Bài giảng Sinh học đại cương - ThS. Mai Hoàng Đạt

Chia sẻ: Phan Nguyễn Hà Minh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:178

Thêm vào BST

Báo xấu

41
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Sinh học đại cương - ThS. Mai Hoàng Đạt giúp sinh viên đặc điểm sinh học đặc trưng, cấu trúc của các nhóm cơ thể chưa có cấu tạo tế bào (virus), nhóm cơ thể sống có cấu tạo tế bào với nhân chưa hoàn chỉnh (Procaryota), nhóm cơ thể sống có cấu tạo tế bào với nhân hoàn chỉnh (Procaryota). Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Sinh học đại cương - ThS. Mai Hoàng Đạt

BÀI GIẢNG SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG (ThS. Mai Hoàng Đạt biên soạn)
PhÇn I. Sinh Häc §¹i c−¬ng (30 tiÕt) Ch−¬ng I. Tæng quan tæ chøc c¬ thÓ sèng A. Môc tiªu Sau khi häc xong, sinh viªn tr×nh bµy ®−îc: 1. §Æc ®iÓm sinh häc ®Æc tr−ng, cÊu tróc cña c¸c nhãm c¬ thÓ ch−a cã cÊu t¹o tÕ bµo (virus), nhãm c¬ thÓ sèng cã cÊu t¹o tÕ bµo víi nh©n ch−a hoµn chØnh (Procaryota), nhãm c¬ thÓ sèng cã cÊu t¹o tÕ bµo víi nh©n hoµn chØnh(Procaryota) 2. CÊu tróc vµ chøc n¨ng cña c¸c bµo quan: Ti thÓ, l¹p thÓ, bé m¸y Golgi, m¹ng l−íi néi chÊt, nh©n vµ mµng tÕ bµo. 3. C¸c lo¹i m« cÊu t¹o nªn c¬ thÓ ®éng vËt vµ c¬ thÓ thùc vËt B. NéI DUNG I. Nh÷ng ®Æc tr−ng cña sù sèng Sinh giíi rÊt ®a d¹ng vµ phong phó. Tõ chç chØ lµ c¸c thÓ sèng ch−a cã cÊu t¹o tÕ bµo, ®Õn c¬ thÓ cã cÊu t¹o tÕ bµo ®iÓn h×nh nh−ng chØ lµ mét tÕ bµo (c¬ thÓ ®¬n bµo). Tuy vËy, chóng ®Òu cã nh÷ng ®¨c tr−ng c¬ b¶n cña mét c¬ thÓ sèng: - Cã tÝnh æn ®Þnh vÒ tæ chøc, cÊu t¹o, h×nh d¹ng vµ kÝch th−íc. - Cã qu¸ tr×nh trao ®æi chÊt theo ph−¬ng thøc ®ång ho¸ vµ dÞ ho¸. - Cã qu¸ tr×nh sinh tr−ëng, ph¸t triÓn. - Cã kh¶ n¨ng sinh s¶n. - Cã kh¶ n¨ng vËn ®éng nhê co d·n c¬, roi vµ khèi sinh chÊt. - Cã kh¶ n¨ng c¶m øng vµ thÝch nghi (c¶m nhËn vµ ph¶n øng l¹i mét c¸ch cã hiÖu qu¶ c¸c kÝch thÝch tõ m«i tr−êng). Trong c¸c ®Æc tr−ng trªn th× trao ®æi chÊt theo ph−¬ng thøc ®ång ho¸, dÞ ho¸ vµ sinh s¶n lµ 2 ®Æc tr−ng chØ cã ë c¸c tæ chøc sèng, kh«ng cã ë vËt kh«ng sèng. Nh÷ng ®Æc tr−ng ®ã biÓu hiÖn ë nh÷ng møc ®é tæ chøc cña c¬ thÓ. II. Nhãm c¬ thÓ sèng ch−a cã cÊu t¹o tÕ bµo (Virus) 1. §Æc ®iÓm sinh häc ®Æc tr−ng * LÞch sö: Virus lµ nh÷ng sinh vËt cùc nhá, ch−a cã cÊu t¹o tÕ bµo. Virus ®−îc ph¸t hiÖn n¨m 1982 bëi D.I.Ivanopski, khi nghiªn cøu bÖnh ®èm thuèc l¸, «ng nhËn thÊy nÕu lÊy dÞch Ðp cña c©y thuèc l¸ bÞ bÖnh ®· ®−îc läc qua mµng läc vi khuÈn (®Ó gi÷ vi khuÈn l¹i), tiªm vµo c©y lµnh th× c©y nµy còng bÞ bÖnh. Khi cÊy dÞch Ðp lªn m«i tr−êng dinh d−ìng ®Ó nu«i cÊy vi khuÈn th× kh«ng thÊy xuÊt hiÖn c¸c khuÈn l¹c. §iÒu ®ã chøng tá r»ng ë ®©y kh«ng cã vi khuÈn, mµ nguyªn nh©n g©y bÖnh lµ mét thÓ sèng rÊt bÐ, bÐ h¬n vi khuÈn vµ «ng gäi lµ “siªu vi khuÈn”. * §Þnh nghÜa virus: Virus hay siªu vi khuÈn lµ vËt thÓ trung gian gi÷a vËt sèng vµ vËt kh«ng sèng, bëi v× khi cã vËt chñ th× nã lµ c¬ thÓ sèng, khi kh«ng cã vËt chñ th× nã lµ c¬ thÓ chÕt. Nã kh«ng cã cÊu t¹o tÕ bµo, kh«ng cã qu¸ tr×nh trao ®æi chÊt ®Ó sinh n¨ng l−îng vµ kh«ng cã c¸c riboxom cÇn thiÕt ®Ó tæng hîp protein nh− vËt sèng. Nh−ng nã l¹i cã c¸c axit Nucleic m· ho¸ ®ñ c¸c th«ng tin ®Ó sinh ra virus míi cã b¶n chÊt t−¬ng tù nh− mét sinh vËt. * §Æc ®iÓm sinh häc ®Æc tr−ng: + Ch−a cã cÊu t¹o tÕ bµo, c¬ thÓ chØ gåm vá protein vµ lâi axit nucleic + ChØ thÓ hiÖn lµ c¬ thÓ sèng khi kÝ sinh trªn vËt chñ 1
+ §a sè lµ cã h¹i: KÝ sinh trªn tÕ bµo vËt chñ, virót th−êng g©y bÖnh, nh−ng khi t¸ch chóng khái tÕ bµo vËt chñ, chóng kh«ng thÓ hiÖn ho¹t ®éng sèng, cã thÓ khuÊch t¸n ®Õn nhiÒu n¬i. + Khã nu«i cÊy trªn m«i tr−êng nh©n t¹o + §ã lµ nh÷ng ®¹i diÖn cho c¸c c¬ thÓ sèng ®Çu tiªn, kÝ sinh b¾t buéc trªn c¸c c¬ thÓ sèng kh¸c (v× chóng kh«ng cã hÖ thèng men, do ®ã kh«ng cã sù trao ®æi chÊt ®Æc tr−ng). Theo Martin (1968) cã ®Õn h¬n 500 bÖnh cña ng−êi vµ ®éng vËt, 400 bÖnh ë thùc vËt lµ do virót kÝ sinh. 2. H×nh d¹ng, kÝch th−íc, cÊu t¹o * H×nh d¹ng: virus cã nhiÒu h×nh d¹ng. + D¹ng cÇu: Gåm phÇn lín c¸c virót g©y bÖnh ë ng−êi nh− cóm, quai bÞ, sëi, bÖnh d¹i, b¹i liÖt, HIV… + D¹ng que: Gåm mét sè virót g©y bÖnh ë thùc vËt nh− bÖnh ®èm thuèc l¸, ®èm khoai t©y… + D¹ng khèi: Gåm nh÷ng virót cã nhiÒu c¹nh, nhiÒu mÆt, tr«ng nh− d¹ng cÇu nh− virus g©y bÖnh ®Ëu mïa. + D¹ng nßng näc ®¨c tr−ng cho thÓ ¨n khuÈn (Bacteriaphage) * KÝch th−íc: RÊt nhá, dao ®éng trong kho¶ng tõ vµi chôc ®Õn vµi tr¨m nm (0,02 – 0,03 µm) 1 nm = 10 A0P P 1µm = 1000nm = 10000A0 P P 1mm = 1000.000 nm VD: Virót kh¶m thuèc l¸ dµi 30 nm, virót bÖnh ®Çu mïa lµ 125-200 nm * CÊu t¹o: Virót cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n gåm hai phÇn: + Vá protªin (capsid): Gåm c¸c tiÓu ®¬n vÞ h×nh th¸i (capxomer) tËp hîp thµnh. Cã chøa c¸c kh¸ng nguyªn. + Lâi axit nucleic: Mét ph©n tö axit nucleic (ADN hoÆc ARN) t−¬ng ®−¬ng víi mét gen tù do, ph©n tö l−îng 18000 - 38000 ®vC. 2
