Tóm Tắc Lý Thuyết Sinh Học
Bài 1: Giới thiệu chung về thế giới sống của các cấp tổ chức của cơ thể sống
I. CÁC CẤP TỔ CHỨC CỦA HỆ THỐNG SỐNG
Thế giới sinh vật được tổ chức theo thứ bậc rất chặt chẽ. Tính từ thấp đến cao, thế giới sống được phân chia như sau: phân tử => bào quan => tế bào => mô => cơ quan => hệ cơ quan => cơ thể => quần thể, quần xã => hệ sinh thái => sinh quyển. Trong đó tế bào là đơn vị cấu tạo, đơn vị chức năng cơ bản
1. Tế bào: Tế bào được cấu tạo từ các cấp tổ chức thấp hơn như phân tử (phân tử nước, muối vô cơ, axít amin…) đại phân tử (prôtêin, axít nuclêic…), bào quan (ribôxôm, ti thể…).
Tế bào là cấp tổ chức cơ bản nhất của hệ thống sống. Vì: mọi cơ thể sống đều cấu tạo từ tế bào và mọi hoạt động sống của cơ thể đều diễn ra ở tế bào
2. Cơ thể: Cơ thể sinh vật có thể được cấu tạo từ một tế bào (cơ thể đơn bào) hoặc nhiều tế bào đã phân hoá (cơ thể đa bào)
Ở cơ thể đa bào, hoạt động sống của cơ thể phụ thuộc vào mối tương tác trong hoạt động sống của các mô, cơ quan, hệ cơ quan. Các mô, cơ quan, hệ cơ quan chỉ thực hiện được chức năng sống trong mối tương tác lẫn nhau trong tổ chức cơ thể toàn vẹn. Cơ thể đa bào là khối thống nhất các mô, cơ quan, hệ cơ quan hoạt động nhịp nhàng ăn khớp với nhau nhờ có sự điều hoà và điều chỉnh chung.
3. Quần thể – loài
3.1. Quần thể
Là một tổ chức của các cá thể cùng loài, cùng sống trong một khoảng không gian nhất định ở vào một thời điểm xác định. Trong tổ chức quần thể, các nhóm cá thể đực – cái, non – trưởng thành – già tập hợp với nhau trong mối quan hệ sinh sản. Quần thể là đơn vị cơ sở của quá trình tiến hoá dưới tác động của chọn lọc tự nhiên
3.2. Loài – đơn vị phân loại cơ sở của sinh giới
Loài gồm các cá thể có chung những đặc điểm hình thái, sinh lý và hoạt động sống. Ở loài giao phối, các cá thể có thể giao phối với nhau, sinh sản ra con lai hữu thụ và cách li sinh sản với các cá thể của loài khác
4. Quần xã
Quần xã gồm nhiều quần thể khác loài, cùng sống trong một khoảng không gian nhất định. Trong tổ chức quần xã, ngoài mối quan hệ sinh sản giữa các sinh vật cùng loài còn nổi lên mối quan hệ dinh dưỡng giữa các sinh vật khác loài. Ở cấp quần xã, các sinh vật giữ được được cân bằng trong mối tương tác lẫn nhau để cùng tồn tại
5. Hệ sinh thái – Sinh quyển
5.1. Hệ sinh thái
Hệ sinh thái là một hệ thống hoàn chỉnh, tương đối ổn định bao gồm quần xã sinh vật và nơi sống của chúng (sinh cảnh). Sự tác động qua lại giữa quần xã với sinh cảnh tạo nên các mối quan hệ sinh thái thông qua các chu trình tuần hoàn vật chất và năng lượng
5.2. Sinh quyển
Bao gồm tất cả các hệ sinh thái trong khí quyển, địa quyển và thuỷ quyển của Trái đất. Là cấp tổ chức cao nhất và lớn nhất của hệ thống sống
II. CÁC ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA TỔ CHỨC SỐNG
1. Được tổ chức theo nguyên tắc thứ, bậc:
Cấp thấp làm nền tảng để xây dựng cấp cao hơn, hoạt động của cấp cao phụ thuộc vào mối tương tác trong hoạt động của các cấp cấu thành. Mỗi cấp tổ chức đều có những đặc điểm riêng, cấp cao gồm đặc điểm của cấp thấp liền kề và những đặc điểm nổi trội do sự tập hợp, sự tương tác giữa các bộ phận cấu thành mà cấp trước không có được.
2. Hệ thống mở và tự điều chỉnh
Mọi cấp tổ chức sống đều là hệ mở, chúng không ngừng trao đổi vật chất và năng lượng với môi trường, chịu sự tác động của môi trường, đồng thời góp phần làm biến đổi môi trường.
Mọi cấp độ tổ chức sống đều có khả năng tự điều chỉnh, do đó duy trì được sự cân bằng cần thiết để tồn tại.
3. Liên tục tiến hoá
Nhờ cơ chế truyền thông tin trên phân tử ADN từ thế hệ này sang thế hệ khác mà sự sống được tiếp diễn liên tục. Mỗi cấp độ tổ chức sống đều có khả năng duy trì ổn định các đặc điểm đó qua các thế hệ.
Tuy nhiên, dưới tác động của các nhân tố đột biến của môi trường, mỗi cấp độ tổ chức sống sẽ không ngừng bị biến đổi và tiến hoá, tạo nên một thế giới sống vô cùng đa dạng, nhưng lại thống nhất
I. GIỚI VÀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SINH GIỚI
1. Khái niệm giới.
Giới là đơn vị phân loại lớn nhất bao gồm các ngành sinh vật có chung những đặc điểm nhất định.
Các bậc phân loại chính từ nhỏ đến lớn lệ thuộc nhau là: Loài chi họ bộ lớp ngành giới. Trong đó, loài là bậc phân loại cơ sở, bất kỳ một sinh vật nào cũng được xếp vào một loài.
2. Hệ thống phân chia sinh giới.
2.1. Hệ thống phân chia 5 giới.
a. Các tiêu chí cơ bản của hệ thống năm giới sinh vật
- Loại tế bào cấu tạo nên sinh vật là nhân sơ hay nhân thực.
- Tổ chức cơ thể sinh vật là đơn bào hay đa bào.
- Kiểu dinh dưỡng của sinh vật là tự dưỡng hay dị dưỡng (dị dưỡng kiểu hấp thụ hay kiểu nuốt thức ăn)
b. Hệ thống phân loại 5 giới của Whittaker:
+ Giới Khởi sinh (Monera),
+ Giới Nguyên sinh (Protista),
+ Giới Thực vật (Plantae),
+ Giới Nấm (Fungi),
+ Giới Động vật (Animalia).
II. ĐẶC ĐIỂM CHÍNH CỦA MỖI GIỚI.
| Giới Đặc điểm | Khởi sinh (Monera) | Nguyên sinh (Protista) | Nấm (Fungi) | Thực vật (Plantae) | Động vật (Animalia) |
| Loại tế bào | Nhân sơ | Nhân thật |
| ||
| Cấu tạo cơ thể | Đơn bào | Đa bào |
| ||
| Kiểu dinh dưỡng | - Dị dưỡng - Tự dưỡng | - Dị dưỡng - Tự dưỡng | Dị dưỡng hoại sinh - Sống cố định | - Tự dưỡng quang hợp - Sống cố định | Dị dưỡng Sống di động |
| Đại diện | Vi khuẩn | Động vật đơn bào, Tảo, Nấm nhầy | Nấm | Thực vật | Động vật |
Bài 3: Các nguyên tố hoá học và nước
I. CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC
1. Thành phần nguyên tố cấu tạo tế bào
Tế bào được cấu tạo từ khoảng 25 nguyên tố hoá học. Trong đó các bon là nguyên tố quan trọng nhất trong việc tạo ra các vật chất hữu cơ.
Các nguyên tố hoá học trong tế bào được chia làm 2 nhóm:
+ Nguyên tố đa lượng: có tỷ lệ lớn hơn 0,01% khối lượng tế bào.
+ Nguyên tố vi lượng: có tỷ lệ nhỏ hơn 0,01% khối lượng tế bào.
