›
›
›

Tài liệu tham khảo môn Sinh học Lớp 10 theo chương trình mới

pdf 76 trang hoahoa 20/05/2024 750
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tài liệu tham khảo môn Sinh học Lớp 10 theo chương trình mới", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdftai_lieu_tham_khao_mon_sinh_hoc_lop_10_theo_chuong_trinh_moi.pdf

Nội dung text: Tài liệu tham khảo môn Sinh học Lớp 10 theo chương trình mới

  1. TÀI LIỆU THAM KHẢO SINH HỌC 10 THEO CHƯƠNG TRÌNH MỚI BIÊN SOẠN: Tiến sĩ Đỗ Thanh Tuân GVC Đại học Y Dược Thái Bình THÁI BÌNH, 8- 2023 1
  2. BIÊN SOẠN: TS ĐỖ THANH TUÂN Bài 1. Các cấp tổ chức của thế giới sống I. CÁC CẤP TỔ CHỨC CỦA THẾ GIỚI SỐNG - Thế giới sinh vật được tổ chức theo thứ bậc chặt chẽ. - Tế bào là đơn vị cơ bản cấu tạo nên mọi cơ thể sinh vật. - Các cấp tổ chức cơ bản của thế giới sống bao gồm: tế bào, cơ thể, quần thể, quần xã và hệ sinh thái. II. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA CÁC CẤP TỔ CHỨC SỐNG 1. Tổ chức theo nguyên tắc thứ bậc - Nguyên tắc thứ bậc: tổ chức sống cấp dưới làm nền tảng để xây dựng nên tổ chức sống cấp trên. - Đặc tính nổi trội: là đặc điểm nổi bật riêng của một cấp tổ chức được hình thành do sự tương tác giữa các bộ phận cấu tạo nên chúng. Đặc diểm này không thể có được ở cấp tổ chức nhỏ hơn. - Những đặc điểm nổi trội đặc trưng cho thế giới sống: trao đổi chất và năng lượng, sinh trưởng và phát triển, sinh sản, cảm ứng, khả năng tự điều chỉnh cân bằng nội môi, tiến hóa thích nghi với môi trường. 2. Hệ thống mở và tự điều chỉnh - Hệ thống mở: Sinh vật ở mọi cấp độ tổ chức đều không ngừng trao đổi chất và năng lượng với môi trường. Sinh vật không chỉ chịu sự tác động của môi trường mà còn góp phần làm biến đổi môi trường. - Khả năng tự điều chỉnh của hệ thống sống nhằm đảm bảo duy trì và điều hòa cân bằng động trong hệ thống để tồn tại và phát triển. 3. Thế giới sống liên tục tiến hóa - Sự sống tiếp diễn liên tục nhờ sự truyền thông tin trên ADN từ tế bào này sang tế bào khác, từ thế hệ này sang thế hệ khác. - Nhờ sự kế thừa thông tin di truyền nên các sinh vật trên Trái Đất đều có những đặc điểm chung. - Nhưng do sinh vật luôn có cơ chế phát sinh biến dị di truyền được tự nhiên chọn lọc nên chúng luôn tiến hóa nhằm thích nghi với môi trường, hình thành thế giới sống đa dạng và phong phú. 2
  3. Bài 2. Các giới sinh vật I. GIỚI VÀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI 5 GIỚI 1. Khái niệm giới - Thế giới sinh vật được phân loại thành các đơn vị theo trình tự nhỏ dần: giới, ngành, lớp, bộ, họ, chi (giống), loài. - Giới trong sinh học là một đơn vị phân loại lớn nhất bao gồm các ngành sinh vật có chung những đặc điểm nhất định. 2. Hệ thống phân loại 5 giới - Giới Khởi sinh. - Giới Nguyên sinh. - Giới Nấm. - Giới Thực vật. - Giới Động vật. II. ĐẶC ĐIỂM CHÍNH CỦA MỖI GIỚI 1. Giới Khởi sinh (Monera) - Gồm những sinh vật nhân sơ, kích thước nhỏ 1 – 5 μm (micrômet). - Môi trường sống: trong đất, nước, không khí, trên cơ thể sinh vật khác. - Phương thức sống: hoại sinh, kí sinh, một số có khả năng tự tổng hợp chất hữu cơ. - Đại diện: vi khuẩn, vi sinh vật cổ (sống ở 00C – 1000C, độ muối 25%). 2. Giới Nguyên sinh (Protista) - Sinh vật nhân thực, cơ thể đơn bào hoặc đa bào, một số loài có diệp lục. - Sống dị dưỡng (hoại sinh), hoặc tự dưỡng. 3
  4. - Đại diện: tảo, nấm nhầy, động vật nguyên sinh (trùng đế giày, trùng biến hình). 3. Giới Nấm (Fungi) - Sinh vật nhân thực, cơ thể đơn bào hoặc đa bào, cấu trúc dạng sợi, thành tế bào chứa kitin, không có lục lạp, lông, roi. - Sống dị dưỡng: kí sinh, hoại sinh hoặc cộng sinh. - Đại diện: nấm men, nấm sợi, nấm đảm, địa y. 4. Giới Thực vật (Plantae) - Sinh vật nhân thực, cơ thể đa bào. - Sinh vật tự dưỡng, sống cố định, có khả năng quang hợp, cảm ứng chậm. - Đại diện: rêu, quyết trần, hạt trần, hạt kín. 5. Giới Động vật (Animalia) - Sinh vật nhân thực, cơ thể đa bào. - Sống dị dưỡng, có khả năng di chuyển, khả năng phản ứng nhanh. - Đại diện: ruột khoang, giun dẹp, giun tròn, giun đốt, thân mềm, chân khớp, động vật có xương sống. 4
  5. Bài 3. Các nguyên tố hóa học và nước I. CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC - Các nguyên tố hóa học cấu tạo nên thế giới sống và không sống. - Các nguyên tố C, H, O, N chiếm 96% khối lượng cơ thể sống. - C là nguyên tố hóa học đặc biệt quan trọng trong việc tạo nên sự đa dạng của các đại phân tử hữu cơ. - Các nguyên tố hóa học nhất định tương tác với nhau theo quy luật lí hóa, hình thành nên sự sống và dẫn tới đặc tính sinh học nổi trội chỉ có ở thế giới sống. 1. Các nguyên tố đa lượng - C, H, O, N, S, K là các nguyên tố có lượng chứa lớn trong khối lượng khô của cơ thể. - Vai trò: tham gia cấu tạo nên các đại phân tử hữu cơ như prôtêin, lipit, axit nuclêic ; là chất hóa học chính cấu tạo nên tế bào. 2. Nguyên tố vi lượng - Fe, Cu, Mo, Bo, I là những nguyên tố có lượng chứa rất nhỏ trong khối lượng khô của tế bào. - Vai trò: tham gia vào các quá trình sống cơ bản của tế bào như tham gia cấu tạo nên các enzim, vitamin. II. NƯỚC VÀ VAI TRÒ CỦA NƯỚC TRONG TẾ BÀO 1. Cấu trúc và đặc tính hóa lí của nước a) Cấu trúc - 1 nguyên tử ôxi kết hợp với 2 nguyên tử hiđrô bằng liên kết cộng hóa trị. - Phân tử nước có hai đầu tích điện trái dấu do đôi electron trong liên kết bị kéo lệch về phía ôxi. b) Đặc tính - Phân tử nước có tính phân cực. - Phân tử nước này hút phân tử nước kia. - Phân tử nước hút các phân tử phân cực khác. 2. Vai trò của nước đối với tế bào - Là thành phần cấu tạo nên tế bào. - Là dung môi hòa tan nhiều chất cần thiết. 5
  6. - Là môi trường của các phản ứng sinh hóa. - Tham gia vào quá trình chuyển hóa vật chất để duy trì sự sống. Bài 4. Cacbohiđrat và lipit I. CACBOHIĐRAT (ĐƯỜNG) 1. Cấu trúc hóa học - Là hợp chất hữu cơ chứa 3 loại nguyên tố: cacbon, hiđrô và ôxi. - Gồm các loại: đường đơn, đường đôi và đường đa. a) Đường đơn (Mônôsaccarit) - Ví dụ: Glucôzơ, Fuctôzơ (đường trong quả), Galactôzơ (đường sữa). - Có 3 – 7 nguyên tử C, dạng mạch thẳng và mạch vòng. b) Đường đôi (Đisaccarit) - Ví dụ: Đường mía (Saccarôzơ), mạch nha, Lactôzơ, Mantôzơ - Gồm 2 phân tử đường đơn liên kết với nhau bằng mối liên kết glicôzit. c) Đường đa (Pôlisaccarit) - Ví dụ: Xenlulôzơ, tinh bột, Glicôgen, Kitin - Có rất nhiều phân tử đường đơn liên kết với nhau. - Xenlulôzơ: các phân tử liên kết bằng mối liên kết glicôzit. Nhiều phân tử xenlulôzơ liên kết tạo thành vi sợi. Các vi sợi liên kết với nhau tạo nên thành tế bào thực vật. 2. Chức năng - Là nguồn năng lượng dự trữ của tế bào và cơ thể. - Là thành phần cấu tạo nên tế bào và các bộ phận của cơ thể. Ví dụ: Kitin cấu tạo nên bộ xương ngoài của côn trùng. II. LIPIT 1. Đặc điểm chung - Có tính kị khí. - Không được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân. - Thành phần hóa học đa dạng. 2. Cấu tạo và chức năng của lipit a) Mỡ 6
  7. - Cấu tạo: Gồm 1 phân tử glixêrôl liên kết với 3 axit béo (16 – 18 nguyên tử C). - Mỡ ở động vật chứa axit béo no. - Mỡ ở thực vật và một số loài cá tồn tại ở dạng lỏng (dầu) là axit béo không no. - Chức năng: Dự trữ năng lượng cho tế bào. b) Phôtpholipit - Cấu tạo: Gồm 1 phân tử glixêrôl liên kết với 2 axit béo và 1 nhóm phôtphat. - Chức năng: Tạo nên các loại màng tế bào. c) Stêrôit - Cấu tạo: Chứa các nguyên tử kết vòng. - Chức năng: Cấu tạo nên màng sinh chất và một số hoocmôn. d) Sắc tố và vitamin - Một số vitamin A, D, E, K và sắc tố như Carôtenôit cũng là một dạng lipit. - Chức năng: Tham gia vào mọi hoạt động sống của cơ thể. 7
  8. Bài 5. Prôtêin I.CẤU TRÚC CỦA PRÔTÊIN 1. Đặc điểm chung - Prôtêin là đại phân tử hữu cơ có cấu trúc đa dạng nhất theo nguyên tắc đa phân. - Đơn phân của prôtêin là axit amin (có khoảng 20 loại axit amin). - Prôtêin đa dạng và đặc thù do số lượng thành phần và trật tự sắp xếp các axit amin. ⟶ Bậc 1: Axit amin liên kết với nhau nhờ liên kết peptit tạo nên chuỗi pôlipeptit có dạng mạch thẳng. ⟶ Bậc 2: Chuỗi pôlipeptit xoắn lò xo hoặc gấp nếp nhiều liên kết hiđrô giữa các nhóm peptit gần nhau. ⟶ Bậc 3: Cấu trúc bậc 2 tiếp tục co xoắn tạo nên cấu trúc không gian 3 chiều. Cấu trúc bậc 3 phụ thuộc vào tính chất của nhóm R trong mạch pôlipêptit. ⟶ Bậc 4: Prôtêin có 2 hay nhiều chuỗi pôlipeptit khác nhau phối hợp với nhau tạo phức hợp lớn hơn. 8
  9. 2. Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc của prôtêin - Yếu tố môi trường: nhiệt độ cao, độ pH làm phá hủy cấu trúc không gian 3 chiều của prôtêin, làm cho prôtêin mất chức năng. - Hiện tượng biến tính: là hiện tượng prôtêin bị biến đổi cấu trúc không gian. II. CHỨC NĂNG CỦA PRÔTÊIN - Prôtêin cấu trúc: cấu tạo nên tế bào và cơ thể. Ví dụ côlagen tham gia cấu tạo nên các mô liên kết da. - Prôtêin dự trữ: dự trữ các axit amin. Ví dụ prôtêin trong sữa, trong các hạt - Prôtêin bảo vệ: bảo vệ cơ thể chống bệnh tật. Ví dụ kháng thể. - Prôtêin thụ thể: thu nhận thông tin và trả lời thông tin. - Prôtêin xúc tác cho các phản ứng sinh hóa (các loại enzim). 9
