Bài giảng Tế bào - Nguyễn Phước Nhuận

Nội dung text: Bài giảng Tế bào - Nguyễn Phước Nhuận

1. Trường ĐH Nông Lâm TPHCM Bộ môn Công nghệ Hoá học Lớp DH06HH Môn: Hoá sinh đại cương Báo cáo chuyên đề: TẾ BÀO GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: SINH VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN PHƯỚC NHUẬN BÙI HỮU TÀI 06139140
2. Mục Lục I. TỔNG QUAN II. CÁC THÀNH PHẦN CỦA TẾ BÀO III. CÁC QUÁ TRÌNH CHỨC NĂNG CỦA TẾ BÀO IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO
3. I. TỔNG QUAN 1.1. Định nghĩa tế bào 2.2. Các Đặc Tính Của Tế Bào 3.3. Các Dạng Tế Bào
4. 1. Định nghĩa tế bào Thuật ngữ tế bào có nguồn gốc từ tiếng Latin cella, nghĩa là khoang nhỏ. Thuật ngữ này do nhà sinh học Robert Hooke đặt ra khi ông quan sát các tế bào nút bấc. Tế bào là đơn vị cấu trúc và chức năng của đa số sinh vật (trừ những dạng sống tiền tế bào chẳng hạn như virus). Những sinh vật đơn bào như vi khuẩn, cơ thể chỉ gồm một tế bào. Các sinh vật đa bào cấu tạo từ nhiều tế bào.
5. Theo học thuyết tế bào được xây dựng từ thế kỷ 19 cho rằng: • Mọi sinh vật được cấu tạo từ một hoặc nhiều tế bào • Các tế bào chỉ được tạo ra từ những tế bào trước đó • Mọi chức năng sống của sinh vật được diễn ra trong tế bào và rằng • Các tế bào chứa các thông tin di truyền cần thiết để điều khiển các chức năng của mình • Có thể truyền vật liệu di truyền này cho các thế hệ tế bào tiếp theo
6. 2. Các đặc tính của tế bào Mỗi tế bào là một hệ thống mở, tự duy trì và tự sản xuất: tế bào có thể thu nhận chất dinh dưỡng, chuyển hóa các chất này thành năng lượng, tiến hành các chức năng chuyên biệt và sản sinh thế hệ tế bào mới nếu cần thiết. Mỗi tế bào chứa một bản mật mã riêng hướng dẫn các hoạt động trên.
7. Mọi tế bào đều có một số khả năng sau: • Sinh sản thông qua phân bào. • Trao đổi chất tế bào bao gồm: thu nhận vật liệu thô, chế biến thành các thành phần cần thiết cho tế bào, sản xuất các phân tử mang năng lượng và các sản phẩm phụ. Để thực hiện được các chức năng của mình, tế bào cần phải hấp thu và sử dụng được nguồn năng lượng hóa học dự trữ được giải phóng từ các con đường trao đổi chất trong các phân tử hữu cơ.
8. • Tổng hợp các protein. • Đáp ứng với các kích thích, hoặc thay đổi của môi trường bên trong và bên ngoài như những thay đổi về nhiệt độ, pH hoặc nguồn dinh dưỡng. • Di chuyển các túi tiết.