Qua nghiªn cøu, ng−êi ta thÊy c¸c virót kÝ sinh ë thùc vËt ®Òu chøa ARN, virót kÝ sinh ë ®éng vËt chøa ADN hoÆc chøa ARN . * §¹i diÖn: + Nitavirus hay Herpes virus: Lµ t¸c nh©n g©y bÖnh cho ng−êi vµ ®éng vËt nh−: bÖnh môn rép ë miÖng vµ c¬ quan sinh dôc, mét sè bÖnh g©y ung th−. + Adenovirus: G©y bÖnh viªm ®−êng h« hÊp vµ ung th− m¸u + Myxovirus: G©y bÖnh cóm, chã d¹i, sëi, quai bÞ… + Hepatitis A, B, C, D, E : Viªm gan, viªm gan m·n tÝnh, ung th− gan 3. ThÓ ¨n khuÈn (Bacteriaphage) - Lµ lo¹i siªu vi khuÈn kÝ sinh trong tÕ bµo vi khuÈn do nhµ b¸c häc ng−êi Ph¸p lµ Herlle ph¸t hiÖn n¨m 1917. Chóng rÊt phæ biÕn trong tù nhiªn, ®Æc biÖt phong phó trong ruét ng−êi vµ ®éng vËt. - CÊu t¹o: ThÓ ¨n khuÈn cã d¹ng nßng näc, gåm 2 phÇn chÝnh: + PhÇn ®Çu h×nh cÇu, tr¸i soan hoÆc h×nh nhiÒu c¹nh, chøa ADN hai sîi lµ chñ yÕu, mét sè mang ADN mét sîi: S12, φX174, fd (VËt chñ chÝnh lµ E.Coli). HÖ gen cña φX174 mang 575 nuclªotit n»m trong mét sîi ®¬n ADN vßng. + PhÇn ®u«i cã cÊu t¹o phøc t¹p gåm : Trôc ®u«i: Lµ mét èng rçng, tùa nh− kim tiªm trÝch vµo bªn trong tÕ bµo vËt chñ ®Ó dÉn axit Nucleic cña m×nh vµo tÕ bµo vËt chñ. Bao ®u«i: Bao bªn ngoµi trôc ®u«i, cã kh¶ n¨ng co l¹i. §Üa gèc: Lµ mét tÊm h×nh 6 c¹nh, cã 6 gai vµ 6 sîi l«ng ®u«i m¶nh dµi, cÊu t¹o tõ pr«tªin. Lµ c¬ quan thùc hiÖn chøc n¨ng hÊp thô lªn mµng tÕ bµo vi khuÈn. * Sù x©m nhËp vµ nh©n lªn cña Phage §−îc chia lµm 5 giai ®o¹n. (1) Sù b¸m (hÊp thô) cña virót lªn bÒ mÆt tÕ bµo chñ: §Üa gèc cña Phage b¸m ch¾c vµo bÒ mÆt mµng tÕ bµo chñ (2) §−a axit Nuclªic vµo trong tÕ bµo vi khuÈn: Sau khi hÊp thô ë ®iÓm cè ®Þnh cña mµng tÕ bµo, men Lizozim ®−îc tiÕt ra lµm tan mµng tÕ bµo ë chç phÇn ®u«i virus tiÕp xóc, bao ®u«i co l¹i, nhê ®ã trôc ®u«i chäc thñng mµng tÕ bµo vµ ADN cña Phage ®−îc ®−a vµo tÕ bµo theo trôc ®u«i, cßn mµng Pr«tªin cña virut n»m l¹i ë bªn ngoµi. (3) Tæng hîp c¸c thµnh phÇn cña virut: Sau khi chui vµo tÕ bµo, ADN cña Phage t¨ng lªn trong kho¶ng 10-30 phót. ADN cña vi khuÈn gi¶m rÊt nhanh. Sù tæng hîp ADN cña Phage diÔn ra m¹nh mÏ ®Æc biÖt vµo thhêi gian ®Çu cña giai ®o¹n nµy nhê c¸c vËt liÖu cã s½n trong tÕ bµo chñ. (4) Sù l¾p r¸p virut: C¸c thµnh phÇn cña virut ®−îc tæng hîp ë nh÷ng n¬i kh¸c nhau trong tÕ bµo, sau ®ã ®−îc tù l¾p r¸p l¹i theo quy luËt h¸o tinh thÓ t¹o thµnh c¸c virut con cã ®Çy ®ñ vá vµ lâi axit Nucleic. 3
(5) Sù gi¶i phãng virut ra ngoµi: Qóa tr×nh nh©n lªn cña virut trong tÕ bµo chñ kÕt thóc b»ng viÖc gi¶i phãng c¸c virut con ra ngoµi do mµng tÕ bµo chñ bÞ ph¸ vì bëi men lizozim. - Trong tù nhiªn, mét sè virut sau khi th©m nhËp vµo vËt chñ, hÖ gen cña chóng gia nhËp vµo tÕ bµo vËt chñ. HÖ gen nµy ®−îc nh©n lªn cïng víi sù nh©n lªn cña hÖ gen tÕ bµo chñ. Chóng kh«ng lµm tan tÕ bµo vËt chñ mµ cïng tån t¹i tÕ bµo trong mét thêi gian dµi. HiÖn t−îng nµy gäi lµ hiÖn t−îng sinh tan, virut g©y hiÖn t−îng sinh tan gäi lµ virut “«n hoµ”. 4
III. Nhãm c¬ thÓ sèng cã cÊu t¹o tÕ bµo víi nh©n ch−a hoµn chØnh (Procaryota) 1. §Æc ®iÓm sinh häc ®Æc tr−ng - §¹i diÖn lµ vi khuÈn vµ t¶o lam, kÝch th−íc nhá bÐ tõ 1 - 3µm. - Lµ nh÷ng c¬ thÓ cã cÊu t¹o ®¬n gi¶n, ch−a cã nh©n chÝnh thøc (ch−a cã mµng nh©n, dÞch nh©n, h¹ch nh©n). - VËt chÊt di truyÒn cña chóng chØ lµ mét nhiÔm s¾c thÓ ®¬n ®éc, ch−a cã mµng nh©n ®Ó ng¨n c¸ch ranh giíi gi÷a NST víi TBC. ADN cña vi khuÈn th−êng lµ nh÷ng ph©n tö ADN trÇn, chuçi kÐp, m¹ch vßng - TÕ bµo ch−a cã c¸c bµo quan ®iÓn h×nh (ti thÓ, l¹p thÓ, l−íi néi chÊt, bé m¸y Golgi) mµ chØ cã c¸c riboxom. - Sinh s¶n b»ng s×nh thøc sinh s¶n v« tÝnh, ch−a cã sinh s¶n h÷u tÝnh. - Dinh d−ìng b»ng c¸ch hÊp thô trùc tiÕp qua mµng tÕ bµo (kÝ sinh, ho¹i sinh). Mét sè cã kh¶ n¨ng tù d−ìng nhê quang hîp (t¶o lam). 2. H×nh d¹ng- kÝch th−íc - KÝch th−íc: RÊt nhá, réng 0,2 – 1µm, dµi 1-10 µm. Còng cã loµi lín ®Õn vµi chôc µm - H×nh d¹ng: vi khuÈn cã mét sè d¹ng chÝnh: + D¹ng cÇu (Coccus): TÕ bµo h×nh cÇu, ®−êng kÝnh kho¶ng 0,5 – 1µm. Tuú theo vÞ trÝ cña mÆt ph¼ng ph©n c¾t vµ ®Æc tÝnh rêi nhau hay kh«ng sau khi ph©n chia mµ d¹ng cÇu ®−îc ph©n biÖt thµnh: Micrococcus, diplococcus, Steptococcus, sarana, tetracoccus… + D¹ng cÇu nãi chung kh«ng cã roi, kh«ng di ®éng ®−îc + D¹ng que (trùc khuÈn): TÕ bµo cã h×nh th¼ng nh− 1 que nhá (Bracillus, bacterium), kÝch th−íc kho¶ng 0,5-1 x 1-4 micromet. + D¹ng xo¾n (xo¾n khuÈn: Spirillum): Gåm nh÷ng vi khuÈn cã hai vßng xo¾n trë lªn, kÝch th−íc 0,3-0,5 x 5-40 micromet. Cã h¬i cong nh− h×nh dÊu phÈy (viorio), hoÆc xo¾n nhiÒu vßng tr«ng nh− c¸i më nót chai (Spirochaeta g©y bÖnh giang mai) 3. CÊu tróc tÕ bµo vi khuÈn - TÕ bµo vi khuÈn cã cÊu tróc ®¬n gi¶n, c¬ b¶n gièng nhau bao gåm: Vá nhµy, v¸ch tÕ bµo, mµng chÊt nguyªn sinh, chÊt nguyªn sinh, chÊt nguyªn sinh víi c¸c c¬ quan tö * Vá nhµy (capsule): Gåm hai lo¹i: Vá nhµy lín (dÇy h¬n 0,2 mM) vµ vá dµy nhá (dµy d−íi 0,2 mM). Vá nhµy gåm 4 líp, cÊu t¹p chñ yÕu tõ Polysaccarit vµ mét l−îng lín n−íc. Vá dµy cã t¸c dông b¶o vÖ vi khuÈn vµ lµ nguån thøc ¨n dù tr÷ khi m«i tr−êng thiÕu chÊt dinh d−ìng [2] * V¸ch tÕ bµo (Cell wall): N»m d−íi líp vá nhµy, lµ líp mµng v÷ng ch¾c bao lÊy tÕ bµo chÊt, gi÷ cho tÕ bµo cã h×nh d¹ng æn ®Þnh. Kh¸c víi tÕ bµo thùc vËt, v¸ch tÕ bµo vi khuÈn cã cÊu tróc ®Æc biÖt, cã peptidoglulan, mét ph©n tö lín phøc t¹p gåm chÊt trïng hîp cña ®−êng (polysaccarit) ®−îc liªn kÕt ngang b»ng c¸c chuçi axit amin ng¾n (c¸c ®¬n vÞ polipeptit ng¾n). Kh«ng mét tÕ bµo nh©n thËt nµo cã v¸ch tÕ bµo theo kiÓu nµy. Nhê ®ã, H.C.Gram, nhµ sinh häc §an m¹ch ®· ph¸t minh ra ph−¬ng ph¸p nhuém mµu tÕ bµo vi khuÈn. C¨n cø vµo sù kh¸c nhau trong cÊu tróc v¸ch tÕ bµo, vi khuÈn th−êng ®−îc chia thµnh vi khuÈn 5
Gram d−¬ng cã v¸ch ®¬n dµy, gi÷ thuèc nhuém Gram trong tÕ bµo lµm tÕ bµo bÞ nhuém cã mµu ®á tÝa d−íi kÝnh hiÓn vi, vi khuÈn Gram am co v¸ch tÕ bµo phøc t¹p h¬n nh−ng máng h¬n vµ kh«ng gi÷ thuèc nhuém Gram [1] Vi khuÈn vËn ®éng th−êng cã roi – phÇn phô dµi rÊt máng m¶nh gåm c¸c tiÓu ®¬n vÞ cña protein (flagellin). Ngoµi ra, vi khuÈn còng cã l«ng gióp chóng b¸m vµo bÒ mÆt thÝch hîp. [1] Thµnh tÕ bµo vi khuÈn Gram d−¬ng vµ Gram ©m * Mµng chÊt nguyªn sinh (Cytoplasmic membrane): Bao bäc toµn bé khèi chÊt nguyªn sinh trong tÕ bµo, dµy kho¶ng 100A0. Mµng chÊt nguyªn sinh lµ n¬i x¶y ra qu¸ P P tr×nh tæng hîp 1 sè thµnh phÇn cña tÕ bµo, ®Æc biÖt lµ cña v¸ch tÕ bµo vµ vá nhµy. - CÊu tróc: Cã cÊu tróc t−¬ng tù nh− mµng sinh chÊt ë sinh vËt nh©n chuÈn: Dµy ≈ 100A0P P PhÝa ngoµi vµ trong lµ protein: 60 – 70% ë gi÷a: Líp kÐp photpholipit: 30 – 40%, c¸c ph©n tö photpholipit quay ®Çu kÞ n−íc vµo nhau ®Çu −a n−íc quay ra ngoµi - Chøc n¨ng: + B¶o vÖ: Lµ hµng rµo ng¨n c¶n cã chän läc c¸c chÊt tõ mµng ngoµi vµo vµ trong ra. + Trªn mµng cã hÖ enzim oxiho¸ khö gièng nh− hÖ enzim trªn mµng trong ti thÓ, tham gia vµo qu¸ tr×nh biÕn ®æi chÊt dinh d−ìng thµnh n¨ng l−îng d−íi d¹ng ATP. + Trªn mµng cã thÓ cã roi (tiªn mao) gióp vi khuÈn cã thÓ di chuyÓn vµ l«ng gióp chóng b¸m dÝnh vµo vËt chñ. * TÕ bµo chÊt (Cytoplasm): - N»m phÝa trong mµng nguyªn sinh, lµ khèi chÊt keo ë tr¹ng th¸i ®Æc (gel) nªn TBC ë vi khuÈn kh«ng chuyÓn ®éng nh− tÕ bµo nh©n chuÈn ®−îc. - Thµnh phÇn ho¸ häc: + Ch−a cã c¸c bµo quan ®iÓn h×nh, chØ cã riboxom vµ c¸c giät chÊt dù tr÷ (giät dÇu, volutin) + N−íc chøa 80-90% + Riboxom: 70% träng l−îng kh« + Ngoµi ra cßn cã pr, axit nucleic, c¸c hydr©tcacbon, lipit vµ c¸c ion vo c¬. - TBC kh«ng cã khung n©ng ®ì tÕ bµo nh− ë sinh vËt nh©n chuÈn. ë khuÈn lam cã c¸c s¾c tè quang hîp (thylacoit) th−êng ®Þnh vÞ trong mµng. * ThÓ nh©n (vïng nh©n: nucleoid): - TÕ bµo vi khuÈn thiÕu nh©n thùc x¸c ®Þnh (Y) nªn gäi lµ sinh vËt tiÒn nh©n, thÓ nh©n ®−îc coi nh− lµ thÓ nhiÔm s¾c gåm hai sîi ADN dµi (chõng 107A0) cuén l¹i P P 6
thµnh vßng ADN kÝn, kh«ng kÕt hîp víi pr«tªin vµ cã thÓ ph©n bè trong mäi phÇn cña tÕ bµo. - Ngoµi NST chÝnh, ë vi khuÈn cßn ph¸t hiÖn ®−îc mét lo¹t vËt chÊt di truyÒn quan träng kh¸c, n»m trong tÕ bµo chÊt gäi lµ Plasmid, mang ADN vßng kÐp 3000-4000 cÆp baz¬ cã kh¶ n¨ng tù sao chÐp ®éc lËp víi NST nh©n. Cã hµng tr¨m Plasmid/1 tÕ bµo vi khuÈn. [5] Ph©n bè – vai trß - Vi khuÈn vµ t¶o lam ph©n bè réng r·i trong thiªn nhiªn, trong ®Êt, n−íc, kh«ng khÝ, c¬ thÓ ng−êi vµ ®éng vËt, cã sè l−îng loµi lín h¬n tÊt c¶ c¸c loµi kh¸c céng l¹i. - Vi khuÈn huû x¸c h÷u c¬: Lµ ®iÓm kÕt thóc vµ më ®Çu cho chu tr×nh c¸c chÊt v« cëtong tù nhiªn, h×nh thµnh than ®¸ vµ dÇu löa, ®−îc con ng−êi sñ dông trong «ng nghiÖp thùc phÈm (c«ng nghÖ vi sinh vËt), trong ngµnh d−îc (chiÕt c¸c chÊt kh¸ng sinh), trong viÖc b¶o vÖ m«i tr−êng… III. Nhãm c¬ thÓ sèng cã cÊu t¹o tÕ bµo víi nh©n hoµn chØnh (Procaryota) 1. §Æc ®iÓm sinh häc ®Æc tr−ng - Gåm nh÷ng c¬ thÓ mµ tÕ bµo ®· cã nh©n ®iÓn h×nh: Cã mµng nh©n, dÞch nh©n, h¹ch nh©n - VËt liÖu di truyÒn n»m trong NST: Tæ choc phøc t¹p gåm ADN vµ protein - TÕ bµo cã ®Çy ®ñ c¸c bµo quan ®iÓn h×nh: Ti thÓ, l¹p thÓ (TV), l−íi néi chÊt, bé m¸y Golgi, trung thÓ, thoi v« s¾c - Cã qu¸ tr×nh ph©n bµo nguyªn nhiÔm vµ gi¶m nhiÔm - Sinh s¶n: §· cã qu¸ tr×nh sinh s¶n h÷u tÝnh, kÕt hîp vËt chÊt di truyÒn cña c¶ c¬ thÓ bè vµ mÑ. - Dinh d−ìng: Cã thÓ dÞ d−ìng hoÆc tù d−ìng, thøc ¨n ®−îc tiªu ho¸ trong c¬ thÓ. - TÕ bµo ®a d¹ng vÒ h×nh th¸i, chøc n¨ng, cã khu«n protein n©ng ®ì t¹o thµnh khung tÕ bµo. 2. CÊu tróc tÕ bµo nh©n chuÈn M« h×nh tÕ bµo ë sinh vËt nh©n chuÈn 2.1. Mµng sinh chÊt - Lµ líp máng ®µn håi bao quanh tÕ bµo kh«ng thÓ t¸ch ra ®−îc, cßn gäi lµ mµng tÕ bµo. Mµng sinh chÊt cã cÊu t¹o dÆc tr−ng cho tÊt c¶ c¸c mµng máng cña c¸c bµo quan trong 7
