Bài giảng Sinh học di truyền - Chương 1 Sinh học tế bào

CHƯƠNG I: SINH HỌC TẾ BÀOBÀI 2: CẤU TRÚC TẾ BÀO SƠ HẠCH VÀ CHÂN HẠCHI. Tế bào Prokaryota:1. Hình dạng, kích thước:Gồm các vi khuẩn (bacteria) và vi khuẩn lam (cyanobacteria) Một vài µm -> vài chục µmHình cầu (cầu khuẩn Coccus) Hình que (trực khuẩn Baciluss) Hình xoắn (xoắn khuẩn Spirillum). I. Tế bào Prokaryote:2 Cấu tạo:Màng tế bàoMàng bào tương ADN trần dạng vòngVỏ bọcMesosomeRibosomeRoiLôngI. Tế bào Prokaryota:2.1 Vỏ bọc (nang, capsule)Được hình thành do một số chất hữu cơ do vi khuẩn tiết ra bao quanh vách tế bào làm thành một lớp nhầy có chức năng bảo vệ.Lớp nhầy có thể rất dày hoặc rất mỏng, có khi bao cả một chuỗi gồm nhiều vi khuẩn.I. Tế bào Prokaryota:2.2. Màng (thành) tế bào:Là màng bao quanh và ngăn cách bào tương với MTBMang kháng nguyên của VKĐộ cứng của vách là nhờ các tính chất của peptidoglycan.Phản ứng nhuộm màu tím người ta phân biệt được hai loại vi khuẩn gram dương hấp thụ và giữ lại màu, gram âm không nhuộm màu. I. Tế bào Prokaryota:2.3. Màng bào tương - Nằm dưới MTB, ngăn cách bào tương với MTB -Có những chỗ lõm vào, gấp nếp gọi là mesosome. - Có tính thẩm thấu chọn lọc.- Chứa nhiều loại enzyme hô hấp, enzyme của chu trình Krebs.Vai trò trong sinh tổng hợp protein và trong sinh sản của vi khuẩn. I. Tế bào Prokaryota:2.4. Bào tươngChứa ribosome, các thể vùi, protein, lipid, glycogen, ARN.Phần lớn vi khuẩn quang hợp chứa chlorophyl gắn với màng hay các phiến mỏng. Một số vi khuẩn có ADN nhỏ dạng vòng gọi là plasmid . I. Tế bào Prokaryota2.5. Miền nhân- Không được giới hạn bởi màng nhân - ADN trần dạng vòngII. Tế bào Eukaryota- Gồm sinh vật nguyên sinh, nấm, thực vật và động vật. Gồm 3 thành phần chính: Màng tế bàoTế bào chất Nhân. II. Tế bào Eukaryota1. Cấu trúc và chức năng MTB- MTB và hệ thống màng nội bào có bản chất là MSC- MSC đều có cấu tạo chung là màng lipoprotein.- Thành phần hóa học gồm lipid, protein, carbohydrate.II. Tế bào Eukaryota1. Cấu trúc và chức năng MTB1.1. Cấu trúc MTB- 100Ao, hai lớp sẫm song song kẹp ở giữa là một lớp nhạt. - Lớp nhạt là lớp phân tử kép lipid, hai lớp sẫm chủ yếu do phần ưa nước của các phân tử protein tạo nên.55%25-30%II. Tế bào Eukaryota1. Cấu trúc và chức năng MTB1.1. Cấu trúc MTB1.1.1. Cấu trúc lipid MTBLớp phân tử kép lipid.Có 2 loại: phospholipid và cholesterol.Mỗi loại phân tử đều có 2 đầu: một đầu ưa nước quay ra ngoài TB hoặc vào trong bào tương, đầu còn lại kỵ nước quay vào giữa – nơi tx hai lớp phân tử lipid.II. Tế bào Eukaryota1. Cấu trúc và chức năng MTB1.1. Cấu trúc MTB1.1.1 Cấu trúc lipid MTBPhospholipid:Ít tan trong nước.Có nhiều loại phospholipid, chiếm khoảng 55% lipid MTB.Xoay xung quanh trục, theo hàng ngang, hoặc sang lớp đối diện -> tính lỏng linh động của TBNền tảng cơ bản của