V ở cây Măng tây (Asparagus) Theo Nguyễn Bá
NĂNG LƯỢNG SINH HỌC VÀ TRAO ĐỔI CHẤT
2.1. SỰ VẬN CHUYỂN VẬT CHẤT QUA MÀNG
2.1.1. Vận chuyển thụ động
Hình 2. 1.Sự vận chuyển vật chất qua màng
Vận chuyển thụ động là hình thức vận chuyển các chất qua màng xuôi theo gradien nồng độ, nghĩa là các chất đi từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp theo cơ chế khuyếch tán thông thường. Quá trình vận chuyển này không cần sử dụng năng lượng ATP. Trong tế bào hình thức vận chuyển này được thực hiện bằng 2 con đường.
a. Sự vận chuyển các phân tử nhỏ tan trong lipid đi qua màng
Các chất có kích thước phân tử nhỏ hơn lỗ màng, không tích điện và tan trong lipid có khả năng đi qua màng dễ dàng nhờ vào sự chênh lệch gradien nồng độ. Khả năng khuyếch tán nhanh hay chậm phụ thuộc vào dốc nồng độ, độ hoà tan vào lipid và độ lớn của phân tử đó. Ví dụ các phân tử oxi, nitơ, benzen, etylen...qua màng dễ dàng, các phân tử có kích thước lớn như glyxerol, glucose sẽ qua màng chậm và khó khăn hơn. Riêng nước là chất không tan trong lipid, nhưng lại qua màng dễ dàng do nước có kích thước nhỏ và nước là phân tử lưỡng cực.
b. Sự vận chuyển các chất qua kênh protein xuôi chiêù gradien nồng độ
Các kênh protein dùng để vận chuyển các chất qua màng xuôi chiều gradien nồng độ được chia thành 2 loại, một loại luôn mở để cho các chất đi qua, một loại chỉ mở khi bị kích thích.
*Sự vận chuyển chất qua c ác kê nh protein luôn mở
Các chất được vận chuyển qua các kênh protein loại này được thực hiện theo cơ chế khuyếch tán đơn thuần, nghĩa là chúng sẽ được đi qua màng khi chúng có kích thước phân tử nhỏ hơn kích thước của kênh protein xuyên màng và có sự chênh lệch về nồng độ giữa 2 bên màng.
* Sự vận chuyển chất qua các kênh protein lúc đóng, lúc mở:
Loại kênh protein này chỉ mở khi bị kích thích, nó chỉ cho các chất đi qua tuỳ từng thời đểm, tuỳ từng trường hợp và tùy theo nhu cầu của từng loại tế bào. Để đi qua được các kênh protein loại này, các chất cần phải kết hợp với một loại protein đặc biệt (protein mang), nhờ đó tính thấm của màng tế bào đối với chất đó sẽ được tăng lên, nó sẽ đi qua màng dễ dàng hơn và nhanh hơn (sự vận chuyển glucose qua màng hồng cầu). Đây là hình thức vận chuyển thụ động , xuôi chiều nồng độ, nhưng nó là hình thức vận chuyển mang tính chất sống, có tính chọn lọc vì vậy nó còn được gọi là quá trình khuyếch tán chọn lọc.
2.1.2. Vận chuyển chủ động
Đây là hình thức vận chuyển các chất đi ngược chiều dốc nồng độ, nghĩa là các chất được vận chuyển từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao hơn. Kiểu vận chuyển này đòi hỏi phải tiêu tốn năng lượng (có thể lấy từ ATP hoặc lấy từ gradient điện hoá của một loại ion nào đó qua màng). Đây là hình thức vận chuyển đặc trưng của cơ thể sống, rất phổ biến và quan trọng đối với cơ thể sinh vật. Hình thức vận chuyển này được thực hiện qua các kênh protein đặc biệt với tốc độ nhanh và tính đặc hiệu cao. Quá trình vận chuyển Na+ và K+ qua màng hồng cầu được thực hiện theo cơ chế này.
2.1.3. Vận chuyển vật thể lớn qua màng
Đây là kiểu vận chuyển các chất qua màng (lấy thức ăn) của các sinh vật bậc thấp, các nguyên sinh động vật. Thức ăn khi chạm vào màng sinh chất, màng này sẽ bao lấy mồi và đẩy vào trong tế bào tạo thành không bào tiêu hoá, enzyme sẽ được đẩy vào phân huỷ thức ăn, chất thừa được đẩy ra ngoài. Nếu thức ăn là chất rắn thì được gọi là thực bào, nếu là chất lỏng thì được gọi là ẩm bào. Kiểu này cũng thấy có ở tế bào bạch cầu trong cơ thể sinh vật bậc cao.
2.1.4. Sự tiếp nhận thông tin qua màng tế bào
Sự tiếp nhận thông tin qua màng tế bào do các phân tử protein đặc biệt nằm vắt qua màng sinh chất đảm nhận. Đầu của các phân tử protein này được đính thêm các phân tử glucose tạo thành phức glucoproteit và có tác dụng như những thụ quan. Chúng có thể nhận biết được các tín hiệu rất đa dạng từ môi trường ngoài như ánh sáng, nhiệt độ... hay môi trường trong như các loại hormon, sự dư thừa ATP... Sự tiếp nhận thông tin qua màng tế bào có vai trò rất quan trọng đối với nhiều hoạt động của sinh vật như tính hướng quang của thực vật, rễ của thực vật phát triển về nơi có nguồn nước và thức ăn, bạch cầu của động vật nhận biết được những vật thể lạ để tiêu diệt...
2.2. NĂNG LƯỢNG SINH HOC
2.2.1. Năng lượng ATP (Adenosin triphosphat)