khối chất sống nằm màng nguyên sinh chất, bao quanh bào quan tế bào Tế bào chất khối cấu trúc đồng nhất, mà có cấu trúc dị thể, có chứa thể vùi (các giọt dầu, hạt tinh bột), đại phân tử protein, sợi ARN…Chất khơ tế bào chất có khoảng 75% protein đơn giản phức tạp (Nucleoprotein, Glucoprotein, Lipoprotein…) 15 – 20% lipide Trong tế bào chất chứa nhiều hệ enzym tham gia trình trao đổi chất 2.3.1 Màng sinh chất màng nội chất Màng sinh chất (màng nguyên sinh hay ngoại chất) màng đơn phân tử gồm lipoit ghét nước protein ưa nước Cấu trúc tinh vi màng ngoại chất hợp chất lipoprotein cấu tạo nên khiến màng có tác dụng lớn việc bảo đảm tính bán thấm khả thấm có chọn lọc TB sống với chất khác Màng ngoại chất phần sinh chất có khả trao đổi chất mãnh liệt chứa nhiều hệ enzym Trên màng xảy q trình chuyển hóa lượng giúp cho vận chuyển chủ động chất qua màng Các quan điểm cấu trúc màng sinh chất: + Danielli – Dawson (1943): Các phân tử lipoit xếp thành1 hàng nằm giữa, gồm hai lớp quay đầu háo nước ngoài, đầu kỵ nước vào trong, bao quanh bên ngồi hai lớp protein hình sợi (hình 3) Đầu háo nước; Lớp lipit kép; Protein hình sợi Bài tập lớn mơn Sinh lý thực vật Hình Mơ hình cấu trúc màng tế bào Danielli Davson Từ lâu, người ta biết lipid nhiều chất hoà tan lipid di chuyển dễ dàng tế bào mơi trường xung quanh Từ cho màng tế bào có chứa lipid Năm 1925, E.Gorter F.Grendel chiết xuất lipid từ màng hồng cầu hoà tan chúng vào benzen nhỏ dung dịch lên bề mặt nước chứa khay nhỏ Khi benzen bay hơi, bề mặt nước lại lớp màng gồm phân tử lipid phân cực Đo điện tích lớp màng đơn phân tử này, hai ơng thấy gấp đơi điện tích bề mặt tất tế bào hồng cầu ban đầu dùng để chiết xuất lipid Trên sở đó, hai ơng kết luận: "Thành phần cấu trúc màng bao gồm hai lớp phân tử lipid” Dựa vào tính thấm màng, kết luận Gorter Grendel, đồng thời dựa vào kết nghiên cứu năm 1935, J.Danielli trường Đại học Princenton H Davson trường Đại học Ln Đơn xây dựng mơ hình cấu trúc màng Theo mơ hình hai ơng sở cấu trúc màng bao gồm hai lớp phân tử phospholipid nằm thẳng góc với bề mặt tế bào Các nhóm phân cực (ưa nước) quay ngồi, hướng nước Các nhóm khơng phân cực (kỵ nước) quay lại với Phía ngồi phía lớp phospholipid có lớp phân tử protein hình cầu Trong đó, nhóm phân cực protein hướng ngồi 10 Bài tập lớn mơn Sinh lý thực vật Tế bào chịu áp suất chất hòa tan dung dịch tế bào gọi áp suất thẩm thấu Áp suất thẩm thấu thay đổi theo nồng độ dịch tế bào: nồng độ cao áp suất thẩm thấu lớn áp suất thẩm thấu có vai trị quan trọng việc hút nước tế bào Theo VanHôp, áp suất thẩm thấu phụ thuộc vào nồng độ phân tử, nhiệt độ, điện ly dung dịch tính theo công thức: P = RTCi P: áp suất thẩm thấu dung dịch (atm) T: nhiệt độ tuyệt đối (T = tº+273º) C: nồng độ dung dịch (mol/lit) R: số khí = 0,0821 i: hệ số Vanhơp biểu thị mức độ ion hóa dung dịch i = + α (n-1) α: hệ số phân ly n: số ion mà phân tử phân ly (ví dụ NaCl có n=2) Hình 11 Thẩm thấu kế Dutrochet 31 Bài tập lớn môn Sinh lý thực vật 4.2 Sự hút nước tế bào theo chế thẩm thấu 4.2.1 Tế bào thực vật hệ thẩm thấu Ở tế bào thực vật, lớp màng chất nguyên sinh lớp màng gây nên tượng thẩm thấu tế bào Tốc độ nước xâm nhập thoát khỏi tế bào phụ thuộc vào tính thẩm