MSC.Tham gia vận chuyển vật chất qua màngII. Tế bào Eukaryota1. Cấu trúc và chức năng MTB1.1. Cấu trúc MTB1.1.1. Cấu trúc lipid MTBCholesterol:Là steroid trung tínhNằm xen kẽ các phospholipid và rải rác trong hai lớp lipid của màng.Chiếm 25 – 30% thành phần lipid MTB.II. Tế bào Eukaryota1. Cấu trúc và chức năng MTB1.1. Cấu trúc MTB1.1.2. Cấu trúc protein MTB- Đảm nhận chức năng đặc hiệu của MTB.Gồm 2 loại: + protein xuyên màng (glycophorin, protein band3 xuyên màng) + protein ngoại vi (fibronectin, spectrin, ankyrin, band4.1)-> Dẫn truyền nước và các chất qua màng.-> Thụ quan tiếp nhận dẫn truyền thông tin-> Protein ngoại vi xác định hình dạng TB, liên kết MTB với khung xương TB tạo khung nâng đỡ bên trong MTB.II. Tế bào Eukaryota1. Cấu trúc và chức năng MTB1.1. Cấu trúc MTB1.1.3. Carbohydrate MTBTồn tại dạng oligosaccharide, kết hợp với protein màng hoặc lipid màng.Góp phần gấp nếp protein tạo cấu trúc bậc 3.Góp phần làm hầu hết tế bào ĐV tích điện âm.Tạo lớp áo TB bởi sự glycosyl hóaII. Tế bào Eukaryota1. Cấu trúc và chức năng MTB1.1. Cấu trúc MTB1.1.4. Sự hình thành MTBSinh ra từ màngĐược tổng hợp từ lưới nội sinh chất có hạt: lipid đc tổng hợp từ lưới NSC có hạt, protein từ lưới NSC có hạt và rb tự do, carbohydrate từ TBC và các túi Golgi.II. Tế bào EukaryotaCấu trúc và chức năng của MTB1.1. Chức năng MTBBao bọc tế bào, phân cách tế bào với môi trường bên ngoài.Thực hiện trao đổi nước và trao đổi vật chất giữa TB và mt..Các receptor nhận thông tin chuyển cho TB.Trao đổi thông tin qua màngXử lý thông tinCố định các chất độc, dược liệu, virus tạo sự đề kháng của TB.II. Tế bào Eukaryota2. Vách tế bào và vỏ tế bào2.1. Vách tế bào TV- Phức hợp polisaccharide cellulose dưới dạng các sợi dài. - Các sợi cellulose được gắn với nhau nhờ chất nền của các carbohydrate khác, chủ yếu là pectin và hemicellulose. - Trên vách có nhiều lỗ - Gồm có phiến giữa, vách sơ cấp và vách thứ cấp. - Vách tế bào vi khuẩn, nấm: chitin; một phần vách tế bào vi khuẩn còn có peptidoglycan (murein).- Tế bào thực vật: cellulose ĐạoPhiến giữaMàng sinhchấtABII. Tế bào Eukaryota2. Vách tế bào và vỏ tế bào2.2. Vỏ tế bào ĐVCác carbohydrate liên kết hóa trị với protein hoặc lipid tạo glycoprotein hoặc glycolipid -> glycocalyx nằm ngoài màng đôi lipid.Glycocalyx có những điểm nhận diện trên bề mặt TB -> giúp TB phân biệt chủng loại.II. Tế bào Eukaryota3. Tế bào chất- Phần bao quanh nhân và các bào quan, được giới hạn với vách bởi màng sinh chất - Bao gồm dịch tế bào chất, các thể vùi, các bào quan và các thành phần khác.II. Tế bào Eukaryota4. Nhân- Mỗi TB thường có 1 nhân.