tÕ bµo. - CÊu tróc: + Bao gåm hai líp ph©n tö photpholipit, cã c¸c ®u«i kh«ng ph©n cùc kÞ n−íc h−íng vµo nhau t¹o vïng kh«ng ph©n cùc ë phÇn trong cña tÇng kÐp. Cßn ®Çu ph©n cùc cña n−íc cña phÇn tö photpholipit h−íng ra ngoµi. C¸c ph©n tö photpholipit cã thÓ tù chuyÓn ®éng quanh vÞ trÝ cña m×nh vµ chuyÓn ®éng tõ vÞ trÝ nµy ®Õn vÞ trÝ kh¸c, lµm t¨ng tÝnh linh ®éng cña mµng. Gi÷a c¸c ph©n tö photpholipit cã c¸c lç nhá gäi lµ lç mµng, cã t¸c dông cho c¸c chÊt hoµ tan trong lipit di qua mµng. M« h×nh kh¶m ®éng cÊu tróc mµng sinh chÊt + Protein xuyªn mµng: Xen gi÷a tÇng kÐp lipit, t¹o thµnh c¸c kªnh dÉn truyÒn ®i vµo tÕ bµo cña c¸c ph©n tö hoµ tan trong n−íc (Ca2+, K+, Na+ ). Protein xuyªn mµng P P P P P P chiÕm 70% protein mµng. + Protein b¸m mµng (protein ngo¹i vi): N»m ë mÆt ngoµi hay mÆt trong cña mµng, lµm h¹n chÕ sù di chuyÓn cña c¸c ph©n tö photpholipit, t¨ng tÝnh æn ®Þnh cña mµng, hoÆc lµm c¸c thô quan sinh häc, khi thô quan tiÕp xóc víi ph©n tö nµo ®ã trªn bÒ mÆt tÕ bµo th× g©y ra c¸c biÕn ®æi bªn trong tÕ bµo. + Cholesteron: N»m xen kÏ gi÷a c¸c ph©n tö photpholipit, chiÕm kho¶ng 25-30% l−îng lipit trong mµng, cã chøc n¨ng h¹n chÕ mét møc ®é nhÊt ®Þnh sù di chuyÓn cña c¸c ph©n tö photpholipit, t¹o sù æn ®Þnh trong cÊu tróc mµng. Ngoµi ra, mµng sinh chÊt cã hÖ thèng sîi n©ng ®ì, ®ã lµ c¸c protein n©ng ®ì cÊu tróc vµ cñng cè h×nh d¹ng cña mµng - Chøc n¨ng: 8
+ Mµng sinh chÊt ho¹t ®éng nh− mét hµng rµo c¶n chän läc gi÷a m«i tr−êng trong vµ ngoµi tÕ bµo, ®iÒu chØnh vËt chÊt ra vµ vµo tÕ bµo. + C¸c thô quan sinh häc trªn bÒ mÆt mµng tÕ bµo gióp tÕ bµo cã kh¶ n¨ng nhËn biÕt tÕ bµo quen, tÕ bµo l¹, tÕ bµo lµnh, tÕ bµo bÖnh. + Trªn mµng sinh chÊt cã mét sè enzym cã kh¶ n¨ng xóc t¸c c¸c ph¶n øng sinh tæng hîp vµ c¸c qu¸ tr×nh trao ®æi kh¸c. + Mµng cña ti thÓ vµ lôc l¹p lµ n¬i diÔn ra c¸c kh©u phøc t¹p vµ quan träng nhÊt cña qu¸ tr×nh trao ®æi n¨ng l−îng. + Trªn mµng sinh chÊt cã c¸c hîp chÊt nh− Glicoprotein ®ãng vai trß thô c¶m c¸c tÝn hiÖu ®Æc tr−ng cña m«i tr−êng, cã kh¶ n¨ng tiÕp nhËn c¸c kÝch thÝch ho¸ häc, quang häc, lÝ häc tõ m«i tr−êng ngoµi hay bªn trong, tõ ®ã tÕ bµo cã ph¶n øng tr¶ lêi c¸c kÝch thÝch ®èi víi c¸c biÕn ®æi cña ®iÒu kiÖn sèng. + Mµng sinh chÊt ë tÕ bµo thÇn kinh cã t¸c dông dÉn truyÒn c¸c xung thÇn kinh. 2.2. TÕ bµo chÊt - TÕ bµo chÊt lµ chÊt láng d¹ng keo nhít, chiÕt quang h¬n n−íc, th−êng xuyªn chuyÓn ®éng. TÕ bµo chÊt cã thÓ chuyÓn tõ d¹ng sol sang gel vµ ng−îc l¹i. - TÕ bµo chÊt ë gÇn nh©n gäi lµ néi chÊt, xa nh©n gäi lµ ngo¹i chÊt. - Bªn trong tÕ bµo chÊt cã chøa c¸c bµo quan 2.2.1 L−íi néi chÊt - L−íi néi chÊt lµ thµnh phÇn néi bµo chñ yÕu cña hÖ mµng trong. - CÊu tróc: L−íi néi chÊt còng nh− mµng sinh chÊt gåm tÇng kÐp lipit víi c¸c enzim kh¸c nhau g¾n vµo bÒ mÆt. Quan s¸t d−íi kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö thÊy l−íi néi chÊt lµ mét hÖ thèng mµng bao gåm c¸c xoang dÑp gäi lµ tói dÞch, c¸c èng dÉn cã ®−êng kÝnh kh¸c nhau vµ ph©n nh¸nh r¶i r¸c kh¾p tÕ bµo chÊt, ®i tõ mµng nh©n tíi mµng sinh chÊt. Mµng cña l−íi néi chÊt t¹o nªn hÖ xoang trong lµ sù ph©n biÖt c¬ b¶n nhÊt gi÷a tÕ bµo nh©n chuÈn vµ tÕ bµo tiÒn nh©n. - Ph©n lo¹i: Cã thÓ ph©n biÖt hai lo¹i l−íi néi chÊt h¹t vµ l−íi néi chÊt tr¬n. + L−íi néi chÊt h¹t: Lµ hÖ thèng gåm c¸c tói xÕp song song thµnh nhãm, bÒ mÆt g¾n c¸c riboxom, lµ n¬i chuyªn ho¸ tæng hîp protein ®Ó bµi xuÊt khái tÕ bµo. L−íi nµy th−êng n»m ë gÇn nh©n, rÊt ph¸t triÓn ë c¸c m« tiÕt. C¸c chÊt tiÕt (hoocmon vµ c¸c s¶n phÈm kh¸c) cã b¶n chÊt protein sau khi ®−îc tæng hîp trong c¸c riboxom ®−îc chuyÓn qua mµng vµo phøc hÖ Golgi ®Ó hoµn chØnh vµ bµi xuÊt ra khái tÕ bµo. + L−íi néi chÊt kh«ng h¹t (tr¬n): Gåm c¸c kªnh hÑp nèi l¹i víi nhau vµ ®−îc ph©n bè kh¾p tÕ bµo chÊt, kh«ng cã c¸c riboxom dÝnh trªn bÒ mÆt. Trong nhiÒu tr−êng hîp, m¹ng l−íi néi chÊt tr¬n nèi th«ng víi mµng sinh chÊt, mµng nh©n...HÖ thèng nµy ph¸t triÓn m¹nh ë c¸c tÕ bµo tham gia dù tr÷ lipit. . BÒ mÆt mµng cña nã ®Þnh vÞ nhiÒu enzim, xóc t¸c tæng hîp nhiÒu hi®rat cacbon vµ lipit (VD: TÕ bµo tinh hoµn tæng hîp lipit m¹nh mÏ, tÕ bµo ruét non tæng hîp nhiÒu triglixerit…, tÕ bµo gan cã nhiÒu enzim ®Ó tham gia vµo qu¸ tr×nh khö ®éc… nh÷ng tÕ bµo nµy cã nhiÒu l−íi néi chÊt tr¬n). - Chøc n¨ng + L−íi néi chÊt t¹o nªn hÖ xoang trong cña tÕ bµo lµ hÖ dÉn truyÒn quan träng. C¸c protein do riboxom tæng hîp vËn ®éng tõ xoang cña l−íi néi thÊt h¹t ®Õn xoang cña l−íi néi chÊt tr¬n råi ®−¬c bao gãi trong tói mµng con vµ göi ®Õn phøc hÖ Golgi ®Ó bµi xuÊt. 9
