GIÁO TRÌNH SINH VẬT HỌC

Chia sẻ: Phung Anh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:116

Thêm vào BST

Báo xấu

142
lượt xem 35
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

LỜI MỞ ĐẦU Sách “Giáo trình sinh vật học” dùng cho trung học nuôi trông thuỷ sản nhằm đáp ứng yêu cầu học tập, giảng dạy và tham khảo của học sinh trong trường Cao đẳng thuỷ sản. Sách được biên soạn có sự lựa chọn trên những kiến thức cơ bản hiện đại, có tham khảo, chỉnh lý và bổ xung cho phù hợp với đối tượng và nhiệm vụ đào tạo của nhà trường và của ngành thuỷ sản trong giai đoạn hiện nay. Để phục vụ cho nuôi trồng thuỷ sản, sách được trình bày theo hệ...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: GIÁO TRÌNH SINH VẬT HỌC

BỘ THỦY SẢN TRƯỜNG CAO ĐẲNG THỦY SẢN GIÁO TRÌNH SINH VẬT HỌC (Dùng cho trung học nuôi trồng thuỷ sản) Biên soạn : Nguyễn Hồng Hải Băc ninh ngày 12 tháng 2 năm 2007 http://www.ebook.edu.vn 1
LỜI MỞ ĐẦU Sách “Giáo trình sinh vật học” dùng cho trung học nuôi trông thuỷ sản nhằm đáp ứng yêu cầu học tập, giảng dạy và tham khảo của học sinh trong trường Cao đẳng thuỷ sản. Sách được biên soạn có sự lựa chọn trên những kiến thức cơ bản hiện đại, có tham khảo, chỉnh lý và bổ xung cho phù hợp với đối tượng và nhiệm vụ đào tạo của nhà trường và của ngành thuỷ sản trong giai đoạn hiện nay. Để phục vụ cho nuôi trồng thuỷ sản, sách được trình bày theo hệ thống bài giảng của trường, có đề cập tới các đặc điểm chung của các cơ thể sống, c¸c ph−¬ng ph¸p chọn giống và có chú ý tới những kiến thức cơ bản về giải phầu, sinh lý, sinh thái, đồng thời có giới thiệu hệ thống phân loại từ thấp đến cao của động vật không xương sống ở nước và thực vật bậc thấp. Trong quá trình biên soạn, tôi có sử dụng một số tài liệu của các tác giả trong và ngoài nước. Tôi rất mong nhận được sự góp ý trân thành của các bạn đồng nghiệp và đọc giả. Người biên soạn Nguyễn Hồng Hải http://www.ebook.edu.vn 2
MỤC LỤC Bài mở đầu Trang 4 Phần I : Sinh học đại cương Chương I : sinh học tế bào 1. Thành phần hoá học của tế bào 5 2. Cấu tạo của tế bào 11 3. Phân bào 21 3. Sự trao đổi chất ở tế bào 28 4. Tế bào trong cơ thể đa bào 35 Chương II : Những đặc điểm chung của cơ thể sống 40 1. Hình dạng và kích thước 2. Trao đổi chất 3. Sinh trưởng và phát triển 4. Vận động 5. Sinh sản 6. Cảm ứng 7. Đặc điểm thích nghi Chuong III : Các phương pháp chọn giống 51 1. Chọn giống truyền thống 2. Chọn giống hiện đại Phần II: Thực vật bậc thấp 1. Tảo lam Cyanophyta 57 2. Nấm nhày Myxomycota 63 3. Nấm Mycota 64 4. Tảo giáp Pyrrophyta 70 5. Tảo sillic Bacillariophyta 71 6.Tảo vàng Xanthophyta 73 7. Tảo nâu Phaeophyta 75 8. Tảo đỏ Rhodophyta 77 9. Tảo mắt Euglenophyta 80 10. Tảo vòng Charophyta 82 11.Tảo lục Chlorophyta 84 10. Địa y Lichenophyta 86 Phần III : động vật không xương sống 1. Nguyên sinh động vật Protozoa 89 2. Thân lỗ Spongia ( hoặc Porifera) 94 3. Ruột khoang Coelenterata 99 4. Trùng báng xe Rotatoria 102 5. Giun đốt Annelida 104 6. Chân khớp Arthropoda 105 7. Thân mềm Mollusca 111 8. Da gai Echinodermata 113 http://www.ebook.edu.vn 3
BÀI MỞ ĐẦU I. Mục đích yêu cầu của sinh vật học Sinh vật học dùng cho khối trung học của trường cao đẳng thuỷ sản là phần được giảng dạy cho học viên ở năm thứ nhất của hệ trung cấp. Nội dung chủ yếu gồm 3 phần chính: 1. Phần I: Sinh vật học đại cương bao gồm các kiến thức cơ bản nhất của sinh học tế bào, những đặc điểm chung của cơ thể sống và các phương pháp chọn giống, nhằm đáp ứng nhu cầu đào tạo của ngành nuôi trồng thuỷ sản. 2. Phần II: Trực vật bậc thấp bao gồm một số kiến thức cơ bản về giải phẫu, sinh lý, cấu tạo, phân loại của một số ngành thực vật bậc thấp có giá trị kinh tế đã và đang trở thành đối tượng nuôi trồng thuỷ sản, bên cạnh đó còn đề cập tới các giống loài có liên quan trực tiếp hoặc gián tiếp tới môi trường nuôi trồng thuỷ sản. 3. Phần III Động vật không xương sống ở nước: Nhằm giới thiệu một số kiến thức cơ bản về giải phẫu, sinh lý, cấu tạo, phân loại của một số ngành động vật không xương sống sống ở môi trường nước đã và đang trở thành đôi tượng nuôi hoặc khai thác của ngành nuôi trồng thuỷ sản, Sinh vật học dùng trong trường Cao đẳng thuỷ sản cho khối trung học nghề nhằm giúp học viên hiểu được những nguyên lý cơ bản và hiện đại về cấu trúc, chức năng của tế bào, đặc biệt là sự hoạt động của tế bào trong cơ thể đa bào và những đặc điểm chung nhất của cơ thể sống, đó là những cơ sở khoa học của tất cả các biện pháp kỹ thuật trong nuôi trồng thuỷ sản. Đồng thời cuốn sách này còn giúp học viên nắm chắc các kiến thức giải phẫu, sinh lý, sinh thái, phân loại của một số đối tượng trong các ngành thực vật bậc thấp và động vật không xương sống ở nước có liên quan tới nghề nuôi trồng thuỷ sản, rồi từ đó làm cơ sở cho sự tiếp thu các môn khoa học khác trong trường và ứng dụng vào trong thực tế sản xuất thuỷ sản. II. Mục đích kinh tế của môn học Cuộc cách mạng sinh học từ nửa thế kỷ XX trở lại đây đã trở thành trung tâm của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật lần thứ hai của loài người. Hiệu quả của cuộc cánh mạng này đã cải thiện đáng kể đời sống vật chất và tinh thần cho con người. Sinh học đa nâng cao năng xuất nông, lâm, ngư nghiệp, làm tăng nhanh nguồn lương thực, thực phẩm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của nhân loại. Cuộc cách mạng xanh thực chất đó là công nghệ sinh học và ứng dụng các thành tựu của sinh học, di truyền chọn giống, tạo ra các giống vật nuôi và cây trồng có năng xuất cao, phẩm chất tốt thích ứng với nhu cầu con người và phù hợp cho từng địa phương. Đối với nuôi trồng thuỷ sản, nhìn chung, các giống loài trong các ngành thực vật bậc thấp, các ngành động vật không xương sống ở nước đã và đang trở thành đối tượng nuôi và khai thác có giá trị kinh tế và xuất khẩu cao. Bên cạnh đó chúng còn là những đối tượng làm thức ăn tươi sống cực kỳ quan trọng của các đổi tượng nuôi như cá, tôm, cua..v.v..đồng thời chúng còn là những đối tượng góp phần làm sạch môi trường nước và giữ cân bằng sinh thái. Vì vậy http://www.ebook.edu.vn 4