  10. Bài 6. Axit nuclêic I. AXIT ĐÊÔXIRIBÔNUCLÊIC (ADN) 1. Cấu trúc hóa học của ADN - ADN được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, gồm nhiều đơn phân là nuclêôtit. - Cấu tạo của một nuclêôtit: Đường đêôxiribôzơ (C5H10O4), Axit phôtphoric (H3PO4), một trong 4 loại bazơ nitơ (A, T, G, X). - Các nuclêôtit liên kết với nhau theo một chiều xác định (3’ – 5’) tạo thành chuỗi pôlinuclêôtit. - 2 chuỗi pôlinuclêôtit liên kết với nhau bằng các liên kết hiđrô: + A – T bằng 2 liên kết hiđrô. + G – X bằng 3 liên kết hiđrô. - Trên mỗi mạch có các liên kết hóa trị giữa đường và axit phôtphoric. 2. Cấu trúc không gian của ADN - ADN có 2 chuỗi pôlinuclêôtit xoắn kép song song quanh trục, tạo nên xoắn kép đều và giống 1 cái cầu thang xoắn. - Mỗi bậc thang là một cặp bazơ, tay thang là phân tử đường và axit phôtphoric. - Khoảng cách giữa 2 cặp bazơ là 3,4 A0. - Mỗi chu kì xoắn gồm 10 cặp nuclêôtit, - Đường kính vòng xoắn là 20A0. 10
  11. 3. Chức năng của ADN - Mang, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền. - Làm khuôn để tổng hợp ARN. ADN tự sao → ARN → Prôtêin → Tính trạng II. AXIT RIBÔNUCLÊIC (ARN) 1. Cấu trúc hóa học của ARN - Cấu tạo theo nguyên tắc đa phân. Đơn phân là các ribônuclêôtit. - Cấu tạo của một ribônuclêôtit: Đường ribôzơ (C5H10O5), Axit phôtphoric (H3PO4), một trong 4 loại bazơ nitơ (A, U, G, X). - Các nuclêôtit liên kết với nhau theo một chiều xác định (3’ – 5’) tạo thành chuỗi pôliribônuclêôtit. - Chuỗi pôliribônuclêôtit có các liên kết hóa trị giữa đường và axit phôtphoric. 2. Cấu trúc không gian ARN - Gồm một mạch pôliribônuclêôtit. - ARN gồm có 3 loại: mARN, tARN, rARN. 3. Cấu trúc và chức năng của các loại ARN a) ARN thông tin (mARN) 11
  12. - Dạng mạch thẳng gồm một chuỗi pôliribônuclêôtit. - Truyền thông tin di truyền từ ADN đến ribôxôm. b) ARN vận chuyển (tARN) - Có cấu trúc với 3 thùy, 1 thùy mang bộ 3 đối mã, 1 đầu đối diện là vị trí gắn kết axit amin → giúp liên kết với mARN và ribôxôm. - Vận chuyển axit amin đến ribôxôm để tổng hợp prôtêin. c) ARN ribôxôm (rARN) - Chỉ có một mạch, nhiều vùng các nu liên kết bổ sung với nhau tạo nên các vùng xoắn cục bộ. - Cùng prôtêin tạo nên ribôxôm. Là nơi tổng hợp prôtêin. 12
  13. Bài 7. Tế bào nhân sơ I. ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA TẾ BÀO NHÂN SƠ - Chưa có nhân hoàn chỉnh. - Tế bào chất không có hệ thống nội màng. - Kích thước nhỏ (1/10 kích thước tế bào nhân thực) ⟶ có lợi: + Tỉ lệ S/V lớn thì tốc độ trao đổi chất với môi trường diễn ra nhanh. + Tế bào sinh trưởng nhanh, khả năng phân chia mạnh, số lượng tế bào tăng nhanh. II. CẤU TẠO TẾ BÀO NHÂN SƠ 13
  14. 1. Thành tế bào, màng sinh chất, lông và roi a) Thành tế bào - Thành phần hóa học cấu tạo nên thành tế bào là peptiđôglican (cấu tạo từ các chuỗi cacbohiđrat liên kết với nhau bằng các đoạn pôlipeptit ngắn).- Vai trò: quy định hình dạng của tế bào. - Vi khuẩn được chia làm 2 loại: + Vi khuẩn Gram dương: có màu tím, thành dày. + Vi khuẩn Gram âm: có màu đỏ, thành mỏng. ⟶ Sự khác biệt này giúp chúng ta có thể sử dụng thuốc kháng sinh đặc hiệu để tiêu diệt các loại vi khuẩn gây bệnh. b) Màng sinh chất - Cấu tạo từ 2 lớp phôtpholipit và prôtêin. - Có chức năng trao đổi chất và bảo vệ tế bào. c) Lông và roi - Roi (tiên mao): cấu tạo từ prôtêin có tính kháng nguyên giúp vi khuẩn di chuyển. - Lông: giúp vi khuẩn bám chặt trên mặt tế bào người. 2. Tế bào chất Gồm 2 thành phần chính: - Bào tương (dạng keo bán lỏng): không có hệ thống nội màng, các bào quan không có màng bọc. - Ribôxôm (cấu tạo từ prôtêin và rARN): không có màng, kích thước nhỏ, là nơi tổng hợp prôtêin. 3. Vùng nhân - Không có màng bao bọc. - Chỉ chứa 1 phân tử ADN dạng vòng. - Một số vi khuẩn có ADN dạng vòng nhỏ khác là plasmit và không quan trọng. 14
  15. Bài 8-9-10: Tế bào nhân thực A. Đặc điểm chung của tế bào nhân thực Tế bào nhân thực có kích thước lớn và cấu tạo phức tạp. những điểm tiến hóa của tế bào nhân thực bao gồm: Có kích thước lớn và cấu tạo phức tạp hơn tế bào nhân sơ Chính thức có màng nhân ngăn cách chất nhân và tế bào chất Có hàng loạt bào quan có màng bọc, chuyên hóa những chức năng riêng biệt. B. Cấu tạo tế bào nhân thực I. Nhân tế bào Mỗi tế bào nhân thực có một nhân. Nhân tế bào hình bầu dục hoặc hình cầu, đường kính 5µm và có lớp màng kép phospholipid bao quanh. Trên màng nhân có các lỗ giúp các chất ra vào nhân. 15
  16. Trong nhân có chứa DNA điều khiển mọi hoạt động sống của tế bào, ngoài ra nhân cũng là nơi diễn ra quá trình nhân đôi DNA và phiên mã. Trong nhân còn có hạch nhân, là nơi tổng hợp rRNA. II. Tế bào chất 1. Bào tương: 16
  17. Bào tương là khối tế bào chất đã tách bỏ hết nhân và các bào quan. Bào tương chiếm 50% khối lượng tế bào, chủ yếu là nước và ion, chất hữu cơ Bào tương là môi trường diễn ra các quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng của tế bào. 2. Ribosome: Ribosome 80S ở tế bào nhân thực được cấu tạo bởi 2 tiểu phần gọi là: tiểu phần nhỏ và tiểu phần lớn, không có màng bao bọc. Ribosome dạng cầu, đường kính 150A0, thành phần hóa học chính là rRNA. Ribosome có rất nhiều trong tế bào, đóng vai trò là nơi diễn ra quá trình tổng hợp protein. 3. Lưới nội chất: Lưới nội chất là hệ thống các ống và túi dẹp chứa dịch thông nhau thành 1 mạng lưới, bao gồm lưới nội chất trơn và lưới nội chất hạt. 17
  18. 4. Bộ máy Golgi: Bộ máy Golgi gồm các túi dẹp nằm song song nhưng không thông nhau. Bộ máy golgi có nhiệm vụ chế biến, lắp ráp, đóng gói các phân tử protein, lipit rồi phân phối chúng tới nơi cần thiết. 5. Ti thể Ti thể là bào quan được bao bọc bởi 2 lớp màng: màng ngoài trơn nhẵn, màng trong gấp nếp tạo mào. Khoang ngoài chứa ion H+; màng trong và chất nền có hệ enzyme tham gia hô hấp tế bào để tổng hợp ATP. Tế bào hoạt động càng nhiều thì càng có nhiều ti thể (VD như tế bào cơ tim). 18
  19. Ngoài ra, chất nền ti thể còn chứa DNA nhỏ và ribosome để tổng hợp protein cho riêng mình. 6. Lục lạp - bào quan hấp thụ năng lượng ánh sáng Lục lạp là bào quan chỉ có ở tế bào thực vật. Lục lạp hình bầu dục, được bao bọc bởi 2 lớp màng giống như ti thể. Bên trong lục lạp có hệ thống túi dẹp gọi là thylakoid - chứa sắc tố hấp thụ ánh sáng. Enzyme quang hợp có cả ở chất nền (stroma) và hệ thống thylakoid. Ngoài ra, lục lạp cũng có DNA và ribosome của riêng mình, để tổng hợp những protein cần thiết cho quang hợp. 7. Một số bào quan khác: a) Cấu tạo và chức năng của khung xương tế bào: 19
  20. Bộ khung xương tế bào là mạng lưới vi sợi, sợi trung gian và vi ống liên kết với nhau. Vai trò chính của bộ khung xương tế bào là nâng đỡ, duy trì hình dạng tế bào, neo giữ các bào quan và enzyme, hỗ trợ các bào quan và tế bào di chuyển. b) Cấu tạo và chức năng của peroxisome và lysosome: Lysosome là bào quan có màng đơn, bên trong chứa rất nhiều loại enzyme thủy phân khác nhau. Lysosome được hình thành từ bộ máy golgi và chỉ có ở tế bào động vật. Nhiệm vụ của lysosome bao gồm: phân giải các tế bào bị tổn thương hay bào quan quá hạn và thải bỏ các chất thải ra ngoài; đồng thời hỗ trợ tiêu hóa thức ăn bằng đường thực bào. 20
  21. Peroxisome là bào quan hình cầu, bao bọc bởi màng đơn mỏng. Bào quan này chứa các enzyme biến đổi chất độc thành dạng không độc, phân giải chất béo thành lipid và cholesterol. c) Cấu tạo và chức năng của không bào: Không bào là bào quan có một lớp màng bao bọc, chỉ có ở thực vật. Không bào nằm ở trung tâm tế bào, có nguồn gốc từ bộ máy golgi và đóng nhiệm vụ điều hòa áp suất thẩm thấu trong tế bào bằng cách: là kho chứa các chất như carbohydrate, muối, ion, chất thải, enzyme thủy phân và các enzyme khử chất độc ; bơm nước ra khỏi tế bào khi tế bào có quá nhiều nước (ở trùng giày); chứa sắc tố nhằm thu hút côn trùng, động vật ăn để phát tán hạt (ở các tế bào hoa, quả, ). d) Cấu tạo và chức năng của trung thể: Trung thể gồm hai trung tử nằm vuông góc nhau, mỗi trung tử gồm nhiều bộ ba vi ống xếp thành vòng. 21
  22. Trung thể có vai trò hình thành nên thoi phân bào, giúp NST di chuyển trong phân bào. III. Màng sinh chất 1. Cấu tạo của màng sinh chất: Mô hình cấu trúc màng tế bào gọi là mô hình khảm lỏng với nhiều thành phần, mỗi thành phần đảm nhận các chức năng riêng biệt: 2. Chức năng của màng sinh chất: 22
  23. Màng sinh chất là ranh giới giữa môi trường bên trong và bên ngoài tế bào, do đó màng sinh chất đảm nhận rất nhiều vai trò quan trọng: - Vận chuyển các chất - Truyền tín hiệu - Chức năng nhận biết tế bào IV. Các cấu trúc bên ngoài màng sinh chất 1. Cấu tạo và chức năng của thành tế bào: 23
