PGS.TS. - tailieudientu.lrc.tnu.edu.vntailieudientu.lrc.tnu.edu.vn/Upload/Collection/brief/Brief_61836...trong te bào nhu ho hap te bào, hóa tong hdp và quang hdp. Phän IV. Chu

PG S .TS . N G U Y iN NHl/HIEN

GIÄO TRINHSINH HOC TE BÄO(Düng cho sinh vien Cao däng, Dai hoc chuyen ngänh Sinh hoc,

Cöng nghe sinh hoc, Nöng - Läm - Ngü nghiep vä Giäo vien Sinh hoc phö thöng)

(Ta i bän lan thü näm)

NHÄ XUÄT BÄN GIÄO DUC VIET NAM

LÒ I N Ó I D ÀU

Sinh hoc te bào là mot trong nhüng giâo trình cö bän cua chüdng trình dào tao Cao dang và Dai hoc cho câc sinh viên chuyèn ngành ve Khoa ho- sii song.

Giâo trình giói thiêu nhüng kiên thûc cd ban và hiên dai vê cau trüc và chûc nàng cüa te bào - ddn vi tò chüc cd ban cüa cd thè song, trên nguyên täc câ\i trüc luôn liên hê vói chüc näng, cau trüc chûc nàng luôn liên hê vói môi trüdng sông. Trên cd só kiên thûc vê tô chûc dai phân tü và siêu càu trüc cüa câc bào quan, vê câc quâ trình hoat dông sông nhü chuyên hôa vât chat và nàng lüdng, quâ trình tich và truyên thông tin di truyên, quâ trình sinh trüông và sinh sân cüa tê" bào trong cd thè ddn bào cüng nhü da bào, sinh viên có thè dê dàng hoc tâp, nghiên cûu câc giâo trình sinh hoc cd ban khâc nhü Sinh hoc phât triên, Sinh lÿ hoc thUc vât, Sinh lÿ hoc dông vât, Di truyên hoc, Hôa sinh hoc, Sinh hoc phân tü, Vi sinh vât hoc..., cüng nhü câc giâo trình chuyên ngành nhü Di truyên tê" bào, Di truyên y hoc, Di truyên chon giông vât nuôi và cây trong, Công nghê sinh hoc...

Giâo trình có thè düng làm tài lieu hoc tâp cho sinh viên câc Trüdng Cao dâng và Dai hoc, dong thdi có thé düng làm tài lieu tham khâo cho câc giâo viên và hoc sinh Trung hoc phô thông vê kiên thûcsinli liyc lê bàu üuuc day ô lôp 10.

Giâo trình gom 4 phân:

Ph ân M ô dâu : Giói thiêu khâi quât vê thè" giói sôrig và tê" bào - ddn vi tô chûc cd ban cüa cd thè sông, vê câc kiên thûc tê" bào hoc düdc âp dung trong Công nghê sinh hoc.

P h ân I. T o ch ü c phân tü cüa tê’ bào: Giói thiêu vê thành phân hôa hoc cüa tê bào, vê câc chat vô cd và hüu cd cau tao nên tê" bào và câc bào quan, dàc biêt giói thiêu dâc tinh và vai trò cüa nüôc, dâc tinh và vai trò cüa câc dai phân tü (protein và axit nucleic), dâc tinh và vai trò cüa câc liên kêt yê’u.

3

Phän II. Càu trüc và chufc näng cùa te bào nhàn set và te bào nhàn chuàn: Giói thièu eà’u trüc cua te bào nhàn sd, dàc bièt là tè bào nhàn chuàn. Giói thièu cau trüc phän tù và sièu vi cùa càc bào quan cùng chüc näng và tiè’n hóa cua chung nhii màng sinh chà’t, mang luói nói chà't, riboxom, ty thè, lue lap, phùc hè golgi, lizoxom, peroxixom, trung thè, bó khung xUdng té’ bào, nhàn te bào vói màng nhàn, nhiém säe thè và hach nhàn.

Phän III. Chuyén hóa vät chät và näng liföng: Giói thièu ve enzim và vai trò cua enzim, ve càc phudng thùc chuyèn hóa näng lUdng trong te bào nhu ho hap te bào, hóa tong hdp và quang hdp.

