Độ dày của màng là. Màng tế bào

trường văn bản

mũi tên_trở lên

Các tế bào được tách ra khỏi môi trường bên trong cơ thể bằng màng tế bào hoặc màng sinh chất.

Màng cung cấp:

1) Sự xâm nhập có chọn lọc vào và ra khỏi tế bào của các phân tử và ion cần thiết để thực hiện các chức năng tế bào cụ thể;
2) Vận chuyển có chọn lọc các ion qua màng, duy trì sự chênh lệch điện thế xuyên màng;
3) Tính đặc hiệu của các tiếp xúc giữa các tế bào.

Do sự hiện diện trong màng của nhiều thụ thể nhận biết tín hiệu hóa học - hormone, chất trung gian và các hoạt chất sinh học khác, nó có khả năng thay đổi hoạt động trao đổi chất của tế bào. Màng cung cấp tính đặc hiệu của các biểu hiện miễn dịch do sự hiện diện của kháng nguyên trên chúng - cấu trúc gây ra sự hình thành các kháng thể có thể liên kết đặc biệt với các kháng nguyên này.
Nhân và các bào quan của tế bào cũng được ngăn cách khỏi tế bào chất bằng màng, ngăn cản sự di chuyển tự do của nước và các chất hòa tan trong đó từ tế bào chất vào chúng và ngược lại. Điều này tạo điều kiện cho sự phân chia các quá trình sinh hóa xảy ra ở các ngăn khác nhau bên trong tế bào.

Cấu trúc màng tế bào

trường văn bản

mũi tên_trở lên

Màng tế bào là một cấu trúc đàn hồi, có độ dày từ 7 đến 11 nm (Hình 1.1). Nó bao gồm chủ yếu là lipid và protein. Từ 40 đến 90% tổng số lipid là phospholipid - phosphatidylcholine, phosphatidyletanolamine, phosphatidylserine, sphingomyelin và phosphatidylinositol. Một thành phần quan trọng của màng là glycolipid, đại diện bởi cerebroside, sulfatide, ganglioside và cholesterol.

Cơm. 1.1 Tổ chức của màng.

Cấu trúc cơ bản của màng tế bào là một lớp kép của các phân tử phospholipid. Do tương tác kỵ nước, chuỗi carbohydrate của các phân tử lipid được giữ gần nhau ở trạng thái kéo dài. Các nhóm phân tử phospholipid của cả hai lớp tương tác với các phân tử protein được nhúng trong màng lipid. Do hầu hết các thành phần lipid của lớp kép đều ở trạng thái lỏng nên màng có khả năng di chuyển và tạo ra các chuyển động giống như sóng. Các phần của nó, cũng như các protein được nhúng trong lớp lipid kép, được trộn từ phần này sang phần khác. Tính di động (tính lưu động) của màng tế bào tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình vận chuyển các chất qua màng.

Protein màng tế bàođược đại diện chủ yếu bởi glycoprotein. Có:

protein tích hợp, xuyên qua toàn bộ độ dày của màng và
protein ngoại vi, chỉ gắn trên bề mặt của màng, chủ yếu ở phần bên trong của nó.

Protein ngoại vi hầu hết đều có chức năng như enzyme (acetylcholinesterase, phosphatase axit và tơ tằm, v.v.). Nhưng một số enzyme cũng được đại diện bởi các protein tích hợp - ATPase.

Protein tích hợp cung cấp sự trao đổi có chọn lọc các ion thông qua các kênh màng giữa dịch ngoại bào và nội bào, đồng thời hoạt động như các protein vận chuyển các phân tử lớn.

Các thụ thể và kháng nguyên màng có thể được đại diện bởi cả protein tích hợp và ngoại vi.

Các protein nằm sát màng từ phía tế bào chất được phân loại là khung tế bào . Chúng có thể gắn vào protein màng.

Vì thế, dải protein 3 (số dải trong quá trình điện di protein) của màng hồng cầu được kết hợp thành một quần thể với các phân tử khung tế bào khác - Spectrin thông qua protein ankyrin trọng lượng phân tử thấp (Hình 1.2).

Cơm. 1.2 Sơ đồ sắp xếp các protein trong khung tế bào gần màng của hồng cầu.
1 - quang phổ; 2 - ankyrin; 3 - protein nhóm 3; 4 - dải protein 4,1; 5 - protein băng 4,9; 6 - oligome Actin; 7 - protein 6; 8 - gpicophorin A; 9 - màng.

quang phổ là một protein khung tế bào chính tạo thành một mạng lưới hai chiều mà Actin được gắn vào.

