Bài giảng Sinh học đại cương - Chương 1: Tổ chức của cơ thể sống

Chương 1. Tổ chức của cơ thể sống I. Những đặc trưng cơ bản của sự sống Tính ổn định về tổ chức, cấu tạo Hoạt động trao đổi chất: Đồng hóa + Dị hóa Sinh trưởng, phát triển Khả năng vận động Khả năng sinh sản Hoạt động cảm ứng, thích nghi II. Cấu trúc tế bào Cấu trúc chung Tế bào là đơn vị cơ bản của thế giới sống. Cơ thể đơn bào được cấu tạo từ 1 TB; cơ thể đa bào được cấu tạo từ nhiều TB, phân hóa hình thành mô. TB có kích thước nhỏ: 10-20 μ m (tbđv); 30-40 μ m (tbtv); 1 - 3 μ m (tbvk) Sơ đồ cấu tạo chung: + Màng sinh chất: Bao bọc, giới hạn, bảo vệ và tương tác với môi trường + Nhân hoặc vùng nhân: Chứa thông tin di truyền + Tế bào chất: Dạng bán lỏng, nơi diễn ra các f/ư hóa học và h/đ sống của t/b. Chứa nguyên liệu cần thiết và các bào quan chuyên hóa - Có 2 dạng tế bào: t/b tiền nhân (prokaryote) và t/b nhân chuẩn (Eukaryote) 2. Cấu trúc TB Prokaryote Sv prokaryote thuộc giới monera, phổ biến trong các môi trường. Có 2 ngành VK (Bacteria) và tảo lam (Cyanophyta). Nhiều dạng có khả năng cố định nitơ của khí quyển, nhiều dạng gây bệnh nguy hiểm cho những sinh vật khác - TB prokaryote đa dạng, kích thước nhỏ 1-3 μ m , cấu tạo đơn giản. Bao gồm: → + Vách tế bào : dày 8-30nm, b/c peptidoglycan (polysaccarit+ peptid ngắn; một số có lipopolysaccarit). Căn cứ đặc tính bắt màu, phân thành VK Gram dương và VK Gram âm. + Một số VK có roi, tơ + Màng sinh chất : nằm bên trong vách; B/c lipoprotein bao quanh khối TB chất, dạng khảm, nếp gấp, có enzim. + Tế bào chất : Ribosom (70S), Mezosom, thể vùi là các chất dự trữ. VK quang hợp có túi thylacoit. + Vùng nhân : ADN vòng, không có màng giới hạn + Plasmid: ADN vòng ← Mezosom 3. Cấu trúc tế bào Eukaryote Phân biệt TB thực vật với TB động vật Tế bào thực vật Kích thước lớn Có lục lạp, tự dưỡng Chất dự trữ là tinh bột Không bào phát triển Vách TB - xenlulose Tế bào động vật Kích thước nhỏ Ko có lục lạp, dị dưỡng Chất dự trữ là glycogen Ít có không bào Không có vách tế bào a. Màng sinh chất → Màng sinh chất dày 7-10 nm, được cấu tạo từ các phân tử: Photpholipit, protein, cholesterol và hydratcacbon ← → Photpholipit : có tính phân cực (đầu ưa nước và đuôi kỵ nước), xếp thành lớp kép đầu ưa nước hướng ra ngoài và đuôi kỵ nước của 2 lớp hướng vào nhau. Các f/tử có thể di động tự do trong mỗi lớp. Vai trò tạo bộ khung của màng. → Cholesterol : xen giữa các f/tử photpholipit, có vai trò ổn định màng Protein : cấu trúc màng, thực hiện các chức năng sinh học (vận chuyển các chất, thụ quan, enzim ... ). Có 2 loại Pr bám màng và Pr xuyên màng. → Hydratcacbon: dạng chuỗi, bám bề mặt màng, có vai trò chất nhận diện bề mặt tế bào. → Màng sinh chất → Photpholipit ← b. Hệ thống màng trong tế bào * Mạng lưới nội chất MLNC là hệ thống xoang dẹp, thông nhau, liên hệ với màng nhân, màng tế bào Có 2 loại: MLNC có hạt và MLNC trơn MLNC có hạt: có hạt ribosom đính vào mặt ngoài, tổng hợp protein. MLNC trơn: Không có ribosom, có nhiều enzim, tổng hợp lipit là chủ yếu * Thể golgi Gồm một chồng các xoang dẹp (xitec), phân bố xung quanh nhân, cạnh MLNC có hạt