thuỷ sinh vật đã trở thành tiêu chuẩn để xác định chất lượng năng xuất sinh học của vùng nước, đó là yếu tố chính ảnh hưởng tới sản lượng của ngành thuỷ sản. Trong những năm gần đây công nghệ sinh học ngày càng đi sâu vào nhiều lĩnh vực khác nhau trong đó có ngành nuôi trồng thuỷ sản. Công nghệ sinh học đá tạo ra những giống vật nuôi đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người mà các phương pháp chọn giống khác không thể làm được như tạo dòng đơn tính đực, tạo các cá thể đa bội, cấy gen sinh trưởng vào các đối tượng nuôi… III. Ứng dụng sinh học trong nuôi trồng thuỷ sản ở giai đoạn hiện nay Nghề nuôi trồng thuỷ sản có lịch sử phát triển từ lâu đời, cho đến nay trên thế giới cũng như ở nước ta nó đang là ngành sản xuất chiếm vị trí chiến lược quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nó không ngừng được phát triển về mọi mặt. Vì vậy ứng dụng công nghệ sinh học ngày càng được áp dụng rộng rãi trong nhiều mặt của ngành như công nghệ sinh sản nhân tạo, cấy ghép gen trên các đối tượng nuôi, duy trì và bảo tồn đa dạng sinh học, bảo quản quỹ gen, giữ giống thuần, Công nghệ chuyển giới tính, chuẩn đoán bệnh thủy sản, cải tạo môi trường .v.v.. Thế kỷ 21 được các nhà khoa học và kinh tế đánh giá đó là thế kỷ của công nghệ sinh học. Với những thành tựu thu được, công nghệ sinh học đã len lỏi vào nhiều ngành kinh tế khác nhau trong đó phải kể đến 3 ngành then chốt là nông, lâm, ngư nghiệp. Do đó việc nắm bắt các kiến thức sinh học và ứng dụng vào thực tiễn sản xuất là nhiệm vụ hàng đầu của mỗi học viên trong trường Cao đẳng thủy sản. Phần I SINH VẬT HỌC ĐẠI CƯƠNG ------------------------ Chương I SINH HỌC TẾ BÀO THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TẾ BÀO I. Các nguyên tố hoá học có trong tế bào Ngay cả ở những cơ thể đơn giản nhất cũng có tới hàng trăm các phản ứng hoá học xảy ra để duy trì sự sống. Vì thế trong tế bào của tất cả các cơ thể sinh vật người ta đã tìm thấy 74 nguyên tố, phần lớn các nguyên tố này ở dạng tự do trong dịch tế bào và xấp xỉ 30 nguyên tố trong các hợp chất hữu cơ của chất nguyên sinh dưới các hình thức liên kết khác nhau, trong đó có 20 nguyên tố xuất hiện một cách ổn định trong tế bào (20 nguyên tố này đều nằm trong 110 nguyên tố đã biết trong tự nhiên và được gọi là các nguyên tố sinh học) trong đó có 16 nguyên tố được sử dụng để cấu thành nên các hợp chất sống và những hợp chất này tạo nên các cơ thể sống. Thành phần các nguyên tố hoá học ở mọi tế http://www.ebook.edu.vn 5
bào của sinh vật người ta nhận thấy là giống nhau, song số lượng và tỉ lệ từng loại thì khác nhau, nó phụ thuộc vào bản chất di truyền và điều kiên sống của mỗi sinh vật. Điều này chứng tỏ một sự liên quan thống nhất giữa sinh giới với thế giới vô sinh. Chính nhờ mối liên quan này mà các tế bào có thể tiến hành các quá trình trao đổi chất với môi trường bên ngoài để tồn tại và phát triển. Sự phân bố các nguyên tố hoá học trong sinh giới cũng khác xa so với trong thế giới vô sinh. Ví dụ Cabon chỉ chiếm 0,03% trong vỏ trái đất nhưng nó lại chiếm tới 20% khối lượng của cơ thể sống, nhiều gấp 300 lần so với môi trường ngoài. Sắt có mặt trong đất, nước , không khí với hàm lượng nhiều gấp 300 lần so với trong tế bào sinh giới. Ngược lại, sillic thì lại gặp rất ít trong cơ thể sống mặc dù nó chiếm 27,7% ở vỏ trái đất. Căn cứ vào số lượng các nguyên tố hoá học có trong tế bào, người ta chia chúng thành 2 nhóm sau: 1. Các nguyên tố đa lượng Các nguyên tố đa lượng trong tế bào chiếm tỉ lệ cao khoảng 99,95% trọng lượng khô của tế bào, đó là các nguyên tố C,H,O,N,S,P, trong đó C chiến khoảng 43-48%, H chiếm khoáng 7%, N khoảng 8-12% trọng lương khô của tế bào. Ngoài ra các nguyên tố khác như K, Na, Mg, Ca, Fe, Cl, Si, Al chiếm khoảng 0,05-1%. Mội phần nhỏ các nguyên tố này ở dạng liên kết tĩnh điện hoặc liên kế hoá trị trong các hợp chất hữu cơ, còn lại ở dạng ion tự do trong dịch tế bào. Những nguyên tố đa lượng có vai trò quan trọng trong cấu tạo cũng như trong các quá trình trao đổi chất và năng lượng của tế bào . 2. Các nguyên tố vi lượng Các nguyên tố vi lượng trong tế bào chỉ chiếm khoảng n.10-5 – n.10-3 % trọng lượng khô của tế bào. Các nguyên tố đó là Mo, Cu, Zn, B, Ni, Va, I, Br, Co và các nguyên tố siêu vi lượng như Cs, Se, Cd, Ag, Hg, Au, Ra.. chúng chiếm ít hơn 10-6 % trọng lượng tế bào. Các nguyên tố này đóng vai trò làm cầu nối trong các hợp chất hữu cơ, đặc biệt trong Enzym. Vì vậy, mặc dù cơ thể chỉ cầm một số lượng cực nhỏ các nguyên tố này nhưng nếu thiếu chúng thì mọi hoạt động của cơ thể sẽ bị ảnh hưởng ở mức độ nhất định. Hàm lượng (% trọng lượng khô) của một số nguyên tố hoá học trong thực vật (Theo Vinogradov) như sau. Nguyên tố Hàm lượng Nuyên tố Hàm lượng C 18 Li 10-5 O 70 Mo 2.10-5 H 10 B 10-4 Si 0,15 Cu 20.10-5 N 0,3 Zn 30.10-5 S 0,05 Co 2.10-5 P 0,07 Ni 15.10-5 K 0,3 Cr 50.10-5 Mg 0,07 Se 10-6 Ca 0,3 I 10-5 Fe 0,02 Hg 10-7 http://www.ebook.edu.vn 6