Actin tạo thành các vi sợi, là bộ máy co bóp của tế bào.

Bộ xương tế bào cho phép tế bào thể hiện các đặc tính đàn hồi linh hoạt và cung cấp thêm độ bền cho màng.

Hầu hết các protein không thể thiếu là glycoprotein. Phần carbohydrate của chúng nhô ra từ màng tế bào ra bên ngoài. Nhiều glycoprotein có điện tích âm lớn do hàm lượng axit sialic đáng kể (ví dụ: phân tử glycophorin). Điều này cung cấp cho bề mặt của hầu hết các tế bào một điện tích âm, giúp đẩy lùi các vật thể tích điện âm khác. Các phần nhô ra carbohydrate của glycoprotein là chất mang kháng nguyên nhóm máu, các yếu tố quyết định kháng nguyên khác của tế bào và chúng hoạt động như các thụ thể liên kết với hormone. Glycoprotein tạo thành các phân tử kết dính khiến các tế bào gắn vào nhau, tức là. đóng các tiếp xúc giữa các tế bào.

Đặc điểm trao đổi chất ở màng

trường văn bản

mũi tên_trở lên

Các thành phần màng chịu nhiều biến đổi trao đổi chất dưới tác động của các enzyme nằm trên hoặc bên trong màng của chúng. Chúng bao gồm các enzyme oxy hóa, đóng vai trò quan trọng trong việc biến đổi các yếu tố kỵ nước của màng - cholesterol, v.v. Trong màng, khi enzyme - phospholipase được kích hoạt - các hợp chất có hoạt tính sinh học - prostaglandin và các dẫn xuất của chúng - được hình thành từ axit arachidonic. Là kết quả của việc kích hoạt quá trình chuyển hóa phospholipid, các khối u và leukotriene được hình thành trong màng, có tác động mạnh mẽ đến sự kết dính của tiểu cầu, quá trình viêm, v.v.

Các quá trình đổi mới các thành phần của nó liên tục xảy ra trong màng . Như vậy, thời gian sống của protein màng dao động từ 2 đến 5 ngày. Tuy nhiên, có những cơ chế trong tế bào đảm bảo việc vận chuyển các phân tử protein mới được tổng hợp đến các thụ thể trên màng, tạo điều kiện thuận lợi cho việc kết hợp protein vào màng. Việc “nhận biết” thụ thể này bởi protein mới được tổng hợp được tạo điều kiện thuận lợi nhờ sự hình thành một peptide tín hiệu, giúp tìm ra thụ thể trên màng.

Lipid màng cũng được đặc trưng bởi tốc độ trao đổi đáng kể, đòi hỏi một lượng lớn axit béo để tổng hợp các thành phần màng này.
Tính đặc hiệu của thành phần lipid của màng tế bào bị ảnh hưởng bởi những thay đổi trong môi trường của con người và bản chất của chế độ ăn uống.

Ví dụ, sự gia tăng axit béo trong chế độ ăn uống có liên kết không bão hòa làm tăng trạng thái lỏng của lipid trong màng tế bào của các mô khác nhau, dẫn đến sự thay đổi thuận lợi về tỷ lệ phospholipid với sphingomyelin và lipid với protein cho chức năng của màng tế bào.

Ngược lại, lượng cholesterol dư thừa trong màng làm tăng tính vi mô của lớp phân tử phospholipid kép của chúng, làm giảm tốc độ khuếch tán của một số chất qua màng tế bào.

Thực phẩm giàu vitamin A, E, C, P cải thiện quá trình chuyển hóa lipid ở màng hồng cầu và làm giảm độ nhớt của màng. Điều này làm tăng khả năng biến dạng của hồng cầu và tạo điều kiện thuận lợi cho chức năng vận chuyển của chúng (Chương 6).

Thiếu axit béo và cholesterol trong thực phẩm làm phá vỡ thành phần lipid và chức năng của màng tế bào.

Ví dụ, sự thiếu hụt chất béo làm gián đoạn các chức năng của màng bạch cầu trung tính, ức chế khả năng di chuyển và thực bào của chúng (sự bắt giữ và hấp thụ tích cực của các vật thể sống ngoại lai cực nhỏ và các hạt vật chất của các sinh vật đơn bào hoặc một số tế bào).

