Thayhienedu.com chia sẽ đến các em Lý Thuyết Sinh Học 10 thống nhất 1 bộ sách trên cả nước là Kết nối tri thức với cuộc sống.
BÀI 8. TẾ BÀO NHÂN THỰC
I. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA TẾ
BÀO NHÂN THỰC
- Kích thước: Lớn hơn tế bào nhân sơ nhiều lần (dao động từ 10
\mum đến 100 \mum).
- Cấu trúc vô
cùng phức tạp:
+ Đã có nhân
chính thức với màng nhân bao bọc ngăn cách chất nhân và tế bào chất.
+ Có hệ
thống nội màng chia tế bào chất thành các xoang riêng biệt.
+ Có chứa các
bào quan có màng bao bọc chuyên hóa cao về chức năng.
+ Có hệ
thống bộ khung xương tế bào vững chắc để nâng đỡ và định hình.
Ví dụ: Các tế bào tạo nên cơ thể con người, động vật,
thực vật hay các loại nấm ăn hằng ngày chính là tế bào nhân thực. Nhờ cấu trúc
phân hóa phức tạp và có màng nhân bảo vệ thông tin di truyền, tế bào nhân thực
có khả năng thực hiện các hoạt động sống chuyên sâu và đa dạng hơn rất nhiều so
với tế bào vi khuẩn (nhân sơ).
II. CẤU TẠO TẾ BÀO NHÂN THỰC
1. Nhân – Trung tâm thông tin của tế bào
- Cấu trúc:
+ Thường có hình
cầu, đường kính khoảng 5 micromet.
+ Được bao bọc
bởi màng kép gồm hai lớp màng phospholipid. Trên màng có
nhiều lỗ màng nhân nhỏ cho phép các chất đi ra/vào nhân.
+ Bên trong
chứa chất nhiễm sắc (gồm DNA liên kết với protein histon)
và nhân con (hạch nhân) là nơi tổng hợp các phân tử rRNA.
- Chức năng:
+ Lưu trữ, bảo
quản và truyền đạt thông tin di truyền.
+ Điều khiển mọi
hoạt động sống của tế bào thông qua việc điều hòa tổng hợp protein.
Ví dụ: Nhân tế bào giống như "Bộ não" hay
"Trung tâm chỉ huy tối cao" của một quốc gia. Mọi bản thiết kế chi
tiết để xây dựng tế bào (DNA) đều được cất giữ cẩn mật trong "lăng
tẩm" (màng nhân), chỉ khi cần mới cho phép sao chép thông tin (phiên mã
tạo mRNA) gửi ra ngoài tế bào chất để thực hiện mệnh lệnh.
2. Ribosome – "Nhà máy" tổng hợp protein
- Cấu trúc:
+ Là bào
quan không có màng bao bọc.
+ Thành phần hóa
học gồm rRNA (80% - 90%) và protein.
+ Gồm hai tiểu
phần: tiểu phần lớn và tiểu phần nhỏ bình thường tách rời, chỉ liên kết lại khi
thực hiện dịch mã.
- Chức năng: Là nơi diễn ra quá trình dịch mã tổng hợp
protein cho tế bào.
Ví dụ: Tế bào tuyến tụy của con người phải sản xuất
liên tục hormone insulin (bản chất là protein) để điều hòa lượng đường trong
máu, do đó các tế bào này sở hữu lượng ribosome khổng lồ (lên tới vài triệu hạt
trên một tế bào) để đáp ứng công suất hoạt động cực lớn.
3. Lưới nội chất – "Bến cảng" và "Nhà máy" tổng hợp sinh học
- Là hệ thống màng
sinh chất gấp nếp tạo thành mạng lưới các ống và xoang dẹp thông với nhau:
|
Đặc điểm |
Lưới nội chất hạt |
Lưới nội chất trơn |
|
Cấu tạo |
Trên bề mặt có đính các hạt ribosome. |
Không có ribosome đính trên bề mặt, gồm hệ thống
ống chia nhánh phong phú. |
|
Chức năng |
Tổng hợp các loại protein màng, protein xuất bào và
protein cấu tạo bào quan. |
Tổng hợp lipid, chuyển hóa đường, dự trữ ion Ca²⁺,
và tham gia khử độc cho tế bào. |
Ví dụ: Khi chúng ta uống rượu bia, tế bào gan của cơ
thể phải hoạt động hết công suất để giải độc cho cơ thể. Do đó, lưới nội chất
trơn ở tế bào gan của người uống nhiều rượu bia thường phát triển rất mạnh mẽ,
phình to và chứa lượng enzyme giải độc dồi dào để thích nghi.