- Gồm: màng nhân, dịch nhân, NST và hạch nhân (nhân con).Lỗ nhânMàng nhânChất nhânNhân conMàng trongMàng ngoàiLỗ nhânII. Tế bào Eukaryota4. NhânMàng nhân ngoài: vùng đặc biệt của lưới nội chất có Rb bám vào, nối liền với màng LNC -> tái tạo màng.Khoảng quanh nhân: thông với lưới nội chất hạt và thông ra ngoài TB.Màng nhân trong: MSC + lamina; Lamina làm giá đỡ màng nhân + nơi bám các sợi chromatin ở vùng ngoại vi của nhân.Lỗ màng nhân: giúp v/c các chất hòa tan trong nước di chuyển qua lại giữa nhân và TBC, protein ở TBC.CHƯƠNG I: SINH HỌC TẾ BÀOBÀI 3: SỰ TRAO ĐỔI CHẤT QUA MÀNG TẾ BÀOI. VẬN CHUYỂN THẤMVận chuyển thụ động Các phân tử nhỏ hòa tan trong nước -> hòa vào lớp lipid kép -> đi qua màng và hòa vào dd nước bên kia màng. Ít sự đặc hiệu. Vd: Các chất bé ko phân cực như O2, CO2, NO vận chuyển trực tiếp qua màng. I. VẬN CHUYỂN THẤMVận chuyển thụ động1.1. Đặc điểm:Chất vận chuyển ko bị biến đổi hóa học.Chất vận chuyển ko kết hợp với chất khác.Vận chuyển ko cần năng lượng.Phụ thuộc gradient nồng độ hay điện thế.Vận chuyển theo 2 chiều.I. VẬN CHUYỂN THẤMVận chuyển thụ động1.2. Điều kiện:- Gradient nồng độ+ mt nhược trương: nồng độ chất hòa tan trong mt thấp hơn trong tế bào -> tb bị trương nước.+ mt ưu trương: nồng độ chất hòa tan trong mt cao hơn trong tế bào -> tb bị mất nước.+ mt đẳng trương: nồng độ chất hòa tan trong mt bằng với bên trong tế bào -> mt sinh lý cần cho sự sống tb.I. VẬN CHUYỂN THẤMVận chuyển thụ động1.2. Điều kiện:Gradient nồng độNhânMàngKhông bàoLục lạpVáchI. VẬN CHUYỂN THẤMVận chuyển thụ động:1.2. Điều kiện: Các chất càng bé càng dễ vận chuyển qua màng. Các chất phân cực và tích điện khó qua màng. Các chất hòa tan trong lipid dễ vận chuyển qua màng.Dung dịch nhược trươngDung dịch ưu trươngPhân tử chất hòa tanNgăn thứ nhấtNgăn thứ haiMàng thấm chọn lọcI. VẬN CHUYỂN THẤMVận chuyển thụ động:VC thụ động: phương thức VC các chất qua MSC mà không tiêu tốn năng lượng Nguyên lý: khuếch tán các phân tử từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấpI. VẬN CHUYỂN THẤM2. Vận chuyển có trung gianLà v/c thụ động nhưng có protein xuyên màng trợ giúp.I. VẬN CHUYỂN THẤM2. Vận chuyển có trung gian2.1. Đặc điểm: Phải có 1 protein màng tiếp nhận và làm vận tải viên. Ko cần năng lượng của tb. Theo gradient nồng độ V/c theo 2 chiềuI. VẬN CHUYỂN THẤM2. Vận chuyển có trung gianVd: vận chuyển Glucose qua màng hồng cầu.Vận tải viên: protein xuyên màng – glucose permase.D- glucose liên kết permase tạm thời -> permase biến dạng -> đẩy Glucose vào hồng cầu.Glucose vào TBC phosphoryl hóa thành glucose 6 phosephate.I. VẬN CHUYỂN THẤM3. Vận chuyển chủ động qua màng3.1 Đặc điểm:Có protein vận tảiCần tiêu tốn năng lượngCó thể đi ngược gradient nồng độ hay điện thế.Vận chuyển chỉ theo 1 chiềuI. VẬN CHUYỂN THẤM3. Vận chuyển chủ động qua màng3.2. Ví dụ: Bơm Na+K+Vận tải viên: Na+K+ATPaseI. VẬN CHUYỂN THẤM3. Vận chuyển chủ động qua màng:3.2. Ví dụ: Bơm Na+K+Cấu tạo Na+K+ATPase:1 phân đơn vị lớn xúc tác vận