Trong việc điều chỉnh thành phần lipid của màng và tính thấm của chúng, điều hòa sự tăng sinh tế bào Một vai trò quan trọng được thực hiện bởi các loại oxy phản ứng được hình thành trong tế bào kết hợp với các phản ứng trao đổi chất diễn ra bình thường (oxy hóa vi thể, v.v.).

Các loại oxy phản ứng được tạo ra- Gốc superoxide (O 2), hydrogen peroxide (H 2 O 2), v.v... là những chất cực kỳ phản ứng. Chất nền chính của chúng trong các phản ứng oxy hóa gốc tự do là các axit béo không bão hòa, là một phần của phospholipid của màng tế bào (còn gọi là phản ứng peroxid hóa lipid). Việc tăng cường các phản ứng này có thể gây tổn thương màng tế bào, hàng rào, thụ thể và chức năng trao đổi chất của nó, làm biến đổi các phân tử axit nucleic và protein, dẫn đến đột biến và bất hoạt enzyme.

Trong điều kiện sinh lý, sự tăng cường peroxid hóa lipid được điều hòa bởi hệ thống chống oxy hóa của tế bào, được biểu hiện bằng các enzyme làm bất hoạt các loại oxy phản ứng - superoxide effutase, catalase, peroxidase và các chất có hoạt tính chống oxy hóa - tocopherol (vitamin E), ubiquinone, v.v. có tác dụng bảo vệ rõ rệt trên màng tế bào (tác dụng bảo vệ tế bào) với nhiều tác hại khác nhau đối với cơ thể, prostaglandin E và J2 có tác dụng “dập tắt” quá trình kích hoạt quá trình oxy hóa gốc tự do. Prostaglandin bảo vệ niêm mạc dạ dày và tế bào gan khỏi tổn thương hóa học, tế bào thần kinh, tế bào thần kinh đệm, tế bào cơ tim - khỏi tổn thương do thiếu oxy, cơ xương - khi hoạt động thể chất nặng. Prostaglandin, bằng cách liên kết với các thụ thể cụ thể trên màng tế bào, ổn định lớp kép của màng sau và làm giảm sự mất mát phospholipid qua màng.

Chức năng của thụ thể màng

trường văn bản

mũi tên_trở lên

Tín hiệu hóa học hoặc cơ học lần đầu tiên được cảm nhận bởi các thụ thể màng tế bào. Hậu quả của việc này là sự biến đổi hóa học của protein màng, dẫn đến việc kích hoạt “chất truyền tin thứ hai” đảm bảo sự truyền tín hiệu nhanh chóng trong tế bào đến bộ gen, enzyme, các yếu tố co bóp, v.v.

Việc truyền tín hiệu xuyên màng trong tế bào có thể được biểu diễn dưới dạng sơ đồ như sau:

1) Cơ quan thụ cảm, bị kích thích bởi tín hiệu nhận được, sẽ kích hoạt γ-protein của màng tế bào. Điều này xảy ra khi chúng liên kết với guanosine triphosphate (GTP).

2) Sự tương tác của phức hợp GTP-γ-protein lần lượt kích hoạt enzyme - tiền chất của chất truyền tin thứ cấp, nằm ở mặt trong của màng.

Tiền thân của chất truyền tin thứ hai, cAMP, được hình thành từ ATP, là enzyme adenylate cyclase;
Tiền chất của các chất truyền tin thứ cấp khác - inositol triphosphate và diacylglycerol, được hình thành từ màng phosphatidylinositol-4,5-diphosphate, là enzyme phospholipase C. Ngoài ra, inositol triphosphate còn huy động một chất truyền tin thứ cấp khác trong tế bào - các ion canxi, tham gia vào hầu hết các chức năng của tế bào. mọi quá trình điều hòa trong tế bào. Ví dụ, inositol triphosphate tạo thành gây ra sự giải phóng canxi từ mạng lưới nội chất và tăng nồng độ của nó trong tế bào chất, từ đó kích hoạt các dạng phản ứng tế bào khác nhau. Với sự trợ giúp của inositol triphosphate và diacylglycerol, chức năng của cơ trơn và tế bào B của tuyến tụy được điều hòa bởi acetylcholine, thùy trước tuyến yên được điều hòa bởi yếu tố giải phóng thyrogropin, phản ứng của tế bào lympho với kháng nguyên, v.v.
Trong một số tế bào, vai trò của chất truyền tin thứ hai do cGMP, được hình thành từ GTP với sự trợ giúp của enzyme guanylate cyclase. Ví dụ, nó đóng vai trò là chất truyền tin thứ hai cho hormone natriuretic trong cơ trơn của thành mạch máu. cAMP đóng vai trò là chất truyền tin thứ cấp cho nhiều loại hormone - adrenaline, erythropoietin, v.v. (Chương 3).