2. Các dạng tồn tại của các nguyên tố hoá học trong tế bào
- Dạng tự do (chủ yếu là dạng các anion và cation).
- Dạng liên kết bề mặt.
- Dạng liên kết chặt với các hợp chất hữu cơ khác.
3. Chức năng cơ bản của các nguyên tố hoá học.
- Tạo ra môi trường trong của tế bào, của cơ thể.
- Qui định áp suất thẩm thấu của tế bào.
- Tham gia vào cấu tạo nhiều hợp chất hữu cơ khác – cấu trúc tế bào.
II. NƯỚC VÀ VAI TRÒ CỦA NƯỚC TRONG TẾ BÀO
1. Cấu tạo và đặc tính lý hoá của nước
- Công thức cấu tạo: H-O- H
- Các phân tử nước có tính phân cực
- Nhiệt dung riêng của nước lớn.
- Trong tự nhiên nước tồn tại ở cả 3 trạng thái: rắn, lỏng, khí.
2. Vai trò của nước đối với tế bào.
- Nước là dung môi hoà tan nhiều chất sống.
- Thành phần chính cấu tạo nên tế bào (70 – 98%).
- Tạo môi trường cho các phản ứng sinh hoá.
- Cung cấp nguyên liệu cho các phản ứng, cho hoạt động sống.
- Điều hoà thân nhiệt.
II. . Các đặc điểm chung của tổ chức sống.
Trong lịch sử tiến hoá của sinh vật, sự sống xuất hiện đâùa tiên là ở trong moi trường nước và tồn ại trog môi trường nước, sau này mới có một số loài sinh vật chuyển hoá từ đời sống dưới nước lên cạn. Tuy vậy, các tế bào của mỗi cơ thể ở cạn vẫn phải tràn ngập trong môi trường nước, có như vậy mới có thể trao đổi chất với môi trường.
Nói chung ở động vật có vú nước chiếm khoảng 2/3 khối luợng cơ thể, ở động vật thuỷ sinh nước chiếm khoảng 98%. Hàm lượng nước trong cơ thể phụ thuộc vào giai đoạn phát triển, và sự hoạt động trao đổi chất của tế bào – cơ thể, nhìn chung giai đoạn còn non các tế bào hoạt động trao đổi chất và sinh sảnh càng mạnh thì tỷ lệ nước càng cao và ngược lại.
1. Tính chất vật lý của nước
Nước là một hợp chất vô cơ không mùi, không màu không vị, trong tự nhiên tồn tại ở cả 3 trạng thái: lỏng, rắn, khí.
Nhiệt độ sôi 100 0C, nhiệt độ đóng băng tạo thành cấu trúc tinh thể chuẩn là dưới 40C. Có được những đặc tính độc dáo đó của nước là do tính chất phân cực của nước. ở trạng thái lỏng và trạng thái rắn cácphân tử nước liên kết với nhau bởi các liên kết H2.
Liên kết hydro mạnh khi chúng nằm trên đường thẳng qua trục OH của phân tử nước bên cạnh. Liên kết hydro yếu khi chúng nằm lệch trục.
Khi các phân tử nước ở trạng thái đóng băng thì tất cả các liên kết đều ở trạng thái cực đại. Làm cho nước ở dạng tinh thể chuẩn, khi đó tất cả các lien kết hidrô đều ở trạng thái đẳng trục. Trong khi đó nước lỏng có tới 80% phân tử có liên kết hydro ở dạng liên kết đồng trục. Sự sắp xếp ngẫu nhiên của các phân tử nước tự do trong nước lỏng làm cho chúng xếp gần nhau hơn so với trong cấu trúc mạng do đó nước đá các phân tử có cấu trúc thưa hơn và nổi trên mặt nước lỏng.
2. Vai trò của nước.
Ở trong tế bào nước tự do chiếm khoảng 95% và nước liên kết chiếm khoảng 5%. Nước tự do có vai trò quan trọng trong hoạt động trao đổi chất của tế bào và gữ tế bào với môi trường. Một số lớn các chất hoà tan trong môi trường nước. Các phân tử các ion tan trong nước phân phối đều vào nước. Các chất khí khi hoà tan vào trong nước các ion được bao bọc bằng các phân tử nước do đó các ion đó không tập trung lại với nhau được.
Nước là dung môi phổ biến nhất của muối khoáng và các hợp chất hữu cơ.
Nước là môi trường phân tán và phản ứng của các hợp chất hoá học. Giúp cho cơ thể vận chuyển dễ dàng các chất từ nơi này đến nơi khác trong từng tế bào. Đảm bảo tính thống nhất trong nội bộ tế bào và giữa cơ thể và môi trường.
Nước không phải là một chất trơ.
Do có khả năng dẫn nhiệt toả nhiệt và bốc hơi cao nên có vai trò điều tiết nhiệt độ cơ thể. Ví dụ: Một cầu thủ bóng đá có thể trọng 100 kg trong 90 phút thải ra ngoài môi trường 2 lít mồ hôi và phóng ra môi trường: 574 ´2 = 1148 kcal. Nếu không thải mồ hôi ra môi trường thì nhiệt độ cơ thể tăng 11,5°C.
Hợp chất hữu cơ là những hợp chất chứa các bon (trừ CO, CO2, và cácbonát là các hợp chất vô cơ chứa các bon). Ví dụ: glucôzơ, xenlulôzơ, axít nuclêic, lipít, phốtpho lipít .
Trong tế bào có rất nhiều hợp chất hữu cơ khác nhau, chúng được chia làm 4 nhóm cơ bản: Các bohyđrát (gluxít); lipít; prôtêin và axít nuclêic.
I. CACBOHIĐRAT
Là những hợp chất hữu cơ cấu tạo chủ yếu từ 3 nguyên tố là: C, H, O. Các loại đơn phân chủ yếu cấu tạo nên các bohidrat là: glucôzơ, fructôzơ và galactôzơ.
Căn cứ vào số đơn phân cấu tạo người ta chia chúng ra thành loại: mônô saccarit, đi saccarit và poly saccarit.
| Đặc điểm | Mônosacacrit (đường đơn) | Đisacarit (đường đôi) | Polisacacrit (đường đa) |
| Các đại diện | + Pentôzơ (5 C) : Ribôzơ, Đêôxiribôzơ + Hexôzơ (6 C): Glucôzơ, Fructôzơ, Galactôzơ | -Saccarôzơ (đường mía) - Lactôzơ (đường sữa) -Mantôzơ (đường mạch nha) | - Glicôgen(ở động vật) - Tinh bột (ở thực vật) - Xenlulôzơ (thực vật) - Kitin |
| Cấu tạo phân tử | Có 3 đến 7 nguyên tử các bon liên kết với nhau tạo mạch thẳng hoặc mạch vòng. | Gồm 2 phân tử hexôzơ liên kết với nhau bằng liên kết glicôzit | - Là đa phân tử gồm nhiều đơn phân liên kết với nhau bởi các liên kết glicôzit. |
| Tính chất | Là các hợp chất không màu, tan tốt trong nước và không tan trong dung môi hữu cơ. | Không tan trong nước | |
| Chức năng | - Nguồn dự trữ, cung cấp năng lượng chính cho tế bào và cơ thể. - Nguyên liệu cấu trúc cho tế bào | ||
II. LIPIT
1. Khái niệm
Lipít là tập hợp đa dạng nhiều hợp chất hữu cơ khác nhau được cấu tạo từ 3 nguyên tố C.H.O; có tính chất chung là không tan trong nước nhưng tan tốt trong dung môi hữu cơ (este, benzen, clorofooc, rượu nóng… )
2. Phân loại
a) Lipit đơn giản:dầu, mỡ và các phân tử phốtpho lipít.
b) Lipit phức tạp: colesterôn, prôgesterôn, vitamin A, D, E, K…
c) Chức năng:
- Nguyên liệu cấu trúc màng và các bộ phận khác của tế bào.
- Nhu mô đệm cho cơ thể, chống mất nhiệt, điều hoà nhiệt độ cơ thể.
- Bảo vệ cơ thể (sáp, cutin….)
- Cung cấp năng lượng cho tế bào.