  24. Thành tế bào là lớp cấu trúc vững chắc bên ngoài màng tế bào, chỉ có ở tế bào thực vật. Thành tế bào được cấu tạo từ các bó sợi cellulose vững chắc và được gia cố thêm bởi lignin (hoặc chitin ở nấm). Thành tế bào có vai trò bảo vệ, định hình tế bào. 2. Cấu tạo và chức năng của chất nền ngoại nào: Chất nền ngoại bào là cấu trúc bên ngoài tế bào, bao gồm phân tử proteoglycan kết hợp với sợi collagen tạo thành mạng lưới bên ngoài tế bào. Chất nền ngoại bào có khả năng điều khiển gene bên trong tế bào, điều phối hoạt động của các tế bào trong cùng một mô. 24
  25. Bài 11. Vận chuyển các chất qua màng sinh chất I. VẬN CHUYỂN THỤ ĐỘNG 1. Khái niệm - Vận chuyển thụ động là vận chuyển các chất qua màng sinh chất mà không cần tiêu tốn năng lượng. - Nguyên lí vận chuyển thụ động là sự khuếch tán của các chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. - Thẩm thấu: Nước từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao. - Thẩm tách: Các chất hòa tan từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. 2. Các kiểu vận chuyển qua màng - Khuếch tán trực tiếp qua lớp phôtpholipit kép gồm các chất không phân cực và các chất có kích thước nhỏ như CO2CO2, O2O2 - Khuếch tán qua kênh prôtêin xuyên màng gồm các chất phân cực có kích thước lớn (gluxit). - Khuếch tán qua kênh prôtêin đặc hiệu theo cơ chế thẩm thấu (các phân tử nước). 26
  26. 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ khuếch tán qua màng - Nhiệt độ môi trường. - Sự chênh lệch nồng độ các chất trong và ngoài màng. * Một số loại môi trường: + Ưu trương: Nồng độ chất tan ngoài tế bào cao hơn trong tế bào. + Đẳng trương: Nồng độ chất tan ngoài tế bào và trong tế bào bằng nhau. + Nhược trương: Nồng độ chất tan ngoài tế bào thấp hơn trong tế bào. II. VẬN CHUYỂN CHỦ ĐỘNG 1. Khái niệm - Vận chuyển chủ động là phương thức vận chuyển các chất qua màng tế bào từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao (ngược dốc nồng độ) và có sự tiêu tốn năng lượng. 2. Cơ chế - ATP + prôtêin đặc chủng cho từng loại cơ chất. - Prôtêin biến đổi chất để đưa ra ngoài tế bào hay đưa vào bên trong tế bào. 27
  27. III. NHẬP BÀO VÀ XUẤT BÀO 1. Nhập bào - Là tế bào đưa các chất vào bên trong bằng cách biến dạng màng sinh chất. - Thực bào: Tế bào động vật ăn các hợp chất có kích thước lớn (chất rắn) nhờ các enzim phân hủy. - Ẩm bào: Đưa các giọt dịch vào tế bào. 2. Xuất bào - Các chất thải trong túi kết hợp với màng sinh chất đẩy ra ngoài tế bào. 28
  28. Bài 13. Khái quát về năng lượng và chuyển hóa vật chất I. NĂNG LƯỢNG VÀ CÁC DẠNG NĂNG LƯỢNG TRONG TẾ BÀO 1. Khái niệm năng lượng - Năng lượng là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công. - Tùy trạng thái có sẵn sàng sinh công hay không, năng lượng chia thành 2 loại: + Động năng: Dạng năng lượng sẫn sàng sinh ra công. + Thế năng: Năng lượng dự trữ, có tiềm năng sinh công. - Năng lượng trong tế bào có nhiều dạng: hóa năng, nhiệt năng, điện năng. + Nhiệt năng: Giữ nhiệt độ ổn định cho cơ thể và tế bào. + Điện năng: Sự chênh lệch nồng độ các ion trái dấu giữa 2 phía của màng tạo ra chênh lệch điện thế. + Hóa năng: Năng lượng tiềm ẩn trong các liên kết hóa học (ATP). Hóa năng là năng lượng chủ yếu của tế bào. 2. ATP – Đồng tiền năng lượng của tế bào - ATP là hợp chất cao năng gồm: Bazơ nitơ ađênin, đường ribôzơ và 3 nhóm phôtphat.⟶⟶ Liên kết giữa 2 nhóm phôtphat cuối cùng dễ bị phá vỡ để giải phóng năng lượng. - Trong tế bào, năng lượng ATP được sử dụng: + Tổng hợp nên các chất hóa học cần thiết cho tế bào. + Vận chuyển các chất qua màng. + Sinh công cơ học (sự co cơ, hoạt động lao động ). 29
  29. II. CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT - Chuyển hóa vật chất là tập hợp các phản ứng sinh hóa xảy ra bên trong tế bào. - Bản chất chuyển hóa vật chất gồm: + Đồng hóa: Tổng hợp các chất hữu cơ phức tạp từ chất đơn giản. + Dị hóa: Phân giải các chất hữu cơ phức tạp thành chất đơn giản, cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống khác và cho quá trình đồng hóa. - Vai trò: Giúp cho tế bào sinh trưởng, phát triển, cảm ứng và vận động. 30
  30. Bài 14. Enzim và vai trò của enzim trong quá trình chuyển hóa vật chất I. ENZIM - Là chất xúc tác sinh học được tổng hợp trong tế bào sống. Enzim làm tăng tốc độ phản ứng mà không bị biến đổi sau phản ứng. 1. Cấu trúc - Thành phần enzim có thể là prôtêin hoặc prôtêin kết hợp với chất khác. - Enzim có vùng trung tâm hoạt động: + Là một chỗ lõm hoặc khe nhỏ trên bề mặt enzim để kết hợp với cơ chất. + Cấu hình không gian của enzim tương ứng với cấu hình của cơ chất. 2. Cơ chế tác động - Enzim + Cơ chất ⟶⟶ Enzim – cơ chất ⟶⟶ Enzim tương tác với cơ chất để tạo thành sản phẩm và enzim được giải phóng. ⟹⟹ Liên kết enzim – cơ chất mang tính đặc thù ⟶⟶ Mỗi enzim chỉ xúc tác cho 1 phản ứng. 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzim - Nhiệt độ: Mỗi enzim có một nhiệt độ tối ưu, tại đó enzim có hoạt tính tối đa làm cho tốc độ phản ứng xảy ra nhanh nhất. - Độ pH: Mỗi enzim có một độ pH thích hợp (đa số pH = 6 – 8). - Nồng độ cơ chất: Với một lượng enzim xác định, nếu tăng dần lượng cơ chất trong dung dịch thì lúc đầu hoạt tính của enzim tăng sau đó không tăng. 31
  31. - Chất ức chế hoặc hoạt hóa enzim: Có thể làm tăng hoặc ức chế hoạt tính của enzim. - Nồng độ enzim: Với một lượng cơ chất xác định, khi nồng độ enzim càng cao thì hoạt tính của enzim càng tăng. II. VAI TRÒ CỦA ENZIM TRONG QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT - Enzim xúc tác phản ứng sinh hóa trong tế bào. - Tế bào tự điều hòa quá trình chuyển hóa vật chất thông qua điều khiển hoạt tính của enzim bằng các chất hoạt hóa hay ức chế. - Ức chế ngược là kiểu điều hòa trong đó sản phẩm của con đường chuyển hóa quay lại tác động như một chất ức chế làm bất hoạt enzim xúc tác cho phản ứng ở đầu con đường chuyển hóa. 32
  32. Bài 16. Hô hấp tế bào I. KHÁI NIỆM HÔ HẤP TẾ BÀO 1. Khái niệm - Hô hấp tế bào là một quá trình chuyển hóa năng lượng quan trọng của tế bào sống. - Các phân tử hữu cơ bị phân giải ⟶⟶ CO2 và H2O + ATP. ADVERTISEMENT - Phương trình tổng quát của quá trình phân giải hoàn toàn 1 phân tử glucôzơ: C6H12O6 + 6 O2 ⟶⟶ 6 CO2 + 6 H2O + Năng lượng (ATP + nhiệt) 2. Bản chất của hô hấp tế bào - Hô hấp tế bào là một chuỗi các phản ứng ôxi hóa khử. - Phân tử glucôzơ được phân giải dần dần và năng lượng được giải phóng từng phần. - Tốc độ quá trình hô hấp tế bào phụ thuộc vào nhu cầu năng lượng của tế bào và được điều khiển thông qua enzim hô hấp. II. CÁC GIAI ĐOẠN CHÍNH CỦA QUÁ TRÌNH HÔ HẤP TẾ BÀO 1. Đường phân - Diễn ra trong bào tương. - Nguyên liệu: Glucôzơ. - Diễn biến: Glucôzơ bị biến đổi, các liên kết bị phá vỡ. 33
  33. - Sản phẩm: 2 phân tử axit piruvic, 2 ATP, 2 NADH2. 2. Chu trình Crep - Diễn ra: Chất nền ti thể. - Nguyên liệu: Phân tử axit piruvic. - Diễn biến: 2 axit piruvic bị ôxi hóa ⟶⟶ 2 phân tử Axêtyl–CoA + 2 CO2 + 2 NADH. Năng lượng giải phóng tạo ra 2 ATP, khử 6 NAD+ và 2 FAD+. - Sản phẩm: CO2, 4 ATP, 6 NADH và 2 FADH2. 34
  34. 3. Chuỗi chuyền electron hô hấp - Diễn ra: Màng ti thể. - Nguyên liệu: NADP và FADH2. - Diễn biến: Electron chuyển từ NADH và tới O2 thông qua một chuỗi các phản ứng ôxi hóa khử kế tiếp nhau. Năng lượng được giải phóng từ quá trình ôxi hóa phân tử NADH và FADH2 tổng hợp nên ATP. - Sản phẩm: H2O và nhiều ATP. 35
  35. Bài 17. Quang hợp I. KHÁI NIỆM QUANG HỢP 1. Khái niệm - Quang hợp là quá trình sử dụng năng lượng ánh sáng để tổng hợp chất hữu cơ từ các nguyên liệu vô cơ. - Phương trình tổng quát của quá trình quang hợp: CO2 + H2O + ASMT ⟶ (CH2O) + O2 2. Các sắc tố quang hợp - Có 3 nhóm chính: + Clorôphin (chất diệp lục): có vai trò hấp thu quang năng. + Carôtenôit và phicôbilin (sắc tố): bảo vệ diệp lục khỏi bị phân hủy khi cường độ ánh sáng quá cao. II. CÁC PHA CỦA QUÁ TRÌNH QUANG HỢP 1. Pha sáng - Diễn ra tại màng tilacôit. - Biến đổi quang lí: Diệp lục hấp thụ năng lượng ánh sáng trở thành dạng kích động electron. - Biến đổi quang hóa: Diệp lục trở thành dạng kích động truyền năng lượng cho các chất nhận để thực hiện quá trình quang phân li nước. 36
  36. H2O Quang phân li ⟶ 2H+ + 1212O2 + 2e−e− ⟶ Hình thành chất có tính khử mạnh: NADP, NADPH. ⟶ Tổng hợp ATP. - Sơ đồ: H2O + NADP + Pi Sắc tố quang hợp ⟶ NADPH + ATP + O2 2. Pha tối - Diễn ra trong chất nền của diệp lục. CO2 bị khử thành cacbohiđrat ⟶ gọi là quá trình cố định CO2 (thông qua chu trình Canvin hay chu trình C3). - Chu trình C3 gồm nhiều phản ứng hóa học xúc tác bởi các enzim trong chất nền của diệp lục và sử dụng ATP, NADPH từ pha sáng, biến đổi CO2 khí quyển thành cacbohiđrat. CO2 + P.tử 5C(RiDP) ⟶ hợp chất 6C không bền. - Sản phảm cố định đầu tiên là hợp chất 3C ⟶ ALPG tái tạo lại RiDP giúp tế bào hấp thụ nhiều CO2, phần còn lại ALDP được sử dụng tạo ra tinh bột và saccarôzơ. 37