Phän IV. Chu ky tè” bào và sinh sàn tè" bào: Giói thièu ve chu ky tè bào và cd chè dièu ehinh chu ky ve phàn bào nguyèn nhièm và phän bào giàm nhiém.

Cuoi mói chudng giói thièu mót so bài tàp tràc nghièm vói muc dich giüp hoc vièn òn tàp kiè’n thüc cd bàn nhät cua chudng.

Tuy sàch dude bièn soan vói kinh nghièm gàn 40 näm giàng day mòn Sinh hoc tè’ bào cüa täc già, nhdng khóng thè trành khoi mot so’ sai sót. Tàc già mong nhàn dUdc y kiè’n dóng góp cùa dóc già dè giào trình ngày càng hoàn thièn. Moi y kiè’n xin gùi ve: Cóng ty Co phàn Sàch Dai hoc - Day nghè, Nhà xuat bàn Giào due Vièt Nam, 25 Hàn Thuyèn - Hà Nói.

TÀC GIÀ

4

Löi nöi däu

M U C LU C

3Phän mo däu

» Ö l T Ü Ö N G , N H IE M VU C Ü A S IN H H O C T E B Ä OI - Khäi quät ve he thö'ng sö'ng...........................................................................7II- Doi tirong, nhiem vu, luoc sü vä phät triö’n cüa Sinh hoc te' bäo...................11III- Phuong phäp nghien ciiu trong Sinh hoc tö'bäo........................................... 13IV - Sinh hoc te bäo vöi sän xuät vä döi sö'ng..................................................... 14

Phan I. TÖ CHÜC PHÄN TÜCÜA TE BÄOChuang 1. Thänh phän höa hoc cüa t£ b ä o ............................................................... 25

A- Cäc chät vö ca trong te b ä o ............................................................................... 25I- Thänh phän nguyön tö cüa t6' bäo................................................................... 25II- Cäc chät vö c o ................................................................................................. 26

B- Cäc chät hiht cd trong te b ä o ...............................................................................31I- Cacbohydrat (g lu x it)........................................................................................ 31II- L ip it..................................................................................................................34III- Protein.............................................................................................................34IV- Axit nucleic................................................................................................... 41

C- Lien ket höa hoc vä vai trö cüa cliüng trong ccrthe sö'ng...................................44I- Däc diem cüa cäc liön k6't hoä hoc.................................................................46II- Vai trö cüa cäc lien ke't hoä hoc.................................................................... 47

Phan II. CÄU TRÜC VÄ CHÜC NÄNG CÜA TE BÄO Chitong II. TC bäo nhän so vä te' bäo nhän chuän...................................................... 47

I- Hai dang tön tai cüa tö' bäo ............................................................................. 49II- TS' bäo vi khuän...............................................................................................48III- T € bäo nhän chuän.........................................................................................54

Chuang III. Cä'u trüc vä chirc näng cüa mäng sinh chät............................................56I- Khäi niöm vS mäng sinh chät....................................................... ...................58II- M ö hinh phän tü cüa mäng sinh chät............................................................59III- Chiic näng cüa mäng sinh chät..................................................................... 65

Chuang IV. T6' bäo chät vä cäc bäo quan................................................................... 76I- Khäi niöm ve tö' bäo chät vä bäo quan............................................................79II- Ty thö’ ............... ................................................................................................78III- Luc lap.............,........................................................................................... 87IV- Mang liroi nöi chät....................................................................................... 89V- R iboxom ......................................................................................................... 97V I- Phiic he go lg i................................................................................................. 97V II- L izoxom ................................................................................................... 106

5

VIII- Peroxixom........................................................................................... 110IX- Glioxixom .......................................................................................... I l lX- Bô xuong tê' bào: vi soi và vi ô'ng............................................................I l lXI. Trung thé................................................................................................118XII- Lông và roi...........................................................................................120XIII- Không bào..........................................................................................122

Chuang V. Nhân tê' bào........................................................................................ 124I- Câ'u trüc nhân gian k ÿ .............................................................................. 127II- Màng nhân..............................................................................................131III- Châ't nhiëm sic (chromatine) và nhiêm sâc thé (chromosome).............135IV- Hach nhân.............................................................................................171V- Djch nhân................................................................................................173VI- Giâ tri chirc nàng cûa nhân....................................................................174