- Cấu tạo nên các cofactơ trợ giúp hoạt động xúc tác của các enzim
- Yếu tố nhũ hoá, điều tiết sinh trưởng (hoocmon) …..
Prôtêin là một polyme sinh học, được cấu tạo từ khoảng 20 loại L – axít aimin khác nhau (ở sinh vật nhân sơ còn có cả D- axít amin). Các axít amin liên kết với nhau bởi liên kết péptít.
Trong cơ thể, prôtêin chiếm khoảng 50% khối lượng khô của hầu hết các loại tế bào và là vật liệu cấu trúc của tế bào, là "công cụ" điều khiển các hoạt động sống của tế bào, cơ thể. Prôtêin trong tế bào có 4 bậc cấu trúc : bậc 1, 2, 3 và 4.
Trong các đại phân tử sinh học thì prôtêin có cấu trúc và chức năng đa dạng nhất như: cấu tạo; xúc tác; vận chuyển; vận động; bảo vệ; điều hoà; nhận biết thông tin; dự trữ axít amin. Prôtêin cùng với axít nuclêic được coi là cơ sở vật chất chủ yếu của sự sống.
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT CƠ BẢN
Prôtêin là một polyme sinh học, được cấu tạo từ khoảng 20 loại L – axít aimin khác nhau (ở sinh vật nhân sơ còn có cả D- axít amin). Các axít amin liên kết với nhau bởi liên kết péptít.
Trong cơ thể, prôtêin chiếm khoảng 50% khối lượng khô của hầu hết các loại tế bào và là vật liệu cấu trúc của tế bào, là "công cụ" điều khiển các hoạt động sống của tế bào, cơ thể. Prôtêin trong tế bào có 4 bậc cấu trúc : bậc 1, 2, 3 và 4.
Trong các đại phân tử sinh học thì prôtêin có cấu trúc và chức năng đa dạng nhất như: cấu tạo; xúc tác; vận chuyển; vận động; bảo vệ; điều hoà; nhận biết thông tin; dự trữ axít amin. Prôtêin cùng với axít nuclêic được coi là cơ sở vật chất chủ yếu của sự sống.
Các axít amin không thay thế.
Trong số 20 loại axít amin thường gặp trong phân tử prôtein có một số axít amin mà cơ thể người, động vật, không thể tự tổng hợp được phải lấy từ nguồn nguyên liệu thức ăn gọi là axít amin không thay thế. Khi thiếu (có thể chỉ cần thiếu một loại) thì xảy ra quá trình phân giải prôtein nhiều hơn quá trình tổng hợp kết quả là làm cho cân bằng Nitơ âm. Các axít amin không thay thế nó thuộc vào những điều kiện riêng biệt như loài, lứa tuổi…
Tám axít amin không thay thế ở người là : Val, Luc, Izoluc, Mđ, Thr, Phe- Tip, lys, (Trong một số tài liệu thì cả: arg, His, Cys cũng được coi là axít không thay thế)
Trong cách đánh giá giá trị prôtein thì hàm lượng các axít amin không thay thế và tỷ lệ giữa chúng là một tiêu chuẩn quan trọng để đánh giá.
Khi nghiên cứu nhìn prôtein tan trong nước, prôtein có hoạt tính xúc tác cho thấy chúng thường có dạng hình cầu trong đó các gốc kỵ nước quay vào trong các gốc ưa nước quay ra ngoài.
Khi phá vỡ lực liên kết Vandecvan, liên kết hydro khử cầu S – S, phân tử prôtein bị duỗi ra đồng thời làm thay đổi một số tính chất hoá học của nó.
Ví dụ: Enzim Ribonucleaz, phân tử prôtein cấu trúc lên nó có một chuỗi poly peptit bao gồm 124aa, trong đó có 4 cầu – S – S – được tạo thành giữa các gốc Xistein ở các vị trí sau: 26 – 84, 40- 95, 58-110, 65- 72.
Trong môi trường có ure hoặc Guanidin clorua làm phá vỡ các liên kết hoá trị khác. Sau đó dùng 
Micaptoetanol ở nồng độ dư thừa có thể khử tất cả 4 cầu disunphua tạo thành 8 nhóm – SH, tự do trong phân tử. Kết quả là phân tử Enzim bị duỗi ra và mất hoạt tính xúc tác.
Trong 4 bậc cấu trúc trên thì nghiên cứu cấu trúc bậc I của prôtein là hết sức quan trọng vì:
- Là bước đầu tiên quan trọng để xác định cơ sở phân tử hoạt tính sinh hcọ và tính chất lý, hoá của prôtein.
- Là cơ sở xác định cấu trúc không gian của prôtein dựa vào các vị trí của cầu disunfua…
- Là yếu tố góp phần quan trọng trong nghiên cứu bệnh lý phân tử thực tiễn cho thấy sự thay đổi một hoặc vài aa trong chuỗi poly peptit có thể làm thay đổi hoạt tính sinh học, chức năng sinh lý của tế bào, prôtein .
- Cấu trúc bậc 1 là bản dịch mã di truyền do vậy có thể căn cứ vào sự sai khác giữa các loại prôtein cùng loại để tìm mối liên hệ họ hàng và lịch sử tiến hoá.
Việc xác định được cấu trúc bậc 1 là cơ sở để tổng hợp nhân tạo prôtein bằng phương pháp hoá học hay công nghệ sinh học.
Axít nuclêic là các đại phân tử hữu cơ được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà đơn phân là các nuclêôtít. Các nuclêôtít liên kết với nhau bởi các liên kết phốt pho dieste theo chiều từ 5'P => 3'OH tạo thành chuỗi polinuclêôtit, ngoài ra các đơn phân còn cơ thể liên kết với nhau bởi các mối liên kết hidro theo nguyên tắc bổ sung giữa các nuclêôtít trên 2 mạch đơn (ADN) hoặc trên 1 mạch đơn (tARN và rARN) A=T(U) ; G = X.
| Axit nuclêic | Phân loại, cấu tạo | Đơn phân cấu tạo | Chức năng | Vị trí tồn tại chủ yếu trong tế bào | |
| ADN | ADN (xoắn kép vòng) | A T G X | Lưu trữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền cho các thế hệ tế bào và cơ thể. | Nhân hoặc vùng chất nhân | |
| ADN (xoắn kép không vòng) | |||||
| ARN | m ARN (xoắn đơn không tạo thuỳ) | A U G X | Sao chép TTDT từ gen để làm khuôn mẫu tổng hợp prôtêin | Tế bào chất (ngoại chất) | |
| t ARN (xoắn đơn tạo thuỳ) | Vận chuyển axit amin tham gia giải mã di truyền ở ribôxôm. | ||||
| r ARN (xoắn đơn cuộn lại) | Cấu tạo ribôxôm, nơi giải mã di truyền. | ||||
I. TẾ BÀO NHÂN SƠ
1. Kích thước: từ 01 đến 10 micromet.
2. Hình dạng: rất đa dạng.
3. Cấu tạo rất đơn giản:
+ Ngoài cùng là màng sinh chất
+ Khối chất tế bào không có các bào quan được bao bọc bởi màng, chỉ có ribôxôm, chất nhân chưa có màng bao bọc.
II. TẾ BÀO VI KHUẨN
Tế bào nhân sơ là đặc trưng cho đa số vi khuẩn và có các thành phần cấu trúc như sau:
| TT | CẤU TRÚC BẮT BUỘC | CẤU TRÚC KHÔNG BẮT BUỘC |
| 1 | Thành tế bào (peptdoglycan) | Màng nhày |
| 2 | Màng sinh chất. | Lông. |
| 3 | Chất tế bào. | Roi. |
| 4 | Ribôxôm. | Hạt dự trữ |
| 5 | Vùng chất nhân (chứa ADN trần). | Plasmit |
| 6 | Lớp màng ngoài | Thể mang màu và không bào khí |
1. Đặc điểm chung.
Đặc điểm nổi bật của tế bào nhân thật là có các bào quan được bao bọc bởi cấu trúc màng như: ti thể, golgi, lưới nội chất, nhân….
2. Sự khác nhau giữa tế bào thực vật, nấm và động vật.
+ ở tế bào động vật có trung thể và lông, roi.