Na 0,02 Ra 0,5.10-7 AL 0,02 II. Các hợp chất trong tế bào 1. Các loại hợp chất vô cơ có trong tế bào Các hợp chất vô cơ trong tế bào gồm có nước, các loại muối khoáng và một số chất đơn giản khác (HCO3 …) 1.1 Nước : Phần lớn oxy và hydro có trong cơ thể sống ở dạng nước. Nước chiếm khoảng 75% -85% khối lượng tươi của đa số các tế bào. Nước tồn tại ở hai dạng, dạng tự do chiếm khoảng 95%, còn lại là nước dưới dạng liên kết (ở dạng này các tính năng của nước bị thay đổi). Tuy nhiên tỉ lệ nước còn phụ thuộc vào từng loại tế bào, tuổi sinh lý và sự có mặt của nguyên liệu khung. Ví dụ như tế bào xương trong các cơ thể không có mô cứng, tỉ lệ nước chiếm khoảng 75% còn trong cơ thể người già là khoảng 60%, nhưng trong tế bào người ở giai đoạn phôi thai nước chiếm khoảng 90-95% trọng lượng tế bào. Cũng trong cơ thể sinh vật, tế bào ở các bộ phận khác nhau thì tỉ lệ nước trong chúng cũng khác nhau. Ví dụ trong chất xám của não người nước chiếm 85% còn trong xương chỉ có 20%. Có thể nói không một tế bào nào trong cơ thể sống không có một lượng nước nhất định. Nước là một hợp chất hoá học độc nhất có rất nhiều tính chất quan trọng trong hoạt động sống của tế bào. Do phân tử nước có đặc tính phân cực nên nó có một vai trò quan trọng trong hoạt động sống của tế bào. Nếu thiếu nước sẽ xảy ra hiện tượng khô sinh lý và rối loạn trao đổi chất. Thiếu nước kéo dài sẽ làm chết tế bào. 1.2. Muối khoáng: Muối khoáng lấy từ môi trường bên ngoài vào, trong tế bào chúng chiếm khoảng 2- 6% trọng lượng khô. Muối khoáng trong tế bào thường tồn tại ở hai dạng: * Dạng phân ly thành các ion. Các ion mang điện tích dương thì được gọi là cation chúng rất cần thiết cho cơ thể sống bao gồm Ca++ , K+ , Na+ , Mg++, Fe++ Fe+++ , Cu++, Mg++. v.v.. . các ion mang điện tích âm được gọi là anion như H2PO3- , SO22- , HCO3- , Cl -, I-, .v.v Các ion này là nguyên liệu xây dựng các hợp chất và đảm nhiệm nhiều chức năng quan trọng khác nhau trong tế bào như tạo áp suất thẩm thấu, tạo hiệu điện thế ở màng nguyên sinh chất của tế bào. .. * Dạng liên kết tĩnh điện (Liên kết hoá trị): Nhiều ion vô cơ liên kết với các hợp chất hữu cơ tạo nên các thành phần cấu trúc hoặc các chất có hoạt tính sinh học đặc hiệu, đáng chú ý nhất là: + S trong thành phần của nhiều loại protein. + P có trong chất nhiễm sắc và trong nhiều loại prôtein khác. + Fe có trong Hemoglobin, trong một số Enzym oxy hoá khử. + Mg có trong diệp lục. + Ca3(PO4)2 là loại hợp chất không tan có trong vỏ cứng của nhuyễn thể và trong xương của động vật có xương sống .v.v. Chức năng chủ yếu của các muối khoáng là duy trì áp xuất thẩm thấu và duy trì sự cân bằng axít – bazơ trong cơ thể. Trong điều kiện sinh lý bình thường http://www.ebook.edu.vn 7
của các tế bào thì hàm lượng các chất khoáng luôn luôn giữ ổn định. Khi có sự thay đổi đáng kể về hàm lượng khoáng đều dẫn tới rối loạn trao đổi chất, các chức năng sinh lý và có thể dẫn tới tử vong. Ví dụ: Giảm Ca++ trong máu sẽ gây co giật, khi tỉ lệ K và Na không giữ được bình thường thì co bóp của cơ tim bị rối loạn.v.v.. 2. Các loại hợp chất hữu cơ có trong tế bào Các hợp chất hữu cơ có trong tế bào là protein, gluxít (Saccarit), lipít, axit nucleic, các hợp chất cao năng…và các hợp chất có hoạt tính sinh học cao như các loại vitamin, hoocmon, enzym...v.v. Chúng có chức năng quan trọng trong hoạt động sống của tế bào. Trong khuôn khổ của giáo trình không xét hết các hợp chất hữu cơ có trong tế bào mà chỉ xét một số chất sau đây: 2.1 Saccarit (Gluxit hay Hidratcacbon) là hợp chất hữu cơ không chứa nitơ. Trong thành phần hoá học của chúng gồm 3 nguyên tố C, H, O với tỉ lệ tương ứng 1:2:1, vì vậy Saccarit có công thức tổng quát là Cn(H2O)n. Saccarit là hợp chất cơ bản làm nguyên liệu để tổng hợp các chất hữu cơ khác và hô hầp nội bào, cảm ứng. Trên màng sinh chất của tế bào có các Saccarit trùng hợp có thể giúp các tế bào cùng một kiểu nhận biết ra nhau. Trong tế bào thường gặp: 2.1.1 Đường đơn (monosaccarit C6H12O6) như glucose, fructose, galactose .v.v. trong đó glucose là loại chất dinh dưỡng không thể thiếu trong mọi dạng cơ thể sống. Nó được xem như chất bổ vạn năng cho sinh lý tế bào. Bên cạnh đó đường 5 cácbon (pentose) có hai dạng ribose (C5H10O5) và đeroxyribose (C5H10O4) là những dạng đường đơn quan trọng, chúng tham gia cấu trúc của acit nuclêic. Nhiều phân tử đường đơn bằng phản ứng ngưng tụ chúng liên kết với nhau tạo thành các polisaccarit dạng mạch thẳng (như xenlulozơ) hay mạch phân nhánh (như tinh bột, glucogen) đây là các chất dự trữ năng lượng 2.1.2 Đường đa (polysaccarit) công thức chung là (C5H10O5)n đó là Tinh bội, Cellulose, Hemixenlulose, Pectin, kitin, loại hợp chất này bền vững, thường là thành phần cấu trúc của vách tế bào thực vật, nấm men và động vật bậc thấp, chức năng chủ yếu là bảo vệ và giữ hình dạng ổn định cho tế bào. Riêng Glucogen dễ tan trong nước, nó thường có mặt trong tế bào động vật và được dự trữ trong gan, cơ. v.v. còn tinh bột có trong tế bào thực vật và được tích luỹ trong lục lạp. Trong vi sinh vật chúng được dự trữ dưới dạng thể vùi. 2.2 Lipít Cũng là hợp chất hữu cơ không chứa nitơ, cấu tạo gồm 3 nguyên tố C, H, O nhưng tỉ lệ thấp hơn so với saccarit, chúng không tan trong nước mà chỉ tan trong dung môi hữu cơ không phân cực (ete, clorofooc, benzene..). Ngoài ra một số loại lipit khác ngoài C, H, O chùng còn có thêm P, hoặc S, hoặc N và axit béo. Trong tế bào thường gặp các nhóm lipit chính là Triglyxerit, photpholipit, Steroit và sáp. Trong thực vật chúng được tích luỹ trong hạt và quả còn ở động vật chúng được tích luỹ dưới dạng mỡ dưới da, cơ hoặc trong ổ bụng. Phần lớn lipit là nguyên liệu, khi bị oxy hoá sẽ cho ra năng lượng cao, vì vậy chúng cũng là nguồn dự trữ năng lượng quan trọng. Tuy nhiên quá trình phân huỷ 1 phân tử lipit sẽ chậm chạp hơn nhiều so với 1 phân tử gluxit. Trong cơ thể khi cần thiết lipit cũng có thể được chuyển hoá thành glucose và gluxit http://www.ebook.edu.vn 8
