Giáo trình Sinh học đại cương (Nghề: Khoa học cây trồng - Cao đẳng): Phần 1 - Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:63

Thêm vào BST

Báo xấu

19
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Sinh học đại cương 1 cung cấp cho người học những kiến thức như: Cấu trúc của tế bào; Sự trao đổi chất qua màng tế bào; Tổ chức cơ thể thực vật bậc cao;... Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 1 giáo trình!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Sinh học đại cương (Nghề: Khoa học cây trồng - Cao đẳng): Phần 1 - Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG NGÀNH, NGHỀ: KHOA HỌC CÂY TRỒNG TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: …/QĐ-CĐCĐ ngày…tháng…năm 2017 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. i
LỜI GIỚI THIỆU Bài giảng Sinh học đại cương được biên soạn nhằm mục đích giúp sinh viên có tài liệu để tham khảo và học tập. Vì vậy, trong khi biên soạn, chúng tôi cố gắng bám sát yêu cầu của chương trình đào tạo ngành Khoa học cây trồng, nhằm giúp cho các sinh viên có được những kiến thức cơ bản nhất. Bài giảng gồm có 5 chương Chương 1. Cấu trúc của tế bào Chương 2. Sự trao đổi chất qua màng tế bào Chương 3. Tổ chức cơ thể thực vật bậc cao Chương 4. Giới thiệu chung về phân loại thực vật Chương 5: Các ngành tảo Chương 6: Thực vật bậc cao hay thực vật có chồi Cuối mỗi chương hay cuối mỗi bài thực hành đều có câu hỏi, bài tập để người học củng cố hoàn thiện kiến thức. Chúng tôi hi vọng tài liệu này có thể giúp ích một phần nào cho các bạn sinh viên trong quá trình học tập. Đồng Tháp, ngày…..tháng ... năm 2017 Chủ biên Trương Thị Mỹ Phẩm ii
MỤC LỤC Trang LỜI GIỚI THIỆU ....................................................................................................... ii Chương 1. Cấu trúc của tế bào ........................................................................ 1 1. Mục tiêu .......................................................................................................... 1 2. Nội dung chương ............................................................................................ 1 2.1. Cấu trúc của tế bào chân hạch ................................................................. 1 2.1.1. Màng tế bào .............................................................................................. 1 2.1.2. Các bào quan ............................................................................................ 5 2.1.3. Nhân.......................................................................................................... 10 2.1.4. Vách tế bào ............................................................................................... 11 2.2. Cấu trúc của tế bào sơ hạch ......................................................................... 12 2.3. Các đại phân tử quan trọng trong tế bào...................................................... 12 2.3.1. Carbohydrate, lipid, protein ...................................................................... 12 2.3.2. Enzyme ..................................................................................................... 18 2.4. Thực hành: cách sử dụng kính hiển vi, kính nhìn nổi và thực hiện tiêu bản tạm thời quan sát cấu tạo tế bào thực vật ........................................................... 20 2.4.1. Phương tiện thí nghiệm ............................................................................ 20 2.4.2. Nội dung thực hành .................................................................................. 20 2.4.2.1. Cấu tạo và cách sử dụng kính hiển vi......................................................20 2.4.2.2. Thực hiện tiêu bản tạm thời quan sát tế bào biểu bì vảy hành tím........21 2.4.2.3. Thực hiện tiêu bản quan sát tế bào biểu bì lá lẻ bạn, nhận biết khí khổng....................................................................................................................22 2.4.2.4. Thực hiện tiêu bản quan sát bột lạp ở khoai tây .......................................22 2.4.2.5. Thực hiện tiêu bản quan sát sắc lạp ở ớt...................................................22 2.4.2.6. Cấu tạo kính nhìn nổi………………………………………………....…23 2.4.2.7. Cách sử dụng kính nhìn nổi......................................................................23 2.4.2.8. Thực hiện tiêu bản tạm thời quan sát một tiểu nhụy của hoa.................24 Chương 2. Sự trao đổi chất qua màng tế bào ................................................ 25 1. Mục tiêu .......................................................................................................... 25 2. Nội dung chương ............................................................................................ 25 iii