4. Bộ máy Golgi – Nơi phân loại, đóng gói và phân phối sản phẩm
- Cấu trúc: Hệ thống các túi màng dẹp nằm song song nhưng
tách rời nhau hoàn toàn.
- Chức năng: Tiếp nhận các sản phẩm thô (protein, lipid) từ
lưới nội chất, thực hiện biến đổi, hoàn thiện cấu trúc, phân loại, đóng gói vào
các túi vận chuyển (túi tiết) để gửi đến nơi cần thiết hoặc
xuất khẩu ra ngoài màng tế bào.
Ví dụ: Bộ máy Golgi hoạt động hệt như một "Trung
tâm chuyển phát nhanh/Logistics". Hàng hóa từ nhà máy (lưới nội chất) gửi
đến sẽ được bộ máy Golgi dán nhãn địa chỉ (gắn thêm chuỗi đường ngắn tạo
glycoprotein), đóng hộp rồi thuê "shipper" (túi tiết) giao đến đúng
cơ quan đang cần.
5. Lysosome – "Nhà máy" tái chế rác thải của tế bào
- Chức năng: Phân hủy các tế bào/bào quan già yếu, bị tổn
thương, phân giải các đại phân tử hữu cơ và tham gia tiêu hóa thức ăn (ở sinh
vật đơn bào).
Ví dụ: Trong quá trình phát triển của nòng nọc thành
ếch, chiếc đuôi của nòng nọc biến mất hoàn toàn là nhờ hoạt động của lysosome.
Chúng tự vỡ ra và giải phóng enzyme tiêu hủy dần các tế bào đuôi để thu hồi
chất dinh dưỡng nuôi cơ thể ếch lớn lên.
6. Không bào – "Túi bảo dưỡng" đa năng
- Cấu trúc: Bào quan có màng đơn bao bọc.
- Chức năng: Tùy từng loại tế bào và sinh vật:
+ Ở thực vật: Không bào trung tâm lớn chứa nước giúp duy trì
áp suất thẩm thấu (sức trương nước), dự trữ chất dinh dưỡng, sắc tố hoặc chất
độc để tự vệ.
+ Ở động vật
đơn bào: Có không bào co bóp
(bơm nước thừa ra ngoài) và không bào tiêu hóa.
Ví dụ: Khi chúng ta quên tưới nước, cây trồng sẽ bị héo
rũ đi do không bào trung tâm bị rút bớt nước, mất đi sức trương tế bào. Ngay
sau khi được tưới nước đầy đủ, không bào hút nước căng tròn trở lại khiến cây
đứng thẳng vững vàng.
7. Peroxysome – Bào quan giải độc và chuyển hóa lipid
- Cấu trúc: Hình cầu màng đơn, chứa các enzyme phân giải các
chất độc hại như H₂O₂ (peroxide - chất oxi hóa mạnh có hại cho tế bào) thành
H₂O và O₂.
- Chức năng: Bảo vệ tế bào khỏi bị tổn thương bởi các chất
oxi hóa mạnh, tham gia chuyển hóa chất béo.
Ví dụ: Enzyme catalase trong peroxysome hoạt động rất
mạnh ở tế bào gan và thận để nhanh chóng trung hòa các gốc tự do sinh ra từ quá
trình chuyển hóa chất dinh dưỡng hằng ngày.
8. Ti thể – "Nhà máy điện" của tế bào
+ Bao bọc
bởi màng kép: Màng ngoài trơn nhẵn, màng trong gấp nếp tạo thành
các mào (cristae) chứa chuỗi truyền electron hô hấp và phức hệ
tổng hợp ATP.
+ Chất nền
(matrix) bên trong chứa hệ enzyme của chu trình Krebs, phân tử DNA vòng nhỏ và
ribosome riêng giống vi khuẩn.