khác. Lipit là nguyên liệu tham gia cấu trúc lên màng nguyên sinh chất, màng nhân và màng ti, lạp thể, màng lục lạp, hệ mạng lưới nội chất, bộ máy golgi.. của tế bào. Ngoài ra lipit còn tham gia tạo thành vỏ tinh hoàn, vỏ buồng trứng và cản trở sự thoát hơi nước của cơ thể 2.3 Các hợp chất cao năng Các hợp chất cao năng bao gồm các hợp chất nucleotit- adenilic (ATP, ADP, AMP), các hợp chất nucleotit-guanilic (GTP, GDP, GMP), các dạng nucleotit - xitidilic (XTP, XDP, XMP) và các dạng nucleotit - uridilic (UTP, UDP, UMP). Do đặc tính dễ thuỷ phân giải phóng ra 1 hoặc 2 gốc photphat đồng thời năng lượng được giải phóng ra, năng lượng này sẽ được cung cấp cho hoạt động sống của tế bào. Vì vậy chúng là phương tiên để trao đổi, chuyển hoá năng lượng trong tế bào. Ví dụ : ATP + H2O ---- ADP + H3PO4 + 31kj/mol. 2.4. Chất vận chuyển hydro: NAD (Nicotinamid adenin dinucleotid), FAD (Flavin adenin dinucleotid) và NADP (Nicotinamid adenin dinucleotid photphat) các hợp chất này có khả năng kết hợp với hydro, chúng hoạt động như các Coenzym cho các enzym tham gia lấy hydro từ các cơ chất của chúng. 2.5 Vitamin : Để đảm bào nhu cầu dinh dưỡng, cơ thể còn cần một lượng nhỏ nhất định vitamin. Đối với động vật khác nhau nhu cầu vitamin cũng khác nhau. Nhu cầu này có thể thay đổi tuỳ theo trạng thái sinh lý của cơ thể. Một số loài sinh vật có khả năng tự tổng hợp vitamin cần thiết cho mình, nhưng cũng có loaì sinh vật không có khả năng tổng hợp mà phải lấy từ ngoài vào dưới dạng ăn hoặc uống. Đa số các vitamin là thành phần cấu tạo của các Enzyme và tham gia quá trình sinh hoá. Vitamin có vai trò quan trọng trong trao đổi chất của mọi cơ thể sinh vật. Như vitamin được dùng làm nguyên liệu xây dựng Coenzym đó là một chất đặc biệt làm cho một số loại Enzym hoàn thành được chức năng đặc trưng của nó. Ví dụ vitamin B cần thiết để tạo NAD, NADP. 2.6 Hoocmon là các chất có hoạt tính đặc trưng được tiết ra từ các cơ quan hoặc tuyến nội tiết, chúng được tiết trực tiếp vào máu hoặc hệ tuần hoàn khác. Cũng như vitamin, hoocmon hoạt động ở nồng độ rất thấp. Lượng hoocmon được tiết ra nhiều hay ít tuỳ thuộc vào trạng thái sinh lý và nhu cầu của cơ thể. Ở động vật hoocmon có vai trò báo động ( tạo Stress), làm thay đổi hoạt động đặc hiệu của tế bào và một số cơ quan nhất định. Ngoài ra chúng còn có tác dụng điều hoà quá trình sinh hoá trong cơ thể, ảnh hưởng tới tốc độ tổng hợp các hợp chất cao năng, xúc tác của enzym và thay đổi tính thấm của màng tế bào. Ở thực vật phytohoocmon (hoocmon thực vật) có ảnh hưởng tới sinh trưởng, phát triển, biệt hoá, phân chia tế bào và các hoạt động khác. Hoocmon thực vật có hoạt tính thấp hơn so với hoocmon động vật nhưng phạm vi hoạt động lại rộng, mỗi hoocmon tham gia trong nhiều quá trình sinh lý khác nhau thường có hoạt động trái ngược nhau hoặc làm tăng tác dụng của hoocmon khác. Ví dụ hoocmon Giberelin có tác dụng điều hoà và kích thích sinh trưởng mạnh ở thân, kích thích và phân chia tế bào, kích thích sự ra hoa và tạo quả .v.v.., http://www.ebook.edu.vn 9
hoocmon Xitokinin có tác dụng kích thích sự phân chia tế bào, sinh trưởng tế bào lá, sinh trưởng chồi chính nhưng kìm hãm sinh trưởng chồi phụ. 2.7 Protein chiếm một nửa tổng số chất hữu cơ trong cơ thể sống. Tất cả protein trong tế bào đều là đa phân tử, đơn phân là là các axit amin. Thành phần hoá học của chúng gồm C, H, O, N, một số loại còn có thêm S, mặc dù có chung nhiều nét cơ bản nhưng sự cấu tạo của chúng cực kỳ linh hoạt vì vậy các protein có chức năng chuyên hoá khác nhau. Tuỳ theo sự sắp xếp của mạch polypeptit có thể chia protein thành hai nhóm khác nhau: 2.7.1 Protein sợi: Mạch polypectit duỗi thẳng do đó các phân tử protein này dài như sợi dây. chúng không tan và bền vững với các biến động của nhiệt độ và pH. Protein sợi tham gia cấu trúc của da, mô liên kết (collagen, elastin), tóc, sừng, móng và lông (keratin). 2.7.2 Protein dạng hạt (hay viên) : Mạch polypeptit cuộn lại theo các dạnh cấu trúc phức tạp tạo nên phân tử protein dạng viên tròn, chúng dễ dàng hoà tan để tạo thành dung dịch keo và thường nhạy cảm với sự thay đổi của nhiệt độ và pH. Protein dạng viên mới là protein hoạt động chính trong quá trình trao đổi chất, chúng tham gia cấu trúc tế bào, Enzym, Hoocmon, Kháng thể và chất dự trữ (trong những trường hợp cần thiết protein có thể phân giải cung cấp năng lượng cho cơ thể sống). 2.8 Axit nucleic là hợp chất đa phân tử, đơn phân của chúng là nucleotit, ribonucleotit, chúng lớn hơn cả protein, thành phần hoá học của chúng gồm có C,H,O,N và P. ở đa số sinh vật Axit deroxiribonucleic (ADN) là vật chất di truyền ở cấp độ phân tử, làm khuôn mẫu tổng hợp ARN (Axit ribonucleic) thông tin. Còn ở một số loài vi khuẩn cơ sở vật chất di truyền là ARN. 2.9. Enzym được chia thành 2 nhóm Enzym đơn giản và enzym phức tạp và tất cả các enzym đều được cấu tạo bởi protein dạnh viên. 2.9.1 Enzym đơn giản được cấu tạo duy nhất một thành phần protein. Do đó hoạt tính của nó phụ thuộc vào cấu trúc của protein đó. 2.9.2 Enzym phức tạp ngoài thành phần protein cấu trúc của nó còn có thêm các thành phần sau: - Vitamin liên kết với enzym bởi các mối liên kết không cộng hóa trị, các enzym này được gọi là Coenzym. Ví dụ NAD, FAD. Chúng có chức năng vận chuyển điện tử cho nhiều phản ứng oxy hóa khử. - Nhóm phụ gia liên kết với enzym bởi các mối liên kết cộng hóa trị, nhóm phụ gia thường là thành phần cơ bản trong cơ chế xúc tác của enzym. Ví dụ enzym Catalaza - Các ion kim loại cần để ổn định cấu hình thích hợp của enzym và cơ chất hoạc có thể tham gia trực tiếp trong phản ứng hóa học được xúc tác. Một số enzym cả hai thành phần này đều có hoạt tính xúc tác. Tuy nhiên nếu enzym bị mất thành phần phụ cũng làm mất hoạt tính của enzym. Enzym là chất xúc tác sinh học. Mỗi một loại enzym chỉ xúc tác cho một hay một vài phản ứng tương tự (Tính đặc hiệu của enzym về phản ưng, cơ chất) 2.9.3 Các nhân tố ảnh hưởng tới hoạt thính của enzym http://www.ebook.edu.vn 10
+ Nồng độ enzym và nồng độ cơ chất : Nồng độ enzym cao hơn nồng độ cơ chất thì tốc độ phản ứng diễn ra nhanh hơn khi nồng độ cơ chất cao hơn nồng độ enzym. + Chất kìm hãm: Hoạt động của enzym bị thay đổi khi có mặt của chất kìm hãm hoặc chất ức chế. Có hai loại chất ức chế: - Chất ức chế cạnh tranh là chất có cấu trúc hóa học và hình dạng gần giống với cơ chất. Khi có mặt cả cơ chất và chất ức chế thì chúng cạnh tranh enzym khiến cho phản ứng bị chậm lại. - Chất ức chế không cạnh tranh phần lớn là những ion kim loại nặng. Chúng không chiếm vị trí hoạt động của enzym mà chúng kết hợp với enzym làm thay đổi cấu hình và mất chức năng cúa enzym. + Nhiệt độ: Tốc độ xúc tác của enzym tăng theo nhiệt độ tới giới hạn xác định sau đó sẽ giảm nhanh khi nhiệt độ tăng. CẤU TẠO TẾ BÀO Tất cả các cơ thể sống đều cấu tạo bởi tế bào (trừ virus và thể ăn khuẩn). Từ cơ thể đơn bào đến cơ thể đa bào, mỗi cơ thể có từ một đến hàng trục, thậm chí đến hàng triệu tế bào hoạt động như một thể thống nhất, nhưng tất cả các tế bào này đều có ba cấu trúc cơ bản. 1. Màng nguyên sinh chất: Là màng ngăn cách giữa môi trường bên trong và môi trường bên ngoài của tế bào, đồng thời nó tham gia vào quá trình trao đổi chất và điều hoà các thành phần bên trong của tế bào. 2. Tế bào chất : Là môi trường dịch lỏng (nằm trong màng tế bào) để các phản ứng sinh hoá diễn ra và là nơi sản xuất enzym, protein và các chất khác cần thiết cho tế bào sống. 3. Chất nhân hoặc nhân: Chứa thông tin di truyền và điều khiển các hoạt động sống của tế bào. Căn cứ vào mức độ cấu trúc của nhân tế bào người ta chia tế bào ra hai nhóm lớn: + Sinh vật chưa có nhân hoàn chỉnh (tiền nhân) Procaryota. + Sinh vật có nhân hoàn chỉnh Eucaryota. I. Tế bào chưa có nhân hoàn chỉnh Procaryota Tế bào Procaryota có nhiều hình dạng khác nhau như hình cầu, hình xoắn , hình que, hình sợi... các tế bào này thường có kích thước từ 1-3micromet (Trừ Ricketxia có kích thước 0,3 micromet). Các cơ thể sống có tế bào Procariota là Vi khuẩn Bacerophyta, tảo lam Cyanophyta. 1. Cấu tạo màng tế bào 1.1 Vỏ nhày (capsule) gồm có 4 lớp, cấu tạo chủ yếu bằng polysaccarit ngoài ra còn có Nitơ và nước. Vỏ nhày có chức năng bảo vệ và dự trữ thức ăn. Sự hình thành vỏ nhày phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài. 1.2 Thành tế bào (cell wall) dày vài trục đến vài trăm A0 thành phần chính là Polysaccarit liên kết với axit amin. Căn cứ vào sự khác nhau trong cấu trúc thành tế bào mà vi khuẩn được chia thành hai nhóm. http://www.ebook.edu.vn 11
- Nhóm thứ nhất là vi khuẩn gram âm có thành tế bào phức tạp, mỏng và không giữ thuốc nhuộm gram. - Nhóm thứ hai là vi khuẩn gram dương có vách đơn, dày giữ thuốc nhuộm gram bên trong, làm cho tế bào sau khi nhuộm có mầu đỏ tía. Vi khuẩn thường mẫn cảm với các loại chất kháng sinh khác nhau phụ thuộc vào thành của thành tế bào. 1.3 Màng nguyên sinh chất (membrane) dày khoảng 100A0, thành phần hóa học chính là Lipoprotein và chia thành 3 lớp. Ngoài ra màng nguyên sinh chất còn có Saccarit và một lượng nhỏ ARN. Màng nguyên sinh chất là nơi tham gia trao đổi chất và quá trình tổng hợp một số chất của tế bào. Có thể tóm tắt thành phần cấu trúc và chức năng của các tổ chức màng trong bảng dưới đây: Tên tổ chức Thành phần hoá học Chức năng Vỏ nhầy - Polysaccarit - Bảo vệ cơ học - Polypeptit - Tiếp nhận phage - Giác bám Tiên mao - Protein - Cơ quan vận động - Polysaccarit Thành tế bào - Murein - Bảo vệ cơ học của vi khuẩn - Acit thechoic - Tiếp nhận phage gram dương - Chứa kháng nguyên bề mặt Thành tế bào - Murein - Bảo vệ cơ học của vi khuẩn - Lipopolysaccarit - Tiếp nhận phage gram âm - Lipit, protein - Chứa kháng nguyên bề mặt - Thẩm thấu Màng tế bào - Protein -Thẩm thấu chọn lọc chất - Photpholipi - Sinh tổng hợp một vài loại protein - Vận chuyển điện tử trong hô hầp tế bào - Bài tiết các sản phẩm ngoại bào Mesosome - Protein - Cố định NST trong các quá - Photpholipit trình nhân đôi của AND - Hình thành các vách ngăn trong phân bào Mesosome là phần màng nguyên sinh chất lõm vào bên trong tế bào có liên hệ với Nucleoti và có chứa một số enzym để Oxyphotphorin hóa. 2. Tế bào chất (Cytoplasm) Tế bào chất nằm phía trong màng nguyên sinh, là phần chính của tế bào. Đó là khối chất keo lỏng, chứa 80-90% nước. Thành phần chủ yếu là lipoprotein. Trong tế bào chất có chứa Riboxom (Thành phần hoá học của nó gồm 40-60% là ARN; 30-35% protein phần còn lại là lipit, chất khoáng và một http://www.ebook.edu.vn 12
vài enzym đặc hiệu. Độ lắng của Riboxom là 70s (Svedberg)), thể vùi (hay còn gọi là chất dự trữ) đó là Volutin, lưu huynh, tinh bột và mezoxom (hình cầu như bóng khí, xuất hiện khi tế bào phân chia) Đặc biệt ở Vi khuẩn có thể Plasmid chứa ADN mã hóa protein cần thiết kháng kháng sinh, chất độc hoặc xác định giới tính cúa vi khuẩn. .v.v.. 3. Chất nhân Chất nhân chưa có màng nhân bao bọc, vì vậy chỉ có dịch nhân mằm ở giữa tế bào. Thành phần chính của dịch nhân là ADN sợi kép, vòng có đường kính từ 3-8nm (E.Coli). Các gen trên ADN được xếp liên tục. Các chi tiết sâu hơn về cấu trúc và chức năng của các thành phần cấu tạo khác của tế bào chưa có nhân hoàn chỉnh về cơ bản giống như tế bào của nhóm sinh vật có nhân hoàn chỉnh, chúng được đề cập trong phần tiếp theo. II. Tế bào Eucaryota Tuỳ theo từng loại tế bào và chức năng khác nhau, phụ thuộc vào sức căng của bề mặt, độ nhớt của nguyên sinh chất mà tế bào có hình dạng khác nhau (hình e líp, tròn, chữ nhật đa giác.v.v.). Tuy vậy có một số loại tế bào luôn thay đổi về hình dạng như bạch cầu, các tế bào tiết. Do đó kích thước của tế bào cũng thay đổi tuỳ từng loại, nhưng nhìn chung chúng dao động từ 3 –50 micromet. Hiện nay người ta đã tìm thấy những tế bào của cơ thể đơn bào có kích thước cực kỳ nhỏ như tế bào Mycoplasma đường kính chỉ có 0,1 micromet Về số lượng, tế bào trong cơ thể đa bào có số lượng lớn như ở người là 6.1014 bao gồm 200 loại tế bào khác nhau. Nhưng ở một số loài có số lượng tế bào chỉ lên tới vài trăm như Rotifera chỉ có 400 tế bào. Cấu tạo tế bào, từ ngoại vào trong gồm các phần sau: - Lớp vỏ ngoài - Màng nguyên sinh chất - Tế bào chất - Nhân. 1. Lớp vỏ ngoài (Glucocalix) 1.1. Ở tế bào thực vật có màng Pectoxenlulo (trừ giao tử) được cấu tạo chủ yếu là polysaccarit như xenlulo, pectin, hemixenlulo. Khi tế bào còn non lớp này có cấu tạo đơn giản, mỏng và có tính đàn hồi. Màng Pectoxenlulo có chức năng bảo vệ, nâng đỡ và điều hòa vận chuyển các chất. 1.2 Ở tế bào động vật, vỏ ngoài là lớp polysaccarit (là phần thò ra của protein xuyên màng kết hợp với polysaccarit tạo ra. lớp này gọi là Cell coat và có chức năng bảo vệ, tạo tích điện âm, trao đổi chất, miễn dịch… http://www.ebook.edu.vn 13