9. Các dạng tế bào: • TếTế bàobào prokaryoteprokaryote:: thườngthường cócó cấucấu trúctrúc đơnđơn giảngiản,, chỉchỉ thấythấy ởở sinhsinh vậtvật đơnđơn bàobào hoặchoặc tậptập đoànđoàn đơnđơn bàobào TrongTrong hệhệ thốngthống phânphân loạiloại 33 giớigiới,, cáccác sinhsinh vậtvật prokaryoteprokaryote làlà thuộcthuộc giớigiới ArchaeaArchaea vàvà EubacteriaEubacteria. • TếTế bàobào eukaryoteeukaryote:: thườngthường chứachứa cáccác bàobào quanquan cócó màngmàng riêngriêng SinhSinh vậtvật đơnđơn bàobào eukaryoteeukaryote cũngcũng rấtrất đađa dạngdạng nhưngnhưng chủchủ yếuyếu làlà sinhsinh vậtvật đađa bàobào TếTế bàobào eukyryoteeukyryote bàobào gồmgồm cáccác sinhsinh vậtvật làlà độngđộng vậtvật,, thựcthực vậtvật vàvà nấmnấm
10. Tế bào Prokaryote (tế bào nhân sơ) 1. AND (vùng nhân); 2. Tế bào chất; 3. Ribosom; 4. Vỏ; 5. Thành tế bào; 6. Màng sinh chất; 7. Roi Tế bào
11. Tế bào Eukaryotic (tế bào nhân chuẩn)
12. II. CÁC THÀNH PHẦN TẾ BÀO 1. Màng Tế Bào – Tấm Áo Ngoài 2. Bộ Khung Tế Bào – Hệ Vận Động 3. Tế Bào Chất – Không Gian Thực Hiện Chức Năng Tế Bào 4. Vật Liệu Di Truyền – Yếu Tố Duy Trì Thông Tin Giữa Các Thế Hệ 5. Các Bào Quan
13. Mô hình một tế bào động vật điển hình n (1) hạch nhân (2) nhân (3) ribosome (4) túi tiết,(5) mạng lưới nội chất (ER) hạt, (6) bộ máy Golgi, (7) khung xương tế bào, (8) ER trơn, (9) ty thể, (10) không bào, (11) tế bào chất, (12) lysosome, (13) trung thể NguồnNguồn:: ếtế bàobào
14. Mô hình một tế bào thực vật điển hình
15. 1. Màng tế bào (tấm áo ngoài)
16. • Vỏ bọc bên ngoài của một tế bào eukaryote gọi là màng sinh chất (plasma membrane). Màng này cũng có ở các tế bào prokaryote nhưng được gọi là màng tế bào (cell membrane). Màng có chức năng bao bọc và phân tách tế bào với môi trường xung quanh. • Màng được cấu thành bởi một lớp lipid kép và các protein. Các phân tử protein hoạt động như các kênh vận chuyển và bơm được nằm khảm vào lớp lipid một cách linh động (có thể di chuyển tương đối).
17. 2. Bộ khung tế bào (hệ vận động) Bộ khung tế bào là một thành phần quan trọng, phức tạp và linh động của tế bào. Bộ khung tế bào là hệ thống mạng sợi và ống protein ( vi ống , vi sợi, sợi trung gian đan chéo nhau. Nó cấu thành và duy trì hình dáng tế bào; là các điểm bám cho các bào quan; hỗ trợ quá trình thực bào (tế bào thu nhận các chất bên ngoài); và cử động các phần tế bào trong quá trình sinh trưởng và vận động. Các protein tham gia cấu thành bộ khung tế bào gồm nhiều loại và có chức năng đa dạng như định hướng, neo bám, phát sinh các tấm màng.
18. 3. Tế bào chất (không gian thực hiện các chức năng của tế bào) • Bên trong các tế bào là một không gian chứa đầy dịch thể gọi là tế bào chất (cytoplasm). Nó bao hàm cả hỗn hợp các ion, chất dịch bên trong tế bào và cả các bào quan. Các bào quan bên trong tế bào chất đều có hệ thống màng sinh học để phân tách với khối dung dịch này. Chất nguyên sinh (cytosol) là để chỉ riêng phân dịch thể, chứ không có các bào quan.
19. • Đối với các sinh vật prokaryote, tế bào chất là một thành phần tương đối tự do. Nhưng, tế bào chất trong tế bào eukaryote thường chứa rất nhiều bào quan và bộ khung tế bào. Chất nguyên sinh thường chứa các chất dinh dưỡng hòa tan, phân cắt các sản phẩm phế liệu, và dịch chuyển vật chất trong tế bào tạo nên hiên tượng dòng chất nguyên sinh. • Nhân tế bào thường nằm bên trong tế bào chất và có hình dạng thay đổi khi tế bào di chuyển. Tế bào chất cũng chứa nhiều loại muối khác nhau, đây là dạng chất dẫn điện tuyệt vời để tạo môi trường thích hợp cho các hoạt động của tế bào. Môi trường tế bào chất và các bào quan trong nó là yếu tố sống còn của một tế bào.
20. 4. Vật liệu di truyền (Yếu tố duy trì thông tin giữa các thế hệ) • Vật liệu di truyền là các phân tử nucleic acid (DNA và RNA). • Thông tin di truyền của sinh vật chính là mã di truyền quy định tất cả protein cần thiết cho mọi tế bào của cơ thể. (Tuy nhiên, một nghiên cứu mới đây cho thấy có thể một số RNA cũng được sử dụng như là một bản lưu đối với một số gene đề phòng sai hỏng.)