+ ở tế bào thực vật có lục lạp, không bào, thành xenlulozơ.
+ ở nấm thành tế bào được cấu tạo từ chất kitin.
+ Chất dự trữ: tinh bột (thực vật), Glycogen (nấm và động vật)
Sự giống và khác nhau đó đã chứng tỏ tế bào thực vật, thực vật và nấm có chung 1 nguồn gốc tiến hoá, nhưng tiến hoá theo các hướng khác nhau.
B. CẤU TRÚC TẾ BÀO NHÂN THỰC
I. NHÂN TẾ BÀO
| Thành phần | Cấu tạo | Vai trò |
| Màng nhân | Cấu trúc màng kép | Ngăn cách nhân vơi tế bào chất, kiểm soát các chất vào ra nhân |
| Chất nhân | Dịch nhân | Chứa nhiều chất hoà tan enzim, ion… Nơi tổng hợp r ARN Chứa đựng, bảo quản, truyền TTDT ð Điều khiển hoạt động của tế bào |
| Nhân con | ||
| Chất nhiễm sắc |
II. LƯỚI NỘI CHẤT
Gồm 1 hệ thống xoang và ống phân nhánh, phân bố khắp chất tế bào, có chức năng tổng hợp và vận chuyển các chất trong tế bào.
+ Lưới nội chất hạt là nơi tổng hợp prôtêin tiết.
+ Lưới nội chất trơn là nơi tổng hợp lipit, chuyển hoá đường và phân huỷ các chất độc.
III. RIBÔXÔM
Bào quan không có màng bọc, nằm tự do trong chất tế bào hoặc liên kết với lưới nội chất hạt. Nó được cấu tạo từ prôtêin và rARN để làm nhiệm vụ tạo
ra nơi giải mã di truyền tổng hợp prôtêin.
IV. BỘ MÁY GOLGI
Cấu tạo từ các túi dẹt xếp chồng lên nhau và là nơi thu nhận đóng gói, hoàn thiện các sản phẩm trao đổi chất trước khi sử dụng hoặc thải ra ngoài.
Bài 9: Tế bào nhân thực (tiếp theo)
| BÀO QUAN | CẤU TẠO | CHỨC NĂNG | |
| MÀNG | CHẤT NỀN | ||
| V. TY THỂ | Màng kép, lớp ngoài nhẵn, trong có nhiều nếp gấp chứa enzim hô hấp. | - ADN vòng - Chất hoà tan - Ribôxôm (70S) | Cơ quan hô hấp hiếu khí nội bào |
| VI. LỤC LẠP | Màng kép, lớp ngoài và trong đều nhẵn. | - Có các hạt grana - ADN vòng - Chất hoà tan - Ribôxôm (70S) | Cơ quan quang hợp của thực vật |
| VI. KHÔNG BÀO | Màng đơn, nhẵn | Chất dịch hoà tan rất khác nhau tuỳ theo loại tế bào | Dự trữ, bảo vệ, tạo màu sắc, chứa chất phế thải, chuyển động, tiêu hoá …. |
| VII. LYZÔ XÔM | Màng đơn, nhẵn | Chứa enzim tiêu hoá nội bào, enzim thuỷ phân H2O2 | Tiêu hoá nội bào |
| BÀO QUAN | CẤU TẠO | CHỨC NĂNG | |
| MÀNG | CHẤT NỀN | ||
| V. TY THỂ | Màng kép, lớp ngoài nhẵn, trong có nhiều nếp gấp chứa enzim hô hấp. | - ADN vòng - Chất hoà tan - Ribôxôm (70S) | Cơ quan hô hấp hiếu khí nội bào |
| VI. LỤC LẠP | Màng kép, lớp ngoài và trong đều nhẵn. | - Có các hạt grana - ADN vòng - Chất hoà tan - Ribôxôm (70S) | Cơ quan quang hợp của thực vật |
| VI. KHÔNG BÀO | Màng đơn, nhẵn | Chất dịch hoà tan rất khác nhau tuỳ theo loại tế bào | Dự trữ, bảo vệ, tạo màu sắc, chứa chất phế thải, chuyển động, tiêu hoá …. |
| VII. LYZÔ XÔM | Màng đơn, nhẵn | Chứa enzim tiêu hoá nội bào, enzim thuỷ phân H2O2 | Tiêu hoá nội bào |
Bài 10: Tế bào nhân thực (tiếp theo)
VIII. BỘ KHUNG XUƠNG CỦA TẾ BÀO.
1. Cấu tạo: Gồm các vi ống, vi sợi và sợi trung gian nối với nhau.
a) Sợi siêu vi: đường kính khoảng 7 nm, gồm 2 loại sợi nhỏ xoắn vào nhau. Mỗi sợi nhỏ lại được tạo thành bởi các tiểu đơn vị prôtêin hình cầu gọi là actin.
b) Sợi trung gian: đường kính khoảng 10 nm. Gồm nhiều sợi nhỏ có bản chất là prôtêin xoắn với nhau
c) Ống siêu vi: Là ống thẳng, rỗng ở giữa có đường kính khoảng 25 nm. ống siêu vi được cấu tạo từ các prôtêin ống có tên là tubulin.
2. Chức năng: tạo hình dạng và là nơi neo đậu của các bào quan, giá đỡ cơ học cho tế bào, ở một số loại tế bào khung xương tế bào còn có giúp tế bào di chuyển.
IX. MÀNG SINH CHẤT
1. Cấu tạo
- Được cấu tạo từ 2 thành phần chính là prôtêin và lipít.
- Có cấu trúc 1 lớp kép phốtpho lipít tạo khung bao lấy khối chất tế bào, các phân tử prôtêin phân bố rải rác trong lớp kép phốt pho lipít và nằm ở 2 phía của màng. Các phân tử prôtêin và phốt pho lipít có thể chuyển động lắc ngang hoặc xoay tròn tại chỗ tạo nên cấu trúc dạng khảm động
2. Chức năng
Thực hiện các chức năng khác nhau như vận chuyển có tính chọn lọc các chất, thụ thể thu nhận thông tin, dấu chuẩn để nhận biết…
X. CÁC CẤU TRÚC BÊN NGOÀI MÀNG SINH CHẤT.
1. Thành tế bào
a) Cấu tạo:Thành tế bào thực vật được cấu tạo từ sợi xenlulôzơ, thành tế bào nấm được cấu tạo từ chất kitin
b) Chức năng: Cố định hình dạng tế bào, bảo vệ tế bào và qui định áp suất thẩm thấu của tế bào….
2. Chất nền ngoại bào
Là những cấu trúc nằm bên ngoài màng sinh chất, được cấu tạo từ sợi glicôprôtêin, glicolipit.
Chức năng liên kết các tế bào lại với nhau tạo thành các mô và thu nhận thông tin với các tế bào khác.
Bài 11: Vận chuyển các chất qua màng sinh vật
Trong tự nhiên các chất đều có xu hướng dịch chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp.
+ Hiện tượng các chất dịch chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp được gọi là khuếch tán.
+ Hiện tượng nước hoặc dung môi dịch chuyển qua màng từ nơi có nồng độ (dung môi, hoặc nước) cao đến nơi có nồng độ thấp được gọi là thẩm thấu.
+ Hiện tượng chất rắn khuếch tán vào chất khí được gọi là thăng hoa
+ Hiện tượng chất lỏng khuếch tán vào chất khí được gọi là bay hơi.
Các hiện tượng: thẩm thấu, thăng hoa, bay hơi là các dạng khác nhau của hiện tượng khuếch tán.
I. VẬN CHUYỂN THỤ ĐỘNG.
Các phân tử kỵ nước hoà tan được trong lipít (rượu. VTM A, K…) thì vận chuyển qua lớp kép phốtpho lipít dễ dàng theo cơ chế khuếch tán thông thường.
Nước và O2 vận chuyển luồn lách qua lớp phốt pholipít của màng.
Những phân tử có kích thước lớn, ưa nước hoặc có kích thước nhỏ mà phân cực thì đi qua lớp phốt pholipit theo các kênh prôtêin.
Các phân tử prôtêin xuyên màng có vai trò quyết định tính thấm chọn lọc của màng, nó cho phép một số chất không qua được lớp phốt pho lipít kép thực hiện khuếch tán qua màng không tiêu hao năng luợng.