Ở thể golgi Pr + Hydratcacbon tạo glycoprotein. Các SF được bao gói, bài xuất ra ngoài Trong túi chứa Pr, lipit, photpholipit (tbđv); hoặc xenlulo se , pectin (tbtv). Chức năng: Hoàn thiện, bao gói các SF của TB để bài xuất ra ngoài, hoặc cung cấp nguyên liệu tạo MSC, hệ enzim cho lizosom * Ly z o s om → Dạng túi được tạo thành từ thể golgi, chứa các enzim thủy phân mạnh Chức năng: Tiêu hóa nội bào, phân hủy thức ăn thực bào và các bào quan hỏng; phân hủy tế bào chết (hiện tượng biến thái) *Peroxisom Dạng túi, chứa các enzim oxy hóa Chức năng: Oxy hóa các hợp chất hữu cơ (H 2 O 2 → H 2 O + O 2 ); ở động vật, bào quan này có nhiều ở tế bào gan, tb thận. Ở thực vật có vai trò tiêu độc, tăng cường hô hấp ← c. Các bào quan * Ty thể - Dạng hình bầu dục, kích thước 2-5 μ m x 0,5-1 μ m, số lượng thay đổi tùy theo loại tế bào (50-1000), tuổi thọ 10-20 ngày. → Cấu tạo : Bao bọc bởi 2 lớp màng ngoài và màng trong, bên trong là chất nền → Màng ngoài: Trơn, 60% Pr +40% lipit Màng trong: Gấp nếp tạo mào răng lược, 80% Pr + 20% lipit. Có hệ truyền điện tử, kênh Pr đặc biệt có enzim xúc tác tổng hợp ATP. Trong xoang mào răng lược [H + ] > chất nền Chất nền: Chứa các enzim của chu trình Krebs, ribosom, ADN dạng vòng Chức năng: Chuyển hóa năng lượng trong hô hấp tế bào, tổng hợp ATP Tham gia quá trình di truyền tế bào chất * Lạp thể Có ở tb thực vật, 3 loại là bột lạp, sắc lạp và lục lạp Bột lạp: Chủ yếu chứa tinh bột. Có nhiều ở củ, rễ, hạt. Vai trò dự trữ chất dinh dưỡng Sắc lạp: Chứa sắc tố (trừ diệp lục), thường chứa xantofin (màu vàng) và carotinoit (màu đỏ da cam). Có nhiều ở hoa, quả, lá. Vai trò tạo màu sắc. Lục lạp: Quan trọng nhất đối với thực vật và sự sống trên trái đất. * Lục lạp → Cấu tạo : Dạng hạt, kích thước 4-10 μ m , bao bởi 2 lớp màng cơ bản. Có các túi thylacoit dạng đĩa dẹt, xếp chồng lên nhau tạo cột grana, các cột nối với nhau bằng các phiến. Các sắc tố quang hợp, chuỗi truyền điện tử, enzim tổng hợp ATP gắn trên màng thylacoit. Trong chất nền có ADN dạng vòng, ribosom, enzim xúc tác f/ư pha tối và SF của quang hợp Chức năng : hấp thụ năng lượng AS tổng hợp hydratcacbon; tham gia di truyền tế bào chất Lục lạp ← * Ribosom Thực hiện sinh tổng hợp protein trong tế bào Định khu mặt ngoài MLNC có hạt, mặt ngoài màng nhân, tự do trong tế bào chất Thành phần: Pr + ARNr Có 2 tiểu phần (40S, 60S), không h/đ rời nhau, h/đ kết hợp Có các vùng lk với ARN: Vùng lk với ARNm, vùng lk với ARNt *Trung tử Chỉ có ở tế bào động vật Gồm một đôi xếp trực giao với nhau, nằm gần nhân Cấu tạo bởi 9 nhóm bộ 3 ống siêu vi xếp theo hình tròn Vai trò: Trong phân bào, là tiêu điểm hình thành thoi tơ vô sắc, tâm điểm hình thành nhân tb con * Nhân và nhiễm sắc thể Nhân tế bào → Cấu tạo : Thường có dạng cầu, bao gồm màng nhân, dịch nhân và hạch nhân + Màng nhân: 2 lớp màng cơ bản, có lỗ nhân (đ/k 50-100nm) được điều tiết = phức pr. Màng ngoài có ribosom, xoang màng nhân thông với xoang MLNC + Dịch nhân: Keo lỏng, chứa NST (vật chất DT), chất hữu cơ, ion, enzim tổng hợp ADN và ARN + Hạch nhân: Không có màng bao bọc, có ARN, ADN và protein. Vai trò tổng hợp ARNr