21. • Ở các sinh vật prokaryote, vật liệu di truyền là một phân tử DNA dạng vòng đơn giản. Phân tử này nằm ở một vùng tế bào chất chuyên biệt gọi là vùng nhân. Tuy nhiên, đối với các sinh vật eukaryote, phân tử DNA được bao bọc bởi các phân tử protein tạo thành cấu trúc nhiễm sắc thể, được lưu giữ trong nhân tế bào (với màng nhân bao bên ngoài). • Mỗi tế bào thường chứa nhiều nhiễm sắc thể (số lượng nhiễm sắc thể trong mỗi tế bào là đặc trung cho loài). Ngoài ra, các bào quan như ty thể và lục lạp đều có vật liệu di truyền riêng của mình.
22. 5. Các bào quan • Cơ thể con người cấu tạo từ nhiều cơ quan như tim, phổi, thận , mỗi cơ quan đảm nhiệm một chức riêng. • Các tế bào thường chứa những cơ quan nhỏ gọi là bào quan, được thích nghi và chuyên hóa cho một hoặc một vài chức năng sống nhất định. • Các bào quan thường chỉ có ở các tế bào eukaryote và thường có màng bao bọc.
23. 5.1 Nhân tế bào (trung tâm tế bào) • Nhân tế bào là bào quan tối quan trọng trong tế bào eukaryote. Nó chứa các nhiễm sắc thể của tế bào, là nơi diễn ra quá trình nhân đôi DNA và tổng hợp RNA. • Nhân tế bào là loại bào quan lớn nhất trong tế bào . Nhân của hầu hết tế bào động vật khoảng 5μm gần như là lớn hơn rất nhiều so với toàn bộ tế bào prokaryote. • Nhân được bao bọc bởi hai màng, kết hợp với nhau để thành màng nhân. Giữa hai màng nhân có một khỏang trống khoảng 10-20 nm, trên màng nhân có các lỗ màng nhân có diện tích khoả 9nm, lỗ màng nhân này có nhiệm vụ làm cầu nối giữa bên trong nhân và tế bào chất.
24. Nhân có 1 số vai trò trong tế bào như: - Là nơi diễn ra quá trình nhân đôi DNA - Nhân là nơi chứa thông tin di truyền điều khiển mọi hoạt động sống của tế bào - Có một vùng được gọi là nhân con là nơi bắt đầu tổng hợp ribosome từ protein đặc hiệu và RNA
25. 5.2 Ribosome (bộ máy sản xuất protein) • Trong tế bào procaryote, các ribosome di chuyển tự do trong tế bào chất. • Trong tế bào eukaryote thì chúng có thể tìm thấy tại 2 nơi: trong nguyên sinh chất nơi ribosome có thể tự do hoặc gắn lên mạng nội chất tạo thành mạng nội chất nhám và trong ty thể và lục thể, nơi năng lượng được sản sinh. Trong mỗi nơi, ribosome là nơi mà protein được tổng hợp từ dưới sự điều khiển trực tiếp từ các nucleic acid. • Mặc dù có vẻ như chúng quá nhỏ bé khi so sánh với tế bào, nhưng ribosome là một cỗ máy máy khổng lồ tạo nên một lượng lớn các phân tử. • Ribosome của eukaryote và prokaryote gần giống nhau, chúng đều được cấu thành từ hai đơn vị có kích thước khác nhau. Ribosome của eukaryote có vẻ lớn hơn
26. 5.3 Ty thể và lục lạp (các trung tâm năng lượng) • TyTy thểthể làlà bàobào quanquan trongtrong tếtế bàobào eukaryoteeukaryote cócó hìnhhình dạngdạng,, kíchkích thướcthước vàvà sốsố lượnglượng đađa dạngdạng vàvà cócó khảkhả năngnăng tựtự nhânnhân đôiđôi • TyTy thểthể cócó genomegenome riêngriêng,, độcđộc lậplập vớivới genomegenome trongtrong nhânnhân tếtế bàobào • TyTy thểthể cócó vaivai tròtrò cungcung cấpcấp năngnăng lượnglượng chocho mọimọi quáquá trìnhtrình traotrao đổiđổi chấtchất củacủa tếtế bàobào • LụcLục lạplạp cũngcũng tươngtương tựtự nhưnhư tyty thểthể nhưngnhưng kíchkích thướcthước lớnlớn hơnhơn,, chúngchúng thamtham giagia chuyểnchuyển hóahóa năngnăng lượnglượng mặtmặt trờitrời thànhthành cáccác chấtchất hữuhữu cơcơ • LụcLục lạplạp chỉchỉ cócó ởở cáccác tếtế bàobào thựcthực vậtvật