+ Nèi liÒn c¸c thµnh phÇn kh¸c cña tÕ bµo lµm cho tÕ bµo ho¹t ®éng nh− mét thÓ thèng nhÊt. + L−íi néi chÊt h¹t lµ n¬i diÔn ra qu¸ tr×nh sinh tæng hîp protein vµ vËn chuyÓn protein ®· ®−îc tæng hîp tíi n¬i tÕ bµo cÇn sö dông. + L−íi néi chÊt tr¬n lµ n¬i tæng hîp vµ trao ®æi lipit. 2.2.2. Phøc hÖ Golgi (Golgi complex) - Lµ bµo quan ®−îc nhµ b¸c häc ng−êi ý Camilo Golgi m« t¶ lÇn ®Çu tiªn n¨m 1898 trong tÕ bµo purkinje cña tiÓu n·o. - H×nh th¸i: Th−êng cã d¹ng h×nh cÇu, h×nh liÒm, h×nh que... - Thµnh phÇn ho¸ häc: Gåm protein vµ photpholipit, ngoµi ra cßn cã mét l−îng Ýt ARN. - CÊu tróc siªu hiÓn vi Gåm mét chång c¸c xitec dÑp, trßn h×nh ®Üa, bao bëi mµng tr¬n uèn cong h×nh cung vµ xÕp song song víi nhau tùa nh− nh÷ng chång ®Üa. C¸c tói dÑp c¹nh nhau cã thÓ nèi víi nhau b»ng c¸c èng. Ngoµi thµnh phÇn chÝnh lµ c¸c tói dÑp, bµo quan nµy cßn cã c¸c tói trßn nhá, kÝch th−íc 20-60 nm n»m ë bªn c¹nh h«ng vµ mét vµi tói trßn lín kÝch th−íc 0,5-2 µm. - Sè l−îng: Cã tõ 3-20 trong c¸c tÕ bµo ®éng vËt kh¸c nhau, ®Æc biÖt phong phó trong tÕ bµo tuyÕn s¶n sinh chÊt bµi tiÕt. Trong tÕ bµo thùc vËt, phøc hÖ Golgi cã tªn gäi kh¸c lµ thÓ l−íi (dictioxom) víi sè l−îng kho¶ng mét vµi tr¨m tÕ bµo ë tÕ bµo ®éng vËt, phøc hÖ Golgi cã vïng trung t©m: Gåm c¸c tói lín n»m song song hay uèn cong l¹i cïng víi c¸c tói con nhá h¬n, cã mÆt h×nh thµnh n»m s¸t d−íi néi chÊt vµ mÆt tr−ëng thµnh h−íng vµo mµng sinh chÊt. - Chøc n¨ng: Phøc hÖ Golgi thu gãp, chÕ biÕn, bao gãi, hoµn thiÖn viÖc tæng hîp ph©n tö glycoprotein vµ kÕt hîp víi mµng sinh chÊt gi¶i phãng chóng ra ngoµi tÕ bµo. 10
C¸c ph©n tö protein do riboxom trªn mµng l−íi néi chÊt h¹t t¹o ra, cïng víi lipit do l−íi néi chÊt tr¬n h×nh thµnh ®−îc bao gãi trong tói mµng cña l−íi néi chÊt tr¬n råi mäc chåi, ®i vµo thÓ Golgi ë mÆt h×nh thµnh, phøc hÖ Golgi biÕn ®æi hoÆc xö lÝ c¸c ph©n tö protein b»ng c¸ch ho¹t ho¸ chóng (diÔn ra ë vïng trung t©m). Cã lÏ kiÓu sö lÝ th«ng dông nhÊt lµ bæ sung ®−êng cho protein t¹o nªn ph©n tö glicoprotein, hoÆc lo¹i bá mét vµi axit amin nµo ®ã. Sau ®ã c¸c glicoprotein ®−¬c bao gãi tói mµng (tói tiÕt) rêi khái phøc hÖ Golgi ë bÒ mÆt tr−ëng thµnh, ®Õn dung hîp víi mµng sinh chÊt ®Ó bµi xuÊt (xuÊt bµo). ë tÕ bµo thùc vËt, thÓ l−íi (dictioxom) cßn t¹o tói mµng chøa polixacarit cÇn thiÕt ®Ó h×nh thµnh tÊm tÕ bµo, tÊm tÕ bµo ph¸t triÓn thµnh v¸ch tÕ bµo råi t¸ch thµnh hai tÕ bµo míi trong qu¸ tr×nh ph©n bµo. Ngoµi ra, chóng cßn cã vai trß th©u gãp c¸c chÊt ®éc, c¸c thÓ l¹ vµ th¶i chóng ra ngoµi. 2.2.3. Lizoxom ThÓ Golgi tham gia vµo qu¸ tr×nh hoµn thiÖn vµ bµi xuÊt c¸c chÊt nh− polyxacairit, mét sè hoocmon (insulin, gustrin), ®ång thêi còng t¹o ra c¸c tói cã mµng bao bäc gäi lµ Lizoxom. Lizoxom lµ bµo quan d¹ng tói, cã mµng ®¬n giíi h¹n chøa nång ®é cao c¸c enzim tiªu ho¸ thuû ph©n. Chóng ®−îc t¹o nªn theo c¸ch hoµn toµn gièng c¸c tói tiÕt nh−ng th−êng ë l¹i tÕ bµo chÊt Chøc n¨ng: Lizoxom thùc hiÖn vai trß tiªu ho¸ néi bµo, nã ph©n huû thøc ¨n vµo qua con ®−êng thùc bµo, c¸c chÊt h÷u Ých (axit amin, ®−êng… ) ®−îc hÊp thô bëi tÕ bµo chÊt, cßn c¸c nguyªn liÖu r¾n ®−îc th¶i ra ngoµi tÕ bµo khi c¸c tói Lizoxom dung hîp sinh chÊt. Lizoxom còng tham gia vµo sù ph©n huû c¸c nguyªn liÖu tÕ bµo. Sau khi tÕ bµo chÕt, tiªu ho¸ c¸c bµo quan bÞ h− h¹i, tho¸i ho¸, thËm trÝ tiªu huû c¶ c¸c cÊu tróc, tÕ bµo cßn nguyen vÑn gäi lµ sù tiªu huû (rông ®u«i ë nßng näc). Tõ ®ã quay vßng c¸c nguyªn liÖu, t¹o thuËn lîi ®Ó ®æi míi c¸c thµnh phÇn tÕ bµo. 11
2.2.4. Riboxom * Lµ nh÷ng h¹t nhá kÝch th−íc kho¶ng 100 – 300 A0 P P * CÊu t¹o: Riboxom gåm hai tiÓu phÇn lín vµ nhá cã h»ng sè l¾ng lµ 40S vµ 60S (S: ®é l¾ng). Khi thùc hiÖn tæng hîp protein, chóng kÕt hîp víi nhau t¹o thµnh riboxom hoµn chØnh cã h»ng sè l¾ng lµ 80S. * Thµnh phÇn ho¸ häc: rARN (40-50%) vµ protein (50-60%), mARN t¹o thµnh bé khung ®Ó protein b¸m vµo. * Tæng hîp: Riboxom ®−îc tæng hîp ë h¹ch nh©n, sau khi tæng hîp xong chóng ®−îc chuyÓn ra tÕ bµo chÊt vµ th−êng ®øng c¹nh nhau t¹o thµnh t¹o thµnh nhãm gåm 5-6 h¹t ®−îc gäi lµ polyxom. Th−êng b¸m dÝnh trªn bÒ mÆt thµnh l−íi néi chÊt, 1 sè tù do vµo trong tÕ bµo chÊt. Riboxom tù do trong tÕ bµo chÊt th× tæng hîp protein ®Ó sö dông bªn trong tÕ bµo. *Chøc n¨ng: Riboxom lµ bµo quan tham gia vµo qu¸ tr×nh gi¶i m· tæng hîp protein. Th«ng tin di truyÒn trªn ADN ®−îc sao chÐp sang ARN trong nh©n, sau ®ã ARN ®i ra ngoµi tÕ bµo chÊt vµ ®−îc Riboxom thùc hiÖn gi¶i m·, tæng hîp nªn chuçi polipeptit, tõ ®ã h×nh thµnh ph©n tö protein 12