Cấu trúc tế bào

Lý thuyết tế bào.

Kế hoạch

Tế bào là đơn vị cấu trúc cơ bản của cơ thể sống.

1. Lý thuyết tế bào.

2. Cấu trúc tế bào.

3. Sự tiến hóa của tế bào.

Năm 1665 R. Hooke là người đầu tiên khám phá ra tế bào thực vật. Năm 1674 A. Leeuwenhoek đã phát hiện ra tế bào động vật. Năm 1839 T. Schwann và M. Schleiden đã xây dựng lý thuyết tế bào. Nguyên lý chính của lý thuyết tế bào là tế bào là cơ sở cấu trúc và chức năng của các hệ thống sống. Nhưng họ đã lầm tưởng rằng tế bào được hình thành từ vật chất không có cấu trúc. Năm 1859 R. Virchow đã chứng minh rằng các tế bào mới chỉ được hình thành bằng cách phân chia các tế bào trước đó.

Nguyên tắc cơ bản của lý thuyết tế bào :

1) Tế bào là đơn vị cấu trúc và chức năng của mọi sinh vật sống. Mọi sinh vật sống đều được cấu tạo từ tế bào.

2) Tất cả các tế bào về cơ bản đều giống nhau về thành phần hóa học và quá trình trao đổi chất.

3) Các tế bào mới được hình thành bằng cách phân chia các tế bào hiện có.

4) Tất cả các tế bào đều lưu trữ và thực hiện thông tin di truyền theo cùng một cách.

5) Hoạt động sống của toàn bộ sinh vật đa bào được xác định bởi sự tương tác của các tế bào cấu thành nó.

Dựa vào cấu trúc, có 2 loại tế bào:

sinh vật nhân sơ

Sinh vật nhân chuẩn

Prokaryote bao gồm vi khuẩn và tảo xanh lam. Prokaryote khác với eukaryote ở những điểm sau: chúng không có các bào quan màng được tìm thấy trong tế bào nhân chuẩn (ty thể, mạng lưới nội chất, lysosome, phức hợp Golgi, lục lạp).

Sự khác biệt quan trọng nhất là chúng không có nhân được bao quanh bởi màng. DNA prokaryotic được đại diện bởi một phân tử tròn gấp. Prokaryote cũng thiếu trung tâm tế bào, vì vậy chúng không bao giờ phân chia theo nguyên phân. Chúng được đặc trưng bởi amitosis - phân chia nhanh chóng trực tiếp.

Tế bào nhân chuẩn là tế bào của sinh vật đơn bào và đa bào. Chúng bao gồm ba thành phần chính:

Màng tế bào bao quanh tế bào và ngăn cách nó với môi trường bên ngoài;

Tế bào chất chứa nước, muối khoáng, hợp chất hữu cơ, bào quan và thể vùi;

Nhân, nơi chứa vật chất di truyền của tế bào.

1 – đầu cực của phân tử phospholipid

2 – đuôi axit béo của phân tử phospholipid

3 – protein tích hợp

4 – protein ngoại vi

5 – protein bán nguyên vẹn

6 – glycoprotein

7 - glycolipid

Màng tế bào bên ngoài vốn có ở tất cả các tế bào (động vật và thực vật), có độ dày khoảng 7,5 (lên đến 10) nm và bao gồm các phân tử lipid và protein.

Hiện nay, mô hình cấu trúc màng tế bào bằng chất lỏng khảm đang được phổ biến rộng rãi. Theo mô hình này, các phân tử lipid được sắp xếp thành hai lớp, với các đầu không thấm nước (kỵ nước - hòa tan trong chất béo) đối diện nhau và các đầu hòa tan trong nước (ưa nước) hướng ra ngoại vi. Các phân tử protein được nhúng vào lớp lipid. Một số nằm ở bề mặt bên ngoài hoặc bên trong của phần lipid, một số khác chìm một phần hoặc xuyên qua màng.