chuyển qua màng1 phân đơn vị nhỏ hơn là glucoproteinI. VẬN CHUYỂN THẤM3. Vận chuyển chủ động qua màng:3.2. Ví dụ 2: Bơm Ca2+ Vận tải viên Ca2+ATPase (protein màng LNC nhẵn và màng hồng cầu). + Ở hồng cầu: Bơm này đẩy Ca2+ ra khỏi hồng cầu+ Tb cơ: Bơm Ca2+ vào LNC nhẵn – co duỗi, bơm trả Ca2+ cho TBC – cơ co II. Ẩm thực bàoChất tanThực bào Ẩm bàoMàng sinh chấtII. Ẩm thực bào Nội thực bàoGiống ẩm bào nhưng mồi là đặc hiệu, phải có ổ tiếp nhận (receptor) nhận diện mồi.Mồi được ổ tiếp nhận nhận diện dưới dạng liên kết tạm thời gọi là phức hợp mồi- ổ tiếp nhận.II. Ẩm thực bào Nội thực bàoỔ tiếp nhận thành phần chính là protein hay phức hợp protein.Nội thực bào có một loại đặc biệt để nhận những chất đặc biệt và giao theo địa chỉ chính xác.Túi của loại này gọi là túi áo (acantosom)II. Ẩm thực bàoNội thực bàoII. Ẩm thực bào4. Ngoại xuất bàoThải các đại phân tử qua MTBSản phẩm tiết raMàng sinh chấtHình 7. Xuất bàoCHƯƠNG I: SINH HỌC TẾ BÀOBÀI 4: CHU KỲ TẾ BÀO VÀ SỰ PHÂN CHIA TẾ BÀOChu kì tế bào và phân bào nguyên nhiễmChu kì tế bào-Là khoảng thời gian giữa 2 lần phân bào S: Nhân đôi ADN va NST (NST kép) G2: Tổng hợp những gì còn lại Quá trình nguyên phân Phân chia tế bào chấtKì trung gianG1: Tổng hợp chất cho sự sinh trưởngPhân chia nhânChu kì tế bào và phân bào nguyên nhiễm1. Chu kì tế bào và phân bào nguyên nhiễm Sự phân chia tế bào 1. Sự phân nhânGồm 4 giai đoạn chính:Kỳ đầu (prophase) Kỳ giữa (metaphase) Kỳ sau (anaphase)Kỳ cuối (telophase) 1. Chu kì tế bào và phân bào nguyên nhiễm Phân chia tế bào1 Sự phân nhânKỲ ĐẦUKỲ SAU1. Chu kì tế bào và phân bào nguyên nhiễmPhân chia tế bào1. Sự phân nhânKỲ GIỮAPhân chia tế bào1 Sự phân nhânMặt phẳng xích đạo1. Chu kì tế bào và phân bào nguyên nhiễmKỲ CUỐIPhân chia tế bào1 Sự phân nhân1. Chu kì tế bào và phân bào nguyên nhiễmTẾ BÀO ĐỘNG VẬTTẾ BÀO THỰC VẬT1. Chu kì tế bào và phân bào nguyên nhiễmPhân chia tế bào1 Sự phân chia tế bào chất: Sau khi hoaøn taát vieäc phaân chia vaät lieäu di truyeàn, TBC baét ñaàu phaân chiaTừ 1 tế bào mẹ hình thành 2 tế bào con, có bộ NST giống mẹTái tạo mô và cơ quan bị tổn thươngỞ sinh vật nhân thực đa bào: NP làm tăng số lượng tế bào giúp cơ thể sinh trưởng và phát triểnỞ SV sinh dưỡng: NP là hình thức sinh sản tạo ra các cá thể con có kiểu gen giống mẹ2. Phân bào nguyên nhiễm2. Phân bào giảm nhiễm2.1. Lần phân chia thứ nhất Kì đầu ITrao đổi chéo là hiện tượng các NST kép trong cặp NST tương đồng có thể trao đổi các đoạn chromatide với nhau. 2. Phân bào giảm nhiễm2.1. Lần phân chia thứ nhấtKì đầu IKì giữa I2.1. Lần phân chia thứ nhất2. Phân bào giảm nhiễmĐiều này có gì khác biệt so với kì giữa của nguyên phân ?Mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắcNguyên phânGiảm phânKì sau I2.1. Lần phân chia thứ nhất2. Phân bào giảm nhiễmĐiều này có gì khác biệt so với kì sau của nguyên phân ?Nguyên phânGiảm phânKì cuối I2. Phân bào giảm nhiễm2.1. Lần phân chia thứ nhấtCác kì Giảm phân I Kì đầuCác NST kép bắt đôi với nhau theo từng cặp tương đồng rồi co xoắn lại. -Thoi vô sắc được hình thành . -Màng nhân và nhân con dần biến mấtKì giữaCác NST kép co xoắn cực đại di chuyển về mặt phẳng xích đạo thành 2 hàng .