thấu khác màng tế bào màng chất nguyên sinh Sự xâm nhập nước vào tế bào xảy tùy thuộc vào nồng độ dung dịch với nồng độ dịch tế bào Có trường hợp: - Đẳng trương : Cmt = CTB - Nhược trương: Cmt < CTB - Ưu trương: Cmt > CTB Nếu ngâm tế bào vào nước dung dịch nhược trương (Cmt < CTB) nước từ mơi trường vào khơng bào làm tăng thể tích không bào Áp suất làm cho không bào to ép vào thành tế bào gọi áp suất trương nước (P) Áp suất làm màng tế bào căng Màng tế bào sinh sức chống lại gọi sức căng trương nước (T) Khi hai áp suất thẩm thấu dừng lại Tế bào trạng thái bão hịa thể tích tế bào lúc cực đại Chính nhờ sức căng (T) mà phần non đứng vững, không bị bẻ gập lại Nếu đem tế bào ngâm vào dung dịch ưu trương, nước từ tế bào ngồi thể tích tế bào nhỏ đi, màng tế bào trở lại trạng thái bình thường, sức căng (T) Nếu dung dịch ngâm tế bào ưu trương, nước từ không bào tiếp tục ngồi làm cho khơng bào co, kéo theo nguyên sinh chất tách rời khỏi màng tế bào Hiện tượng chất nguyên sinh tách khỏi màng tế bào gọi tượng co nguyên sinh Nếu đem tế bào co nguyên sinh đặt vào dung dịch nhược trương tế bào trở trạng thái bình thường xảy ượng phản co nguyên sinh 32 Bài tập lớn môn Sinh lý thực vật Hiện tượng co nguyên sinh phản co nguyên sinh thể tính đàn hồi ngun sinh chất nói lên sống tế bào Khi tế bào chết màng bán thấm bị phá hủy Cơ sở tượng co phản co nguyên sinh tính chất thẩm thấu tế bào Nồng độ chất hòa tan không bào gây áp suất thẩm thấu (P) P biến thiên giới hạn atm (ở thực vật thủy sinh) đến 200 atm (thực vật chịu mặn, chịu hạn) Ví dụ: Áp suất thẩm thấu dịch tế bào (P) số loài thực vật: Lồi thực vật P Rong chó 3,14 atm Bèo hoa dâu 3,49 atm Đậu 10,23 atm Bí ngơ 9,63 atm Phi lao 19,86 atm 33 Bài tập lớn mơn Sinh lý thực vật Hình 12 Trạng thái trương nước co nguyên sinh tế bào 4.2.2 Sự hút nước tế bào theo chế thẩm thấu Khi ngâm tế bào vào dung dịch nhược trương, nước vào tế bào tế bào bão hoà nước Tuy nhiên, nguyên vẹn, lúc có nước từ Do có bão hồ nước tế bào Cây thường trạng thái thiếu nước Ở trường hợp tế bào bão hồ nước áp suất trương nước P với sức căng trương nước T (P=T) Cịn trạng thái thiếu nước tế bào P>T P-T=S Như sai lệch P T gây sức hút nước S Nhờ sức hút nước S mà nước liên tục vào tế bào S phụ thuộc vào trạng thái bão hồ nước tế bào Khi tế bào héo S lớn, tế bào bão hồ S=0, lúc P=T → P-T=0 Vậy trị số áp suất thẩm thấu (P) có ý nghĩa lớn việc xác định sức hút nước theo chế thẩm thấu Quá trình khơng tiêu tốn lượng tế bào, xảy cách nhẹ nàng phụ thuộc vào áp suất thẩm thấu môi trường tế bào 34 Bài tập lớn môn Sinh lý thực vật 4.2.3 Sự hút nước tế bào theo chế thẩm thấu Sức hút nước tế bào đơn trình vật lý (thẩm thấu) mà liên quan đến trạng thái chất nguyên sinh, phụ thuộc vào trình trao đổi chất lượng Chẳng hạn tế bào chưa hình thành khơng bào cách rõ rệt có S S trường hợp áp lực phồng keo gây nên mixen hấp thụ nước Sức hút nước sinh trình thẩm thấu t mà cịn tính chất lý hoá hệ keo nguyên sinh chất Như xem tế bào thẩm thấu kế đơn giản Sự hút nước tế bào nhiều chế mà mức độ đóng góp chế lệ thuộc vào điều kiện bên bên Lúc tế bào khan nước, hệ keo nguyên sinh có vai trị hút nước; lúc tế bào già, hoạt động sống bị yếu, sức hấp thụ chủ động có ý