2. Cấu trúc của màng nguyên sinh chất Màng nguyên sinh chất của tế bào còn gọi là màng lipoprotein. Tế bào khác nhau màng nguyên sinh chất có cấu tạo khác nhau về sắp xếp các phân tử trong màng hoặc có sự biến đổi về siêu cấu trúc để thực hiện chức năng đặc thù của tế bào. Tuy nhiên các tế bào đều có cấu tạo chung và thành phần hóa học điển hình. http://www.ebook.edu.vn 14
Sơ đồ cấu trúc của màng nguyên sinh chất 2.1.Thành phần hoá học của màng tế bào gồm Protein đặc hiệu chiếm 50-60%, lipit chiếm 40- 50%. Ngoài ra, màng còn có một lượng nhỏ Polysaccharit chiếm từ 0-10%. Đa số các màng đều có hoạt tính của Adenozintriphotphattaza, chắc chắn chúng có vai trò xác định trong quá trình hoạt tải các chất qua màng tế bào. 2.1.1 Protein màng: Protein màng bao gồm cả loại hình cầu và hình sợi. Chúng là protein ngoại vi và protein xuyên màng. Tùy từng loại tế bào mà hàm lượng và bản chất các Protein có khác nhau để đảm nhiệm những chức năng cấu trúc, xúc tác, vận chuyển, thụ cảm, nhận biết tế bào khác, thu nhận thông tin, ức chế tiếp xúc, miễn dịch .. Theo Singer – Nicolson (1972) Protein màng có hai loại: * Protein ngoại vi chiếm 30% tổng số protein màng, chúng phân bố ở trong và ở ngoài màng. Các phân tử protein liên kết với nhau nhờ liên kết ion và các kiểu liên kết khác. Protein ngoại vi liên kết với lớp lipit bằng liên kết hóa trị. Các protein ngoại vi nằm ở ngoài tế bào thường liên kế với Gluxit, còn ở phía trong liên kết với Ankirin (một dạng protein đặc hiệu). Ankirin lại liên kế với xương tế bào để tạo ra hệ thống neo màng và điều chỉnh hình dạng. Trên bề mặt phân tử protein ngoại vi chứa các nhóm ưa nước. Chúng không có cấu trúc cứng nhắc mà khi cần thiết chúng có thể chuyển đổi vị chí cho nhau. * Protein xuyên màng chiếm 70% tổng số protein màng. Chúng xuyên suốt chiều dày của màng, xen kẽ giữa các khe rãnh của lớp kép phân tử lipit và liện kết với lipit nhờ chuỗi axít béo. Có phân tử protein xuyên qua màng một lần như ở màng hồng cầu, nhưng cũng có phân tử protein xuyên qua màng nhiều lần như màng của vi khuẩn Bacteriorodopsin. Hai đầu của protein xuyên màng nằm http://www.ebook.edu.vn 15
lộ ra ở hai phía của màng sinh chất. Những đầu để lộ này mang các ion –COO- hay – NH2- , các nhóm này mang điện tích âm cùng dấu luôn đẩy nhau, nên mặc dù có khả năng di động nhưng chúng vẫn giữ được khoảng cách khá đồng đều trên toàn bộ bề mặt của màng. Phần thân của protein xuyên màng dấu trong lớp lipit mang tính kị nước và chúng liên kết chặt chẽ với lipit. Khi các nhân tố môi trường có sự thay đổi nào đó như pH, sự kích thích của những kháng thể, các phân tử Protein dịch chuyển tạo nên các tập hợp gọi là mũ kháng nguyên. Trong số các protein xuyên màng có một loại mang chức năng vận tải đặc hiệu. Các cơ chất qua màng bằng cách liên kết với protein màng tạo thành phức hợp tạm thời để đi qua màng theo chiều nhất định sau đó cơ chất được giải phóng sau khi đã đi qua màng. 2.1.2 Lipít màng chiếm khoảng 50% khối lượng màng ở cơ thể động vật. Chúng gồm 3 loại phospholipit, cholesterol và glycolipit cả 3 đều lưỡng tính. Phospholipit là thành phần chủ yếu của màng tế bào (chiếm 25- 75%), không tan trong nước. Cholesterol chiếm khoảng 25-30% nằm xen kẽ với phospholipit và Glucolipit. Cholesterol trong màng đóng vai trò cố định cơ học và gây bất động cho màng. Ở tế bào Eucaryota thì cứ 1 phân tử photpholipit sẽ có một phân tử Cholesterol, tỉ lệ này thay đổi sẽ ảnh hưởng tới tính chất lỏng, nhày của màng. Mỗi phân tử lipít màng đều cấu trúc bởi hai phần, phần đầu ưa nước và phần cuối kị nước. Trong màng chúng được sắp xếp thành hai lớp song song tạo thành lớp “phân tử kép” trong đó phần đầu ưa nước quay ra phía các phân tử protein ngoại vi để tiếp xúc với nước ngoài môi trường hoặc nước mô, còn phần kị nước quay vào trong chụm lại với nhau để tránh tiếp xúc với nước. Khi các mạch Hydrocacbon có liên kết đôi thì lipit màng ở trạng thái lỏng, mạch Hydrocacbon không có liên kết đôi thì lipit màng ở trạng thái nhày. Các phân tử lipit có khả năng chuyển động dịch chỗ và chuyển động co dãn của các phâc tử lipit chưa no. 2.1.3 Polysaccarit màng: Chúng thường có mặt trong màng tế bào dưới dạng các chuỗi ngắn như Oligosaccarit chứa không quá 10 gốc monosaccarit và chiếm khoảng 2-10% Polysaccarit màng. Những phân tử này thường liên kết với các phân tử protein xuyên màng tạo thành dạng phức hệ glucoprotein (hiện tượng liên kết này gọi là glucosil hoá). Một số trường hợp các phần tử Polysaccarit liên kết với lipít màng tạo thành phức chất lipopolysaccarit và nằm ở mặt ngoài của màng tễ bào. Các hợp chất này có chức năng bảo vệ màng và liên kết với tế bào bên cạnh. 2.2. Sự sắp xếp các phân tử trong màng tế bào: Có nhiều giả thuyết khác nhau về sự sắp xếp các phân tử trong màng tế bào, nhưng người ta đều thừa nhận một quan điểm là tất cả các màng cơ bản bao gồm màng sinh chất tế bào, màng nhân, màng ty thể, màng lục lạp.v.v..đều là màng lipoprotein và được cấu tạo chủ yếu bởi 4 lớp phân tử. Các lớp phân tử không sắp xếp cứng nhắc mà có vị trí linh hoạt, dễ dàng dịch chuyển để đảm nhận các chức năng sinh lí của màng tế bào trong từng điều kiện cụ thể. http://www.ebook.edu.vn 16