2.1. Khái niệm về sự khuếch tán và thẫm thấu ............................................. 25 2.1.1. Sự khuếch tán ........................................................................................... 25 2.1.2. Sự thẩm thấu ............................................................................................. 25 2.2. Sự thẫm thấu và màng tế bào .................................................................. 26 2.2.1. Áp suất thẩm thấu ..................................................................................... 26 2.2.2. Dung dịch đẳng trương, nhược trương và ưu trương ............................... 27 2.3. Sự vận chuyển các phân tử nhỏ qua màng tế bào .................................. 28 2.3.1. Sự vận chuyển thụ động ........................................................................... 28 2.3.1.1. Khuếch tán đơn giản ............................................................................. 28 2.3.1.2. Khuếch tán có trợ lực ............................................................................ 29 2.3.2. Sự vận chuyển tích cực ............................................................................. 30 2.4. Ngoại xuất bào ........................................................................................... 32 2.5. Nội nhập bào .............................................................................................. 33 2.5.1. Ẩm bào ..................................................................................................... 33 2.5.2. Thực bào ................................................................................................... 33 2.5.3. Nội nhập bào qua trung gian của thụ thể .................................................. 34 2.6. Thực hành: Sự trao đổi chất qua màng tế bào ............................................. 34 2.6.1. Phương tiện thí nghiệm ............................................................................ 34 2.6.2. Nội dung thực hành: ................................................................................. 34 2.6.2.1. Thí nghiệm chứng minh quá trình thẩm thấu trong cốc khoai tây. ....... 34 2.6.2.2. Hiện tượng co và phản co nguyên sinh. ................................................ 35 2.6.2.3. Co nguyên sinh tạm thời:....................................................................... 35 2.6.2.4. Cơ chế đống mở khí khổng: .................................................................. 35 Chương 3. Tổ chức cơ thể thực vật bậc cao ................................................... 57 1. Mục tiêu .......................................................................................................... 37 2. Nội dung chương ............................................................................................ 37 2.1. Mô thực vật ................................................................................................ 37 2.1.1. Mô phân sinh ............................................................................................ 37 2.1.1.1. Mô phân sinh ngọn ................................................................................ 37 2.1.1.2. Mô phân sinh bên .................................................................................. 38 2.1.2. Mô chuyên hóa ......................................................................................... 38 iv