2.2.5. Trung thÓ - Lµ bµo quan chØ cã ë thùc vËt bËc thÊp, kh«ng cã ë thùc vËt bËc cao, cã ë hÇu hÕt c¸c tÕ bµo ®éng vËt trõ tÕ bµo thÇn kinh. * TPHH: Chñ yÕu gåm protein tubulin, mucoproteit, glicoproteit, 1 Ýt lipit vµ ARN. * CÊu t¹o: Trong tÕ bµo th−êng cã 2 trung tö n»m ë phÇn trung t©m cña tÕ bµo chÊt gÇn nh©n. Chóng cã cÊu tróc h×nh trô, xÕp th¼ng gãc víi nhau vµ n»m trong khèi sinh chÊt mµ s¸ng gäi lµ trung cÇu, th−êng tiªu biÕn trong kú tr−íc vµ l¹i xuÊt hiÖn vµo kú cuèi cña ph©n bµo cã t¬. D−íi kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö, trung tö cã d¹ng khèi, h×nh trô dµi 0,3 – 0,5 µm, ®−êng kÝnh 0,15µm, thµnh cña khèi trô do 9 nhãm èng nhá t¹o thµnh, c¸c èng nhá nèi víi nhau b»ng hÖ thèng sîi liªn kÕt vµ bªn ngoµi ®−îc bao bäc b»ng bao c¬ chÊt. * Chøc n¨ng: Tham gia vµo qu¸ tr×nh ph©n chia tÕ bµo, cã vai trß quan träng trong sù h×nh thµnh vµ quy ®Þnh vÞ trÝ cña thoi v« s¾c, tõ ®ã quy ®Þnh vÞ trÝ ph©n bè cña bé NST cña tÕ bµo con. Trung thÓ tham gia vµo sù t¹o thµnh c¸c bé phËn vËn ®éng hoÆc di ®éng cña tÕ bµo. 2.2.6. Ti thÓ. (Mitochondria) - Lµ bµo quan cã ë mäi c¬ thÓ sèng trõ vi khuÈn. Cã vai trß v« cïng quan träng trong viÖc cung cÊp n¨ng l−îng cho ho¹t ®éng sèng cña c¸ thÓ. - H×nh d¹ng-kÝch th−íc: Ti thÓ cã d¹ng h×ng trßn bÇu dôc, h×nh que hay h×nh xóc xÝch. §−êng kÝnh gi÷a 0,5-1Mm, dµi 1-7Mm. Ti thÓ chuyÓn ®éng theo dßng chuyÓn ®éng cña tÕ bµo chÊt, trong lóc di chuyÓn nã cã thÓ thay ®æi h×nh d¹ng. - CÊu tróc: Ti thÓ cã thÓ cã mµng kÐp gåm hai mµng c¬ b¶n (líp kÐp photpholipit cã xen kÏ c¸c protein xuyªn mµng). Mµng ngoµi nh½n, mµng trong gÊp nÕp t¹o thµnh v« sè c¸c tÊm ¨n s©u vµo trong lßng ti thÓ, chóng ®−îc gäi lµ c¸c crista (c¸c v¸ch ng¨n, mµo ti thÓ), nhê ®ã t¨ng diÖn tÝch bÒ mÆt trong ti thÓ lªn nhiÒu lÇn. Trªn bÒ mÆt mµng trong khu tró hÖ enzim truyÒn ®iÖn tö rÊt quan träng trong h« hÊp ®Ó biÕn thøc ¨n thµnh n¨ng l−îng sinh häc cÇn cho c¸c ho¹t ®éng sèng cña tÕ bµo vµ cña c¸ c¬ thÓ, ®ã lµ c¸c liªn kÕt cao n¨ng ATP (adenozintri photphat) D−íi kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö cã ®é phãng ®¹i lín, trªn mµng cña mµo ti thÓ cã dÝnh v« sè c¸c protein h×nh nÊm (oxixom), ng−êi ta tin r»ng c¸c h¹t nµy cã chøa nhiÒu ion H+ P P ®Ó tham gia vµo tæng hîp ho¸ thÈm ATP (ë bªn trong hai líp mµng, nång ®é H+ thÊp P P h¬n) Ti thÓ còng cã ADN trÇn d¹ng vßng nh− l¹p thÓ, cã xiboxom riªng vµ cã thÓ t¹o mét sè protein riªng cho m×nh. Chóng còng tù sinh s¶n b»ng ph©n chia. 13
CÊu tróc ti thÓ - Thµnh phÇn nguyªn tè: Ti thÓ t−¬ng ®èi giµu C, H, N, S, P trong ®ã: C: 50-54%, H: 7-8%, N: 10-12%, S: 0,6 – 1,1 %, P: 0,8 - 1,9%. Ngoµi ra cßn cã Fe, Cu vµ c¸c nguyªn tè vi l−îng kh¸c. - Thµnh phÇn ho¸ häc: Gåm protein: 65-70%, Lipit: 25 - 30% träng l−îng kh«. Ngoµi ra cßn cã ARN: 0,5 – 3% phÇn lín ë d¹ng riboxom rÊt bÐ vµ mét l−îng ADN vßng. Ti thÓ chøa ®Çy ®ñ c¸c lo¹i vitamin, c¸c hÖ enzym xóc t¸c mäi ph¶n øng ph©n gi¶i hiÕu khÝ c¸c nguyªn liÖu h« hÊp (chu tr×nh Krebs) vµ chuyÓn ho¸ n¨ng l−îng photphoryl ho¸, oxi ho¸ t¹o thµnh ATP. - Chøc n¨ng: Ti thÓ lµ n¬i x¶y ra h« hÊp tÕ bµo, lµ qu¸ tr×nh biÕn n¨ng l−îng ho¸ häc trong c¸c hydratcacbon thµnh n¨ng l−îng d−¬i d¹ng ATP(Adenozin Tri photphat). Cã thÓ biÓu diÔn ng¾n gän h« hÊp tÕ bµo b»ng ph−¬ng tr×nh sau: Hydratcacbon + O2 B B → CO2 + H2O + Q B B B B N¨ng l−îng ATP ®−îc tÕ bµo dïng cho c¸c ph¶n øng tæng hîp, dÉn truyÒn chñ ®éng vµ toµn bé c¸c qu¸ tr×nh cÇn n¨ng l−îng trong tÕ bµo (co c¬, sinh nhiÖt…). - Sè l−îng: Sè l−îng ti thÓ thay ®æi tõ 50-100/tÕ bµo. Nh÷ng tÕ bµo cã c−êng ®é trao ®æi chÊt cao nh− tÕ bµo c¬, tÕ bµo gen cã sè l−îng ti thÓ lín. - Tån t¹i - sinh s¶n: Bµo quan nµy cã thêi gian t−¬ng ®èi ng¾n (trung b×nh 8 ngµy), nh÷ng ti thÓ giµ bÞ tiªu huû bëi c¸c lizoxom. Ti thÓ míi ®−îc sinh ra b»ng c¸ch ph©n ®«i. - Ph©n bè: TËp trung ë vÞ trÝ sö dông nhiÒu n¨ng l−îng, vÝ dô ë tÕ bµo gan, ti thÓ n»m s¸t l−íi néi chÊt cã h¹t, cung cÊp n¨ng l−îng cÇn thiÕt ®Ó tæng hîp prtein. 14
- Nguån gèc: Nguån gèc ti thÓ ý kiÕn. Ng−êi ta nhËn thÊy vi khuÈn kh«ng cã thÓ nh−ng cã hÖ thèng mµng, trªn mµng lai cã hÖ men truyÒn ®iÖn tö nh− mµo cña ty thÓ. Nh÷ng mµng nµy n¨m c¹nh mµng sinh chÊt, lµ nh÷ng nÕp gÊp cña mµng sing chÊt.Trong sù tiÕn ho¸ cña sinh vËt, tõ tÕ bµo procaryota tiÕn lªn Eucaryota th× mµng cã hÖ men thÕnµy còng dÇn dÇn t¸ch ra vµ biÕn thµnh ti thÓ. Mét sè quan ®iÓm kh¸c cho r»ng trong sù tiÕn ho¸ cña sinh vËt cã sù céng sinh cña vi khuÈn víi tÕ bµo, vi khuÈn vµo trong tÕ bµo Eucaryota ®Ó sèng céng sinh vµ tõ ®ã biÕn ®æi dÇn ®Ó h×nh thµnh ty thÓ. DÉn chøng cho quan ®iÓm nµy lµ ë ti thÓ cã ADN trÇn d¹ng vßng gi«ng vi khuÈn vµ cã riboxom riªng 2.2.7. L¹p thÓ 1. Kh¸i niÖm L¹p thÓ lµ nh÷ng c¬ quan nhá, ®Æc tr−ng cho tÕ bµo thùc vËt. Chóng cã vai trß ®èi víi c¸c qu¸ tr×nh dinh d−ìng cña tÕ bµo. Tïy theo mµu s¾c, ng−êi ta chia thÓ l¹p lµm 3 lo¹i: L¹p lôc, l¹p mµu vµ l¹p kh«ng mµu. a. L¹p lôc (chloroplast) - L¹p