để tạo Ribosom - Chức năng : Kiểm soát và điều hòa các h/đ của TB; mang thông tin DT và truyền đạt thông tin DT cho TB con Nhân tế bào ← Nhiễm sắc thể → NST là những sợi nhỏ, có độ dài, hình dạng khác nhau, thấy rõ khi TB phân chia Cấu tạo từ ADN và Protein, đa phân với các đơn phân là nucleosom Nucleosom gồm lõi có 8 f/tử Pr histon và đoạn ADN (146 cặp Nu) quấn quanh tạo dạng hạt. Các Nucleosom nối với nhau = Pr histon H1 và đoạn ADN (100 cặp Nu), tạo chuỗi hạt, xoắn lại tạo sợi nhiễm sắc Khi TB chuẩn bị phân chia, NST co xoắn nhờ protein phi histon, NST kép Trong mỗi TB có số lượng NST nhất định, đặc trưng cho loài (người 46 NST, chuột 40 NST) Nhiễm sắc thể ← III. Tổ chức cấu tạo cơ thể đa bào - Mô 1. Định nghĩa : Mô = Tập hợp tế bào được biệt hóa cùng chức năng; thường có hình thái giống nhau và ở cùng vị trí. 2. Phân loại : Mô động vật: Biểu mô; mô liên kết; mô máu; mô cơ; mô thần kinh & mô sinh sản Mô thực vật: Mô phân sinh; mô bì; mô dẫn & mô cơ bản 3. Các loại mô thực vật a. Mô phân sinh → Gồm các tế bào có khả năng phân chia mạnh = Vùng sinh trưởng TB phân chia 1 TB fân chia tiếp & 1TB fân hóa Mô fân sinh sơ cấp: Đỉnh chồi, đầu rễ = Đỉnh sinh trưởng. Các loại: Nguyên bì, MPS cơ bản, tầng trước phát sinh Mô phân sinh thứ cấp: Nguồn gốc từ mô Fân sinh sơ cấp; nằm ở bên = Mô phân sinh bên: Tầng phát sinh, vỏ trụ & tầng sinh bần Chức năng: Giúp TV sinh trưởng, sinh trưởng suốt đời. Phân hóa hình thành các mô chuyên hóa ← b. Mô dẫn → Hệ thống = Xylem (trong), Floem (ngoài) Mô dẫn sơ cấp: Hình thành từ tầng trước fát sinh, tạo trụ của thân + Floem sơ cấp: Ống rây, TB kèm, TB sợi & TB mô mềm + Xylem sơ cấp: Quản bào, yếu tố mạch, TB sợi & TB mô mềm Mô dẫn thứ cấp hình thành do sinh trưởng thứ cấp. Một số TB trước phát sinh tạo tầng phát sinh bên (tượng tầng). + Floem thứ cấp nằm ngoài tầng phát sinh; dần bị đẩy ra ngoài + Xylem thứ cấp nằm trong tầng phát sinh; dần bị ép vào trong (từng lớp), lõi trong=gỗ * Chức năng: Vận chuyển chất dinh dưỡng, nước, khoáng. Xylem dẫn truyền nước, khoáng; Floem dẫn truyền chất hữu cơ. Chống đỡ cho cây Mô dẫn ← c. Mô bì Bao bên ngoài; bảo vệ các cơ quan bên trong. Gồm 2 loại: Mô bì sơ cấp = Biểu bì: Tầng TB hình phiến, xếp sát nhau,vách ngoài phủ Cuticun.Biểu bì phủ phần đỉnh non. Một số t/b biểu bì chuyên hóa (lông hút, đóng mở khí khổng) Mô bì thứ cấp = Chu bì: Thay thế lớp biểu bì bị bong.Gồm các TB nhỏ có vách thấm suberin → tầng bần. Thân già mô bần bong ra, t/b bần mới được sinh ra từ tầng sinh bần d. Mô cơ bản Có 3 loại: mô mềm, mô dày, mô cứng Mô mềm : TB kích thước lớn, vách mỏng, khoảng gian bào lớn, chứa các chất dinh dưỡng, tinh thể muối; ở lá chứa lục lạp. Chức năng: Quang hợp, dự trữ, năng đỡ Mô dày : TB vách dày, nằm ở mặt vỏ thân, gân cuống lá. Thường chứa lục lạp. Bảo vệ & nâng đỡ Mô cứng = các TB chuyên hóa năng đỡ. TB có vách thứ cấp dày chứa lignin (hóa gỗ), mất nội chất sống. Dạng sợi kéo dài xen giữa các TB khác, dạng phân nhánh ngắn nằm trong lớp vỏ của hạt, quả. 4. Các loại mô động vật  a. Biểu mô Nguồn gốc từ 3 lá phôi Các TB xếp sát nhau, l/k chặt; phủ bề mặt hay xoang cơ thể, xoang cơ quan rỗng; tạo các tuyến. Theo chức năng: có 2 loại - Biểu mô phủ : Hình thái đa dạng; Đơn/Tầng Biểu mô tuyến : Tiết các chất-Các tuyến (tuyến nội tiết/ngoại tiết). Tế bào thường có dạng hình khối. * Chức năng: bảo vệ, tương tác giữa cơ thể và môi trường; chất tiết của biểu mô có vai trò quan trọng đối với hoạt động sống của ĐV b.Mô liên kết Nguồn gốc từ lá phôi giữa, các t/b xếp thưa nhau, gian bào có lượng lớn chất cơ bản (keo glucoprotein) Phân loại: 3 loại Mô LK sợi: TB liên kết + chất cơ bản (gel protein và mucopolysaccarit) + mạng lưới sợi collagen, sợi võng, sợi chun → Mô sụn: TB sụn + chất cơ bản đặc, đàn hồi không có mạch máu và dây TK → Mô xương: → + Chất cơ bản rắn chắc gồm 70% chất khoáng (Ca,P) +30% chất hữu cơ (Pr và mucopolysaccarit), còn có các sợi tạo keo + Ống have chứa mạch máu + dây TK + Các TB xương nằm xung quanh ống have, liên hệ nhau = chồi sinh chất. → X ương rắn chắc, đàn hồi, có độ bền cao + Có hốc tủy chứa tủy xương. Chức năng của mô LK Liên kết các cơ quan với nhau, trục chống đỡ cơ thể, bảo vệ nội quan, tạo bộ khung cho cơ thể Mô xương ← Mô động vật ← c. Mô cơ Nguồn gốc lá phôi giữa. Có khả năng co dãn; Có 3 loại cơ: Cơ trơn : Hình thoi, 1 nhân, cấu tạo thành nội quan, co chậm, TKTV chi phối, co không theo ý muốn Cơ vân : Hình ống, nhiều nhân, vân sáng - vân tối, cơ vận động và thành cơ thể, co nhanh, TK ĐV chi phối, hoạt động theo ý muốn Cơ tim : Hình ống, nhiều nhân, vân sáng-vân tối, cấu tạo thành tim,TKTV và Tktự động chi phối, co không theo ý muốn. Chức năng: vận động, cấu thành cơ quan, cơ thể, hoạt động các cơ quan d. Mô máu → Chất cơ bản dạng lỏng. Gồm huyết tương và huyết cầu Huyết tương lỏng, nhớt, tỷ trọng 1,03. Vai trò vận chuyển các chất dưới dạng hòa tan hoặc gắn với Pr. Tp của huyết tương = 90% là nước + 10% VCK (Pr 6-8% gồm: Albumin, globulin, fibrinogen; đường, lipit) Huyết cầu: Hồng cầu chứa Hemoglobin v/c O 2 và CO 2 . Bạch cầu (TT, ưa axit, ưa kiềm, monocyte, lymphocyte) có vai trò bảo vệ cơ thể. - Tiểu cầu có vai trò quan trọng đối với q/t đông máu Chức năng: V/c chất dinh dưỡng, chất khí; trao đổi chất giữa t/b với môi trường; bảo vệ cơ thể; vai trò trong q/t đông máu. e. Mô thần kinh → Nơron: Thân + sợi tk (sợi nhánh, sợi trục) → Sợi thần kinh: Sợi trần không có bao myelin và Sợi có bao myelin (bao myelin bị gián đoạn bởi eo Ranvie) Dây TK có 3 loại: Dây hướng tâm / ly tâm / pha Xinap là nơi truyền xung TK từ TBTK này sang TBTK khác hoặc TB cơ, TB tuyến. Cấu tạo xinap: Màng trước (nhiều túi nhỏ chứa chất môi giới TK)- khe (20-25nm)-màng sau (thụ quan tiếp nhận chất môi giới TK). → Hướng dẫn truyền xung thần kinh:ở TBTK từ Sợi nhánh- thân-Sợi trục. Ở xinap: màng trước – màng sau Chức năng: Tiếp nhận và xử lý các thông tin, điều khiển các hoạt động của cơ thể Tế bào thần kinh ← Xinap ← g. Mô sinh sản Gồm các tế bào có vai trò trong sự sinh sản Trứng: Hình cầu, bầu dục. Không chuyển động; thường chứa lượng lớn noãn hoàng (dinh dưỡng) Tinh trùng: Kích thước nhỏ. Dạng nòng nọc-Đầu chứa nhân, cổ &đuôi (vận động) → Các tế bào máu ← Sự hình thành tinh trùng ← Tế bào thần kinh ←