  37. Bài 18. Chu kì tế bào và quá trình nguyên phân I. CHU KÌ TẾ BÀO 1. Khái niệm - Chu kì tế bào là khoảng thời gian giữa 2 lần phân bào. - Chu kì tế bào gồm 2 thời kì: Kì trung gian và quá trình nguyên phân. 2. Đặc điểm chu kì tế bào - Thời gian dài, chiếm gần hết thời gian của chu kì. - Gồm 3 pha: + G1: Tế bào tổng hợp các chất cần thiết cho sự sinh trưởng. + S: Nhân đôi ADN, NST; các NST dính nhau ở tâm động tạo thành NST kép. + G2: Tổng hợp các chất cho tế bào. b) Nguyên phân - Thời gian ngắn. - Gồm 2 giai đoạn: + Phân chia nhân gồm 4 kì. 38
  38. + Phân chia tế bào chất. 3. Sự điều hòa chu kì tế bào - Tế bào phân chia khi nhận biết tín hiệu bên trong và bên ngoài tế bào. - Tế bào được điều khiển đảm bảo sự sinh trưởng và phát triển bình thường của cơ thể. II. QUÁ TRÌNH NGUYÊN PHÂN 1. Phân chia nhân - Kì trung gian: NST ở dạng sợi mảnh. - Kì đầu: + NST co xoắn, màng nhân dần dần biến mất. + Thoi phân bào dần xuất hiện. 39
  39. - Kì giữa: Các NST co xoắn cực đại tập trung ở mặt phẳng xích đạo và có hình dạng đặc trưng (hình chữ V). - Kì sau: Các nhiễm sắc tử tách nhau ở tâm động và di chuyển về 2 cực của tế bào. - Kì cuối: NST dãn xoắn, màng nhân xuất hiện. 2. Phân chia tế bào chất - Phân chia tế bào chất ở đầu kì cuối. - Tế bào chất phân chia dần và tách tế bào mẹ thành 2 tế bào con. - Ở tế bào động vật, màng tế bào co thắt lại ở vị trí giữa tế bào ⟶⟶ 2 tế bào con. - Ở tế bào thực vật, hình thành vách ngăn ở mặt phẳng xích đạo chia tế bào mẹ thành 2 tế bào con. III. Ý NGHĨA CỦA QUÁ TRÌNH NGUYÊN PHÂN 1. Ý nghĩa sinh học - Với sinh vật nhân thực đơn bào, nguyên phân là cơ chế sinh sản. - Với sinh vật nhân thực đa bào, làm tăng số lượng tế bào, giúp cơ thể sinh trưởng và phát triển. - Giúp cơ thể tái sinh các mô hay tế bào bị tổn thương. 2. Ý nghĩa thực tiễn - Ứng dụng để giâm, chiết, ghép cành - Nuôi cấy mô có hiệu quả cao. 40
  40. Bài 19. Giảm phân 41
  41. I. GIẢM PHÂN I 1. Kì đầu I - NST nhân đôi tạo thành NST kép dính nhau ở tâm động. - Các NST bắt đôi với nhau theo các cặp tương đồng ⟶ xoắn lại. - Thoi vô sắc được hình thành. - NST tương đồng trong mỗi cặp dần tách nhau ở tâm động. - Trong quá trình bắt đôi và tách nhau, các NST tương đồng trao đổi các đoạn crômatit cho nhau. - Màng nhân và nhân con biến mất. 2. Kì giữa I - Các NST kép di chuyển về mặt phẳng xích đạo của tế bào thành 2 hàng. 42
  42. - Thoi vô sắc từ các cực tế bào chỉ đính vào một phía của mỗi NST kép. 3. Kì sau I - Mỗi NST kép trong cặp NST tương đồng được thoi vô sắc kéo về 2 cực của tế bào. 4. Kì cuối I - Ở mỗi cực, NST dần dãn xoắn. Màng nhân và nhân con xuất hiện. Thoi vô sắc biến mất và tế bào chất phân chia. - Tạo thành 2 tế bào con có bộ NST đơn bội kép (n NST kép). II. GIẢM PHÂN II 1. Kì đầu II - Không có sự nhân đôi của NST. Các NST co xoắn lại. 2. Kì giữa II - Các NST kép tập trung thành 1 hàng ở mặt phẳng xích đạo của tế bào. 3. Kì sau II - Các nhiễm sắc tử tách nhau tiến về 2 cực của tế bào. 4. Kì cuối II - Màng nhân và nhân con xuất hiện, tế bào chất phân chia. - Ở động vật: + Con đực: 4 tế bào đơn bội ⟶ 4 tinh trùng. + Con cái: 4 tế bào đơn bội ⟶ 1 tế bào trứng và 3 thể định hướng. - Ở thực vật: Các tế bào con nguyên phân 1 số lần để hình thành hạt phấn và túi noãn. III. Ý NGHĨA CỦA GIẢM PHÂN - Giảm phân kết hợp với quá trình thụ tinh tạo ra nhiều biến dị tổ hợp. - Là nguồn nguyên liệu cho chọn lọc tự nhiên và sinh vật có khả năng thích nghi với điều kiện sống mới. - Nguyên phân, giảm phân và thụ tinh góp phần duy trì bộ NST đặc trưng cho loài. 43
  43. Bài 21. Ôn tập phần sinh học tế bào I. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TẾ BÀO 1. Các nguyên tố hóa học - Bốn nguyên tố C,H,OC,H,O và NN là những nguyên tố chính góp phần tạo nên khoảng 96%96% khối lượng các cơ thể sống. - CC là nguyên tố hóa học đặc biệt quan trọng trong việc tạo nên sự đa dạng của các đại phân tử hữu cơ. Nhóm Các nguyên tố xây dựng nên tế bào Vai trò Các nguyên Là những nguyên C,H,O,NC,H,O,N tố chủ yếu tố chủ yếu Có trong thành Các nguyên C,H,O,N,Ca,P,S,Na C,H,O,N,Ca,P,S,Na phần các chất hữu tố đại lượng cơ Là thành phần cấu Các nguyên I,Zn,Mo,Mn,Cu I,Zn,Mo,Mn,Cu trúc bắt buộc của tố vi lượng nhiều enzim 2. Nước a) Cấu trúc và đặc tính hóa – lí của nước - 1 nguyên tử OxiOxi kết hợp với 2 nguyên tử HH bằng liên kết cộng hóa trị. - Phân tử H2OH2O có 2 đầu tích điện trái dấu do đôi điện tử trong mối liên kết bị kéo lệch về phía Oxi ⟶⟶ Có tính phân cực. b) Vai trò - Là dung môi hòa tan các chất, là môi trường khuếch tán, là môi trường phản ứng chủ yếu của các thành phần hóa học trong tế bào. - Là nguyên liệu tham gia các phản ứng sinh hóa quan trọng trong tế bào. - Điều hòa nhiệt độ cho tế bào, cơ thể. - Nước liên kết có vai trò bảo vệ cấu trúc tế bào. 3. Cacbohiđrat (Saccarit) a) Cấu trúc - Là các chất hữu cơ được cấu tạo từ C,H,OC,H,O theo nguyên tắc đa phân. 44
  44. Đường đơn Đường đôi Đường đa Phân loại (Mônôsaccarit) (Đisaccarit) (Pôlisaccarit) - Glucôzơ, Ví fructôzơ, - Saccarôzơ, - Xenlulôzơ, tinh bột, glicôgen. dụ galactôzơ, mantôzơ, lactôzơ. ribôzơ. - Có từ 3 đến 7 - Là 1 chuỗi gồm nhiều phân tử đường đơn nguyên tử - Gồm hai phân tử cacbon trong tạo thành bằng các phản ứng trùng ngưng đường đơn nối với loại nước. Cấu phân tử. nhau nhờ liên kết trúc glicôzit bằng cách - Dạng mạch + Tạo mạch thẳng: xenlulôzơ. loại chung 1 phân thẳng hoặc tử nước. + Tạo mạch phân nhánh: tinh bột, glicôgen. vòng. Tính Khử mạnh Mất tính khử Không có tính khử chất b) Chức năng - Là nguyên liệu trực tiếp, cung cấp cho quá trình oxi hóa giải phóng năng lượng cho các hoạt động sống. - Là thành phần cấu trúc của tế bào. - Là năng lượng dự trữ cho tế bào. 4. Lipit a) Cấu trúc - Là nhóm chất hữu cơ không tan trong nước, chỉ tan trong các dung môi hữu cơ như ête, benzen, clorofooc không cấu tạo theo nguyên tắc đa phân, thành phần hóa học rất đa dạng. Thành phần chính: C,H,OC,H,O. Phân loại Đặc điểm cấu tạo - Glixêrol ++ 3 axit béo ⟶⟶ Dầu, mỡ Lipit đơn giản - Rượu mạch dài ++ axit béo ⟶⟶ Sáp - Glixêrol ++ 2 axit béo ++ phôtphat ⟶⟶ Phôtpholipit có tính lưỡng Lipit cực, gồm 1 đầu ưa nước và 1 đuôi kị nước. phức tạp - Stêrôit chứa các nguyên tử kết vòng, đặc biệt là colesterôn và axit 45
  45. mật. b) Chức năng - Cấu trúc nên hệ thống màng sinh học - Nguyên liệu dự trữ năng lượng (dầu, mỡ), dự trữ nước. - Thành phần cấu tạo của sắc tố diệp lục, hoocmôn, vitamin (*) So sánh cacbohiđrat và lipit: Nội dung so Cacbohiđrat Lipit sánh Tỉ lệ C:H:OC:H:O là khác Tỉ lệ C:H:OC:H:O theo tỉ nhau. Cấu lệ 1:2:11:2:1 (đường đơn). trúc hóa Không theo cấu trúc đa học Đa phân. phân. Kị nước, tan trong dung Tính Tan nhiều trong nước, dễ phân hủy. môi hữu cơ, khó phân chất hủy. - Tham gia cấu trúc màng - Đường đơn: cung cấp năng lượng, cấu sinh học. trúc nên đường đa. - Là thành phần các - Đường đôi: cung cấp năng lượng, vận hoocmôn, vitamin. Vai trò chuyển chất. - Dự trữ năng lượng cho - Đường đa: dự trữ năng lượng (tinh bột, tế bào. glicôgen); tham gia cấu trúc tế bào (xenlulôzơ); kết hợp với prôtêin. - Đảm nhận nhiều chức năng sinh học khác. 5. Prôtêin a) Cấu trúc - Prôtêin là đại phân tử hữu cơ có cấu trúc đa dạng nhất theo nguyên tắc đa phân. - Được cấu tạo từ 4 nguyên tố chính: C,O,H,NC,O,H,N. - Đơn phân của prôtêin là axit amin, có 20 loại axit amin, phân biệt nhau ở gốc hóa trị RR. 46
  46. - Các axit amin nối nhau bằng liên kết peptit, nhiều axit amin nối nhau tạo thành 1 chuỗi pôlipeptit. - Prôtêin đa dạng và đặc thù do số lượng thành phần và trật tự sắp xếp các axit amin. - Tùy vào số chuỗi, cấu trúc xoắn và các loại liên kết, prôtêin có 4 bậc cấu trúc khác nhau: Cấu Đặc điểm trúc Axit amin liên kết với nhau nhờ liên kết peptit tạo nên chuỗi pôlipeptit Bậc 1 có dạng mạch thẳng. Chuỗi pôlipeptit xoắn lò xo αα hoặc gấp nếp ββ nhiều liên kết hiđrô giữa Bậc 2 các nhóm peptit gần nhau. Một chuỗi pôlipeptit xoắn trong không gian 3 chiều, tạo thành hình khối cầu. Bậc 3 Cấu trúc bậc 3 phụ thuộc vào tính chất của nhóm R trong mạch pôlipeptit. Prôtêin có 2 hay nhiều chuỗi pôlipeptit kết hợp với nhau tạo phức hợp Bậc 4 lớn hơn. b) Chức năng - Prôtêin cấu trúc: cấu tạo nên tế bào và cơ thể. - Prôtêin dự trữ: dự trữ các axit amin. - Prôtêin bảo vệ: bảo vệ cơ thể chống bệnh tật (thành phần của kháng thể). - Prôtêin thụ thể: thu nhận thông tin và trả lời thông tin. - Prôtêin xúc tác cho các phản ứng sinh hóa (các loại enzim). - Có chức năng vận động, là nguyên liệu oxi hóa tạo năng lượng cho tế bào. - Quy định mọi tính trạng của cơ thể sinh vật. 6. Axit nuclêic a) ADN - Cấu trúc: + Được cấu tạo từ 4 nguyên tố chủ yếu là C,H,O,NC,H,O,N. 47