2.1.2.1. Mô che chở ............................................................................................ 38 2.1.2.2. Mô căn bản ........................................................................................... 39 2.1.2.3. Mô dẫn truyền ........................................................................................ 40 2.2. Cơ quan dinh dưỡng ở thực vật .............................................................. 41 2.2.1. Rễ ............................................................................................................. 41 2.2.1.1. Hình thái của rễ ..................................................................................... 41 2.2.1.2. Cơ cấu của rễ ......................................................................................... 41 2.2.2. Thân ......................................................................................................... 42 2.2.2.1. Hình thái của thân .................................................................................. 42 2.2.2.2. Cơ cấu của thân ..................................................................................... 43 2.2.3. Lá .............................................................................................................. 46 2.2.3.1. Cách sắp xếp của lá trên thân ................................................................ 46 2.2.3.2. Hình thái của lá ...................................................................................... 46 2.2.3.3. Cơ cấu của phiến lá .............................................................................. 46 2.3. Cơ quan sinh sản của thực vật có hoa ......................................................... 47 2.3.1. Tổ chức của cơ quan sinh sản ................................................................... 47 2.3.2. Các hình thức sinh sản ở thực vật có hoa ................................................. 48 2.4. Thực hành: Tổ chức cơ thể thực vật bậc cao .......................................... 49 2.4.1. Phương tiện thí nghiệm ............................................................................ 49 2.4.2. Nội dung thực hành .................................................................................. 49 2.4.2.1. Quan sát hình thái ngoài của rễ, thân, lá ............................................... 49 2.4.2.2. Quan sát cấu tạo trong của rễ, thân, lá ................................................... 50 Chương 4: Giới thiệu chung về phân loại thực vật ....................................... 55 1. Mục tiêu .......................................................................................................... 55 2. Nội dung chương ............................................................................................ 55 2.1. Đối tượng, nhiệm vụ và vai trò của phân loại học thực vật ........................ 55 2.2. Lược sử phát triển môn phân loại học thực vật ........................................... 55 2.2.1. Thời kỳ phân loại nhân tạo ....................................................................... 55 2.2.2. Thời kỳ phân loại tự nhiên ....................................................................... 56 2.2.3. Thời kỳ phân loại tiến hoá ........................................................................ 56 2.3. Các phương pháp phân loại ......................................................................... 56 2.3.1. Phương pháp hình thái so sánh ..........................................................................56 v
2.3.2. Phương pháp cổ thực vật học ............................................................................57 2.3.3. Phương pháp địa lý thực vật học .......................................................................57 2.3.4. Phương pháp hóa sinh học .................................................................................57 2.3.5. Phương pháp cá thể phát triển ...........................................................................57 2.3.6. Phương pháp miễn dịch .....................................................................................57 2.3.7. Phương pháp chẩn đoán huyết thanh .................................................................57 2.3.8. Phương pháp giải phẫu ......................................................................................57 2.3.9. Phương pháp bào tử phấn hoa ...........................................................................58 2.3.10. Phương pháp tế bào học ..................................................................................58 2.3.11. Phương pháp nuôi cấy .....................................................................................58 