Nhập bào (endocytosis) và sự xuất bào (exocytosis) là sự vận chuyển các chất qua màng sinh chất trong đó có sự thay đổi và tái tạo của màng để tạo nên các bóng hoặc túi (dạng không bào – vacuoles) được bao bọc bởi màng và dùng như một phương tiện vận chuyển vật chất qua màng.
4.2.Sự nhập bào (endocytosis).
Quá trình này gắn liền với sự hình thành các bóng nội bào do sự lõm vào và tách ra của một phần màng có chứa chất rắn hoặc dịch lỏng. Người ta phân ra ba dạng nhập bào:
+ Đại ẩm bào( macropinocytosis)
+ Vi ẩm bào (microcytosis)
+ Thực bào (phagocytosis)
4.3. Sự xuất bào: (cxocytosis)
Là hiện tượng tạo thành các bóng xuất bào trong tế bào từ mạng lưới nội sinh chất và phức hệ Golgi. Bóng xuất bào được bao bởi màng và chứa các chất tiết (nội tiết và ngoại tiết) như các chất mucigen, Zymogen, caá hooc môn v.v… Như vậy sự xuất bào là phương thức vận chuyển các chất ra khỏi tế bào qua màng sinh chất.
Khi các bóng bào đã được hình thành nó sẽ được di chuyển dần tới màng sinh chất và gắn vào mặt trong của màng sinh chất, nhờ sự chuyển động của dòng chất tế bào và sự cholesterol rút của các vi sợi , vi ống và tiêu hao năng lượng từ ATP.
Khi nó được chuyển tới màng sinh chất nó sẽ được gắn vào màng sinh chất , hai màng hoà hợp tạo nên vùng hoà hợp tại đó các prôtein màng di chuyển làm cho lớp lipit đứt ra thành các mixen khi đó bóng xuất bào được mở ra giải phóng các chất ra ngoài.Sự hoà hợp và hoà tan của 2 màng là tuỳ thuộc vào một loại prôtêin đặc trưng (prôtêin hoà hợp màng).
Bài 13: Khái quát về năng lượng và chuyển hoá vật chất
I. NĂNG LƯỢNG VÀ CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG TRONG TẾ BÀO
1. Khái niệm về năng lượng
Năng lượng là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công. Có nhiều dạng năng lượng khác nhau: cơ năng, hoá năng, thuỷ năng, nhiệt năng…
Năng lượng tồn tại ở hai trạng thái:
+ Sẵn sàng sinh công: gọi là động năng
+ Dự trữ có tiềm năng sinh công: gọi là thế năng
Trong tế bào, có nhiều dạng năng lượng khác nhau (cơ năng, hoá năng, điện năng, nhiệt năng,…). Dạng năng lượng chủ yếu của tế bào là hoá năng gồm:
+ Hoá năng trong các liên kết C – C; C – H của các phân tử hữu cơ như cacbohiđrat, lipit. Đây là trạng thái dự trữ không trực tiếp sinh ra công.
Hoá năng trong các liên kết cao năng của phân tử ATP là trạng thái sẵn sàng sinh công duy trì các hoạt động sống của tế bào, cơ thể.
2. ATP – đồng tiền năng lượng của tế bào
a) Cấu tạo phân tử ATP (Ađênôzin triphôtphat)
Phân tử ATP có 2 liên kết cao năng, liên kết giữa 2 nhóm phốt phát ngoài cùng có đặc điểm: mang nhiều năng lượng; rất dễ bị phá vỡ để giải phóng năng lượng; rất dễ hình thành => ATP vừa dễ cho vừa dễ nhận năng lượng.
2. Chức năng của ATP
Cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của tế bào và cơ thể. Như hoạt động
+ Phân giải và tổng hợp các chất;
+ Vận chuyển các chất qua màng;
+ Dẫn truyền xung thần kinh;
+ Co cơ….
CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT.
Trong tế bào chuyển hoá vật chất luôn gắn liền với chuyển hoá năng lượng, diễn ra hàng loạt các phản ứng sinh hoá theo 2 hướng:
Đồng hoá: là quá trình tổng hợp các chất hữu cơ phức tạp từ các chất đơn giản, tích luỹ năng lượng vào các liên kết C – C; C – H của các hợp chất hữu cơ được tổng hợp.
Dị hoá: là quá trình phân giải các chất hữu cơ thành các chất vô cơ chuyển hoá năng lượng hoá học trong các liên kết C – C; C – H thành năng lượng hoá học trong liên kết cao năng của các phân tử ATP.
Nhờ chuyển hoá vật chất và năng lượng mà tế bào có thể thực hiện các đặc trưng khác của sự sống như: sinh trưởng, phát triển, cảm ứng và sinh sản…
Bài 14: Vai trò của Enzim trong quá trình chuyển hoá vật chất
I. ENZIM
Enzim là chất xúc tác sinh học có thành phần hoá học cơ bản là prôtêin. Vai trò của enzim là làm giảm năng lượng hoạt hoá của các chất tham gia phản ứng, do đó làm tăng tốc độ phản ứng.
- Cấu trúc của enzim
2. Cơ chế tác động của enzim
Bước 1: E + S => E – S
Bước 2: E – S => P + E
3. Các yếu tố ảnh đến hoạt tính của enzim.
a) Nhiệt độ: Mỗi enzim có một nhiệt độ tối ưu tại đó enzim có hoạt tính tối đa => tốc độ phản ứng xảy ra nhanh nhất.
b) Độ pH: Mỗi enzim có một độ pH thích hợp. VD: pepsin có pH = 2
c) Nồng độ cơ chất: enzim không đổi, cơ chất tăng => hoạt tính enzim tăng => hoạt tính enzim không tăng (do các trung tâm hoạt động của enzim đã được bão hoà với cơ chất)
d) Nồng độ enzim: Với 1 nồng độ nhất định thì cằng tăng nồng độ enzim thì tốc độ chuyển hoá càng tăng.
e) Chất ức chế hoặc chất cảm ứng. Một số chất hoá học có khả năng ức chế hoặc kìm hãm mưc độ hoạt động của enzim theo phương thức hoạt hoá hoặc ức chế trung tâm phản ứng của enzim.
II. VAI TRÒ CỦA ENZIM TRONG QUÁ TRÌNH CHUYỂN HOÁ VẬT CHẤT.
1. Làm giảm năng lượng hoá => Làm tăng tốc độ phản ứng của các quá trình chuyển hoá => Duy trì các hoạt động sống của tế bào, cơ thể.
2. Duy trì các quá trình chuyển hoá
3. Tế bào tự điều chỉnh quá trình chuyển hoá vật chất để thích ứng với môi trường bằng cách điều chỉnh hoạt tính của enzim thông qua:
+ Các chất ức chế đặc hiệu
+ Các chất hoạt hoá
+ Ngoài cơ chế trên, quá trình chuyển hoá còn được điều hoà bằng cơ chế ức chế ngược.
1. Cấu tạo hoá học của enzim.
Bản chất hoá học của Enzim chỉ được xác định đúng đắn từ sau khi kết tinh được Enzim (do Sumner- 1926).
+ Phần lớn các Enzim có dạng hạt như các prôtein hình hạt, chúng có khối lượng phân tử tương đối lớn 12.700 (Ribonucleoz), đến hàng triệu dalton).
+ Các Enzim có thể hoà tan trong nước, trong dung dịch muối loãng nhưng không tan trong dung môi phân cực, dung dịch Enzim có tính chất của dung dịch keo ưa nước giống như prôtein.
+ Các kết quả nghiên cứu cho thấy các Enzim cũng bị thuỷ phân dưới tác dụng của peptit- Hydrolaz, axít hoặc kiềm khi đó đều tạo ra các L- axít amin tự do. Qua đó chứng tỏ enzim được cấu tạo bởi prôtêin. Trong một số trường hợp người ta lại thu đựơc các thành phần khác là các vitamin, các ion kim loại…
Như vậy nếu căn cứ vào thành phần hoá học của enzim người ta có thể chia chúng ra làm 2 loại: enzim 1 thành phần và enzim 2 thành phần.