27. 5.4 Mạng lưới nội chất và bộ máy Golgi (nhà phân phối và xử lý các đại phân tử) • Mạng lưới nội chất (ER - endoplasmic reticulum) là hệ thống mạng vận chuyển các phân tử nhất định đến các địa chỉ cần thiết để cải biến hoặc thực hiện chức năng, trong khi các phân tử khác thì trôi nổi tự do trong tế bào chất. • ER được chia làm 2 loại: ER hạt (rám) và ER trơn (nhẵn). ER hạt là do các ribosome bám lên bề mặt ngoài của nó, trong khi ER trơn thì không có ribosome. • Quá trình dịch mã trên các ribosome của ER hạt thường để tổng hợp các protein tiết (protein xuất khẩu). • Các protein tiết thường được vận chuyển đến phức hệ Golgi để thực hiện một số cải biến, đóng gói và vận chuyển đến các vị trí khác nhau trong tế bào. ER trơn là nơi tổng hợp lipid, giải độc và bể chứa calcium.
28. Màng nội chất
29. Bộ máy Golgi
30. 5.5 Lysosome và peroxisome - hệ tiêu hóa của tế bào • Lysosome là nơi phân hủy thức ăn và các vật thể lạ của tế bào. Các nguyên liệu này sẽ vào tế bào bằng con đường thực bào, được đựng trong một túi được hình thành từ màng sinh chất. Các túi đựng nguyên liệu này được di chuyển vào bên trong nguyên sinh chất và hòa tan với tiêu thề sơ cấp (primary lyosome), tạo thành tiêu thể thứ cấp (secodary lysosome), tại đây quá trình phân hủy bắt đầu diễn ra.
31. • CácCác enzymeenzyme trongtrong lysosomlysosomee thứthứ cấpcấp sẽsẽ nhanhnhanh chóngchóng phânphân hủyhủy thứcthức ănăn thànhthành từngtừng mảnh.mảnh. PhảnPhản ứngứng nàynày đượcđược thứcthức đẩyđẩy nhờnhờ môimôi trườngtrường acidacid yếuyếu trongtrong lysosome,lysosome, tạitại đâyđây pHpH củacủa lysosomelysosome thấpthấp hơnhơn soso vớivới mộimội trườngtrường bênbên ngoàingoài tếtế bàobào chất.chất. CácCác sảnsản phẩmphẩm củacủa quáquá trìnhtrình phânphân hủyhủy nàynày sẻsẻ đượcđược didi chuyểnchuyển rara khỏikhỏi lysosomelysosome cungcung cấpcấp cáccác nhiênnhiên liệuliệu vàvà vậtvật liệuliệu chocho cáccác quáquá trìnhtrình khác.khác. • LysosomeLysosome cũngcũng làlà nơinơi phânphân hủyhủy cáccác vậtvật liệuliệu củacủa chínhchính tếtế bàobào trongtrong mộtmột quáquá trìnhtrình gọigọi làlà autophagyautophagy
32. III. CÁC QUÁ TRÌNH CHỨC NĂNG CỦA TẾ BÀO 1. Sinh trưởng và trao đổi chất của tế bào 2. Hình thành các tế bào mới 3. Sinh tổng hợp Protein
33. 1. Sinh trưởng và trao đổi chất • Giữa những lần phân bào, các tế bào thực hiện hàng loạt quá trình trao đổi chất nội bào nhằm duy trì sự tồn tại cũng như sinh trưởng của mình. • Trao đổi chất là các quá trình mà tế bào xử lý hay chế biến các phân tử dinh dưỡng theo cách riêng của nó
34. Các quá trình trao đổi chất được chia làm 2 nhóm lớn: • Quá trình dị hóa (catabolism) nhằm phân huỷ các phân tử hữu cơ phức tạp để thu nhận năng lượng (dưới dạng ATP) và lực khử; • Quá trình đồng hóa (anabolism) sử dụng năng lượng và lực khử để xây dựng các phân tử hữu cơ phức tạp, đặc thù và cần thiết.