  47. + Đơn phân là nuclêôtit với 3 thành phần: Axit phôtphoric (H3PO4H3PO4), đường đêôxiribôzơ (C5H10O4C5H10O4), bazơ nitơ (A,T,G,XA,T,G,X). + Trên mạch đơn, các đơn phân nối với nhau bằng liên kết phôtphođieste. + Trên hai mạch, các nuclêôtit đứng đối diện nhau từng đôi, nối với nhau bằng liên kết hiđrô theo nguyên tắc bổ sung: AA liên kết với TT bằng 2 liên kết hiđrô; GG liên kết với XX bằng 3 liên kết hiđrô. + Hai mạch ngược chiều nhau, xoắn phải, đường kính 20A020A0 mỗi vòng xoắn dài 34A034A0. + Ở tế bào nhân thực, ADN có dạng mạch thẳng; Ở tế bào nhân sơ, ADN có dạng mạch vòng. - Chức năng: + Lưu trữ, bảo quản và truyền đạt thông tin di truyền cấp độ phân tử. + Thông tin di truyền trên mạch mã gốc ADN quy định trình tự các ribônuclêôtit trên ARN, từ đó quy định trình tự các axit amin của prôtêin và biểu hiện thành tính trạng ở cơ thể sinh vật. b) ARN - Cấu trúc: + Được cấu tạo bởi 4 nguyên tố chính: C,H,O,NC,H,O,N. + Theo nguyên tắc đa phân mà mỗi đơn phân là 1 ribônuclêôtit với 3 thành phần: Axit phôtphoric (H3PO4H3PO4), đường ribôzơ (C5H10O5C5H10O5) bazơ nitơ (A,U,G,XA,U,G,X). - Phân loại: ARN có 3 loại: + ARN thông tin (mARN) dạng mạch thẳng. + ARN vận chuyển (tARN) xoắn lại 1 đầu tạo 3 thùy. + ARN ribôxôm (rARN) nhiều xoắn kép cục bộ. - Chức năng: + mARN truyền thông tin di truyền từ nhân tế bào (ADN) đến tế bào chất (ribôxôm) để tổng hợp prôtêin. + tARN vận chuyển axit amin đến ribôxôm. 48
  48. + rARN là thành phần chủ yếu của ribôxôm - nơi tổng hợp nên prôtêin. (*) So sánh cấu trúc ADN và ARN: Nội dung ADN ARN so sánh Đơn phân - Đơn phân là nuclêôtit. - Đơn phân là ribônuclêôtit. Số mạch, - 2 mạch dài với hàng chục nghìn - 1 mạch ngắn với hàng chục đến số đơn đến hàng triệu đơn phân. hàng nghìn đơn phân. phân Thành phần cấu trúc của - Thành phần cấu trúc của ribônuclêôtit: nuclêôtit: Thành + 1 bazơ nitơ + 1 bazơ nitơ (A,T,G,XA,T,G,X) phần của (A,U,G,XA,U,G,X) một đơn + Đường C5H10O4C5H10O4 phân + Đường C5H10O5C5H10O5 + Axit phôtphoric + Axit phôtphoric II. CẤU TẠO TẾ BÀO 1. Khái quát - Tế bào là đơn vị cơ bản cấu tạo nên mọi cơ thể sống. - Mọi tế bào đều được cấu tạo từ 3 bộ phận chính: màng sinh chất, tế bào chất và nhân (hay vùng nhân). - Tế bào thường có kích thước nhỏ đảm bảo tối ưu hóa tỉ lệ S/VS/V. - Có 2 loại tế bào: tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực. 2. Cấu tạo và chức năng các thành phần của tế bào nhân sơ a) Thành tế bào - Quy định hình dạng tế bào (Peptiđôglican = cacbohiđrat và prôtêin). - Dựa vào cấu trúc và thành phần hóa học của thành tế bào, vi khuẩn chia làm 2 loại là vi khuẩn Gram dương (G+G+) và vi khuẩn Gram âm (G−G−). - Một số loại vi khuẩn còn có thêm 1 lớp vỏ nhầy để dễ bám dính (vi khuẩn gây bệnh ở người). b) Màng sinh chất - Được cấu tạo từ 2 lớp phôtpholipit và prôtêin. 49
  49. - Vận chuyển, trao đổi các chất qua màng. c) Lông và roi - Lông (nhung mao): giúp tiếp nhận, tiếp hợp, bám lên vật chủ. - Roi (tiêm mao): chỉ có ở một số loài vi khuẩn, giúp tế bào di chuyển. d) Tế bào chất - Nằm giữa màng sinh chất và nhân hoặc vùng nhân. - Thành phần: Gồm bào tương, ribôxôm và hạt dự trữ (chỉ có ở một số loài vi khuẩn). - Tế bào chất của vi khuẩn không có: + Hệ thống nội màng. + Các bào quan có màng bao bọc. + Khung tế bào. e) Vùng nhân - Chưa có màng bao bọc. - Chỉ chứa 1 phân tử ADN dạng vòng. - Một số vi khuẩn có thêm phân tử ADN nhỏ dạng vòng là plasmit. 3. Cấu tạo và chức năng các thành phần của tế bào nhân thực a) Nhân tế bào - Thường có dạng hình cầu hoặc bầu dục, đường kính khoảng 5μm5μm. - Có lớp màng kép bao bọc, có lỗ nhân. - Dịch nhân chứa chất nhiễm sắc (ADN) và nhân con (nơi tích tụ prôtêin và rARN). b) Lưới nội chất - Là 1 hệ thống ống và xoang dẹp thông với nhau gồm lưới nội chất trơn và có hạt. - Thành phần hóa học chủ yếu là prôtêin và phôtpholipit, ngoài ra còn có cacbohiđrat. - Chức năng của lưới nội chất hạt (mặt ngoài có hạt ribôxôm) là nơi tổng hợp prôtêin. 50
  50. - Chức năng của lưới nội chất trơn là tham gia vào quá trình tổng hợp lipit, chuyển hóa đường và phân hủy chất độc hại đối với tế bào, cơ thể. c) Ribôxôm - Ribôxôm là bào quan không có màng, chứa chủ yếu rARN và prôtêin. Chức năng là nơi tổng hợp prôtêin. d) Bộ máy Gôngi - Có dạng các túi dẹp xếp chồng lên nhau, có hình vòng cung. Chức năng lắp ráp, đóng gói, biến đổi và phân phối các sản phẩm của tế bào. e) Ti thể - Có 2 lớp màng bao bọc: màng ngoài nhẵn; màng trong gấp khúc tạo thành các mào, trên đó chứa nhiều loại enzim tham gia vào quá trình hô hấp tế bào. Bên trong là chất nền chứa ADN và ribôxôm. - Thực hiện chức năng biến đổi năng lượng, cung cấp ATP cho hoạt động sống của tế bào. f) Lục lạp - Là bào quan chỉ có ở tế bào thực vật. - Cấu tạo gồm 2 lớp màng bao bọc; bên trong chứa chất nền strôma (có ADN và ribôxôm) và các hạt grana được nối với nhau bằng hệ thống màng (do các túi dẹt tilacôit xếp chồng lên nhau – tilacôit chứa diệp lục và enzim quang hợp). - Lục lạp là nơi diễn ra quá trình quang hợp, chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học tích trữ dưới dạng tinh bột. g) Một số bào quan khác - Không bào: có 1 lớp màng bao bọc và nó giữ các chức năng khác nhau tùy từng loại tế bào và tùy từng loài sinh vật. - Lizôxôm: hình túi, có 1 lớp màng bao bọc, chứa nhiều hệ enzim thủy phân. Có chức năng phân hủy các tế bào già, các tế bào bị tổn thương không phục hồi được hay các bào quan đã già trong tế bào. 4. So sánh cấu trúc tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực Nội dung so Tế bào nhân sơ Tế bào nhân thực sánh Kích thước - Kích thước nhỏ. - Kích thước lớn. - Nhân đã có màng bao bọc nên được - Nhân chưa có màng Nhân gọi là nhân thực hay nhân hoàn bao bọc. chỉnh. 51
  51. - Tế bào chất không có - Tế bào chất có hệ thống nội màng hệ thống nội màng. Tế bào chất và chia thành các xoang riêng biệt. các bào quan - Tế bào chất chỉ có 1 - Tế bào chất có nhiều bào quan. bào quan là ribôxôm. 5. Vận chuyển các chất qua màng sinh chất - Màng sinh chất có cấu trúc khảm động và có chức năng điều khiển các chất ra vào tế bào một cách có chọn lọc. Các phương thức vận chuyển qua màng: vận chuyển chủ động, vận chuyển thụ động, xuất bào và nhập bào. (*) Phân biệt vận chuyển thụ động và vận chuyển chủ động: Vận chuyển thụ động Vận chuyển chủ động - Đều diễn ra khi có sự chênh lệch về nồng độ chất tan giữa môi Giống trường trong và môi trường ngoài tế bào. nhau - Không làm biến dạng màng sinh chất. - Các chất khuếch tán từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. - Không tiêu tốn năng lượng. Khác nhau - Các chất khuếch tán từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao. - Tiêu tốn năng lượng. III. CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG - Tế bào là hệ mở, luôn trao đổi chất và năng lượng với môi trường. - ATP được coi là đồng tiền năng lượng của tế bào. - Quang hợp là quá trình chuyển đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành dạng năng lượng tiềm ẩn trong hợp chất hữu cơ. Quang hợp bao gồm 2 pha: pha sáng và pha tối. - Hô hấp tế bào là quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ để tạo ra năng lượng dưới dạng ATP. Quá trình phân giải glucôzơ bao gồm 3 giai đoạn (đường phân, chu trình Crep và chuỗi chuyền electron) với sản phẩm chính là ATP, các sản phẩm phụ là CO2CO2 và nước. Đặc điểm của quá trình này là năng lượng trong 52
  52. phân tử glucôzơ được giải phóng một cách từ từ từng bước một và được điều khiển bằng hệ thống các enzim. IV. PHÂN CHIA TẾ BÀO - Sự sống được duy trì liên tục từ thế hệ này qua thế hệ khác thông qua quá trình truyền đạt thông tin di truyền lưu trữ trên ADN. - Quá trình truyền đạt thông tin di truyền trên ADN được thực hiện qua các hình thức phân chia tế bào. + Nguyên phân: là quá trình phân bào đảm bảo sự truyền đạt thông tin một cách nguyên vẹn từ tế bào này sang tế bào khác nhằm thực hiện các chức năng sinh sản, sinh trưởng và phát triển cũng như khả năng tái sinh các mô và cơ quan ở các cơ thể sinh vật đa bào. + Giảm phân: chỉ xảy ra ở các cơ thể lưỡng bội có hình thức sinh sản hữu tính giúp tạo ra sự đa dạng di truyền làm nguồn nguyên liệu cho quá trình tiến hóa. 53
  53. Bài 22. Dinh dưỡng, chuyển hóa vật chất và năng lượng ở vi sinh vật I. KHÁI NIỆM VI SINH VẬT - Vi sinh vật là những sinh vật nhỏ bé, gồm nhiều nhóm phân loại khác nhau, vi sinh vật hấp thụ và chuyển hóa vật chất nhanh, sinh trưởng mạnh. II. MÔI TRƯỜNG VÀ CÁC KIỂU DINH DƯỠNG 1. Các loại môi trường cơ bản - Môi trường tự nhiên: Vi sinh vật có ở khắp nơi, trong môi trường có điều kiện sinh thái đa dạng. - Môi trường phòng thí nghiệm: + Môi trường dùng chất tự nhiên. + Môi trường tổng hợp gồm các chất đã biết thành phần hóa học và số lượng. + Môi trường bán tổng hợp gồm chất tự nhiên và chất hóa học. 2. Các kiểu dinh dưỡng Dựa vào nhu cầu về nguồn năng lượng và nguồn cacbon, có 4 hình thức dinh dưỡng ở vi sinh vật: a) Quang tự dưỡng - Nguồn năng lượng: Ánh sáng. - Nguồn cacbon chủ yếu: CO2. - Nhóm đại diện: Vi khuẩn lam, tảo đơn bào, vi khuẩn lưu huỳnh màu tía và màu lục b) Hóa tự dưỡng - Nguồn năng lượng: Chất vô cơ. - Nguồn cacbon chủ yếu: CO2. - Nhóm đại diện: Vi khuẩn nitrat hóa, vi khuẩn ôxi hóa hiđrô, ôxi hóa lưu huỳnh c) Quang dị dưỡng - Nguồn năng lượng: Ánh sáng. - Nguồn cacbon chủ yếu: Chất hữu cơ. - Nhóm đại diện: Vi khuẩn không chứa lưu huỳnh màu lục và màu tía d) Hóa dị dưỡng - Nguồn năng lượng: Chất hữu cơ. 54
  54. - Nguồn cacbon chủ yếu: Chất hữu cơ. - Nhóm đại diện: Nấm, động vật nguyên sinh, phần lớn vi khuẩn không quang hợp III. HÔ HẤP VÀ LÊN MEN 1. Hô hấp - Hô hấp là một hình thức hóa dị dưỡng các hợp chất cacbohiđrat. a) Hô hấp hiếu khí - Khái niệm: Là quá trình ôxi hóa các phân tử hữu cơ. - Chất nhận electron cuối cùng: Ôxi phân tử. + Ở sinh vật nhân thực, chuỗi truyền electron ở màng trong ti thể. + Ở sinh vật nhân sơ, diễn ra ngay trên màng sinh chất. - Sản phẩm tạo thành: CO2, H2O, năng lượng. b) Hô hấp kị khí - Khái niệm: Quá trình phân giải cacbohiđrat để thu năng lượng cho tế bào. - Chất nhận electron cuối cùng: Phân tử hữu cơ NO3, SO4. - Sản phẩm tạo thành: năng lượng. 2. Lên men - Lên men là quá trình chuyển hóa kị khí diễn ra trong tế bào chất. - Chất cho electron và chất nhận electron là các phân tử hữu cơ. - Sản phẩm tạo thành: sữa chua, rượu, dấm 55
  55. Bài 23. Quá trình tổng hợp và phân giải các chất ở vi sinh vật I. QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP - Vi sinh vật có khả năng tự tổng hợp các loại axit amin. - Vi sinh vật sử dụng năng lượng và enzim nội bào để tổng hợp các chất. - Sự tổng hợp prôtêin là do các axit amin liên kết với nhau bằng liên kết peptit. n(Axit amin) ⟶⟶ Prôtêin - Tổng hợp pôlisaccarit: (Glucôzơ)n + [ADP – glucôzơ] ⟶⟶ (Glucôzơ)n + 1 + ADP - Sự tổng hợp lipit: Glixêrol kết hợp axit béo bằng liên kết este. - Nuclêôtit: các Bazơ nitơ kết hợp đường 5 cacbon và axit phôtphoric. Các nuclêôtit liên kết tạo ra axit nuclêic. II. QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI 1. Phân giải prôtêin và ứng dụng - Các prôtêin phức tạp được phân giải thành các axit amin nhờ prôtêaza của vi sinh vật tiết ra môi trường, quá trình này diễn ra bên ngoài tế bào. - Vi sinh vật hấp thụ axit amin và phân giải tiếp tạo ra năng lượng. - Khi môi trường thiếu C và thừa nitơ ⟶⟶ Vi sinh vật khử amin, sử dụng axit hữu cơ làm nguồn cacbon. - Nhờ prôtêaza của vi sinh vật phân giải prôtêin thu được các axit amin ứng dụng trong: làm tương, làm nước mắm 2. Phân giải pôlisaccarit và ứng dụng a) Lên men êtilic Tinh bột ⟶⟶ (+ Nấm đường hóa) ⟶⟶ Glucôzơ ⟶⟶ (+ Nấm men rượu) ⟶⟶ Êtanol + CO2 b) Lên men lactic (chuyển hóa kị khí) Có 2 loại lên men lactic là lên men đồng hình và lên men dị hình: Glucôzơ ⟶⟶ (+ Vi khuẩn lactic đồng hình) ⟶⟶ Axit lactic Glucôzơ ⟶⟶ (+ Vi khuẩn lactic dị hình) ⟶⟶ Axit lactic + CO2 + Êtanol + Axit axêtic c) Phân giải xenlulôzơ 56
  56. - Xenlulôzơ có trong xác thực vật ⟶⟶ Vi sinh vật tiết enzim xenlulaza phân giải xenlulôzơ ⟶⟶ Tạo chất mùn, làm giàu chất dinh dưỡng cho đất, tránh ô nhiễm môi trường. d) Ứng dụng - Phân giải tinh bột để sản xuất kẹo, xirô, rượu - Tận dụng bã thải thực vật làm nấm ăn. - Làm thức ăn cho gia súc. III. MỐI QUAN HỆ GIỮA TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI - Tổng hợp (đồng hóa) và phân giải (dị hóa) là 2 quá trình ngược nhau nhưng thống nhất trong hoạt động sống của tế bào. - Đồng hóa tổng hợp các chất cung cấp nguyên liệu cho dị hóa. - Dị hóa phân giải các chất cung cấp năng lượng cho đồng hóa. 57
  57. Bài 25. Sinh trưởng của vi sinh vật I. KHÁI NIỆM SINH TRƯỞNG - Sự sinh trưởng của quần thể vi sinh vật là sự tăng số lượng tế bào trong quần thể. - Thời gian thế hệ là thời gian từ khi xuất hiện một tế bào đến khi tế bào đó phân chia hoặc số tế bào trong quần thể tăng gấp đôi (Kí hiệu: g). + Ví dụ: E.Coli cứ 20 phút tế bào phân đôi 1 lần. - Mỗi loài vi khuẩn có thời gian riêng, trong cùng một loài với điều kiện nuôi cấy khác nhau cũng thể hiện g khác nhau. II. SỰ SINH TRƯỞNG CỦA QUẦN THỂ VI KHUẨN 1. Nuôi cấy không liên tục - Là môi trường nuôi cấy không được bổ sung chất dinh dưỡng mới và không được lấy đi các sản phẩm trao đổi chất. - Các pha sinh trưởng của vi khuẩn trong môi trường nuôi cấy không liên tục: 4 pha. a) Pha tiềm phát (pha Lag) - Vi khuẩn thích nghi với môi trường. - Số lượng tế bào trong quần thể không tăng. - Enzim cảm ứng được hình thành. b) Pha lũy thừa (pha Log) - Vi khuẩn bắt đầu phân chia, số lượng tế bào tăng theo lũy thừa. - Hằng số M không đủ theo thời gian và là cực đại đối với một số chủng và điều kiện nuôi cấy. c) Pha cân bằng - Số lượng vi sinh vật đạt mức cực đại, không đổi theo thời gian là do: + Một số tế bào bị phân hủy. + Một số khác có chất dinh dưỡng lại phân chia. d) Pha suy vong - Số tế bào trong quần thể giảm dần do: + Số tế bào bị phân hủy nhiều. + Chất dinh dưỡng bị cạn kiệt. 58
  58. + Chất độc hại tích lũy nhiều. 2. Nuôi cấy liên tục - Bổ sung liên tục các chất dinh dưỡng, đồng thời lấy ra một lượng tương đương dịch nuôi cấy. - Điều kiện môi trường duy trì ổn định. - Ứng dụng: sản xuất sinh khối để thu prôtêin đơn bào, các hợp chất có hoạt tính sinh học như axit amin, enzim, kháng sinh, hoocmôn 59
  59. Bài 26. Sinh sản của vi sinh vật I. SINH SẢN CỦA VI SINH VẬT NHÂN SƠ 1. Phân đôi - Màng sinh chất gấp nếp tạo hạt mêzôxôm. - Vòng ADN dính vào hạt mêzôxôm làm điểm tựa và nhân đôi thành 2 ADN. - Thành tế bào và màng sinh chất được tổng hợp dài ra và dần thắt lại đưa 2 phân tử ADN về 2 tế bào riêng biệt. 2. Nảy chồi và tạo thành bào tử - Sinh sản bằng bào tử đốt (xạ khuẩn): phân cắt đỉnh của sợi sinh trưởng thành một chuỗi bào tử. - Sinh sản nhờ nảy chồi (vi khuẩn quang dưỡng màu đỏ): tế bào mẹ tạo thành một chồi ở cực, chồi lớn dần và tách ra tạo thành vi khuẩn mới. - Nội bào tử vi khuẩn: là cấu trúc tạm nghỉ không phải là hình thức sinh sản. Được hình thành trong tế bào sinh dưỡng của vi khuẩn. II. SINH SẢN CỦA VI SINH VẬT NHÂN THỰC 1. Sinh sản bằng bào tử vô tính và bào tử hữu tính a) Sinh sản bằng bào tử vô tính - Ví dụ: Nấm Mucor, nấm phổi - Tạo thành chuỗi bào tử trên đỉnh của các sợi nấm khí sinh (Bào tử trần). b) Sinh sản bằng bào tử hữu tính - Ví dụ: Nấm Mucor - Hình thành hợp tử do 2 tế bào kết hợp với nhau qua giảm phân → Bào tử kín. 2. Sinh sản bằng nảy chồi và phân đôi - Sinh sản bằng nảy chồi: Nấm men rượu, nấm phổi → Từ tế bào mẹ mọc ra các chồi nhỏ → tách khỏi tế bào mẹ → cơ thể độc lập. - Sinh sản bằng phân đôi: Nấm men rượu rum, tảo lục → Tế bào mẹ phân đôi → 2 tế bào con. - Sinh sản hữu tính bằng bào tử chuyển động hay hợp tử. 60
  60. Bài 27. Các yếu tố ảnh hưởng đến sinh trưởng của vi sinh vật I. CHẤT HÓA HỌC 1. Chất dinh dưỡng - Là những chất giúp cho vi sinh vật đồng hóa và tăng sinh khối hoặc thu năng lượng, giúp cân bằng áp suất thẩm thấu, hoạt hóa axit amin. Ví dụ: Các chất hữu cơ cacbohiđrat, prôtêin, lipit ; Các nguyên tố vi lượng như Zn, Mn, Bo, Mo, Fe - Nhân tố sinh trưởng là chất dinh dưỡng cần cho sinh trưởng của vi sinh vật, với một lượng nhỏ nhưng chúng không tự tổng hợp được. + Vi sinh vật khuyết dưỡng: là vi sinh vật không tự tổng hợp được nhân tố sinh trưởng. + Vi sinh vật nguyên dưỡng: là vi sinh vật tự tổng hợp được các chất. 2. Chất ức chế sự sinh trưởng - Một số chất hóa học được dùng để ức chế sự sinh trưởng của vi sinh vật: + Các hợp chất phênol: Biến tính các prôtêin, các loại màng tế bào → Dùng khử trùng phòng thí nghiệm, bệnh viện. + Các loại cồn (êtanol, izôprôpanol, 70 – 80%): Thay đổi khả năng cho đi qua của lipit ở màng sinh chất → Dùng thanh trùng trong y tế, phòng thí nghiệm. + Iôt, rượu iôt (2%): Ôxi hóa các thành phần tế bào → Dùng diệt khuẩn trên da, tẩy trùng trong bệnh viện. + Clo (natri hipôclorit), cloramin: Sinh ôxi nguyên tử có tác dụng ôxi hóa mạnh → Dùng thanh trùng nước máy, nước bể bơi, công nghiệp thực phẩm. + Các hợp chất kim loại nặng (thủy ngân, bạc ): Gắn vào nhóm SH của prôtêin làm chúng bất hoạt → Dùng diệt bào tử đang nảy mầm, các thể sinh dưỡng. + Các anđêhit (phoocmanđêhit 2%): Bất hoạt các prôtêin → Được sử dụng rộng rãi trong thanh trùng. + Các loại khí êtilen ôxit (10 – 20%): Ôxi hóa các thành phần tế bào → Dùng khử trùng các dụng cụ nhựa, kim loại. + Các chất kháng sinh: Diệt khuẩn có tính chọn lọc → Dùng trong y tế, thú y II. CÁC YẾU TỐ LÍ HỌC 1. Nhiệt độ 61