- Thoi vô sắc từ các cực của tế bào chỉ đính vào 1 phía của mỗi NST kép trong cặp tương đồng.Kì sauMỗi NST kép trong cặp tương đồng di chuyển theo dây tơ vô sắc về mỗi cực của tế bàoKì cuốiNST giãn xoắn một phần, màng nhân, nhân con dần xuất hiện,thoi vô sắc tiêu biến, sau đó là quá trình phân chia tế bào chấtKết quả của giảm phân ITạo ra 2 Tb con với bộ NST giảm đi 1 nửa.1 TB(2n) 2 TBcon (n kép)GP IKì xen kẽ II2.2. Lần phân chia thứ hai2. Phân bào giảm nhiễmKì giữa II2. Phân bào giảm nhiễm2.2. Lần phân chia thứ haiKì sau II 2. Phân bào giảm nhiễm2.2. Lần phân chia thứ haiKì cuối II2.2. Lần phân chia thứ hai2. Phân bào giảm nhiễm2 TB( n kép) 4 TB(n đơn)Kết quả giảm phân II Kì đầu IIKì giữa IIKì sau IIKì cuối IIGP II1 tế bào lưỡng bội (2n) -> 4 tế bào con đơn bội (n).Đảm bảo cho sự giảm số lượng NST trong tế bào sinh dục. Giảm phân kết hợp thụ tinh tạo các cá thể con có tổ hợp NST gồm một số lưỡng bội nhất định các NST cùng nguồn, được ổn định từ thế hệ này sang thế hệ khác.Hiện tượng bắt chéo NST ở kỳ trước I làm tái tổ hợp gen -> tăng biến dị trong sinh giới.2. Phân bào giảm nhiễmCHƯƠNG I: SINH HỌC TẾ BÀOBÀI 6: SỰ CHẾT TẾ BÀO CÓ CHƯƠNG TRÌNH (APOPTOSIS)1. Khái niệmSự chết tế bào có chương trình (Apoptosis) là hiện tượng tế bào bị chết nhưng MTB vẫn còn nhưng sần sùi, nhân kết đặc lại -> tế bào bị teo lại.2. Sự biểu hiện của Apoptosis2. Sự biểu hiện của ApoptosisChất thu nhận nhận tín hiệu chết -> enzyme kích thích lẫn nhau và cắt những thành phần của tế bàoPhá hủy khung xương nhânPhá hủy enzyme nhân đôi và enzyme nhân đôi ADNHoạt hóa enzyme cắt ADNKết dính các tế bàoChuyển phospholipid bên trong MTB ra ngoài -> lôi cuốn thực bào2. Sự biểu hiện của ApoptosisBiểu hiện của tế bào:Teo nhânKết đặc chromatinNgừng sửa chửa ADNEnzyme cắt ADN hoạt động -> tan rã khung xương tế bàoDính tế bào thành một khốiTín hiệu trên tế bào cho thực bào.2. Sự biểu hiện của ApoptosisHình thái: MTB sần sùi và lồi raNhân tế bào bị phá vỡ, mảnh ADN được thoát raTế bào vỡ ra và chết3. Ý nghĩa- Quá trình sinh lý đảm bảo sự sinh trưởng và phát triển hài hòa trong thời gian phát triển phôi và bảo vệ cơ thể, thay thế mô ở cơ thể trưởng thành.TB mô lát: chết sau 2-3 ngày sau khi sinh raTB biểu bì: 2-3 tuầnVai trò trong miễn dịch:+ Bạch cầu đa nhân trung tính: chết sau 24 giờ+ Bạch cầu lympho bị tự sát cung TB đíchGđ phôi, chết có CT + phân bào xảy ra đồng thời -> đảm bảo mô phát triển hài hòa