Enzim một thành phần hay enzim đơn giản có bản chất là prôtêin đơn giản, được cấu tạo từ một hoặc nhiều mạch polipeptit. Ví dụ như các enzim: pepsin, tripsin có trong ruột , dạ dày người và động vật.
Enzim hai thành phần hay enzim phức bao gồm phần prôtêin gọi là apoezim, và phần không phải là prôtêin gọi là cofacto (yếu tố phối hợp).
Các cofacto có thể là:
+ Các ion kim loại (Cu2+, Zn2+, Mo5+…) có trong thành phần của các metanoenzim (enzim kim loại)
+ Nhóm prostetic (nhóm ngoại) chứa vòng hem, có trong các enzim như catalaza, peroxidaza, xitocrom.
+ Các coenzim là những chất dẫn xuất của các vitamin tan trong nước, là thành phần của nhiều nhóm enzim trong hệ thống phân loại.
Phần lớn enzim thuộc loại hai thành phần. Hai thành phần này có tác dụng bổ trợ lẫn nhau, trong đó apoenzim quyết định tính đặc hiệu của enzim, mặt khác còn làm tăng hoạt tính xúc tác của coenzim quyết định kiểu phản ứng mà enzim xúc tác, làm tăng độ bền của apoenzim đối với các yếu tố gây biến tính. Một coenzim khi kết hợp với các apoenzim khác nhau thì tạo ra các enzim khác nhau, nhưng giống nhau về kiểu phản ứng.
Enzim có phần quan trọng là trung tâm hoạt động.Mỗi trung tâm hoạt động của enzim gồm hai vùng:
+ Vùng gắn cơ chất đảm bảo việc gắn cơ chất ở vị trí xác định tạo điều kiện cho vùng xúc tác hoạt động. Vùng này có liên quan đến tính đặc hiệu của enzim với cơ chất, vùng xúc tác có liên quan tới kiểu phản ứng của enzim.
+ Vùng xúc tác làm nhiệm vụ biến đổi chuyển hoá cơ chất thành sản phẩm cuối cùng.
2. Enzim xúc tác như thế nào?
Bước đầu tiên của bất kì phản ứng nào có enzim xúc tác là sự hình thành mối liên kết đặc hiệu giữa các phân tử gọi là phức hợp enzim – cơ chất ( E-S). Kho cơ chất tác dụng với miền trung tâm hoạt động thì diễn ra sự tương tác giữa chúng với nhau tạo những phản ứng hoá học trong cơ chất và các sản phẩm thích hợp được tạo ra. Liền sau đó các sản phẩm rời khỏi trung tâm hoạt động và enzim lại được hoàn toàn tự do để sẵn sàng kết hợp với các phân tử cơ chất mới. Trình tự diễn biến các sự kiện này có thể lặp đi lặp lại nhanh.
Cơ chất tương tác với enzim theo hai cơ chế. Trong trường hợp thứ nhất, điện tích và hình dạng bổ sung của hai phân tử này hoàn toàn phù hợp với nhau hình thành kiểu phức hợp bền vững. Cơ chế này thuộc giả thuyết "khoá và chìa khoá" hay "chìa trong ổ khoá".
Trong cơ chế thứ hai, sự gắn cơ chất vào enzim làm thay đổi cấu hình của enzim và đặt toàn bộ phức hợp vào một trạng thái thuận lợi cho phản ứng xúc tác. Cơ chế này có sức thuyết phục hơn gọi là " phù hợp do cảm ứng". Cơ chế này sẽ làm căng hoặc dồn nén một hoặc vài mối liên kết hoá học trong cơ chất làm cho phản ứng hoá học trở nên dễ dàng hơn nhiều. Khi các sản phẩm tách ra, enzim quay lại hình dạng bình thường.
Tripsin và chinotripsin là những enzim thuỷ giải prôtêin được nghiên cứu tường tận nhất. Hoạt tính xúc tác của chinotrisin do ba axít amin: histidin 57, aspartat 102 và serin 195. Ba axít amin này nằm cách xa nhau trong cấu trúc bậc 1, chúng được kéo gần lại để hình thành vị trí hoạt động do sự uốn khúc của enzim và diễn biến của cơ chế xúc tác phản ứng thuỷ giải liên kết peptit được thể hiện ở hình dưới.
3. Một số tính chất của enzim.
3.1. Đặc tính bị biến tính.
Dưới tác động của các tác nhân vật lý, hoá học Enzim cũng dễ bị kết tủa
Cụ thể: Dưới tác động của: Etanol, axeton, nhiệt độ thấp, Enzim bị kết tủa nhưng không mất hoạt tính xúc tác và ngược lại.
Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, axít hoặc kiềm đặc, muối kim loại nặng phần lớn Enzim bị mất hoạt tính xúc tác.
3.2. Enzim có khả năng xúc tác rất lớn.
Các enzim làm tăng tốc độ phản ứng lên rất lớn phản ứng đơn giản nhất là sự hidrat hoá CO2 được xúc tác bởi enzim cacboxin anhiđraza theo phương trình:
CO2 + H2O = HCO3- + H+
Enzim xúc tác cho quá trình này là một trong những enzim đã biết có tốc độ phản ứng nhanh nhất. Mỗi phân tử enzim trong một giây có thể hidrat hoá 105 phân tử CO2. Phản ứng này nhanh gấp 107 lần khi không có enzim xúc tác.
4.Tính đặc hiệu của enzim.
Tính đặc hiệu còn gọi là tính chuyên hoá của enzim nghĩa là mỗi enzim có khả năng xúc tác do sự chuyển hoá một hay một số chất nhất định, theo một kiểu phản ứng nhất định. Đó cũng là đặc tính cơ bản của enzim và là đặc điểm khác biệt so với các chất xúc tác hoá học. Tính đặc hiệu của enzim được chia thành 2 loại đặc hiệu kiểu phản ứng và đặc hiệu cơ chất.
Bài 16: Hô hấp tế bào
NH CỦA QUÁ TRÌNH HÔ HẤP TẾ BÀO.
Quá trình hô hấp nội bào được tóm tắt theo bảng sau:
| Giai đoạn | Nơi diễn ra | Nguyên liệu | Sản phẩm cuối cùng | Năng lượng | ||
| Tiêu hao | Giải phóng | Tổng kết | ||||
| Đường phân | Tế bào chất | 1 phân tử Glucôzơ (1C6) | 2 phân tử axít pyruvic (2C3) | 2 ATP | 4 ATP 2 NADH | 2 ATP 2 NADH |
| Giai đoạn vận chuyển axít pyruvic | Xoang màng ty thể | 2 axít pyruvic | 2 axetyl CoA + 2 CO2 | 2 ATP | 2NADH | 2 NADH |
| Chu trình Crepk | Chất nền ty thể | 2 phân tử axít pyruvic | 4 CO2 |
| 6 NADH 2 FADH2 2 ATP | 6 NADH 2 FADH2 2 ATP |
| Chuỗi chuyền electron hô hấp | Màng trong ty thể | 10 NADH 2 FADH2 3O2 | 6 H2O |
| 34 ATP | 34 ATP |
III, QUÁ TRÌNH HÔ HẤP TẾ BÀO TỪ CÁC NGUYÊN LIỆU HỮU CƠ KHÁC (QUÁ TRÌNH ÔXI HOÁ CÁC CHẤT HỮU CƠ KHÁC).
- Các chất hữu cơ khác (các axít amin, glixêrin, axít béo) sau giai doạn biến đổi thành axêtyl-CoA đi vào chu trình crep, chuỗi chuyền e tạo H2O, CO2 , ATP.
- Giai đoạn biến đổi axít amin thành axêtyl- CoA giải phóng NH3. ở động vật NH3 bị thải ra ngoài, còn ở thực vật NH3 được tái sử dụng để tạo axít amin hay amít giải độc cho cây.
IV, VAI TRÒ CỦA QUÁ TRÌNH HÔ HẤP TẾ BÀO.
- Là quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng quan trọng của mọi tế bào. Nhờ hô hấp nội bào mà năng lượng tiềm ẩn trong các chất hữu cơ được giải phóng dần và chuyển thành dạng dễ sử dụng trong liên kết cao năng của ATP cung cấp cho mọi hoạt động sống của tế bào, cơ thể.