Phàn III . CHUYÈN HOÂ VÂT CHAT VÀ NÂNG LÜONG Ô TE BÀOChuang VI. Nàng luçmg và chuyén hoâ nàng luçmg à té bào................................. 175

I. Khâi niêm nàng luçmg................................................................................ 175II- Su sir dung nàng luçmg cüa tê' bào.............................................................. 181III- Chuyén hôa vât châ't trong tê' bào..............................................................183IV- Enzim - Châ't xüc tâc sinh hoc................................................................. 184

Chuang VU. Câc phucmg thüc chuyén hoâ nàng luçmg à tê' bào............................ 193A- Hô liâ'p te bào................................................................................................. 193

I- Ba giai doan hô hâ'p té bào. Phân giài glucozo............................................198II- Phân giài lipit, protein và axit nucleic....................................................... 205

B- Hoâ tong liap .................................................................................................. 201I- Khâi quât vë hoâ tông hçfp......................................................................... 206II- Câc nhôm vi khuân hoâ tông hop..............................................................207

C- Quang hop......................................................................................................203I- Khâi niêm vé quang hop............................................................................ 208II- Sâc tô' quang hçrp và lue lap...................................................................... 208III- Câc pha cùa quang hop............................................................................ 209IV-Tiê'n hôa cùa quang hop........................................................................... 216V- Câc nhân tô' ành huàng dê'n quang hop............................................. 216VI- Vai trô cùa quang hop dô'i vôi hê sinh thâi và con nguôi.........................217

Phân IV . CHU KŸ TÊ' BÀO VÀ SUSINH SÀN CÙA TÉ BÀO Chuang VIII. Chu kÿ tê' bào...................................................................................213

I- Câc thôi kÿ cùa chu kÿ tê' bào.................................................................... 218II- Su diëu chinh chu kÿ tê' bào...................................................................... 222

Chuang IX. Su phân bào.........................................................................................235I- Phân bào à té bào nhân so và tê' bào nhân chuàn.......................................240II- Phân bào nguyên nhiêm........................................................................... 242III- Phân bào giàm nhiêm..................................................................... ....248III- So sânh phân bào giàm nhiêm và phân bào nguyên nhiêm.....................256Tài liêu tham khâo........................................................................................ 259

6

P h ân mol dâu

001TITONG, NHIÊM VU CÛA SINH HOC TE BÀO

I - KHÂI QUÂT VÉ HÉ THÔNG SÔNG

1.1. Hê thong song là hê thong md

Hê thông sông dù do là te bào, cd thé, quân thê hay quân xà là nhüng hê thông md, cô nghîa là hê luôn trao doi vàt chät, nàng lüdng và

thông tin vâi môi trüdng. Dûng vê phüdng diên nhiêt dông hoc, trong

mot hç thong md. entropi cô xu thê giàm (nàng lüdng co ich sê tàng), dô

trât tuf cüa hê düdc tang cao (to chûc càng phûc tap và on dinh), lüdng thông tin cüa hê càng gia tàng (phân ûng và thich nghi vâi môi trüdng sông). Cüng vî vây mà hê thông sông ton tai và phât triên.

Trâi lai hê vô cd là hê kin, entropi co xu thê gia tàng, dô trât tü giàm, lüdng thông tin giàm và cuô'i cüng hê sè tan rà.

'Entropi là dai lüdng dé chî dô vô trât tü hay nàng lüdng vô ich

cüa hê thông).

1.2. Hê thong song là hê cô to chüfc theo câ'p bâc le thuôc

Mot trong nhüng dac diêm noi bât cüa hê thông sông là cô to chûc phûc tap gôm nhieu cap lê thuôc nhau và tüdng quan vôi môi trüdng sông. Ngüdi ta thüdng chia hê thong sông thành câc cap to rhûr rhinh tiï thap ftên pan nhif- to hàn, rrt thê, q n an tbô - lnài, quân

xà, hê sinh thâi - sinh quyén.

Trong môi câ'p chinh cô câc câ'p phu. Tê' bào gom câc câ'p phu nhü: phân tü, dai phân tü, bào quan. Cd thé gom câc câ'p phu nhü: mô, cd quan, hê thông cd quan. Câc câ'p tô chûc chinh là câ'p tô chûc ton tai dôc lâp nhü mot ddn vi sông, côn câ'p phu chî ton tai phu thuôc vào câ'p tô chûc chinh. Dai phân tü, bào quan chî ton tai trong tê' bào. Mô, cd quan, hê cd quan chî co thê ton tai trong cd thê.