2.3.12. Phương pháp lai ghép ......................................................................................58 2.3.13. Phương pháp sinh thái .....................................................................................58 2.3.14. Phương pháp hỗ trợ .........................................................................................58 2.4. Các quy tắc phân loại ...........................................................................................58 2.4.1. Đơn vị phân loại và các bậc phân loại ...............................................................58 2.4.2. Cách gọi tên các bậc phân loại – danh pháp phân loại ......................................59 2.5. Sự phân chia sinh giới và các nhóm thực vật chính .............................................60 Chương 5: Các ngành Tảo ......................................................................................... 62 1. Mục tiêu .................................................................................................................... 62 2. Nội dung chương ...................................................................................................... 62 2.1. Đại cương về Tảo .................................................................................................. 62 2.1.1. Tổ chức cơ thể .................................................................................................... 62 2.1.2. Cấu tạo tế bào .................................................................................................... 62 2.1.3. Sinh sản............................................................................................................... 63 2.1.4. Môi trường phân bố ............................................................................................ 63 2.1.5. Phân loại ............................................................................................................. 64 2.2. Giới thiệu một số ngành tảo .................................................................................. 64 2.2.1. Ngành Tảo silic (Bacillariophyta = Diatomae) .................................................. 64 2.2.2. Ngành Tảo nâu (Phaeophyta) ............................................................................. 67 2.2.3. Ngành Tảo đỏ (Rhodophyta) .............................................................................. 68 2.2.4. Ngành Tảo lục (Chlorophyta) ............................................................................. 71 2.2.5. Ngành Tảo vòng (Charophyta) ........................................................................... 72 vi
2.3. Vai trò của Tảo trong thiên nhiên và trong đời sống con người .......................... 74 2.4. Nhóm cộng sinh - địa y (Lichenes) ....................................................................... 76 2.4.1. Đặc điểm của địa y ............................................................................................. 76 2.4.2. Tầm quan trọng của địa y trong tự nhiên và trong đời sống con người ............. 78 Chương 6: Thực vật bậc cao hay thực vật có chồi .................................................. 80 1. Mục tiêu .................................................................................................................... 80 2. Nội dung chương ...................................................................................................... 80 2.1. Đại cương về thực vật bậc cao .............................................................................. 80 2.2. Giới thiệu một số ngành ........................................................................................ 83 2.2.1. Ngành Rêu (Bryophyta) ..................................................................................... 83 2.2.1.1. Lớp Rêu sừng (Anthoceropsida) .................................................................... 84 2.2.1.2. Lớp Rêu tản (Marchantiopsida) ....................................................................... 84 2.2.1.3. Lớp Rêu (Bryopsida) ....................................................................................... 86 2.2.2 Nhóm Quyết (Dương xỉ) ..................................................................................... 