nghĩa khơng đáng kể 4.3 Vai trị keo sinh chất hút nước Ta biết S xuất có P khơng bào Nhưng tế bào chưa có khơng bào có S S trường hợp áp lực phồng keo gây nên mixen keo hấp thụ nước Như S sinh trình thẩm thấu túy mà cịn tính chất lí hóa hệ keo chất ngun sinh Sự hút chất hoà tan vào tế bào T bào chất khơng cho dung mơi qua, cịn cho số chất dung mơi qua Tế bào chất màng bán thấm hồn tồn mà màng bán thấm chọn lọc Nó hút chất dinh dưỡng từ mơi trường bên ngồi Tế bào sống có khả tích luỹ, chọn lọc chất dinh dưỡng Một số chất thấm sẵn sàng qua vách tế bào hoàn toàn không chui qua màng ngoại chất để vào bên tế bào Một số chất khác sau chui qua màng ngoại chất lại bị giữ lại tế bào chất không chui qua màng nội chất để vào khơng bào Có chất lại có khả chui qua 35 Bài tập lớn môn Sinh lý thực vật hệ màng tế bào tập trung khơng bào Tế bào có khả hút vào nhiều chất khác mức độ khơng giống 5.1 Tính thấm tế bào Tính thấm khả cho chất hồ tan vào khỏi màng ngăn tính thấm Vậy tính thấm tế bào khả hấp thụ chất hoà tan vào tế bào cho chất hoà tan khỏi tế bào Do cấu trúc nội tinh vi nên tế bào có tính thấm chọn lọc chất khác Một số chất dễ dàng qua thành tế bào lại hồn tồn khơng qua màng ngoại chất Một số chất qua màng ngoại chất lại bị giữ lại trung chất Tính thấm chia theo: + Các loại chất : - Chất không phân cực: dễ xâm nhập - Chất phân cực: khó xâm nhập - Muối vơ thấm chậm muối hữu + Đặc điểm chất thấm: - Kích thước, khối lượng chất lớn khó thấm - Ion tích điện cao (2+,3+) khó xâm nhập + Các yếu tố ảnh hưởng: nhiệt độ tăng làm cho phân tử dễ thấm 5.2 Sự xâm nhập chất tan vào tế bào theo chế thụ động - Đặc trưng chế thụ động : + Quá trình xâm nhập chất tan không cần cung cấp lượng, không liên quan đến trao đổi chất tự diễn 36 Bài tập lớn môn Sinh lý thực vật + Phụ thuộc vào chênh lệch nồng độ ion tế bào (gradien nồng độ) Nồng độ bên lớn bên tế bào Chỉ vận chuyển ion có tính thấm màng, tức phải có tính tan màng lipit - Sự khuếch tán chất tan vào tế bào Khuếch tán trình vận động phân tử vật chất từ nơi có nồng độ cao đén nơi có nồng độ thấp cân nồng độ hệ thống Tốc độ xấm nhập chất tan ( V) vào tế bào xác định theo công thức : V = Const K M -1/2 ( C – C ) Trong : K : hệ số biểu thị tính tan ion lipit M: Phân tử lượng chất tan khuếch tán C ngoài, C nồng độ chất khuếch tán bên bên tế bào Const = số khuếch tán Như tốc độ xâm nhập chất tan vào tế bào phụ thuộc vào điều kiện : + Tính hịa tan ion lipit (K) cao xâm nhập mạnh + Phân tử lượng chất tan (M) nhỏ dễ xâm nhập + Sự chênh lệch nồng độ chất khuếch tán lớn ion xâm nhập nhanh (Nếu thiếu điều kiện trên, khuếch tán không diễn ra) Tuy nhiên có đủ điều kiện cho khuếch tán tốc độ khuếch tán tự nhiên chậm nhiều lần so với khuếch tán chất tan tế bào Như tế bào tồn chế bổ trợ cho khuếch tán để làm nhanh tốc độ khuếch tán Đó khuếch tán có xúc tác - Sự khuếch tán có xúc tác Tồn số chế bổ trợ làm cho tốc độ khuếch tán tăng nhanh lên nhiều → gọi khuếch tán có xúc tác Đây chế xâm nhập chất tan thụ động khơng tiêu tốn lượng q trình trao đổi chất, có số chế sau: 37 Bài tập lớn môn Sinh lý thực vật + Ionophor: chất hữu có màng mà chúng dễ dàng liên kết có chọn lọc với ion đưa ion qua màng mà không cần lượng.Người ta