  61. - Ảnh hưởng lớn đến tốc độ phản ứng sinh hóa trong tế bào, làm vi sinh vật sinh sản nhanh hay chậm. - Căn cứ vào nhiệt độ chia vi sinh vật thành 4 nhóm: + Vi sinh vật ưa lạnh < 150C. + Vi sinh vật ưa ấm 20 – 400C. + Vi sinh vật ưa nhiệt 55 – 650C. + Vi sinh vật siêu nhiệt 75 – 1000C. - Ứng dụng: Con người dùng nhiệt độ cao để thanh trùng, nhiệt độ thấp để kìm hãm sinh trưởng của vi sinh vật. 2. Độ ẩm - Hàm lượng nước trong môi trường quyết định độ ẩm. + Nước là dung môi hòa tan các chất dinh dưỡng. + Tham gia thủy phân các chất. - Ứng dụng: Nước dùng để khống chế sự sinh trưởng của vi sinh vật. 3. pH - Ảnh hưởng đến tính thấm qua màng, sự chuyển hóa các chất trong tế bào, hoạt hóa enzim, sự hình thành ATP. - Ứng dụng: Tạo điều kiện nuôi cấy thích hợp. 4. Ánh sáng - Tác động đến sự hình thành bào tử sinh sản, tổng hợp sắc tố, chuyển động hướng sáng. - Ứng dụng: Dùng bức xạ ánh sáng để ức chế, tiêu diệt vi sinh vật làm biến tính axit nuclêic, prôtêin. 5. Áp suất thẩm thấu - Gây co nguyên sinh làm cho vi sinh vật không phân chia được. - Ứng dụng: Bảo quản thực phẩm. 62
  62. Bài 29. Cấu trúc các loại virut Khái niệm: - Virut là thực thể chưa có cấu tạo tế bào, có kích thước siêu nhỏ. - Virut nhân lên nhờ bộ máy tổng hợp của tế bào và sống kí sinh bắt buộc. I. CẤU TẠO - Gồm 2 thành phần cơ bản: + Lõi axit nuclêic: chỉ chứa ADN (chuỗi đơn hoặc chuỗi kép) hoặc ARN (chuỗi đơn hoặc chuỗi kép). + Vỏ bọc prôtêin (capsit): Bao bọc axit nuclêic để bảo vệ, cấu tạo từ các đơn vị prôtêin gọi là capsôme. - Một số virut có thêm vỏ ngoài: + Cấu tạo vỏ ngoài là lớp lipit. + Mặt vỏ ngoài có cac gai glicôprôtêin làm nhiệm vụ kháng nguyên và giúp virut bám lên bề mặt tế bào chủ. - Virut không có vỏ ngoài gọi là virut trần. II. HÌNH THÁI - Cấu trúc xoắn: Capsôme sắp xếp theo chiều xoắn của axit nuclêic → làm cho virut có hình que, hình sợi, hình cầu 63
  63. Ví dụ: Virut khảm thuốc lá, virut bệnh dại, virut cúm, sởi - Cấu trúc khối: Capsôme sắp xếp theo hình khối đa diện gồm 20 mặt tam giác đều Ví dụ: Virut bại liệt. - Cấu trúc hỗn hợp: Đầu có cấu trúc khối chứa axit nuclêic gắn với đuôi có cấu trúc xoắn. Ví dụ: Phagơ là virut kí sinh ở vi khuẩn, còn gọi là thể thực khuẩn. 64
  64. Bài 30. Sự nhân lên của virut trong tế bào chủ I. CHU TRÌNH NHÂN LÊN CỦA VIRUT Chu trình nhân lên của virut bao gồm 5 giai đoạn: 1. Sự hấp phụ - Virut bám lên bề mặt tế bào chủ nhờ thụ thể thích hợp với thụ thể của tế bào chủ. 2. Xâm nhập - Với virut phagơ: Phá hủy thành tế bào nhờ enzim, bơm axit nuclêic vào tế bào chất, vỏ nằm ngoài. - Với virut động vật: Đưa cả nuclêôcapsit vào tế bào chất, sau đó “cởi vỏ” để giải phóng axit nuclêic. 3. Sinh tổng hợp - Virut sử dụng enzim và nguyên liệu của tế bào để tổng hợp axit nuclêic và prôtêin cho mình. 4. Lắp ráp - Lắp axit nuclêic vào prôtêin vỏ để tạo thành virut hoàn chỉnh. 5. Phóng thích - Virut phá vỡ tế bào để ồ ạt chui ra ngoài → Làm tế bào chết ngay (Quá trình sinh tan). - Virut chui ra từ từ theo lối nảy chồi → Tế bào vẫn sinh trưởng bình thường (Quá trình tiềm tan). II. HIV/ AIDS 1. Khái niệm về HIV - HIV là virut gây suy giảm miễn dịch ở người. - HIV gây nhiễm và phá hủy một số tế bào của hệ thống miễn dịch làm mất khả năng miễn dịch của cơ thể. - Vi sinh vật cơ hội: là vi sinh vật lợi dụng lúc cơ thể bị suy giảm miễn dịch để tấn công. - Bệnh cơ hội: là bệnh do vi sinh vật cơ hội gây nên. 2. Ba con đường lây truyền HIV - Qua đường máu - Qua đường tình dục 65
  65. - Mẹ bị nhiễm HIV có thể truyền qua thai nhi và truyền cho con qua sữa mẹ. 3. Ba giai đoạn phát triển của bệnh - Giai đoạn sơ nhiễm (giai đoạn “cửa sổ”): Kéo dài 2 tuần đến 3 tháng. Thường không biểu hiện triệu chứng hoặc biểu hiện nhẹ. - Giai đoạn không triệu chứng: Kéo dài từ 1 đến 10 năm. Lúc này số lượng tế bào limphô T–CD4 giảm dần. - Giai đoạn biểu hiện triệu chứng: Các bệnh cơ hội xuất hiện như tiêu chảy, viêm da, sưng hạch, lao, ung thư Kapôsi, mất trí, sốt kéo dài, sút cân Cuối cùng làm người bệnh tử vong. 4. Biện pháp phòng ngừa - Sống lành mạnh chung thủy 1 vợ 1 chồng. - Loại trừ tệ nạn xã hội. - Vệ sinh y tế theo đúng quy trình nghiêm ngặt. 66
  66. Bài 31. Virut gây bệnh, ứng dụng của virut trong thực tiễn I. CÁC VIRUT KÍ SINH Ở VI SINH VẬT, THỰC VẬT VÀ CÔN TRÙNG 1. Virut kí sinh ở vi sinh vật (phagơ) - Có khoảng 3000 loài. - Virut kí sinh hầu hết ở vi sinh vật nhân sơ (xạ khuẩn, vi khuẩn ) hoặc vi sinh vật nhân thực (nấm men, nấm sợi ). - Virut gây thiệt hại cho ngành công nghiệp vi sinh như sản xuất thuốc kháng sinh, sinh khối, thuốc trừ sâu sinh học, mì chính 2. Virut kí sinh ở thực vật - Có khoảng 1000 loài. - Quá trình xâm nhập của virut vào thực vật: + Virut không có khả năng tự xâm nhập vào tế bào thực vật. + Đa số virut xâm nhập được là nhờ côn trùng. + Một số virut xâm nhập qua vết xây xát, qua hạt phấn hoặc phấn hoa, giun ăn rễ hoặc nấm kí sinh. - Đặc điểm cây bị nhiễm virut: + Sau khi nhân lên trong tế bào thực vật, virut lan sang các tế bào khác qua cầu sinh chất. + Lá cây bị đốm vàng, đốm nâu, sọc hay vằn, lá xoăn, héo, vàng và rụng. + Thân bị lùn hoặc còi cọc. - Cách phòng bệnh ở thực vật do virut: + Chọn giống cây sạch bệnh. + Vệ sinh đồng ruộng. + Tiêu diệt vật trung gian truyền bệnh. 3. Virut kí sinh ở côn trùng - Xâm nhập qua đường tiêu hóa. - Virut xâm nhập vào tế bào ruột giữa hoặc theo dịch bạch huyết lan ra khắp cơ thể. 67
  67. - Virut gây bệnh cho côn trùng hoặc dùng côn trùng làm ổ chứa rồi thông qua côn trùng gây bệnh cho động vật và người. II. ỨNG DỤNG CỦA VIRUT TRONG THỰC TIỄN 1. Trong sản xuất các chế phẩm sinh học: Ví dụ sản xuất intefêron (IFN) - Cơ sở khoa học: + Phagơ có chứa đoạn gen không quan trọng có thể cắt bỏ mà không ảnh hưởng đến quá trình nhân lên. + Cắt bỏ gen của phagơ thay bằng gen mong muốn. + Dùng phagơ làm vật chuyển gen. - Quy trình: + Tách gen IFN ở người nhờ enzim. + Gắn gen IFN vào ADN của phagơ tạo nên phagơ tái tổ hợp. + Nhiễm phagơ tái tổ hợp vào E.coli. + Nuôi E.coli nhiễm phagơ tái tổ hợp trong nồi lên men để tổng hợp IFN. - Vai trò của IFN: là loại prôtêin đặc biệt do nhiều loại tế bào tiết ra, có khả năng chống virut, chống tế bào ung thư và tăng cường khả năng miễn dịch. 2. Trong nông nghiệp: Thuốc trừ sâu từ virut - Tính ưu việt của thuốc trừ sâu từ virut: + Virut có tính đặc hiệu cao, không gây độc cho người, động vật và côn trùng có ích. + Dễ sản xuất, hiệu quả trừ sâu cao, giá thành hạ. 68
  68. Bài 32. Bệnh truyền nhiễm và miễn dịch I. BỆNH TRUYỀN NHIỄM 1. Những vấn đề chung về bệnh truyền nhiễm - Khái niệm: Bệnh truyền nhiễm là bệnh lây lan từ cá thể này sang cá thể khác. - Tác nhân gây bệnh đa dạng: Virut, vi khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh - Điều kiện gây bệnh: Hội đủ 3 điều: + Độc lực (khả năng gây bệnh). + Số lượng nhiễm đủ lớn. + Con đường xâm nhập thích hợp. 2. Phương thức lây truyền - Truyền ngang: + Qua sol khí (hô hấp): Các giọt keo nhỏ vi sinh vật bay trong không khí, bắn ra khi ho hay hắt hơi. + Qua đường tiêu hóa: Vi sinh vật từ phân vào cơ thể qua thức ăn hay nước uống bị nhiễm. + Qua tiếp xúc trực tiếp, qua vết thương, qua quan hệ tình dục, hôn nhau hoặc qua đồ dùng hằng ngày. + Qua động vật cắn hoặc côn trùng cắn. - Truyền dọc: từ mẹ truyền sang con qua nhau thai, nhiễm khi sinh nở hoặc qua sữa mẹ → các triệu chứng viêm hay đau xuất hiện sau một thời gian ủ bệnh. 3. Các bệnh truyền nhiễm thường gặp do virut - Bệnh đường hô hấp: Lây truyền qua sol khí, 90% là do virut như viêm phổi, viêm phế quản, cảm lạnh, viêm họng, viêm đường hô hấp cấp (SARS), cúm - Bệnh đường tiêu hóa: Virut xâm nhập qua miệng, gây các bệnh viêm gan, quai bị, tiêu chảy, viêm dạ dày – ruột - Bệnh hệ thần kinh: Virut vào cơ thể qua hô hấp, tiêu hóa, niệu gây bệnh viêm não, viêm màng não, bại liệt, bệnh dại - Bệnh lây qua đường sinh dục: HIV, hecpet, viêm gan B - Bệnh da: Lây qua hô hấp, qua tiếp xúc, như các bệnh đậu mùa, mụn cơm, sởi 69