86 2.2.2.1. Ngành Quyết trần (Rhyniophyta) .................................................................... 86 2.2.2.2. Ngành Lá thông (Psilotophyta) ....................................................................... 87 2.2.2.3. Ngành Thông đá (Lycopodiophyta) ................................................................ 88 2.2.2.4. Ngành Cỏ tháp bút (Equisetophyta) ................................................................ 90 2.2.2.5. Ngành Dương xỉ (Polypodiophyta) ................................................................. 92 2.2.3. Ngành Hạt trần (Gymnospermatophyta) hay ngành Thông (Pinophyta) ........... 96 2.2.3.1. Lớp Tuế (Cycadopsida) ................................................................................... 97 2.2.3.2. Lớp Á tuế (Bennettiopsida) ............................................................................. 98 2.2.3.3. Lớp thông (Pinopsida) ..................................................................................... 99 2.2.3.4. Lớp Dây gắm (Gnetopsida) ...........................................................................100 2.2.4. Ngành hạt kín (Angiospermatophyta) hay ngành ngọc lan (Magnoliophyta) ..102 2.2.4.1. Lớp hai lá mầm (Dicotyledonae) hay lớp ngọc lan (Magnoliopsida) ...........108 2.2.4.2. Lớp một lá mầm (Monocotyledonae) hay lớp hành (Liliopsida) ..................145 2.3. Thực hành: Ngành tảo, rêu, dương xỉ, ngành hạt trần và ngành hạt kín .............159 2.3.1. Phương tiện thí nghiệm ....................................................................................159 2.3.2. Nội dung thực hành .......................................................................................... 159 2.3.2.1. Ngành tảo .......................................................................................................159 2.3.2.2. Ngành rêu ......................................................................................................160 vii
2.3.2.3. Ngành Dương xỉ ............................................................................................ 161 2.3.2.4. Ngành hạt trần ............................................................................................... 161 2.3.2.4. Ngành hạt kín ................................................................................................ 162 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 167 viii
Chương 1 CẤU TRÚC CỦA TẾ BÀO 1. Mục tiêu: Cung cấp những kiến thức cơ bản về cấu trúc tế bào chân hạch, tế bào sơ hạch và các đại phân tử quan trọng trong tế bào. 2. Nội dung chương: 2.1. Cấu trúc của tế bào chân hạch 2.1.1. Màng tế bào Tế bào được một màng bao bọc gọi là màng tế bào, bên trong màng là chất nguyên sinh, gồm tế bào chất, nhân và các bào quan khác. * Thành phần hóa học của màng: được cấu tạo từ lipid, protein và carbohydrate. - Lipid: gồm phospholipid, cholesterol và glycolipid. Phospholipid là thành phần cấu trúc chính của màng tế bào. Phospholipid có một đầu ưa nước (chứa nhóm phosphate) và hai đuôi hydrocarbon kỵ nước (chứa các axit béo). Màng tế bào gồm hai lớp phospholipid có các đầu ưa nước quay ra ngoài, đuôi kỵ nước quay vào trong tạo lớp màng ngăn cách môi trường nước bên trong và ngoài tế bào. Cholesterol có tác dụng ngăn cách hai phân tử phospholipid, tránh dính vào nhau gây tình trạng bất động. Hàm lượng cholesterol thay đổi rất lớn theo loại tế bào. Glycolipid được hình thành do các phân tử lipid ở mặt ngoài màng liên kết với các phân tử glucide Hình 1.1. Cholesterol tạo nên tính bất đối xứng của màng, giữ vai trò tương tác giữa tế bào với môi trường. 1
- Protein: Chức năng của màng tế bào liên quan đến hai loại protein, được phân biệt tùy theo cách sắp xếp của chúng trong màng: Protein ngoại vi: gắn vào đầu phân cực của phân tử phospholipid, làm cho cấu trúc màng có tính bất xứng. Protein hội nhập: được gắn vào giữa lớp phospholipid một phần hay toàn bộ hoặc có thể xuyên qua màng tạo nên các kênh Hình 1.2. Protein trong màng protein. - Carbohydrate: Thường gắn vào các protein ngoại vi tạo ra glycoprotein hay gắn vào các phân tử phospholipid màng tạo ra glycolipid. Carbohydrate không có trên màng ở phía tế bào chất, các phân tử carbohydrate này tạo ra glycocalyx, lớp vỏ bao ngoài tế bào. Sự hiện diện của các carbohydrat trên màng sinh chất cũng tạo ra tính bất xứng trong cấu trúc của màng. * Mô hình cấu trúc dòng khảm (The fluid-mosaic model) Hình 1.3. Mô hình cấu trúc dòng khảm của màng tế bào 1972 S. J. Singer ở đại học California (San Diego) và G. L. Nicolson (Salk Institude) đưa ra mô hình dòng khảm, một giả thuyết hiện nay được mọi nơi chấp nhận. Theo mô hình này hai lớp lipid trong đó phần lớn là phospholipid tạo ra phần chính liên tục của màng, ở màng của sinh vật bậc cao có thêm cholesterol. Protein với nhiều kiểu sắp xếp khác nhau: một số được gọi là protein ngoại vi nằm trên bề 2