Chức năng của màng :

Bảo vệ, biên giới, rào chắn;

Chuyên chở;

Thụ thể - được thực hiện do protein - thụ thể, có khả năng chọn lọc đối với một số chất (hormone, kháng nguyên, v.v.), tham gia vào các tương tác hóa học với chúng, dẫn tín hiệu vào tế bào;

Tham gia vào việc hình thành các liên hệ giữa các tế bào;

Cung cấp sự chuyển động của một số tế bào (chuyển động của amip).

Tế bào động vật có một lớp glycocalyx mỏng phía trên màng tế bào bên ngoài. Đây là một phức hợp carbohydrate với lipid và carbohydrate với protein. Glycocalyx tham gia vào các tương tác giữa các tế bào. Màng tế bào chất của hầu hết các bào quan của tế bào có cấu trúc giống hệt nhau.

Ở tế bào thực vật, ở ngoài màng tế bào chất. có một thành tế bào bao gồm cellulose.

Vận chuyển các chất qua màng tế bào chất .

Có hai cơ chế chính đưa các chất vào hoặc ra khỏi tế bào:

1. Vận chuyển thụ động.

2. Vận chuyển tích cực.

Sự vận chuyển thụ động của các chất xảy ra mà không tiêu tốn năng lượng. Một ví dụ về sự vận chuyển như vậy là sự khuếch tán và thẩm thấu, trong đó sự chuyển động của các phân tử hoặc ion xảy ra từ vùng có nồng độ cao đến vùng có nồng độ thấp hơn, ví dụ như phân tử nước.

Vận chuyển tích cực - trong kiểu vận chuyển này, các phân tử hoặc ion xuyên qua màng theo gradient nồng độ, cần năng lượng. Một ví dụ về vận chuyển tích cực là bơm natri-kali, bơm tích cực natri ra khỏi tế bào và hấp thụ các ion kali từ môi trường bên ngoài, vận chuyển chúng vào trong tế bào. Máy bơm là một protein màng đặc biệt điều khiển ATP.

Vận chuyển tích cực đảm bảo duy trì thể tích tế bào và điện thế màng không đổi.

Việc vận chuyển các chất có thể được thực hiện bằng quá trình nhập bào và xuất bào.

Nhập bào là sự xâm nhập của các chất vào tế bào, xuất bào là từ tế bào.

Trong quá trình nhập bào, màng sinh chất hình thành các vết lõm hoặc lồi ra, sau đó bao bọc chất này và khi được giải phóng sẽ biến thành túi.

Có hai loại nhập bào:

1) thực bào - hấp thụ các hạt rắn (tế bào thực bào),

2) pinocytosis - hấp thụ chất lỏng. Pinocytosis là đặc trưng của động vật nguyên sinh amip.

Bằng quá trình ngoại bào, nhiều chất khác nhau được loại bỏ khỏi tế bào: thức ăn còn sót lại chưa tiêu hóa được loại bỏ khỏi không bào tiêu hóa và chất lỏng tiết ra của chúng được loại bỏ khỏi tế bào bài tiết.

Tế bào chất –(tế bào chất + nhân tạo thành nguyên sinh chất). Tế bào chất bao gồm một chất nền dạng nước (ma trận tế bào chất, hyaloplasm, cytosol) và các bào quan và thể vùi khác nhau có trong đó.

Bao gồm– chất thải của tế bào. Có 3 nhóm thể vùi - dinh dưỡng, bài tiết (tế bào tuyến) và ý nghĩa đặc biệt (sắc tố).

Bào quan –Đây là những cấu trúc cố định của tế bào chất thực hiện các chức năng nhất định trong tế bào.

Các bào quan có tầm quan trọng chung và các bào quan đặc biệt được phân biệt. Các chất đặc biệt được tìm thấy ở hầu hết các tế bào, nhưng chỉ hiện diện với số lượng đáng kể trong các tế bào thực hiện một chức năng cụ thể. Chúng bao gồm microvilli của tế bào biểu mô ruột, lông mao của biểu mô khí quản và phế quản, roi, myofibrils (cung cấp sự co cơ, v.v.).

Các bào quan có tầm quan trọng chung bao gồm ER, phức hợp Golgi, ty thể, ribosome, lysosome, ly tâm của trung tâm tế bào, peroxisome, vi ống, vi sợi. Trong tế bào thực vật có lạp thể và không bào. Các bào quan có tầm quan trọng chung có thể được chia thành các bào quan có cấu trúc màng và không màng.