Trong môi câ'p tô chûc déu thê hiên môi tüdng quan mât thiê't giüa càu tao vâi chûc nàng sinh lÿ, giüa eau tao và chûc nàng vâi môi

7

trüdng sông. Câc cap tô chûc cua the giâi sông düdc xuât hiên và phât triên tù thâ'p dén cao, tù ddn giân dên phûc tap trong quâ trinh tien hôa cua sü sông theo thôi gian và không gian.

1.3. Te bào • dön vj to chürc cd ban cüa sir sông

a) H oc thuyet te bào

Te bào düdc nhà khoa hoc ngüdi Anh Robert Hooke phât hiên làn dâu tiên vào nâm 1665 khi nghiên cüu lât càt mô ban (mô thüc vât bi ban hôa và dà chê't) düâi kinh hiën vi cô dô phông dai 30 lân. Ong quan sât thây mô ban düdc câ'u tao gom râ't nhiêu ô rong co thành bao quanh xêp canh nhau giô'ng nhü tô ong và ông goi chûng là cellulae (cellulae - tiê'ng La tinh cô nghîa là xoang rông hoâc te bào, te bào là tiéng Hân, te cô nghîa là rông, bào là xoang). Te bào ban là te bào thüc vât dà chêt hôa ban, chî côn lai thành xenlulozd hôa ban nèn cô dang xoang rông. Vê sau, vâi sü phât triên cua kinh hiên vi cô dô phông dai lân hdn, nhiêu nhà sinh hoc dà phât hiên düdc nhiêu loai te bào vi sinh vât, thüc vât, dông vât khâc nhau và thày tê bào không phâi là xoang rông mà cô câ'u tao phûc tap. Dâc biêt là Antonie Van Leeuwenhoek vào nhüng nâm 1674-1683 dà phât hiên nhiêu loai tê bào khâc nhau nhü dông vât ddn bào, tê' bào mâu, tinh trùng... và thây chüng dêu cô câ'u tao râ't phûc tap không phâi là chiê'c xoang rông. Nhüng vi lÿ do lich sû nên vân dùng thuât ngü tê bào (xoang rông) dê goi chüng, mac dù chüng dêu cô câ'u tao râ't phûc tap gom màng sinh chat, tê bào chat chûa nhiêu bào quan và nhân nhü chûng ta dà biê't ngày nay.

Mài dê'n thê' kÿ XIX, nhd sü hoàn thiên kinh hiên vi, nhà thüc vât hoc M. Schleiden và nhà dông vât hoc T. Schwann dà tông kê't câc thành tüu nghiên cûu vê tê' bào cua nhiêu nhà nghiên cûu trüôc day, và vào nâm 1838 - 1839 de xuâ't hoc thuyê't tê' bào: Tât câ vi sinh vât, thiic vât cüng nhit dông vât dêu cô câ'u tao té bào. Hoc thuyê't tê' bào dà chûng minh râng, thê giôi sông tuy râ't da dang nhüng cô tinh thông nhâ't, cô nguon gô'c chung vi dêu cô câ'u tao tê bào.

Ngày nay düâi ânh sâng cua sinh hoc hiên dai, hoc thuyê't tê' bào vân giü nguyên giâ tri cua nô và tê' bào düdc xem là ddn vi tô chûc cd ban cüa thê giôi sông câ vê câ'u tao, chûc nâng sinh lÿ và di truyên theo 3 nguyên lÿ sau:

8

1) Te bao la ddn vi song be nhat, ddn vi to chiic cd ban cua tat ca cac cd the song.

2) Tat ca cd the song dUdc cau tao gom mot te bao hoac nhieu te bao. Cac qua trinh trao doi chat va di truyen deu dien ra trong te bao.

3) Te bao dUdc sinh ra tit te bao co trUdc. Mac du te bao nguyen thuy dUdc hinh thanh tu sinh ngau nhien trong moi trUdng cua Trai Dat cach day khoang 3,5 ty nam, nhUng hien nay te bao khong co kha nang tu sinh ngau nhien ma te bao chi dUdc sinh ra tii te bao co san (Omnis cellulae e cellulae) nhu R.Virchov da khang dinh tii nhiing nam 1858, va tat ca te bao ton tai trong tat ca cac cd the hien nay chi la hau due cua te bao nguyen thuy do.