lôc cã trong tÊt c¶ c¸c phÇn xanh cña c©y nh− l¸, th©n non do nã chøa diÖp lôc (chlorophyl). - H×nh th¸i: ë thùc vËt bËc thÊp, chóng cã nhiÒu h×nh d¹ng kh¸c nhau, gäi lµ thÓ mµu: h×nh b¶n ë t¶o lôc ®¬n bµo, h×nh d¶i xo¾n ë t¶o xo¾n, h×nh sao ë t¶o sao… ë thùc vËt bËc cao, lôc l¹p th−êng cã h×nh bÇu dôc ®Ó thuËn tÞªn cho qu¸ tr×nh tiÕp nhËn ¸nh s¸ng mÆt trêi . - Sè l−îng: Sè lôc l¹p trong tÕ bµo rÊt kh¸c nhau ë c¸c loµi thùc vËt kh¸c nhau. §èi víi t¶o cã khi mçi tÕ bµo chØ cã mét lôc l¹p. ë thùc vËt bËc cao, mçi tÕ bµo cña m« ®ång hãa cã thÓ cã tõ 20-100 lôc l¹p/tb. KÝch th−íc, ®−êng kÝnh trung b×nh cña lôc l¹p tõ 4-10 micromet, dµy 2-3 micromet. Nh÷ng c©y −a bãng th−êng cã sè l−îng, kÝch th−íc lôc l¹p vµ hµm l−îng s¾c tè trong lôc l¹p lín h¬n nh÷ng c©y −a s¸ng. - CÊu tróc siªu hiÓn vi cña lôc l¹p CÊu tróc siªu hiÓn vi cña lôc l¹p + Líp mµng kÐp: ë ng−êi còng ®−îc cÊu t¹o b»ng hai líp protein t¸ch biÖt nhau b»ng 1 líp lipit ë gi÷a + ThÓ nÒn (stroma): Láng, nhµy, kh«ng mµu . §ã lµ 15
protein hßa tan cã chøa nhiÒu lo¹i enzyme tham gia vµo qu¸ tr×nh khö CO2 khi quang B B hîp. + C¸c h¹t (grana): Mçi lôc l¹p cã tõ 40-50 grana víi ®−êng kÝnh 4-6 micromet. Mçi grana cã tõ 5,6 ®Õn vµi chôc tói dÑt, trßn gäi lµ thylacoit, dµy chõng 0,13 micromet, c¸c thylacoit xÕp chång lªn nhau thµnh cäc gièng nh− cét ®ång tiÒn xu. Thylacoit ®−îc t¹o tõ c¸c s¾c tè, Pr, Li. + Trong c¸c thylacoit, cã c¸c tiÓu phÇn rÊt nhá h×nh cÇu dÑt, d=160-180A0, dµy 100Ao P P P P gäi lµ thÓ l−îng tö (hay Quantoxom). Trong ®ã chøa Pr, Li, s¾c tè, kim lo¹i Mn, Cu vµ c¸c thµnh phÇn chuyÓn ®iÖn tö nh− cytocrom, plastoquinon, Feredoxin. §©y lµ ®¬n vÞ chøc n¨ng cña lôc l¹p. - Thµnh phÇn hãa häc cña lôc l¹p . Gåm Pr, Li, ADN , ARN, c¸c chÊt mµu trong ®ã chñ yÕu lµ diÖp lôc. DiÖp lôc cã 5 lo¹i: a, b h¬i gièng nhau vÒ thµnh phÇn hãa häc vµ tÝnh chÊt lÝ häc: a : C55H72O5N4Mg : Mµu lam B B B B B B B B b : C55H70O6N4Mg :Mµu vµng lôc B B B B B B B B - Chøc n¨ng: Lôc l¹p lµ trung t©m ho¹t ®éng sinh häc vµ hãa häc mµ qu¸ tr×nh quang hîp lµ 1 trong nh÷ng qu¸ tr×nh trao ®æi chÊt quan träng nhÊt Nhê cã lôc l¹p, n¨ng l−îng cña ¸nh s¸ng mÆt trêi ®−îc sö dông ®Ó ph©n gi¶i n−íc, khö CO2 thµnh Hy®ratCacbon theo ph−¬ng tr×nh: B B 6H2O + 6CO2 ASMT C6H6O6 + 6O2 B B B B P P B B B B B B B B N¨ng l−îng ¸nh s¸ng mÆt trêi ë ®©y ®−îc biÕn ®æi thµnh n¨ng l−îng hãa häc, ®−îc tÝch lòy trong ph©n tö. Glucoz¬ vµ gi¶i phãng O2 – nguyªn tè thiÕt yÕu cho sù sèng. B B Nh÷ng s¶n phÈm ®Çu tiªn cña quang hîp (®−êng, tinh bét) ®−îc chøa trong c¬ chÊt cña lôc l¹p råi sau ®ã ®−îc chuyÓn ®Õn tÕ bµo ®Ó c©y xanh sö dông. b. L¹p mµu (Chromoplast) Cã trong mét sè c¬ quan cña c©y nh− c¸nh hoa, qu¶… lóc chÝn cã mµu ®á vµ nhiÒu mµu kh¸c. Trong l¹p mµu kh«ng cã diÖp lôc, mµ cã c¸c chÊt mµu nh− xant«phyl (C40H56O2) B B B B B B vµng, caroten (C40H56): cam, lycopin (C40H56) mµu ®á, lµ ®ångph©n víi carotin… B B B B B B B B Nh÷ng chÊt nµy quyÕt ®Þnh mµu s¾c cña hoa qu¶. VD: Cñ cµ rèt cã nhiÒu Caroten: mµu cam Cµ chua cã nhiÒu Lycopin: mµu ®á Xantophyl lµm l¸ mµu u¸ vµng khi rông - H×nh d¹ng l¹p mµu rÊt thay ®æi: h×nh cÇu, h×nh kim, h×nh que, h×nh khèi nhiÒu mÆt. - CÊu t¹o ®¬n gi¶n h¬n lôc l¹p, chóng kh«ng cã cÊu t¹o phiÕn. - Thµnh phÇn hãa häc: C¸c chÊt mµu (20-50%) cßn gåm cã Pr, Li, 1 Ýt ARN - Vai trß: L¹p mµu t¹o cho hoa qu¶ cã mµu sÆc sì nªn nã cã t¸c dông thu hót s©u bä ®Õn thô phÊn cho hoa ph¸t t¸n qu¶ h¹t. §em l¹i søc hÊp dÉn cña qu¶ chÝn. c. L¹p kh«ng mµu (Leucoplats) - §ã lµ thÕ l¹p nhá nhÊt cã trong c¬ quan kh«ng mµu cña c©y: Ngän, rÔ, cñ, c¸nh hoa tr¾ng…. - H×nh d¹ng: Th−êng cã h×nh cÇu, ®«i khi h×nh trøng, h×nh que, h×nh thoi. - CÊu t¹o cña l¹p kh«ng mµu ®¬n gi¶n, Ýt ph©n hãa h¬n l¹p lôc. - Vai trß: l¹p kh«ng mµu cã vai trß quan träng trong qu¸ tr×nh biÕn ®æi sinh hãa cña c©y: Tõ nh÷ng s¶n phÈm ®Çu tiªn cña quang hîp (®−êng C6H12O6) chóng tæng hîp B B B B B B nªn nh÷ng h÷u c¬ phøc t¹p h¬n nh−: protªin, lipit, tinh bét . 16
Tïy theo c¸c s¶n phÈm tæng hîp thø cÊp mµ ng−êi ta chia ra 3 lo¹i: L¹p bét (t¹o tinh bét), cã nhiÒu trong tÕ bµo biÓu b× vµ më mÒm dù tr÷, l¹p ®¹m (t¹o protªin) vµ l¹p mì (t¹o lipit). 2.2.8. Khung tÕ bµo (Cytoskeleton) TÕ bµo chÊt cña tÕ bµo nh©n khuÈn ®an chÐo nhau b»ng m¹ng sîi protein, cã t¸c dông n©ng ®ì d¹ng tÕ bµo vµ neo gi÷ c¸c bµo quan nh− nh©n, ti thÓ vµo vÞ trÝ cè ®Þnh gäi lµ khung tÕ bµo. Mét sè tÕ bµo còng cã kh¶ n¨ng vËn ®éng gi÷a c¸c vÞ trÝ (tinh trïng). H×nh d¹ng vµ kh¶ n¨ng vËn ®éng cña tÕ bµo nh©n khuÈn phô thuéc vµo khung tÕ bµo. §ã lµ m¹ng l−íi trong bao gåm vi qu¶n, sîi tÕ vi, trung tö, l«ng vµ roi. a. Sîi tÕ vi vµ vi qu¶n (Microfilamen & microtubulete) * Sîi tÕ vi: lµ sîi protein m¶nh, dµi, U U ®iÓn h×nh cã ®−êng kÝnh 4-7nm. - CÊu tróc: Sîi tÕ vi chøa nhiÒu protein actin nªn còng gäi lµ sîi actin. Mçi sîi gåmhai m¹ch protein quÊn láng lÎo víi nhau tr«ng gièng nh− hai “chuçi ngäc trai”, víi mçi h¹t ngäc lµ mét ph©n tö actin. Ph©n tö protein Actin cã d¹ng qu¶ bãng, kÝch th−íc nh− mét enzim bÐ. C¸c ph©n tö Actin n»m riªng lÎ sÏ lËp tøc t¹o thµnh sîi. - Chøc n¨ng: Sîi Actin tham gia vµo hiÖn t−îng co, cã khi chóng t−¬ng t¸c víi sîi protein khac nh− miozin Sîi Actin cã mÆt trong tÕ bµo l«ng nhung ë ruét lµm l«ng nhung cã thÓ co l¹i hay duçi ra (nhu ®éng ruét) trong qu¸ tr×nh tiªu ho¸ thøc ¨n. Sù cã mÆt cña sîi actin liªn quan ®Õn sô vËn ®éng tÕ bµo kÓ c¶ sù tham gia cña 17