Các bào quan có cấu trúc màng là màng kép hoặc màng đơn. Ty thể và lạp thể được phân loại là tế bào màng kép. Các tế bào màng đơn bao gồm mạng lưới nội chất, phức hợp Golgi, lysosome, peroxisome và không bào.

Các bào quan không có màng: ribosome, trung tâm tế bào, vi ống, vi sợi.

ty thể – đây là những bào quan có hình tròn hoặc hình bầu dục. Chúng bao gồm hai màng: bên trong và bên ngoài. Màng bên trong có các hình chiếu gọi là cristae, chia ty thể thành các ngăn. Các ngăn chứa đầy một chất - ma trận. Ma trận chứa DNA, mRNA, tRNA, ribosome, muối canxi và magiê. Sinh tổng hợp protein tự động xảy ra ở đây. Chức năng chính của ty thể là tổng hợp năng lượng và tích lũy năng lượng trong các phân tử ATP. Các ty thể mới được hình thành trong tế bào là kết quả của sự phân chia các ty thể cũ.

Plastid – bào quan có chủ yếu ở tế bào thực vật. Chúng có ba loại: lục lạp chứa sắc tố màu xanh lá cây; sắc lạp (sắc tố đỏ, vàng, cam); bạch cầu (không màu).

Lục lạp nhờ có sắc tố diệp lục có khả năng tổng hợp chất hữu cơ từ chất vô cơ bằng năng lượng mặt trời.

Sắc lạp mang lại màu sắc tươi sáng cho hoa và quả.

Bạch cầu có khả năng tích lũy các chất dinh dưỡng dự trữ: tinh bột, lipid, protein, v.v..

Lưới nội chất ( EPS ) là một hệ thống phức tạp gồm các không bào và kênh được bao bọc bởi màng. Có EPS mịn (có dạng hạt) và EPS thô (có dạng hạt). Smooth không có ribosome trên màng của nó. Nó chứa sự tổng hợp lipid, lipoprotein, tích lũy và loại bỏ các chất độc hại khỏi tế bào. ER dạng hạt có ribosome trên màng trong đó protein được tổng hợp. Sau đó, các protein đi vào phức hợp Golgi và từ đó đi ra ngoài.

Phức hợp Golgi (bộ máy Golgi)Đó là một chồng các túi màng dẹt - bể chứa nước và một hệ thống bong bóng liên quan. Một đống bể chứa nước được gọi là dictyosome.

Chức năng của phức hợp Golgi : biến đổi protein, tổng hợp polysacarit, vận chuyển chất, hình thành màng tế bào, hình thành lysosome.

Lysosome – Chúng là những túi có màng bao quanh chứa enzyme. Chúng thực hiện quá trình phân hủy nội bào của các chất và được chia thành sơ cấp và thứ cấp. Lysosome sơ cấp chứa enzyme ở dạng không hoạt động. Sau khi các chất khác nhau đi vào bào quan, các enzyme sẽ được kích hoạt và quá trình tiêu hóa bắt đầu - đây là những lysosome thứ cấp.

Peroxisome có sự xuất hiện của bong bóng giới hạn bởi một màng. Chúng chứa các enzym phân hủy hydrogen peroxide, chất gây độc cho tế bào.

không bào – Đây là những bào quan của tế bào thực vật chứa nhựa tế bào. Nhựa tế bào có thể chứa các chất dinh dưỡng dự phòng, chất màu và chất thải. Không bào tham gia vào việc tạo ra áp suất trương và điều hòa quá trình chuyển hóa nước-muối.

Ribosome – bào quan gồm tiểu đơn vị lớn và tiểu đơn vị nhỏ. Chúng có thể nằm trên ER hoặc nằm tự do trong tế bào, tạo thành các polysome. Chúng bao gồm rRNA và protein và được hình thành trong nucleolus. Sinh tổng hợp protein xảy ra ở ribosome.

Trung tâm tế bào – được tìm thấy trong tế bào của động vật, nấm và thực vật bậc thấp và không có ở thực vật bậc cao. Nó bao gồm hai centrioles và một quả cầu tỏa ra. Máy ly tâm có hình dạng giống như một hình trụ rỗng, thành của nó bao gồm 9 bộ ba vi ống. Khi các tế bào phân chia, chúng tạo thành các sợi trục phân bào, đảm bảo sự phân tách các nhiễm sắc thể trong kỳ sau của quá trình nguyên phân và các nhiễm sắc thể tương đồng trong quá trình giảm phân.