Cong nhan te bao la cap to chiic cd ban cua cd the song co nghia la ti.'ng qua trinh xuat hien va tien hoa cua sii song, chi d giai doan xuat hien te bao thi sU song mdi bieu hien day du vdi cac dac tinh nhu trao doi chat, sinh trUdng phat trien, sinh san, cam ling va thich nghi vdi moi trUdng song. Tat ca hoat dong song deu dien ra trong te bao du la d cd the ddn bao hay da bao.

b) Te bao diXOc ca u tao gom cac phan tii, dai phan tii, bao quan tao nen 3 thanh phan cd ban la: mang sinh chat, te bao chat va nhan. Cac dai phan tii va bao quan chi thUc hien dUdc chtic nang song vdi moi quan he tUdng tac lan nhau trong to chijic te bao toan ven.

NgUdi ta phan biet 2 dang te bao cau tao nen tat ca cac cd the song: te bao nhan sd (Procaryota) va te bao nhan chuan (Eucaryota).

Cac phan t i i co trong te bao la cac chat vo cd nhu cac muoi vo cd, nUdc va cac chat hQu cd. Cac chat hQu cd be (ddn phan) tap hdp tao thanh cac dai phan tii (trung hdp).

Cac chat dai phan tii (macromolecule): chu yeu la protein va axit nucleic la cac chat trung hdp (hay chat da phan: polimer gom nhieu ddn phan - monomer) co vai tro quyet dinh sU song cua te bao, nhUng chung chi thUc hien dUdc chiic nang cua minh trong to chiic te bao. Cac phan tii va dai phan tii tap hdp lai tao nen cac bao quan.

Bao quan (organella - cd quan nho, hay la organoid - tUdng tii cd quan) la cau true gom cac dai phan tii va phiic hdp tren phan tii co chijic nang nhat dinh trong te bao. V i du, riboxom gom rARN va protein co chiic nang la ndi tong hdp protein. Ty the gom cac photpholipit, protein... co chitc nang la tram nang liidng. Nhan gom mang nhan, nhan con, nhiem sac the. Nhiem sac the gom AD N va protein co chiic nang chiia thong tin di truyen. Nhan con gom ADN, AR N va protein la ndi tong hdp, du trii riboxom...

9

1.4. Da dang sinh vät. Cäc gidi sinh vät

Hê thông song vô cùng da dang. Hiên nay ngUdi ta dä thông kê và mô ta, dät tên khoâng 1,8 triêu loài sinh vât và hàng nam câc nhà khoa hoc phât hiên thêm hàng nghïn loài. NgUdi ta Uôc tinh ràng sô loài sinh vât trên Trài^Dàt cô thê dat tâi con sô’ 30 triêu loài.

Dê cô thé nghiên cûu dUdc sü da dang sinh vât, ông to cüa ngành phân loai hoc Cari Linné tîï nâm 1735 dà sàp xêp câc sinh vât vào bâc phân loai: loài (species) - chi (genus) - ho (fam ily) - bô (order) - löp (class) - ngành (phylum) - giâi (regnum). Ong dà dê' nghi danh phâp nhi phân (binominal) dê dät tên loài, theo dô, tên thû nhàt là chi và tên thû hai là loà i, vi du, loài ngiicfi là Homo sapiens. Loài ngUdi düdc xêp vào chi NgUOi (Homo), ho NgUdi (Homonidae), bô Linh trUcing (Primates), lâp Dông vât cö vü (Mammalia), ngành Cô dây song (Chordata), giôi Dông vât (Animalia). Ong dà phân loai tâ't câ sinh vât biê’t thdi dô vào hai giôi là giôi ThUc vât (Plantae) và giôi Dông vât (Animalia).

Tù nâm 1969, nhà sinh thâi hoc Mÿ R. H. Wittaker càn cû vào câc dàc diém cäu tao cd thé, phUdng thûc dinh dUdng, dê nghi hê thông 5 giôi sinh vât (sd do hinh 1):

Hinh 1. Sa dô phân loai sinh vât theo 5 gidi

10