mặt của màng, nối với các lipid bằng cầu nối cộng hóa trị; một số khác được gọi là protein hội nhập, gắn một phần hay toàn phần vào màng lipid, một số khác xuyên màng tạo nên các kênh protein trên màng tế bào. * Kênh trên màng tế bào - Các kiểu kênh: Kênh khuếch tán, kênh ion phối hợp, kênh có cổng ,kênh tải cơ động. Kênh khuếch tán: Là kiểu kênh đơn giản nhất trong sự vận chuyển thụ động nhờ tính thấm đặc biệt cao của màng tế bào: chúng cho một số chất đặc biệt đi qua từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp hơn. Hình 1.4. Kênh khuếch tán Kênh ion phối hợp: Là kiểu kênh phức tạp hơn cho hai chất qua cùng chiều. Hình 1.5. Kênh ion phối hợp Kênh có cổng: Hình 1.6. Kênh có cổng 3
Một kiểu kiểm soát sự di chuyển vật chất qua màng là nhờ một cổng ngang qua kênh. Khi một phân tử tín hiệu, một hormon hay một chất truyền tải mang thông tin từ một tế bào thần kinh này sang một tế bào thần kinh khác, gắn vào một thụ thể là một protein xuyên màng, lúc đó có sự thay đổi cấu trúc. Sự thay đổi này làm cho cổng mở ra, và tín hiệu thứ hai, thường là một ion như ion Na+ hay Ca++, có thể đi qua mang thông tin vào trong tế bào. Kiểu kênh đóng mở này vận chuyển nhiều thông tin hóa học cả ở thực vật và động vật, các xung thần kinh nhờ đó động vật cảm nhận thế giới bên ngoài. Kênh tải cơ động: Hình 1.7. Kênh tải cơ động Một kiểu permeaz khác hoạt động như một chất tải cơ động, tải từng phân tử một. * Bơm: Một kiểu kênh đặc biệt khác được gọi là bơm, sử dụng năng lượng dự trữ của tế bào để đưa các chất đi ngược khuynh độ nồng độ của chúng. Quá trình này được gọi là sự vận chuyển tích cực, điều này quan trọng giúp tống các chất tích tụ không hòa tan trong màng và những phân tử lớn thoát ra khỏi màng. Ví dụ: Bơm Na+ - K+ vận chuyển ba ion Na+ được đổi với hai ion K+, cả hai loại ion này đều có nồng độ cao nơi chúng sẽ được chuyển đến Hình 1.8. Bơm Na+ - K+ 4
2.1.2. Các bào quan 2.1.2.1. Mạng nội chất Mạng nội chất hiện diện ở tất cả tế bào chân hạch. Mạng nội chất giống như một hệ thống ống và túi, tròn hay dẹp, thông thương với nhau và có màng bao quanh. Khoảng giữa hai màng của túi, ống được gọi là khoang. Ở hầu hết tế bào, mặt ngoài của mạng nội chất có các ribô thể gắn vào gọi là mạng nội chất sần, nơi không có các ribô thể được gọi là mạng nội chất láng (Hình 1.9a và 1.9b). Hình 1.9a. Mạng nội chất sần Hình 1.9b. Mạng nội chất láng Nhiệm vụ của mạng nội chất vừa là đường vận chuyển bên trong tế bào vừa là nơi chứa các protein có chức năng là thành phần cấu trúc và là enzim xúc tác các phản ứng hóa học. 2.1.2.2. Hệ Golgi Hệ Golgi gồm một hệ thống túi dẹp có màng bao và xếp gần như song song nhau. Mặt phía gần nhân được gọi là mặt cis, phía đối diện là mặt trans. Chức năng biến đổi, sắp xếp, vận chuyển các phần tử đến các bào quan khác và màng sinh chất. Hệ Golgi còn có chức năng tiết là tồn trữ, biến đổi (cô đặc lại) và bọc các sản phẩm tiết lại. Hệ Golgi đặc biệt to ở những tế bào tiết như Hình 1.10 Hệ Golgi tế bào tụy tạng tiết ra insulin hay tế bào ruột non tiết ra chất nhày. 5