Vi ống – hình ống có chiều dài khác nhau. Chúng là một phần của trung thể, trục phân bào, tiên mao, lông mao, thực hiện chức năng hỗ trợ và thúc đẩy sự chuyển động của các cấu trúc nội bào.

Vi sợi – các dạng sợi mỏng nằm khắp tế bào chất, nhưng đặc biệt có nhiều dạng dưới màng tế bào. Cùng với các vi ống, chúng tạo thành bộ xương tế bào, quyết định dòng chảy của tế bào chất, chuyển động nội bào của túi, lục lạp và các bào quan khác.

Phần lớn các sinh vật sống trên Trái đất bao gồm các tế bào gần như giống nhau về thành phần hóa học, cấu trúc và chức năng quan trọng. Sự trao đổi chất và chuyển đổi năng lượng xảy ra trong mọi tế bào. Sự phân chia tế bào làm cơ sở cho quá trình tăng trưởng và sinh sản của sinh vật. Như vậy, tế bào là đơn vị cấu trúc, phát triển và sinh sản của sinh vật.

Một tế bào chỉ có thể tồn tại như một hệ thống thống nhất, không thể chia thành các phần. Tính toàn vẹn của tế bào được đảm bảo bởi màng sinh học. Tế bào là một thành phần của hệ thống cấp cao hơn - cơ thể. Các bộ phận và bào quan của tế bào, bao gồm các phân tử phức tạp, đại diện cho các hệ thống không thể thiếu ở cấp độ thấp hơn.

Tế bào là một hệ thống mở được kết nối với môi trường bằng quá trình trao đổi chất và năng lượng. Nó là một hệ thống chức năng trong đó mỗi phân tử thực hiện các chức năng cụ thể. Tế bào có tính ổn định, khả năng tự điều chỉnh và tự sinh sản.

Tế bào là một hệ thống tự quản. Hệ thống di truyền điều khiển của tế bào được đại diện bởi các đại phân tử phức tạp - axit nucleic (DNA và RNA).

Năm 1838-1839 Các nhà sinh vật học người Đức M. Schleiden và T. Schwann đã tóm tắt kiến thức về tế bào và xây dựng quan điểm chính của lý thuyết tế bào, bản chất của lý thuyết này là tất cả các sinh vật, cả thực vật và động vật, đều bao gồm các tế bào.

Năm 1859, R. Virchow đã mô tả quá trình phân chia tế bào và đưa ra một trong những điều khoản quan trọng nhất của lý thuyết tế bào: “Mỗi tế bào đều đến từ một tế bào khác”. Các tế bào mới được hình thành là kết quả của sự phân chia của tế bào mẹ chứ không phải từ chất phi tế bào như người ta vẫn nghĩ trước đây.

Việc nhà khoa học người Nga K. Baer phát hiện ra trứng của động vật có vú vào năm 1826 đã dẫn đến kết luận rằng tế bào là cơ sở cho sự phát triển của các sinh vật đa bào.

Lý thuyết tế bào hiện đại bao gồm các quy định sau:

1) tế bào - đơn vị cấu trúc và phát triển của mọi sinh vật;

2) tế bào của các sinh vật từ các giới tự nhiên sống khác nhau giống nhau về cấu trúc, thành phần hóa học, quá trình trao đổi chất và những biểu hiện cơ bản của hoạt động sống;

3) các tế bào mới được hình thành do sự phân chia của tế bào mẹ;

4) ở cơ thể đa bào, tế bào tạo thành mô;

5) các cơ quan được tạo thành từ các mô.

Với việc đưa các phương pháp nghiên cứu sinh học, vật lý và hóa học hiện đại vào sinh học, người ta có thể nghiên cứu cấu trúc và chức năng của các thành phần khác nhau của tế bào. Một trong những phương pháp nghiên cứu tế bào là kính hiển vi. Kính hiển vi ánh sáng hiện đại phóng đại vật thể lên 3000 lần và cho phép bạn nhìn thấy các bào quan tế bào lớn nhất, quan sát sự chuyển động của tế bào chất và sự phân chia tế bào.