- Chức năng: Diễn ra quá trình hô hấp tế bào để phân giải
đường thành năng lượng hóa năng dưới dạng phân tử ATP cung cấp
cho mọi hoạt động sống.
Ví dụ: Tế bào cơ tim của người hoạt động co bóp liên
tục không ngừng nghỉ suốt cả cuộc đời, do đó chúng có chứa số lượng ti thể cực
kỳ lớn (khoảng hàng nghìn ti thể trên một tế bào), vượt trội hoàn toàn so với
tế bào da hay xương.
9. Lục lạp – Bào quan hấp thụ năng lượng ánh sáng (chỉ có ở thực vật và tảo)
- Cấu trúc:
+ Bao bọc
bởi màng kép trơn nhẵn.
+ Bên trong có hệ
thống các túi dẹp thylakoid xếp chồng lên nhau tạo thành các
cột grana. Trên màng thylakoid chứa hệ sắc tố quang hợp (chủ yếu là
diệp lục) hấp thụ ánh sáng.
+ Chất nền (stroma)
chứa hệ enzyme quang hợp, DNA và ribosome riêng.
- Chức năng: Hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời, thực hiện
quá trình quang hợp để tổng hợp chất hữu cơ (C₆H₁₂O₆) từ CO₂ và H₂O.
Ví dụ: Lá cây có màu xanh lục bắt mắt là do trong tế
bào lá có hàng triệu lục lạp chứa chất diệp lục. Diệp lục hấp thụ mạnh các tia
sáng màu đỏ và xanh tím, phản xạ lại tia sáng màu xanh lục vào mắt người nhìn.
10. Tế bào chất và bộ khung xương tế bào
a) Tế bào chất: Gồm bào tương (dạng keo chứa nước và các phân tử
sinh học) và các bào quan nằm trong đó.
b) Bộ khung
xương tế bào:
- Chức năng: Làm giá đỡ cơ học giúp duy trì hình dạng tế bào
ổn định, neo giữ các bào quan vào vị trí cố định và hỗ trợ tế bào di chuyển.
c) Trung thể
(chỉ có ở tế bào động vật): Gồm
hai trung tử nằm vuông góc nhau, đóng vai trò hình thành thoi vô sắc điều khiển
sự phân chia nhiễm sắc thể khi tế bào phân chia.
Ví dụ thực tế: Hồng cầu của người bình thường có hình đĩa lõm
hai mặt cực kỳ dẻo dai giúp chúng uốn cong luồn lách qua các mao mạch nhỏ hẹp
mà không bị rách vỡ là nhờ có mạng lưới vi sợi vững chắc của bộ khung xương tế
bào nâng đỡ sát dưới lớp màng sinh chất.
11. Màng tế bào (Màng sinh chất)
- Cấu trúc: Theo mô hình khảm động:
+ Phần khảm: Các phân tử protein màng (protein
xuyên màng và bám màng) đóng vai trò làm cổng vận chuyển chất, thụ thể nhận tin
hoặc neo giữ tế bào.
+ Phần động: Lớp kép phospholipid có đuôi kị
nước quay vào nhau và đầu ưa nước quay ra ngoài, có khả năng di chuyển linh
hoạt tạo tính lỏng lẻo cho màng. Ở tế bào động vật có thêm các phân tử
cholesterol xen kẽ làm tăng độ ổn định của màng.
Ví dụ: Khi phẫu thuật ghép tạng (ví dụ ghép thận), cơ
thể người nhận có thể xảy ra hiện tượng đào thải cơ quan mới. Điều này là do
các phân tử glycoprotein (làm nhiệm vụ nhận diện) trên màng tế bào của thận
hiến tặng bị hệ miễn dịch của người nhận coi là "vật lạ" tấn công. Do
đó, cần tìm người hiến có màng tế bào tương đồng nhất.
12. Thành tế bào
- Chức năng: Bảo vệ cơ học, nâng đỡ tế bào và quy định hình
dạng tế bào của thực vật, nấm luôn vững chắc.
Ví dụ: Các loài cây thân gỗ cao lớn như lim, sến, táu có thể đứng vững kiên cường trước mưa bão lớn là nhờ thành tế bào thực vật của chúng được cấu tạo từ các bó sợi cellulose cực kỳ dẻo dai và bền bỉ kết hợp hóa gỗ vững chắc.