  69. II. MIỄN DỊCH - Miễn dịch là khả năng tự bảo vệ đặc biệt của cơ thể chống lại các tác nhân gây bệnh khi chúng xâm nhập vào cơ thể. 1. Miễn dịch không đặc hiệu - Khái niệm: Là loại miễn dịch tự nhiên mang tính bẩm sinh, không đòi hỏi phải có tiếp xúc với kháng nguyên. - Cơ chế: Ngăn cản không cho vi sinh vật xâm nhập vào cơ thể bằng các yếu tố bảo vệ tự nhiên của cơ thể như da, niêm mạc, nhung mao đường hô hấp, nước mắt - Vai trò: Tiêu diệt các vi sinh vật xâm nhập (thực bào, tiết dịch phá hủy). 2. Miễn dịch đặc hiệu - Xảy ra khi có kháng nguyên xâm nhập, gồm 2 loại: a) Miễn dịch thể dịch - Phương thức miễn dịch: Cơ thể sản xuất ra kháng thể đặc hiệu. - Cơ chế tác động: Kháng nguyên phản ứng đặc hiệu với kháng thể → kháng nguyên không hoạt động được. b) Miễn dịch tế bào - Phương thức miễn dịch: Có sự tham gia của các tế bào T độc. - Cơ chế tác động: Tế bào T độc tiết prôtêin độc làm tan tế bào nhiễm khiến virut không nhân lên được. 3. Phòng chống bệnh truyền nhiễm - Dùng kháng sinh thích hợp, không lạm dụng thuốc. - Tiêm vacxin phòng ngừa. - Giữ gìn vệ sinh cá nhân và cộng đồng. - Kiểm soát vật trung gian truyền bệnh như ruồi, muỗi, ve, vật nuôi 70
  70. Bài 33. Ôn tập phần sinh học vi sinh vật I. CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 1. Các kiểu dinh dưỡng của vi sinh vật (1) ⟶⟶ Quang tự dưỡng: vi khuẩn lam, tảo đơn bào, vi khuẩn lưu huỳnh màu tía và màu lục. (2) ⟶⟶ Quang dị dưỡng: vi khuẩn không chứa lưu huỳnh màu lục và màu tía. (3) ⟶⟶ Hóa tự dưỡng: vi khuẩn nitrat hóa, vi khuẩn ôxi hóa hiđrô, ôxi hóa lưu huỳnh. (4) ⟶⟶ Hóa dị dưỡng: nấm, động vật nguyên sinh, phần lớn vi khuẩn không quang hợp. 2. Nhân tố sinh trưởng - Vi sinh vật nguyên dưỡng: là vi sinh vật có thể tự tổng hợp được các nhân tố sinh trưởng. - Vi sinh vật khuyết dưỡng: là vi sinh vật không tự tổng hợp được một hay vài nhân tố sinh trưởng. 3. Những ví dụ đại diện cho các kiểu hô hấp hay lên men Kiểu hô hấp Chất nhận electron Sản phẩm khử Ví dụ nhóm vi sinh vật hay lên men Hiếu Các loại nấm mốc, động vật nguyên sinh, vi khuẩn hiếu khí. khí O2 H2O Kị Vi khuẩn đường ruột Pseudomonas, Baccillus − − − − khí NO 3NO3 NO 2NO2 arrow_forward_iosĐọc thêm 71
  71. Powered by GliaStudio − 2− Vi sinh vật khử lưu huỳnh SO2 4SO4 H2S Vi sinh vật sinh mêtan CO2 CH4 Chất hữu cơ ví dụ: Lên - Êtanol - Nấm men rượu - Axêtanđêhit men - Axit lactic - Vi khuẩn lactic - Axit piruvic 4. Tế bào vi khuẩn sử dụng năng lượng chủ yếu vào 3 hoạt động - Tổng hợp ATP, rồi sử dụng tổng hợp các chất. - Vận chuyển các chất. - Quay tiêm mao, chuyển động. II. SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT 1. Giải thích các pha đường cong sinh trưởng của quần thể vi khuẩn trong nuôi cấy không liên tục. Ở pha sinh trưởng nào trong nuôi cấy không liên tục có thời gian của một thế hệ (g) là giá trị không đổi? Nêu nguyên tắc và ứng dụng của nuôi cấy liên tục. a) Nuôi cấy không liên tục - Là môi trường nuôi cấy không được bổ sung chất dinh dưỡng mới và không được lấy đi các sản phẩm trao đổi chất. - Quần thể vi khuẩn trong nuôi cấy không liên tục sinh trưởng theo một đường cong gồm 4 pha: + Pha tiềm phát: Vi khuẩn thích nghi với môi trường, số lượng tế bào trong quần thể chưa tăng. Enzim cảm ứng được hình thành để phân giải cơ chất. + Pha lũy thừa: Vi khuẩn sinh trưởng với tốc độ lớn nhất và không đổi, số lượng tế bào trong quần thể tăng lên rất nhanh. + Pha cân bằng: Số lượng vi khuẩn trong quần thể đạt cực đại và không đổi theo thời gian, số lượng tế bào sinh ra bằng số lượng tế bào chết đi. + Pha suy vong: Số tế bào sống trong quần thể giảm dần do tế bào trong quần thể bị phân hủy ngày càng nhiều, chất dinh dưỡng cạn kiệt, chất độc hại tích lũy quá nhiều. 72
  72. b) Ở pha lũy thừa trong nuôi cấy không liên tục có thời gian của một thế hệ (g) là giá trị không đổi. c) Nuôi cấy liên tục - Nguyên tắc: Môi trường nuôi cấy được bổ sung liên tục các chất dinh dưỡng vào, đồng thời lấy ra một lượng dịch nuôi cấy tương đương. - Ứng dụng: sử dụng nuôi cấy liên tục trong sản xuất sinh khối để thu nhận prôtêin đơn bào, các hợp chất có hoạt tính sinh học như các axit amin, enzim, các kháng sinh, hoocmôn 2. Độ pH phù hợp với sự sinh trưởng của vi sinh vật Nhóm vi sinh pH tối ưu đối với phần lớn vi Ví dụ môi trường tự nhiên vật sinh vật tương ứng Vi khuẩn Gần trung tính - Vi khuẩn sống trên da người Tảo đơn bào Hơi axit - Tảo xanh trên mặt nước ao tù Nấm Axit - Mốc cơm nguội Động vật đơn - Trùng roi ở nước bẩn ven bờ Gần trung tính bào ao III. SINH SẢN CỦA VI SINH VẬT 1. Vi khuẩn có thể hình thành các loại bào tử nào? Sự khác biệt giữa bào tử sinh sản và nội bào tử ở vi khuẩn? Bào tử vô tính và bào tử hữu tính ở nấm khác nhau như thế nào? - Vi khuẩn có thể hình thành các loại bào tử sinh sản: ngoại bào tử, bào tử đốt, nảy chồi. - Sự khác biệt giữa bào tử sinh sản và nội bào tử ở vi khuẩn: + Bào tử sinh sản chỉ có các lớp màng, không có vỏ và không chứa hợp chất canxiđipicôlinat. + Nội bào tử có lớp vỏ dày và chứa canxiđipicôlinat, giúp tế bào bền nhiệt. - Sự khác nhau giữa bào tử vô tính và bào tử hữu tính ở nấm: 73
  73. + Bào tử vô tính ở nấm là bào tử kín hoặc bào tử trần được hình thành từ sự phân chia nguyên nhiễm. + Bào tử hữu tính được hình thành qua sinh sản hữu tính. 2. Ví dụ về ứng dụng sự sinh sản của vi sinh vật để phục vụ đời sống con người - Do có tốc độ sinh sản và tổng hợp vật chất cao, sự trao đổi chất có tính đa dạng, vi sinh vật đã được con người quan tâm khai thác: + Bào tử nấm dùng làm nguồn nguyên liệu để thu nhận các chế phẩm như thực phẩm (tương), thức ăn bổ sung cho chăn nuôi, thuốc trừ sâu sinh học + Do tốc độ sinh sản nhanh, vi khuẩn (phổ biến là vi khuẩn E.coli) được dùng trong kĩ thuật cấy gen sản xuất trên quy mô công nghiệp nhiều loại sản phẩm sinh học như axit amin, prôtêin, enzim, hoocmôn (insulin), kháng thể + Chế biến và bảo quản một số thực phẩm cho người và gia súc: dưa chua, nem chua, sữa chua, rau cỏ ủ chua (cho gia súc). + Sản xuất prôtêin đơn bào dùng làm thức ăn bổ sung cho người và gia súc. IV. CÁC BIỆN PHÁP KIỂM SOÁT SỰ SINH TRƯỞNG CỦA VI SINH VẬT 1. Đường dùng để nuôi cấy vi sinh vật và dùng để ngâm các loại quả. Vì sao lại có thể dùng đường với 2 mục đích hoàn toàn khác nhau? Lấy ví dụ về hợp chất khác có vai trò tương tự. - Đường dùng nuôi cấy vi sinh vật vì đường là nguồn dinh dưỡng cung cấp năng lượng cho chúng. Nhưng, nếu nồng độ đường quá cao sẽ gây co nguyên sinh ở sinh vật. - Hợp chất có vai trò tương tự đường là muối. 2. Ví dụ về các yếu tố vật lí có ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của vi sinh vật. Phân tích khả năng sử dụng một số yếu tố vật lí để kiểm soát sự sinh trưởng của vi sinh vật. - Nhiệt độ: Bảo quản thức ăn trong tủ lạnh, sử dụng nhiệt độ cao để thanh trùng: đun sôi để ức chế sinh trưởng của vi sinh vật. - Độ ẩm: Bảo quản thực phẩm bằng cách phơi khô vì thực phẩm chứa nhiều nước là môi trường thuận lợi cho sự sinh trưởng của vi sinh vật. - Độ pH: Trong sữa chua, dưa chua có độ pH thấp ức chế sự sinh trưởng của mọi vi khuẩn kí sinh gây bệnh. 74
  74. - Ánh sáng: Nhà ở có đủ ánh sáng thì sạch vì ánh sáng diệt khuẩn. - Áp suất thẩm thấu: Dùng muối ướp vào cá, thịt gây co nguyên sinh ức chế sinh trưởng của vi sinh vật →→ thịt, cá được bảo quản lâu hơn. V. VIRUT 1. Virut nằm ở ranh giới giữa cơ thể sống và vật không sống vì chúng có đặc điểm thuộc cả hai loại này - Đặc điểm vô sinh: kích thước nhỏ chỉ quan sát được dưới kính hiển vi điện tử, không có cấu tạo tế bào (một số virut thực vật có thể biến thành tinh thể khi ở ngoài tế bào), không có trao đổi chất riêng, không có cảm ứng - Đặc điểm của cơ thể sống: có tính di truyền đặc trưng, một số virut có enzim riêng, nhân lên trong cơ thể chủ để phát triển. 2. Ví dụ về một số loại virut Loại axit Vỏ Có vỏ bọc Vật Phương STT Virut nuclêic capsit có ngoài chủ thức đối xứng vỏ capsit lan truyền ARN (một 1 HIV mạch, Khối Có Người Qua máu 2 phân tử) Virut khảm Cây Chủ yếu do thuốc lá ARN (một 2 Xoắn Không thuốc động vật (Tobamo mạch) lá chích đốt virus) ADN (hai Qua nhiễm 3 Phagơ T2T2 Hỗn hợp Không E.coli mạch) dịch phagơ Virut cúm ARN (một Chủ yếu 4 Xoắn Có Người (Influenza mạch) qua sol khí virus) 3. Cho sơ đồ sau 75
  75. a) Miễn dịch thể dịch (1) - Cơ thể sản xuất ra kháng thể đặc hiệu. Các kháng thể này được đưa vào tất cả các chất lỏng (thể dịch) trong cơ thể để phản ứng với kháng nguyên, trung hòa kháng nguyên, làm kháng nguyên không hoạt động được. b) Miễn dịch tế bào (2) - Là hình thức miễn dịch có sự tham gia của các tế bào T độc. Các tế bào này tiết prôtêin độc làm tan tế bào nhiễm khiến virut không nhân lên được. - Trong những bệnh do virut gây ra, miễn dịch tế bào đóng vai trò chủ lực vì virut nằm trong tế bào nên thoát khỏi sự tấn công của kháng thể. 4. Cần biết - Bệnh viêm gan B là do một loại virut được truyền chủ yếu qua đường máu, nước bọt, đường sinh dục. - So với các loại sữa bột hay sữa đặc có đường thì sữa mẹ có rất nhiều ưu điểm. Một lợi thế rõ rệt là sữa mẹ có khả năng giúp trẻ chống nhiễm trùng vì trong sữa mẹ có nhiều loại kháng thể và các lizôzim. - Trẻ nhỏ và người cao tuổi dễ mẫn cảm với các bệnh nhiễm trùng vì hệ thống miễn dịch của họ hoặc yếu hay ít hoặc không hoạt động nữa. 76