2.1.2.3. Tiêu thể (lysosome) Tiêu thể là một thể có màng bao bọc, là những túi dự trữ các enzim có khả năng thủy phân các đại phân tử trong tế bào. Màng của tiêu thể là màng không thấm, bên trong chứa các enzim tiêu hóa. Nếu màng của tiêu thể bị vỡ ra, các enzim được phóng thích vào trong tế bào chất và lập tức các đại phân tử trong tế bào sẽ bị thủy giải. Tiêu thể hoạt động như một hệ thống tiêu hóa của tế bào, có khả năng tiêu hóa các vật liệu có kích thước lớn được mang vào tế bào do sự nội nhập bào. 2.1.2.4. Peroxisom Peroxisom có hình dạng tương tự tiêu thể, nhưng peroxisom không được tách ra từ hệ Golgi, mà nó được sinh ra từ peroxisom có trước. Tế bào phải được thừa hưởng ít nhất một peroxisom từ tế bào chất của tế bào mẹ, nếu không sẽ không tránh khỏi cái chết. Tương tự như tiêu thể, peroxisom chứa enzim nhưng là enzim oxy hóa, chúng xúc tác các phản ứng trong đó nguyên tử hydro được chuyển từ hợp chất hữu cơ (như formaldehyd và rượu ethyl) đến oxy, để tạo ra hydro peroxyd (H2O2), đây là một chất cực độc đối với tế bào. Tuy nhiên, peroxisom còn có một enzim khác nữa là catalaz, sẽ chuyển chất H2O2 độc này thành nước và oxy. Tế bào gan và thận người có rất nhiều peroxisom, do đó rượu ethyl do người uống được oxy hóa nhờ các peroxisom trong những tế bào này. 2.1.2.5. Không bào Không bào có một màng bao quanh, bên trong chứa một dịch lỏng, được tìm thấy cả ở tế bào thực vật và động vật, đặc biệt rất phát triển ở tế bào thực vật. Có nhiều loại không bào với chức năng khác nhau. Ở một số động vật nguyên sinh, đặc biệt sống ở nước ngọt có không bào đặc biệt gọi là không bào co bóp giữ vai trò quan trọng trong sự thải nước ra khỏi tế bào. Không bào tiêu hóa để tiêu hóa thức ăn. Ngoài ra, ở vi khuẩn và vi khuẩn lam có không bào khí chứa khí giúp tế bào nổi lên mặt nước. Ðiểm đặc biệt là màng bao của không bào khí được cấu tạo bằng protein. Ở hầu hết tế bào thực vật, có một không bào rất to chiếm từ 30 - 90% thể tích tế bào. Các tế bào chưa trưởng thành có nhiều không bào nhỏ xuất xứ từ mạng nội chất và hệ Golgi. Các túi này tích chứa nước, to ra và có thể hòa vào nhau để tạo ra một không 6
bào to ở tế bào trưởng thành. Dần dần, không bào sẽ đẩy tế bào chất ra ngoại biên của tế bào và chỉ còn là một lớp mỏng. Hình 1.11. Sự phát triển của không bào ở tế bào thực vật Ngoài ra, không bào còn là nơi tích chứa những chất thải do các quá trình biến dưỡng. Một số chất thải có thể được sử dụng lại dưới tác dụng của enzim. Chức năng này rất quan trọng vì cây không có thận hay các cơ quan khác để thải chất bả như động vật, thực vật thải chất bả khi rụng lá. 2.1.2.6. Ty thể bộ Ty thể bộ là toàn thể các ty thể hiện diện trong tế bào. Ty thể là nơi tổng hợp năng lượng chủ yếu của tế bào chân hạch, là nơi diễn ra quá trình hô hấp, lấy năng lượng từ thức ăn để tổng hợp ATP là nguồn năng lượng cần thiết cho các hoạt động của tế bào. Ty thể được bao bọc bởi hai màng, màng ngoài trơn láng, màng trong với các túi gấp nếp (crista) sâu vào bên trong chất căn bản (matrix) làm gia tăng diện tích của màng trong lên rất nhiều. Ty thể có chứa ADN, ribô thể riêng nên có thể nhân lên độc lập với sự phân chia của nhân. Hình 1.12. Cơ cấu của ty thể 7
2.1.2.7. Lạp bộ Lạp bộ gồm tất cả các lạp hiện diện trong tế bào, được tìm thấy trong hầu hết tế bào thực vật, trừ tế bào nấm, mốc và tế bào động vật. Có hai loại lạp chính: sắc lạp và vô sắc lạp. * Lục lạp Lục lạp là sắc lạp có chứa diệp lục tố và các sắc tố vàng hay cam gọi là carotenoid. Phân tử diệp lục tố hấp thu năng lượng ánh sáng mặt trời để tổng hợp ra các phân tử hữu cơ phức tạp (đặc biệt là đường) từ các nguyên liệu vô cơ như nước và khí carbonic. Phản ứng tổng hợp này sản sinh ra oxy, là loại khí mà hầu hết các loài sinh vật khác lệ thuộc vào nó. Lục lạp được bao bọc bởi hai màng và vô số các túi dẹp có màng bao được gọi là thylakoid nằm trong chất cơ bản gần như đồng nhất được gọi là stroma. Thylakoid hoặc phân bố khắp trong stroma, hoặc xếp chồng chất lên nhau được gọi là grana. Diệp lục tố và carotenoid gắn trên màng thylakoid. Lục lạp cũng có chứa ADN và ribô thể riêng như ty thể. Hình 1.13. Cơ cấu của lục lạp (dưới kính hiển vi điện tử) 8
* Sắc lạp không có diệp lục tố Thường có màu vàng hay cam (đôi khi có màu đỏ) vì chúng chứa carotenoid. Sắc lạp này làm cho hoa, trái chín, lá vàng có màu vàng hay cam đặc trưng. Một số sắc lạp không bao giờ chứa diệp lục tố, một số khác thì do mất diệp lục tố, đây là trường hợp của trái chín và lá mùa thu. * Vô sắc lạp Vô sắc lạp có chứa các vật liệu như tinh bột, dầu và protein dự trữ. Lạp có chứa tinh bột được gọi là bột lạp, thường gặp ở hột như lúa và bắp, hay dự trữ trong rễ và thân như carot và khoai tây, ngoài ra có thể hiện diện trong tế bào ở các phần khác của cây. 2.1.2.8. Ribô thể Hình 1.14. Ribô thể Ribô thể là những hạt nhỏ không có màng