-Ngoài sản phẩm cuối cùng là H2O, CO2, ATP, hô hấp nội bào còn tạo ra nhiều sản phẩm trung gian cho các quá trình chuyển hoá khác.
I. Khái niệm:
- Là quá trình tổng hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ nhờ năng lượng ánh sáng xảy ra ở tế bào thực vật, tảo và một số vi khuẩn.
- Phương trình tổng quát: CO2+ H2O + Năng lượng ánh sáng -> (CH2O)n + O2
II. CÁC PHA CỦA QUÁ TRÌNH QUANG HỢP
Quá trình quang hợp của thực vật thường được chia làm 2 pha: pha sáng và pha tối
+ Pha sáng gồm một tập hợp các phản ứng sinh hoá chỉ diễn ra khi có sự tham gia của ánh sáng.
+ Pha tối: gồm 1 tập hợp các phản ứng sinh hoá diễn ra không cần có sự tham gia của ánh sáng.
Quá trình quang hợp ở tế bào thực vật (C3) được tóm tắt như sau:
| Pha | Nơi diễn ra | Nguyên liệu và các yếu tố tham gia | Sản phẩm | Thực chất |
| Pha sáng | Hạt Grama | - Ánh sáng: Cung cấp năng lượng khởi đầu. - Sắc tố quang hợp: Hấp thụ và chuyển hoá năng lượng ánh sáng. - Nước: + Quang phân li bù e cho diệp lục. + Cung cấp H+ để tạo NADPH + Giải phóng O2từ nước điều hoà thành phần không khí. - Enzim: Xúc tác các phản ứng. | ATP NADPH O2 H2O | Là pha hấp thu và chuyển hoá quang năng thành hoá năng tích luỹ trong các liên kết của ATP, NADPH cung cấp cho pha tối. |
| Pha tối | Strôma | - Nguyên liệu: + CO2cung cấp nguồn các bon. + ATP, NADPH: cung cấp năng lượng. - Chất nhận CO2: Ribubôzơ 1,5 đi P: Cố định CO2 - Enzim: Xúc tác các phản ứng | Các chất hữu cơ (CH2O)n | Là pha sử dụng năng lượng ATP và lực khử NADPH do pha sáng cung cấp để tổng hợp các chất hữu cơ từ CO2của khí quyển. |
Như vậy trong quá trình quang hợp:
+ Pha sáng cung cấp năng lượng cho pha tối.
+ Pha tối cung cấp nguyên liệu cho pha sáng
I. Mối liên quan giữa quang hợp và hô hấp tế bào ở sinh vật quang hợp.
Quang hợp và hô hấp tế bào ở sinh vật quang hợp là 2 quá trình chuyển hoá năng lượng rất quan trọng có liên quan mất thiết với nhau:
- Quang hợp: Cung cấp nguyên liệu cho quá trình hô hấp tế bào.
- Hô hấp tế bào cung cấp năng lượng ATP, các sản phẩm trung gian làm nguyên liệu quá trình tổng hợp enzim, sắc tố và bào quan quang hợp.
II. Hoá tổng hợp.
1. Khái niệm: Là hình thức tổng hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ nhờ năng lượng của các phản ứng ôxi hoá khử, xảy ra ở 1 số vi khuẩn.
Phương trình tổng quát.
4H + CO2+ Năng lượng (Q) -> 1/6 C6H12O6 + H2O + …
2. Các nhóm vi khuẩn hoá tổng hợp.
| Đặc điểm | Vi khuẩn lấy năng lượng từ hợp chất S | Vi khuẩn lấy năng lượng từ hợp chất Fe | Vi khuẩn lấy năng lượng từ hợp chất Nitơ | |
| Vi khuẩn Nirit hoá | Vi khuẩn Nitrat hoá | |||
| Phương thức tạo năng lượng | Ôxi hoá H2S để tạo S đồng thời thu năng lượng => tổng hợp các chất hữu cơ. | Ôxi hoá Fe++ thành Fe+++ để thu năng lượng | Ôxi hoá NH3 thành HNO2để thu năng lượng | Ôxi hoá HNO2thành HNO3 để thu năng lượng |
| Phương trình tổng quát của hoá tổng hợp | 4H + CO2+ Q => 1/6 C6H12O6 + H2O + … | |||
Bài 18: Chu kỳ tế bào và quá trình nguyên phân
I. CHU KÌ TẾ BÀO
1. Khái niệm về chu kì tế bào.
| - Là những trình tự nhất định mà tế bào phải trải qua và lặp lại giữa các lần nguyên phân liên tiếp mang tính chu kì. - Thời gian của chu kì tế bào được tính từ khi tế bào vừa mới được hình thành sau nguyên phân cho đến khi té bào đó nguyên phân xong. 2. Các giai đoạn của 1 chu kỳ tế bào: Chu kì tế bào gồm 2 giai đoạn chính là giai đoạn chuẩn bị (G1, S, G2) và giai đoạn phân chia (đầu, giữa, sau và cuối) |
|
| Pha G1 | Tổng hợp các chất cần cho sự sinh trưởng của tế bào |
| |
| Pha S | - ADN, NST nhân đôi -> hàm lượng ADN tăng gấp đôi, mỗi NST gồm 2 crômatít giống nhau và dính với nhau ở tâm động. - Trung tử tự nhân đôi. |
| |
| Pha G2 | Tổng hợp các loại prôtêin tham gia cấu trúc thoi phân bào và các yếu tố còn lại cần cho phân bào. |
| |
| PHA PHÂN CHIA | Kỳ đầu | - Thoi phân bào dần xuất hiện. - Màng nhân dần tiêu biến. - Nhiễm sắc thể kép dần co xoắn và đính vào các sợi tơ vô sắc tại tâm động. |
|
| Kỳ giữa | - Các nhiễm sắc thể kép co xoắn cực đại, có hình thái đặc trưng và tập hợp thành một hàng ở mặt phẳng xích đạo. - Cả hai phía của tâm động đều đính với tơ vô sắc của thoi phân bào. |
| |
| Kỳ sau | - 2 crômatit trong mỗi nhiễm sắc thể kép tách nhau ở tâm động => hình thành 2 nhóm nhiễm sắc thể đơn giống hệt nhau. - Mỗi nhóm nhiễm sắc thể đơn được thoi phân bào kéo về một cực của tế bào. |
| |
| Kỳ cuối | - Thoi phân bào dần dần biến mất. - Tại mỗi cực tế bào, màng nhân dần xuất hiện bao lấy các nhiễm sắc thể. - Tế bào chất phân chia tách tế bào mẹ thành 2 tế bào con có bộ nhiễm sắc thể giống nhau và giống tế bào mẹ. |
| |
| + Ở tế bào động vật: Sự phân chia tế bào chất được thực hiện bằng cách thắt lại của màng sinh chất. + Ở tế bào thực vật: Sự phân chia tế bào cũng được thực hiện bằng cách hình thành vách ngăn ở mặt phẳng xích đạo của tế bào. | |||
III Ý NGHĨA CỦA NGUYÊN PHÂN
1. Ý nghĩa Sinh học:
- Đối với sinh vật đơn bào nhân thực: Nguyên phân vừa là phương thức sinh sản vừa là phương thức duy trì ổn định bộ NST đặc trưng của loài qua các thế hệ.
- Đối với sinh vật đa bào nguyên phân có ý nghĩa:
+ Làm tăng số lượng tế bào giúp cơ thể sinh trưởng – phát triển hoặc tái sinh các mô, cơ quan bị tổn thương.
+ Là cơ chế duy trì, ổn định bộ nhiễm sắc thể đặc trưng của loài qua các thế hệ tế bào trong suốt quá trình phát sinh – phát triển cá thể.
+ Là cơ chế duy trì, ổn định bộ nhiễm sắc thể đặc trưng của loài qua các thế hệ cơ thể ở những loài sinh sản sinh dưỡng.
2. Ý nghĩa thực tiễn:
Nguyên phân là cơ sở của các phương pháp:
- Giâm, chiết, ghép cành duy trì ổn định các đặc tính quý của giống.