nghiên cứu nhiều chất đóng vai trị Ionophor chất hóa học chế hoạt động mang ion chúng Các chất thường chiết xuất từ vi sinh vật valinocylin từ streptomyces, chất nonactin từ actinomyces… chất tác động lên màng làm cho tính thấm màng tăng lên xâm nhập ion qua màng dễ dàng Sự liên kết Ionophor với ion mang tính đặc hiệu cao + Kênh ion: Trên màng sinh chất màng khơng bào có nhiều lỗ xun màng có đường kính lớn kích thước ion, tạo nên kênh cho ion dễ dàng xun qua Tuy nhiên kênh ion có tính đặc hiệu ion có kênh hoạt động riêng đóng mở tùy theo điều kiện cụ thể 38 Bài tập lớn môn Sinh lý thực vật trạng thái kênh ion + Thế xuyên màng: trình vận chuyển ion qua màng dẫn đến chênh lệch nồng độ ion hai phía màng tạo nên hiệu xuyên màng Hiệu điện đo đạt 50- 200mV thường âm phía tế bào Nhờ xuyên màng mà ion theo chiều điện trường từ ngồi vào tế bào, cịn ion liên kết với ion H + để chuyển thành dạng cation vận chuyển vào 39 Bài tập lớn môn Sinh lý thực vật Khuyêch tán qua kênh protein xuyên màng 5.3 Sự xâm nhập chất tan vào tế bào theo chế chủ động Trong nhiều trường hợp, xâm nhập cácchất tan vào tiến hành nồng độ ion bên tế bào cao bên ngồi tế bào (ngược với gradien nồng độ) Có thể nói hút nước tích lũy ion khống cần lượng trình trao đổi chất, trình chọn lọc chủ động Sự vận chuyển tích cực khác với vận chuyển bị động điểm sau: + Có sử dụng lượng q trình trao đổi chất + Có thể ngược chiều građien nồng độ + Có thể xâm nhập ion khống khơng thấm hay thấm với màng lipit + Có tính chất đặc hiệu cho loại tế bào chất Có nhiều quan điểm đưa giải thích vận chuyển tích cực, quan điểm chất mang thừa nhận rộng rãi * Quan điểm chất mang: Theo quan điểm màng sinh chất màng khơng bào tồn chất đặc hiệu chuyên làm nhiệm vụ mang ion qua màng từ vào gọi chất mang Chúng có nhiệm vụ tổ hợp 40 Bài tập lớn môn Sinh lý thực vật với ion phía ngồi màng giải phóng ion phía màng Q trình chia làm giai đoạn: - Hoạt hóa chất mang : Chất mang Kinase + ATP Chất mang* + ADP - Tạo phức hệ ion- chất mang Chất mang * + ion (-) (+) Phức chất mang*- ion - Giải phóng ion Phức chất mang*- ion Photphatase 41 Chất mang + ion (giải phóng) Bài tập lớn mơn Sinh lý thực vật III KẾT LUẬN Tế bào đơn vị cấu tạo nên thể sinh vật ( trừ virus ) Đối với thể dù động vật hay thực vật có tế bào tế bào thể hồn chỉnh, thống nhất, đảm bảo chức sống: trao đổi chất, sinh trưởng, phát triển, sinh sản, cảm ứng, vận động… Việc nghiên cứu đặc điểm cấu tạo, thành phần chức hoạt động sinh lý việc nghiên cứu thể thu nhỏ mặt cấu tạo chức sống Việc đơn giản hóa từ thể đa bào với phức tạp hóa cấu tạo chức phân hóa mơ quan thể xuống cịn thể có cấu tạo từ tế bào với chức đảm bảo cho thể tồn khơng bị đào thải q trình chọn lọc tự nhiên.Hay nói cách khác nghiên cứu từ thể tế bào (từ đơn giản) từ tạo sở nghien cứu thể đa bào với khái quát hóa cấp độ mơ, quan, thể từ nghiên cứu q trình sinh lý sinh hóa diễn cấp độ thể Đồng thời việc nghiên cứu cấp độ tế bào giúp ta có sở giải thích cách khoa học q trình sinh lý sinh hóa diễn thể Chương Sinh lý tế bào chương khó việc nghiên cứu thành phần, cấu tạo tế bào có tham khảo nhiều nguồn tài liệu khác nhau, sở kiến thức khoa học đồng thời với kiến thức thực hành lớp Với đề tài em