35. • Một trong các con đường trao đổi chất quan trọng là đường phân (glycolysis), con đường này không cần oxy. Mỗi một phân tử glucose trải qua con đường này sẽ tạo thành 4 phân tử ATP và đây là phương thức thu nhận năng lượng chính của các vi khuẩn kị khí. • Đối với các sinh vật hiếu khí, các phân tử pyruvat, sản phẩm của đường phân, sẽ tham gia vào chu trình Krep (hay còn gọi là chu trình TCA) để phân huỷ hoàn toàn thành CO2, đồng thời thu nhận thêm nhiều ATP. Ởsinh vật eukaryote, chu trình TCA tiến hành trong ty thể trong khi sinh vật prokaryote lại tiến hành ở ngay tế bào chất.
36. 2. Hình thành các tế bào mới • PhânPhân bàobào làlà quáquá trìnhtrình sinhsinh sảnsản từtừ mộtmột tếtế bàobào ((gọigọi làlà tếtế bàobào mẹmẹ)) phânphân chiachia thànhthành haihai tếtế bàobào non.non. ĐâyĐây làlà cơcơ chếchế chínhchính củacủa quáquá trìnhtrình sinhsinh trưởngtrưởng củacủa sinhsinh vậtvật đađa bàobào vàvà làlà hìnhhình thứcthức sinhsinh sảnsản củacủa sinhsinh vậtvật đơnđơn bàobào • NhữngNhững tếtế bàobào prokaryoteprokaryote phânphân chiachia bằngbằng hìnhhình thứcthức phânphân cắtcắt (binary(binary fission)fission) hoặchoặc nảynảy chồichồi (budding).(budding). • TếTế bàobào eukaryoteeukaryote thìthì sửsử dụngdụng hìnhhình thứcthức phânphân bàobào làlà nguyênnguyên phânphân (mitosis)(mitosis) ((mộtmột hìnhhình thứcthức phânphân vàovào cócó tơtơ).).
37. • Những tế bào lưỡng bội thì có thể tiến hành giảm phân để tạo ra tế bào đơn bội. • Những tế bào đơn bội đóng vai trò giao tử trong quá trình thụ tinh để hình thành hợp tử (lưỡng bội). • Trong phân bào, quá trình nhân đôi DNA (dẫn đến nhân đôi nhiễm sắc thể) đóng vai trò cực kỳ quan trọng và thường diễn ra tại kỳ trung gian giữa các lần phân chia.
38. Prokaryote phân chia bằng trực phân
39. 3. Sinh tổng hợp protein • Sinh tổng hợp protein là quá trình tế bào tổng hợp những phân tử protein đặc trưng và cần thiết cho hoạt động sống của mình. • Quá trình phiên mã là quá trình tổng hợp những phân tử RNA thông tin dựa trên trình tự khuôn của DNA. • Trên khuôn mRNA mới được tạo ra, một phân tử protein sẽ được tạo thành nhờ quá trình dịch mã.
40. • Bộ máy tế bào chịu trách nhiệm thực hiện quá trình tổng hợp protein là những ribosome. • Ribosome được cấu từ từ những phân tử RNA ribosome và khoảng 80 loại protein khác nhau. • Khi các tiểu đơn vị ribosome liên kết với phân tử mRNA thì quá trình dịch mã được tiến hành.
41. • Khi đó, ribosome sẽ cho phép một phân tử RNA vận chuyển (tRNA) mang một loại amino acid đặc trưng đi vào. tRNA này bắt buộc phải có bộ ba đối mã có trình tự bổ sung với bộ ba sao mã trên mRNA. • Các amino acid lần lượt tương ứng với trình tự các bộ ba nucleotide trên mRNA sẽ liên kết với nhau để tạo thành một chuỗi polypeptid.
42. IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO • ế bào • E1%BA%B7c_bi%E1%BB%87t:Search?searc h=t%E1%BA%BF+b%C3%A0o&go=Xem