- Nuôi cấy mô, tế bào thực vật để nhân nhanh các giống tốt, giống "sạch" virút, giống có khả năng chống sâu bệnh cao.
I, NHỮNG DIỄN BIẾN CƠ BẢN CỦA GIẢM PHÂN
1. Diễn biến cơ bản của giảm phân I
| Các giai đoạn | Diễn biến cơ bản | |
| GIẢM PHÂN I | Kì trung gian | - Tế bào trao đổi chất mạnh để không ngừng lớn lên - Mỗi nhiễm sắc thể tự nhân đôi tạo nhiễm sắc thể kép gồm 2 crômatit giống hệt nhau và dính nhau ở tâm động. - Trung tử tự nhân đôi. |
| Kì đầu I | - Nhiễm sắc thể kép bắt đầu co ngắn => Diễn ra sự tiếp hợp. Có thể dẫn đến sự trao đổi chéo các đoạn crômatít giữa các nhiễm sắc thể kép trong cặp tương đồng => đổi chỗ các gen (hoán vị gen) - Thoi phân bào xuất hiện - Màng nhân và nhân con dần tiêu biến. | |
| Kì giữa I | - Các nhiễm sắc thể kép co xoắn cực đại, có hình thái đặc trưng và tập hợp thành cặp trên mặt phẳng xích đạo của tế bào tạo 2 hàng nhiễm sắc thể kép. Mỗi hàng chứa hoặc chiếc này hoặc chiếc kia trong mỗi cặp (có sự tổ hợp tự do của các nhiễm sắc thể kép khác cặp trong mỗi hàng) - Dày tơ vô sắc từ mỗi cực tế bào chỉ đính vào một phía của mỗi nhiễm sắc thể kép trong cặp tương đồng. | |
| Kì sau I | Mỗi nhiễm sắc thể kép được thoi tơ vô sắc kéo về một cực của tế bào (có sự phân li độc lập của các nhiễm sắc thể kép trong mỗi cặp tương đồng). | |
| Kì cuối I | - Tại mỗi cực tế bào, nhiễm sắc thể dần giãn xoắn, thoi phân bào dần tiêu biến, màng nhân dần xuất hiện. - Tế bào chất phân chia tách tế bào mẹ thành 2 tế bào con có bộ nhiễm sắc thể với số lượng giảm đi một nửa so với tế bào me nhưng ở trạng thái kép. - Hai bộ nhiễm sắc thể trong 2 tế bào con là hai bộ nhiễm sắc thể khác nguồn và khác nhau về cấu trúc. | |
2. Diễn biến cơ bản của giảm phân II:
Giảm phân II: – Gồm 4 kì là kì đầu, kì giữa, kì sau, kì cuối.
Sơ đồ tóm tắt quá trình phân bào giảm phân
- Diễn biến của mỗi kì giống như trong nguyên phân.
- Kết thúc giảm phâm II: từ một tế bào mẹ có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội (2n) tạo ra 4 tế bào con có bộ nhiễm sắc thể đơn bộ (n). Từ các tế bào con sẽ tạo ra các giao tử đực và cái tham gia vào quá trình thụ tinh.
II, Ý NGHĨA CỦA GIẢM PHÂN
- Nhờ giảm phân tạo ra các giao tử đơn bội (n), qua thụ tinh giao tử đực (n) kết hợp với giao tử cái (n) khôi phục lại bộ nhiễm sắc thể đặc trưng của loài.
- Sự trao đổi chéo, phân li độc lập, tổ hợp tự do của các nhiễm sắc thể tương đồng trong giảm phân tạo ra nhiều loại giao tử khác nhau về nguồn gốc, cấu trúc nhiễm sắc thể. Sự kết hợp ngẫu nhiên của các loại giao tử khác nguồn trong thụ tinh đã tạo ra nhiều tổ hợp nhiễm sắc thể khác nhau => tạo ra nhiều biến dị tổ hợp.
- Là nguồn nguyên liệu phong phú cho chọn giống và tiến hoá
=> Sinh sản hữu tính có nhiều ưu thế so với sinh sản vô tính. Vì vậy, người ta thường dùng phương pháp lai hữu tính để tạo ra các biến dị tổ hợp nhằm phục vụ cho công tác giống.
So sánh nguyênSo sánh nguyên phân và giảm phân phân và giảm phân
Hai kiểu phân bào được trình bày song song trong đoạn phim sau để vừa theo dõi diễn biến của các quá trình vừa so sánh.
a. Giống nhau :
- Sao chép ADN trước khi vào phân bào
- Đều phân thành 4 kì
- Sự phân đều mỗi loại nhiễm sắc thể và các tế bào con.
- Màng nhân và nhân con biến mất cho đến gần cuối.
- Hình thành thoi vô sắc.
b. Khác nhau :
| Nguyên phân (Mitosis) | Giảm phân (Meiosis) |
| 1. Xảy ra ở tế bào soma và tế bào sinh dục. | 1. Xảy ra ở tế bào sinh dục |
| 2. Một lần phân bào => 2 tế bào con | 2. Hai lần phân bào tạo 4 tế bào con |
| 3. Số nhiễm sắc thể giữ nguyên : 1 tế bào 2n => 2 tế bào 2n | 3. Số nhiễm sắc thể giảm một nữa : 1 tế bào 2n => 4 tế bào n |
| 4. Một lần sao chép ADN, 1 lần phân chia | 4. Một lần sao chép ADN, 2 lần phân chia |
| 5. Các nhiễm sắc thể tương đồng thường không bắt cặp. | 5. Các nhiễm sắc thể tương đồng bắt cặp ở kì trước I. |
| 6. Thường không có trao đổi chéo giữa các nhiễm sắc thể | 6. Có hiện tượng trao đổi chéo giữa các nhiễm sắc thể tương đồng với tỷ lệ cao hơn trong nguyên phân nhiều. |
| 7. Tâm động phân chia ở kì giữa | 7. Tâm động không phân chia ở kì giữa I, nhưng phân chia ở kì giữa II |
| 8. Duy trì sự giống nhau : tế bào con có kiểu gen giống kiểu gen tế bào mẹ | 8. Tạo sự đa dạng trong các sản phẩm của giảm phân. |
| 9. Tế bào nguyên phân có thể là lưỡng bội (2n) hay đơn bội (n). | 9. Giảm phân luôn xảy ra ở tế bào lưỡng bội (2n) hoặc đa bội (>2n) |
Sự khác nhau thể hiện ở nhiều chi tiết. Đáng lưu ý là trong kì trước I của giảm phân, các nhiễm sắc thể tương đồng bắt cặp, rồi sau đó đẩy nhau đi về các cực. Nhờ đó, mỗi tế bào con trong giảm phân chỉ nhận 1 nhiễm sắc thể của mỗi cặp tương đồng. Sự kiện này tương dược với việc tâm động giữ 2 chromatid chị em đi cùng với nhau trong nguyên phân và khi tâm động chia thì mỗi tế bào con chỉ nhận 1 chromatid. Cơ chế thực hiện tuy có khác nhau, những giống nhau ở chổ chia đều một cách đồng bộ các nhiễm sắc thể về các tế bào con.
c. Giảm phân tạo sự đa dạng di truyền :
Xét trường hợp đơn giản khi tế bào có 2 cặp nhiễm sắc thể tương đồng : AABB ở mẹ và aabb ở cha. Cha mẹ có 2 loại giao tử AB và ab. Thế hệ con AaBb qua giảm phân sẽ tạo 4 loại giao tử, ngoài 2 loại giao tử AB và ab giống giao tử cha mẹ, còn có thêm 2 loại giao tử mới là Ab và aB. Số tổ hợp khác nhau được tạo ra qua giảm phân là 2n (n là số cặp nhiễm sắc thể)
Ngoài ra khi xét đồng thời nhiều gen trên nhiễm sắc thể, chúng ta còn có các giao tử được tao ra do hiện tượng trao đổi chéo (hoán vị gen), vì vậy số giao tử còn nhiều hơn.
Trang Trước
Ad ơi , những bài phía sau đâu ạ cho em xin với ạ
ReplyDelete