chóng vµo ph©n bµo, nhËp bµo còng nh− vµo sù di chuyÓn cña toµn tÕ bµo nh− b¹ch cÇu. Sîi actin cã thÓ h×nh thµnh vµ ph©n huû dÔ dµng nªn h×nh d¹ng cña tÕ bµo ®éng vËt cã thÓ thay ®æi nhanh chãng [1] [3] * Vi qu¶n (èng siªu vi) U U - Lµ èng h×nh trô dµi, ®−êng kÝnh 25-30nm - CÊu tróc: Gåm 13 hµng c¸c sîi dime protein tubulin, mçi dime t−¬ng øng víi tiÓu ®¬n vÞ chøa hai lo¹i protein tubulum. Còng nh− sîi actin, khi cÇn thiÕt th× dime cã thÓ nhanh chãng l¾p r¸p, kÕt hîp víi nhau(trïng hîp) t¹o èngvi qu¶n hoÆc ph©n r· (khö trïng hîp) - Chøc n¨ng: Vi qu¶n cøng, lµm nhiÖm vô n©ng ®ì trong khung n©ng ®ì tÕ bµo. §«i khi tham gia dÉn chuyÒn vËt ch©t tõ chç nµy ®Õn chç kh¸c cña tÕ bµo vµo cã thÓ lµ thµnh phÇn phô cña tÕ bµo qua kh¸c [1] [3] 2.2.9. L«ng rung vµ roi - Lµ phÇn kÐo dµi ra gièng sîi tãc cña tÕ bµo, cã cÊu tróc c¬ b¶n t−¬ng øng trung tö. - Chøc n¨ng: C¶ l«ng rung vµ roi ®Òu tham gia vµo sù di ®éng vµ vËn chuyÓn tÕ bµo. L«ng rung ng¾n h¬n vµ ho¹t ®éng tËp thÓ trong c¸c nhãm chøc n¨ng cßn roi th−êng lín h¬n vµ ho¹t ®éng ®¬n ®éc. Ngoµi ra c¸c cÊu tróc nªu trªn tÕ bµo cßn chøa c¸c lo¹i h¹t (H¹t tinh bét, h¹t glycogen), kh«ng bµo (dù tr÷ thøc ¨n vµ c¸c chÊt th¶i) vµ c¸c bµo quan kh«ng phæ biÕn kh¸c. 2.3. Nh©n tÕ bµo (nucleous) 2.3.1. H×nh th¸i nh©n 18
- Nh©n lµ mét bµo quan lín nhÊt, dÔ quan s¸t thÊy nhÊt trong tÕ bµo chÊt, lµ mét thµnh phÇn cÊu tróc th−êng xuyªn cã mÆt trong trong mäi tÕ bµo thùc vËt vµ ®éng vËt. - H×nh d¹ng: Nh©n th−êng cã h×nh cÇu (tÕ bµo gan, tÕ bµo thÇn kinh...) hoÆc bÇu dôc (tÕ bµo m« c¬ tr¬n, biÎu m«), mét sè cã d¹ng dÞ th−êng hay ph©n thuú (tÕ bµo b¹ch cÇu).... H×nh d¹ng nh©n cã thÓ thay ®æi trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng sèng hay lóc di chuyÓn. VD: Nh©n tÕ bµo b¹ch cÇu h×nh cÇu, khi di chuyÓn qua c¸c mao qu¶n bÐ ®· chuyÓn thµnh d¹ng kÐo dµi. H×nh d¹ng nh©n ë kú trung gian kh¸c biÖt nhiÒu víi nh©n lóc ph©n bµo. - KÝch th−íc: Phô thuéc vµo kich th−íc cña tÕ bµo. Mçi lo¹i tÕ bµo cã mét tØ lÖ nhÊt ®Þnh gi÷a nh©n vµ bµo t−¬ng. - Sè l−îng: Th−êng mçi tÕ bµo cã mét nh©n, nhiÒu tr−êng hîp tÕ bµo cã ®Õn 2 hoÆc 3 nh©n (Trïng ®Õ giµy cã 2 nh©n: mét nh©n lín vµ mét nh©n bÐ, mét sè tÕ bµo gan, tÕ bµo tuyÕn n−íc bät cña ®éng vËt cã vó cã 2-3 nh©n) 2.3.2. Thµnh phÇn ho¸ häc cña nh©n TPHH cña nh©n bao gåm: - Protein: 74 – 90% ë ®éng vËt, 73,9% ë ®éng vËt. Chñ yÕu lµ Protamin vµ Histon. - Lipit: 11% ë ®éng vËt vµ 8-12% ë thùc vËt - Axit Nucleic: ADN, ARN - C¸c Nucleotit - C¸c enzym - pH = 7,4-7,8 (ë TBC lµ 6,6-6,8) Nh©n cã ba phÇn chñ yÕu: Mµng nh©n, nhiÔm s¾c thÓ, h¹ch nh©n (nh©n con) 2.3.3. CÊu tróc cña nh©n Khi quan s¸t d−íi kÝnh hiÓn vi ®iÖn tö tÕ bµo ®· nhuém mµu vµ ®Þnh vÞ thÊy râ cÊu tróc cña nh©n gåm 3 phÇn: Mµng nh©n, nhiÔm s¾c thÓ, nh©n con (h¹ch nh©n). 2.3.3.1. Mµng nh©n (nucleolemma) - Mµng nh©n ph©n c¸ch nh©n víi tÕ bµo chÊt - CÊu tróc: + Mµng nh©n lµ mét líp mµng kÐp bao gåm hai líp mµng: Mµng ngoµi vµ mµng trong. Mçi mµng cã cÊu tróc t−¬ng tù nh− mµng sinh chÊt. Mçi mµng dµy 6-9 nm, gi÷a hai líp mµng cã khoang c¬ chÊt bao quanh nh©n dµy 10-20 nm, cã tr−êng hîp tíi 100 nm. + Trªn bÒ mÆt mµng ngoµi cã nhiÒu h¹t Riboxom g¾n vµo, mµng ngoµi cã c¸c xoang liªn th«ng víi hÖ thèng mµng cña l−íi néi chÊt nªn cã thÓ xem mµng nh©n nh− mét phÇn cña hÖ thèng m¹ng l−íi néi chÊt, ®ång thêi, víi chøc n¨ng ®Æc biÖt cña nã nªn cÊu tróc h×nh th¸i cã nhiÒu ®iÓm kh¸c víi c¸c lo¹i mµng kh¸c. + Mµng nh©n cã cÊu tróc kh«ng liªn tôc, trªn mµng nh©n cã ph©n bè nhiÒu lç nh©n, cã ®−êng kÝnh kho¶ng 20-30 nm cã lóc ®Õn 100 nm. Trong c¸c lç chøa cÊu tróc protein ®Æc biÖt gäi lµ phøc hîp lç nh©n ®ãng vai trß ®iÒu tiÕt sù qua l¹i cña c¸c ph©n tö nhÊt ®Þnh ®i vµo vµ ra khái nh©n nh− c¸c tiÓu ®¬n vÞ cña riboxom, mARN tõ nh©n ra vµ c¸c protein tõ tÕ bµo chÊt vµo. + Mµng nh©n bao lÊy phÇn cßn l¹i cña nh©n lµ dÞch nh©n. DÞch nh©n lµ phÇn dÞch láng v« ®Þnh h×nh cho¸n ®Çy c¸c kho¶ng kh«ng cña nh©n, chñ yÕu chøa c¸c hÖ enzym, c¸c ion, nucleotit, n−íc, c¸c nhiÔm s¾c thÓ... 2.3.3.2. NhiÔm s¾c thÓ (Chromosome) 19