Theo S. Jonathan Singer và Garth Nicolson Năm 1972 màng nguyên sinh chất của tế bào có cấu trúc thể khảm, đi từ ngoài vào trong gồm các lớp phân tử sau: + Lớp phân tử protein ngoại vi ngoài màng. + Hai lớp phân tử lipít sắp xếp theo kiểu các phần kị nước ở phía trong. + Các phân tử protein xuyên màng len lỏi giữa các phân tử lipít, hai đầu thò ra ngoài hai phía của màng. + Lớp phân tử protein ngoại vi trong màng. Tuy nhiên màng tế bào không phải là màng cứng mà có tính linh hoạt của một hệ “lỏng” do các thành phần hóa học của màng tạo nên. Tuy nhiên sự chuyển động của các phân tử trong màng còn phụ thuộc vào các vi sợi và vi ống nằm sát màng tế bào. 2.3. Chức năng của màng tế bào Màng sinh chất thực hiện các chức năng sau: - Ngăn cách tế bào với môi trường tạo cho tế bào một hệ thống riêng biệt - Thực hiện sự trao đổi chất giữa tế bào và môi trường, cụ thể là vận chuyển vật chất vào và ra khỏi tế bào, nhằm cung cấp nguyên liệu và thải các chất thải. Sự vận chuyển này bao gồm nhiều cơ chế khác nhau từ khuếch tán đơn giản đến các phương thức phức tạp của vận chuyển chủ động. - Thu nhận các thông tin có nguồn gốc ngoại bào và chuyển vào nội bào. - Một số màng tế bào của cơ thể đơn bào còn thực hiện hô hấp. - Tham gia vào quá trình phân bào. II. Tế bào chất và các bào quan Tế bào chất (Cytoplasma) thực chất là khối nguyên sinh chất nằm trong màng tế bào và ngoài màng nhân. Nó là thành phần chính trong tế bào và chiếm khối lượng lớn. Tế bào chất có thể chia thành: 1. Cơ chất là khối nguyên sinh chất chứa 80-90% là nước, phần còn lại chủ yếu là lipoprotein, ion, vitamin, axit amin.v.v.. Toàn bộ nguyên sinh chất tạo thành một khối keo nhớt chiết quang hơn nước có chứa các bào quan. Tế bào chất là nơi xảy các quá trình trao đổi chất. Hàng loạt các phản ứng sinh hoá diễn ra không ngừng trong khối nguyên sinh chất và là nơi sản xuất ra các enzym, protein và các chất khác cần thiết cho tế bào. 2. Các bào quan. Là các bộ phận trong tế bào đảm nhiệm chức năng nhất định của tế bào. 2.1 Màng lưới nội chất : bao gồm hàng loạt các xoang dẹp, túi, bể chứa và thông với nhau tạo thành hệ thống ống dẫn phức tạp chạy xuyên suốt tế bào chất và giữa tế bào chất với màng tế bào. Màng lưới nội chất được tìm thấy ở hầu hết các loại tế bào trừ hồng cầu chín, ,tảo lam và vi khuẩn. Sự phát triển của màng lưới nội chất phụ thuộc vào từng loại tế bào.Có hai loại màng lưới nội chất: 2.1.1 Màng lưới nội chất có hạt: gồm các túi dẹp xếp song song thành nhóm, mặt ngoái có dính các hạt Riboxom. Chức năng của chúng là tổng hợp một số protein tiết và dẫn chuyền sản phẩm này đến những nơi cần thiết đồng thời dự trữ chất dinh dưỡng, dẫn truyền các sản phẩm tới nhân và đến các vị trí khác trong tế bào.Còn các hạt trên màng lưới nội chất tổng hợp các loai protein và lipit màng http://www.ebook.edu.vn 17
2.1.2 Màng lưới nội chất không hạt là hệ thống ống phân nhánh thông với nhau và thông với màng lưới nội chất có hạt, màng nguyên sinh chất, màng nhân, ti thể. ở cơ thể người, chúng có chức năng tổng hợp và chuyển hoá axít béo và lipít, bao gồm cả hoocmon, steroid, hoà tan các chất độc và đào thải các chất độc ra khỏi tế bào, tham ra vào cơ chế co duỗi cơ thông qua “bơm Ca++”. 2.2. Ty thể : Ty thể có trong tất cả các tế bào nhân chuẩn hô hấp hiếu khí. Ty thể có hình tròn hay hình que dài khoảng từ 2 – 5 micro. Các nhân tố môi trường, trạng thái hoạt động làm thay đổi hình dạng và kích thước của ty thể. Ty thể có khả năng chuyển động, co, ruỗi, cắt ngắn, liên kết. Màng trong còn chứa enzym tổng hợp các axit béo phục vụ cho hô hấp nội bào. Trong mỗi tế bào thường có khoảng 50-1000 ti thể, cá biệt ở những tế bào có cường độ trao đổi chất cao có khi lên tới 50.000 ty thể, nhưng trong một vài loại tế bào chuyên hoá như hồng cầu của người thì lại không có ty thể. Ty thể có AND và ARN riêng vì vậy chúng có thể tổng hợp protein mà nó cần thiết và nhân lên độc lập không phụ thuộc vào sự phân bào. 2.3 Lạp thể: Nó là bào quan quan trọng của các tế bào thực vật và gồm: + Bạch lạp không mầu, bên trong chứa tinh bột hoặc dầu và một vài loại chất dinh dưỡng dự trữ khác của tế bào. + Sắc lạp chứa các sắc tố vàng và đỏ tạo nên mầu sắc đặc trưng của hoa, thân, lá, củ, quả.v.v..Trong trường hợp đột biên sắc lạp có thể thành lục lạp (khoai tây để chỗ có ánh sáng) và ngược lại. + Lục lạp: Là loại bào quan lớn có đường kính từ 4-10 micromet và chứa các sắc tố mầu xanh lục (chlorofin). Lục lạp có nhiều hình dạng khác nhau nhưng phổ biến nhất là hình hạt đậu,. Lục lạp có riêng ADN, ARN và riboxom do đó nó có thể điều hoà tổng hợp protein riêng của nó, bên cạnh đó chúng có thể phân chia và sinh sản một cách độc lập với các phần khác của tế bào Bên trong lục lạp có các hệ thống túi dẹp trồng lên nhau được gọi là Tilacoid trong có chứa Chlorofin và Carotinoid. Các phân tử Chlorofin tạo thành phức hệ gồm khoảng 200 phân tử hoạt động như một dàn Anten để hấp thụ năng lượng ánh sáng . Trong lục lạp có chứa Enzym của dãy truyền điện tử để tổng hợp ATP của hệ quang hợp I và II. Còn các enzym tổng hợp gluco, ADN, ARN, Riboxom nằm trong chất nền của lục lạp. 2.4 Trung thể:. Chỉ có ở tế bào động vật và thực vật bậc thấp. Trung thể gồm một đôi trung tử nằm gần màng nhân và chất quanh trung tử. Trong quá trình phân bào, trung tử phân chia và di chuyển về hai cực đối lập của tế bào và hình thành dây tơ vô sắc và làm tiêu điểm cho việc hình thành nhân của hai tể bào con. Không thấy có trung tử ở tế bào thực vật mặc dù vẫn có sự phân bào và tạo thoi vô sắc giống như ở động vật. 2.5. Riboxom còn gọi là hạt Palat hoạc Ribonucloprotein. Một số Riboxom được gắn trên màng lưới nội chất và màng nhân còn một số tồn tại tự do trong tế bào chất. Chúng là bào quan có kích thước nhỏ khoảng 20- http://www.ebook.edu.vn 18