vào nghiên cứu có sẵn (cấu tạo, thành phần tế bào) mà cịn nghiên cứu đặc tính tế bào từ giải thích, ứng dụng sinh lý tế bào thực tiễn sản xuất Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ cơng nghệ sinh học có cơng nghệ tế bào (đối tượng cụ thể động vật, thực vật vi sinh vật) dựa việc nghiên cứu đặc tính sinh lý, sinh hóa tính tồn tế bào để tạo hướng sản xuất giống trồng, sản phẩm công nghệ tế bào (nuôi cấy tế bào, nuôi cấy mô quan, nuôi cấy tế bào sinh dục…) để tạo khác nhau, mục đích khác với ưu điểm chuyên biệt 42 Bài tập lớn mơn Sinh lý thực vật Đóng góp cơng nghệ tế bào chiếm vị trí quan trọng phát triển cơng nghệ sinh học, phổ biến, khơng khó để thực tồn song song với công nghệ gen, cơng nghệ enzyme, cơng nghệ di truyền… Nói tóm lại, việc nghiên cứu sinh lý tế bào thực vật việc quan trọng, cần phải sâu nghiên cứu, phát triển để ngày có nhiều đóng góp xuất lĩnh vực nghiên cứu thực vật Bài làm em có điểm thiếu sót mong quan tâm giúp đỡ thầy cô giáo Em xin chân thành cảm ơn! 43 Bài tập lớn môn Sinh lý thực vt TàI LIệU THAM KHảO Sinh lí học thực vật, Vũ Văn Vụ (chủ biên), Vũ Thanh Tâm, Hoàng Minh Tấn, Nhà xuất Giáo dục Sinh lí học thực vật, tập II,Phạm Đình Thái, Nguyễn Duy Minh, Nguyễn Lơng Hùng, Nhà xuất Giáo dục Sinh lý thực vật, Nguyễn Bá Lộc, Nhà xuất Giáo dục Hoá sinh học, Phạm Thị Trân Châu,Trần Thị áng, Nhà xuất Giáo dục Web: 5.http://vietsciences1.free.fr/vietscience/giaokhoa/b iology/ sinhhocdaicuong/chuong1sinhlitebao.htm 6.http://vn.answers.yahoo.com/question/index? qid=20080417075635AAIFOsyu hỏi đà giải đáp 7.http://209.85.175.104/search? q=cache:0I_3VX6QjaQJ:elearning.hueuni.edu.vn/file.php /21/downgts1htv/c5.pdf+te+bao+thuc+vat&hl=vi&ct= clnk&cd=14&gl=vn<=lang_vi http://www.onthi.com/ly-thuyet/te-bao-thuc- vat_1472.html http://vi.wikipedia.org/wiki/Ti_th%E1%BB%83 44 Bài tập lớn môn Sinh lý thực vật MỤC LỤC I MỞ ĐẦU II NỘI DUNG Khái niệm chung 1.1 Đặc điểm tế bào thực vật 1.2 Thành phần hoá học tế bào thực vật Cấu trúc chức tế bào thực vật 2.1 Sơ đồ cấu tạo chung tế bào thực vật 2.2 Vách tế bào: Cấu trúc chức 2.3 Tế bào chất 2.4 Nhân tế bào 22 Tính chất hố lý hệ keo chất ngun sinh .26 3.1 Đặc điểm hệ keo chất nguyên sinh 26 3.2 Khả chuyển động 27 3.3 Tính nhớt 28 3.4 Khả đàn hồi 29 Sự hút nước tế bào thực vật 30 4.1 Hiện tượng khuyếch tán thẩm thấu 30 4.2 Sự hút nước tế bào theo chế thẩm thấu 32 4.3 Vai trò chất nguyên sinh hút nước 35 Sự hút chất hoà tan vào tế bào .35 5.1 Tính thấm tế bào 36 5.2 Sự thâm nhập chất tan vào tế bào theo chế thụ động 36 5.3 Sự thâm nhập chất tan vào tế bào theo chế chủ động40 III KẾT LUẬN 42 45 ... tế bào thực vật Hình Cấu tạo tế bào thực vật Tế bào thực vật thường có dạng hình cầu, nằm tập hợp tế bào mơ tế bào bị ép có hình đa giác Các tế bào vùng giãn thân hay rễ thườngTếcó bàodạng thựchình... lớn môn Sinh lý thực vật 4.2 Sự hút nước tế bào theo chế thẩm thấu 4.2.1 Tế bào thực vật hệ thẩm thấu Ở tế bào thực vật, lớp màng chất nguyên sinh lớp màng gây nên tượng thẩm thấu tế bào Tốc... tính sinh lý cao 24 Bài tập lớn môn Sinh lý thực vật Hình 10 Tế bào thực vật 2.6 Tế bào hệ thống toàn vẹn Tế bào đơn vị sống nhỏ có khả sinh trưởng, phát triển , trao đổi chất, điều tiết, có vật