bao có đường kính từ 25 - 30 nm. Ribô thể gồm hai bán đơn vị được tạo ra trong hạch nhân từ những phân tử ARN và protein. Ở tế bào chân hạch các bán đơn vị này đi qua lỗ của màng nhân ra ngoài tế bào chất, nơi đây chúng sẽ kết hợp với phân tử mARN để tổng hợp protein. Ribô thể trượt dọc theo sợi mARN tạo ra một chuỗi ribô thể được gọi là polyribosom hay polysom, các ribô thể sau khi tổng hợp protein vẫn tiếp tục tự do trong tế bào chất hay chúng có thể gắn vào bề mặt của mạng nội chất. Protein được tổng hợp từ các ribô thể tự do trong tế bào chất thì không được đưa ra khỏi tế bào hay tham gia vào cấu trúc màng tế bào mà là những enzim trong dịch tế bào chất. 2.1.2.9. Trung thể Ở hầu hết tế bào động vật, bên ngoài nhân có một vùng được gọi là trung thể bao gồm hai bào quan được gọi là trung tử. Trung tử hiện diện từng đôi và xếp thẳng 9
góc nhau. Khi có trung tử chúng là nơi xuất phát của thoi vi ống trong lúc tế bào phân cắt. 2.1.3. Nhân Nhân là bào quan lớn nhất có màng bao và quan sát được rõ ràng nhất trong các tế bào chân hạch. Nhân đóng vai trò quan trọng trong sự sinh sản của tế bào. Nhân không những là trung tâm của mọi hoạt động của tế bào mà nó còn có vai trò quan trọng trong việc xác định các đặc điểm của thế hệ con cháu của chúng. Nhân chứa hai cấu trúc phân biệt được là nhiễm sắc thể và hạch nhân. Nhân được bao bọc bởi màng nhân gồm hai màng phân biệt được. 2.1.3.1. Nhiễm sắc thể Nhiễm sắc thể hình sợi dài gồm ADN và protein. ADN là vật liệu chứa các đơn vị cơ bản của sự di truyền được gọi là gen, protein làm thành những phần lõi giống như những cuộn chỉ, sợi ADN quấn lên đó, để thành lập cấu trúc thể nhân. Gen được sao chép khi tế bào phân cắt để mỗi tế bào con đều có một bản sao. Tất cả gen trong tế bào được gọi là bộ gen (genome). Hình 1.15. Sơ đồ thể nhân Hình 1.16. Màng nhân 2.1.3.2. Hạch nhân Hạch nhân thường được thấy rõ nhất lúc tế bào không phân chia. Nhân chứa một đến nhiều hạch nhân. Là một phần của nhiễm sắc thể nên hạch nhân cũng gồm ADN và protein. ADN của hạch nhân gồm nhiều bản sao của gen làm khuôn tổng hợp rARN cho ribô thể. Sau khi được tổng hợp, rARN kết hợp với protein rồi rời khỏi hạch nhân và đi ra tế bào chất, nơi đây chúng trở thành một thành phần của ribô thể. 10
2.1.3.3. Màng nhân Màng nhân ngăn cách môi trường bên trong nhân và tế bào chất bao quanh. Màng nhân còn là nơi cho hai đầu nhiễm sắc thể bám vào. Màng nhân gồm hai màng, màng ngoài và màng trong, khoảng ngăn cách giữa hai màng là vùng ngoại vi, trên màng có nhiều lỗ nhân giúp trao đổi chất giữa nhân và tế bào chất. 2.1.3.4. Tế bào chất Tế bào chất là thành phần của chất nguyên sinh gồm phần dịch lỏng là dịch tế bào chất và bộ khung protein được gọi là khung xương tế bào. - Dịch tế bào chất: Là phần dịch lỏng của tế bào chất, không màu, hơi trong suốt, đàn hồi, không tan trong nước. Thành phần chính của dịch tế bào chất là nước, ngoài ra còn có các đại phân tử protid, lipid và glucid. Các đại phân tử này làm thành các micel, các micel mang cùng điện tích đẩy nhau gây nên chuyển động Brown (Robert Brown) của tế bào chất. Do sự hiện diện của các micel nên dịch tế bào chất ở trạng thái keo, vừa có thể ở trạng thái lỏng (sol) vừa ở trạng thái đặc (gel). Trong tế bào sống thường xuyên có sự thay đổi giữa hai trạng thái trên. Dịch tế bào chất là nơi xảy ra các phản ứng của các quá trình biến dưỡng trong tế bào. - Khung xương tế bào Các bào quan trôi nổi tự do trong dịch tế bào chất của tế bào chân hạch hoặc chúng có thể gắn vào hệ thống sợi protein phức tạp bên trong, được gọi là khung xương tế bào. Cái sườn protein này tạo hình dạng của tế bào, tham gia vào các cử động của tế bào và đặc biệt quan trọng trong lúc tế bào phân chia. 2.1.4. Vách tế bào Vách tế bào là đặc điểm của tế bào thực vật để phân biệt với tế bào động vật, vách bảo vệ tế bào, giữ hình dạng, tránh sự mất nước cũng như chống sự xâm nhập của các vi sinh vật. Vách ở phía ngoài của màng có thể dày từ 0,1 đến vài cm. Thành phần hóa học của vách thay đổi từ loài này sang loài khác và từ tế bào này sang tế bào khác trong cùng một cây, nhưng cấu trúc cơ bản không thay đổi. Thành phần cấu tạo chính là các phân tử celluloz có dạng sợi được kết dính với nhau bằng chất nền gồm các đường đa khác và protein. 11