35micromet. Riboxom cấu tạo gồm 2 thành phần chính Protein và ARN riboxom. Chức năng của Riboxom là tổng hợp protein. 2.6. Phức hệ Golgi: Là một hệ thống túi dẹt hình đĩa nằm gần nhân tế bào. Thành phần hóa học gồm photpholipit và protein có tỉ lệ bằng nhau và một số loại Enzym. Ở các tế bào khác nhau hệ thống này có cấu trúc và hình dạng khác nhau. Phức hệ Golgi có chức năng gắn Hydratcacbon vào Protein để tạo thành Glucoprotein, chế tạo Polysaccarit, Hoocmon Insulin, Hoocmon gastrin, Lizoxom. 2.7 Không bào: Là những túi lớn được hình thành từ những đoạn phình to của mạng lưới nội chất và bộ máy Golgi. Trong không bào chủ yếu là nước có hoà tan các chất vô cơ và hữu cơ khác nhau. Chúng có chức năng tập chung các sản phẩm trao đổi chất trung gian dưới dạng hoà tan hoặc chứa các chất tiết của tế bào, duy trì áp xuất thẩm thấu của tế bào. 2.8 Lizoxom: Có dạng hình túi, hình cầu nhỏ được bao bọc bởi màng lipoprotein trong chứa nhiều enzym có hoạt tính mạnh ở pH 4,8 - 5 và thực hiện vai trò tiêu hoá nội bào. Cụ thể là nó phân huỷ thức ăn vào tế bào bằng thực bào, tấn công các bào quan đã hỏng và các nguyên liệu rắn sau khi thực bào, phân huỷ các nguyên liệu tế bào sau khi tế bào chết. Sự rối loạn chức năng lizosom sẽ góp phần gây lên một só loại ung thư. Lizoxom gồm 2 loại: - Lizoxom cấp I có chứa các enzym thủy phân theo dạng phản ứng sau: AB + H2O --- AH + BOH - Lizoxom cấp II có chứa enzym tiêu hóa. 2.9 Peroxyxom: là những hạt có kích thước 0,5-1,7 micromet, màng có cấu tạo như màng nguyên sinh chất của tế bào, bên trong có chứa enzym oxi hóa đặc hiệu. Chúng có vai trò tổng hợp riboxom, điều chỉnh chuyển hóa gluco, chuyển hóa axit nucleic và phân giải H2O2 thành H2O. 2.10 Glioxyxom: có chứa các enzym chuyển lipit thành gluxit trong tế bào thực vật đó là chu trình glioxilat. 2.11 Thể vùi: Là một số hạt dự trữ trong tế bào. Tuỳ từng loại tế bào mà thể vùi của nó khác nhau như : lipit, tinh bột, á tinh bột.v.v... 2.12. Các vi sợi là các sợi mảnh, đường kính 4-6 micromet, cấu tạo bằng protein đặc hiệu tạo nên khung xương của tế bào. Sự có mặt của chúng có liên quan tới sự vận động của tế bào và phân bào. 2.13. Tơ cơ (Mycofibrlle) chỉ có trong tế bào cơ vân. Chúng gồm nhiều sợi xếp song song có cấu tạo phức tạp. 2.14 Các ống siêu vi là ống rỗng dài, đường kính khoản 25micromet cấu tạo bằng protein đặc hiệu gọi là Turbutin. Chúng cùng với vi sợi có vai trò nâng đỡ tế bào, vận động, biệt hóa tế bào. tạo các dây thoi vô sắc và vận chuyển các chất nội bào, các thành phần phụ của các bào quan khác. IV. Nhân và chức năng của nhân: Phần lớn tế bào chỉ có một nhân tuy nhiên cũng có tế bào có 2 nhân như Paramecium, tế gan, tế bào tuyến nước bọt của động vật có vú, nhưng cũng có tế bào không có nhân như hồng cầu của động vật có vú (chúng không có khả năng phân chia, chúng có nguồn gốc từ tế bào có nhân). Hình dạng, kích thước http://www.ebook.edu.vn 19
và vị chí của nhân tủy thuộc vào từng loại tế bào. Nhân tế bào bao gồm các phần chính sau: 1. Màng nhân Màng nhân là màng ngăn giữa tế bào chất và dịch nhân. Trên bề mặt của màng nhân thường có bám các hạt riboxom. Màng nhân có cấu tạo màng kép: + Màng ngoài được cấu tạo bởi lipoprotein. Màng được tiết xúc với tế bào chất và gắn liền với màng lưới nội chất. Nó có nhiệm vụ tham gia tái tạo màng nhân, tổng hợp màng tế bào và màng lưới nội chất. + Màng trong gồm hai tầng. Tầng ngoài là lớp lipoprotein như màng ngoài của nhân. Tầng trong mỏng có cấu trúc dạng mạng lưới được cấu tạo từ 3 loại protein đặc biệt mang tên là lamini A, B, C. Màng trong có chức năng là nơi gắn các sợi chromatit của nhiễm sắc thể trong quá trình phân bào. + Khoảng trống giữa hai lớp màng nhân được thông với mạng lưới nội chất và bên trong có chứa protein giống như trong mạng lưới nội chất. Khoảng trống có nhiệm vụ tham gia vận chuyển các chất đi ra và đi vào nhân. Trên màng nhân có các lỗ nhỏ có kích thước từ 30-100Ao. Trên lỗ màng nhân có protein đặc biệt nhận nhiệm vụ vận chuyển nước, một số chất hoà tan, enzym ADN – polimeraza, histon, một số loại protein khác theo chiều đi vào và ARN thông tin, ARN vận chuyển đi ra. Về mặt tính chất, màng nhân khác với màng tế bào ở chỗ khi bị chọc thủng màng nhân không có khả năng hàn gắn làm cho nhân chết và tế bào chết. 2.Chất nhân Chất nhân hay còn gọi là dịch nhân chiếm tỉ lệ lớn nhất của nhân, thành phần bao gồm dịch lỏng nguyên sinh chất và một số cấu trúc hạt khác. Trong dịch nhân có chứa các enzym xúc tác cho quá trình nhân đôi của ADN, tổng hợp ARN và một vài quá trình sinh hoá khác… dịch nhân còn chứa nhiễm sắc thể đó là kết quả của sự liên kết giữa ADN với protein đặc biệt gọi là histon. Dịch nhân là môi trường đảm bảo cho sự ổn định của cơ chế truyền thông tin di truyền của tế bào Trong nhân thường có một hoặc vài nhân con hình cầu được tạo ra bởi ARN với một ít ADN và protein. Chức năng chính của nhân con là tạo ra các tiểu thể của riboxom. Sau khi ra khỏi nhân các tiểu thể này mới kết hợp lại với nhau để tạo riboxom. Các nhân con không có màng riêng bao quanh, chúng vỡ ra và tiêu biến khi tế bào phân chia, rồi lại xuất hiện khi các tế bào con đã tách rời nhau. 3.Chức năng của nhân Để nghiên cứu chức năng của nhân người ta đã tiến hành làm thí nghiệm sau: Amíp đơn bào được cắt thành hai phần một phần có nhân và một phần không có nhân. Cả hai phần đều co tròn lại. Phần có nhân sinh trưởng, phát triển bình thường và sinh sản theo hình thức phân đôi. Phần không nhân có khả năng chuyển động và tiếp nhận thức ăn nhưng không có khả năng sản xuất enzym để tiêu hoá thức ăn, không sinh trưởng, phát triển và sinh sản. Nó chết ngay khi tiêu hết lượng chất dinh dưỡng dự trữ.Thí nghiệm trên đã chứng tỏ nhân có hai chức năng chủ yếu, đó là kiểm soát hoạt tính hoá học của tế bào và mang thông tin di http://www.ebook.edu.vn 20