Được phát minh vào những năm 40. Thế kỷ XX Kính hiển vi điện tử cho độ phóng đại lên tới hàng chục, hàng trăm nghìn lần. Kính hiển vi điện tử sử dụng dòng điện tử thay vì ánh sáng và trường điện từ thay vì thấu kính. Do đó, kính hiển vi điện tử tạo ra hình ảnh rõ nét ở độ phóng đại cao hơn nhiều. Sử dụng kính hiển vi như vậy, có thể nghiên cứu cấu trúc của các bào quan tế bào.

Cấu trúc và thành phần các bào quan của tế bào được nghiên cứu bằng phương pháp ly tâm. Các mô đã cắt nhỏ có màng tế bào bị phá hủy được đặt vào ống nghiệm và quay trong máy ly tâm ở tốc độ cao. Phương pháp này dựa trên thực tế là các cơ quan tế bào khác nhau có khối lượng và mật độ khác nhau. Các bào quan dày đặc hơn được gửi vào ống nghiệm ở tốc độ ly tâm thấp, các bào quan ít đậm đặc hơn - ở tốc độ ly tâm cao. Các lớp này được nghiên cứu riêng biệt.

Được sử dụng rộng rãi phương pháp nuôi cấy tế bào và mô, bao gồm thực tế là từ một hoặc một số tế bào trên môi trường dinh dưỡng đặc biệt, người ta có thể thu được một nhóm tế bào động vật hoặc thực vật cùng loại và thậm chí phát triển toàn bộ cây. Sử dụng phương pháp này, bạn có thể nhận được câu trả lời cho câu hỏi làm thế nào các mô và cơ quan khác nhau của cơ thể được hình thành từ một tế bào.

Các nguyên tắc cơ bản của lý thuyết tế bào lần đầu tiên được M. Schleiden và T. Schwann xây dựng. Tế bào là đơn vị cấu trúc, hoạt động sống, sinh sản và phát triển của mọi cơ thể sống. Để nghiên cứu tế bào, người ta sử dụng các phương pháp kính hiển vi, ly tâm, nuôi cấy tế bào và mô, v.v.

Tế bào của nấm, thực vật và động vật có nhiều điểm chung không chỉ về thành phần hóa học mà còn về cấu trúc. Khi kiểm tra một tế bào dưới kính hiển vi, có thể nhìn thấy nhiều cấu trúc khác nhau trong đó - chất hữu cơ. Mỗi cơ quan thực hiện các chức năng cụ thể. Có ba phần chính trong tế bào: màng sinh chất, nhân và tế bào chất (Hình 1).

Màng huyết tương tách tế bào và nội dung của nó khỏi môi trường. Trong hình 2 bạn thấy: màng được hình thành bởi hai lớp lipid và các phân tử protein xuyên qua độ dày của màng.

Chức năng chính của màng sinh chất chuyên chở. Nó đảm bảo dòng chất dinh dưỡng vào tế bào và loại bỏ các sản phẩm trao đổi chất khỏi nó.

Một tính chất quan trọng của màng là tính thấm chọn lọc, hay tính bán thấm, cho phép tế bào tương tác với môi trường: chỉ một số chất nhất định đi vào và bị loại bỏ khỏi nó. Các phân tử nhỏ nước và một số chất khác xâm nhập vào tế bào bằng cách khuếch tán, một phần qua các lỗ trên màng.

Đường, axit hữu cơ và muối được hòa tan trong tế bào chất, nhựa tế bào của không bào của tế bào thực vật. Hơn nữa, nồng độ của chúng trong tế bào cao hơn nhiều so với trong môi trường. Nồng độ của các chất này trong tế bào càng cao thì tế bào càng hấp thụ nhiều nước. Người ta biết rằng nước được tế bào tiêu thụ liên tục, do đó nồng độ nhựa tế bào tăng lên và nước lại xâm nhập vào tế bào.

Sự xâm nhập của các phân tử lớn hơn (glucose, axit amin) vào tế bào được đảm bảo bởi các protein vận chuyển màng, kết hợp với các phân tử của các chất được vận chuyển, vận chuyển chúng qua màng. Quá trình này liên quan đến các enzym phân hủy ATP.

Hình 1. Sơ đồ tổng quát về cấu trúc của tế bào nhân chuẩn.
(để phóng to hình ảnh, bấm vào hình ảnh)

Hình 2. Cấu trúc của màng sinh chất.
1 - protein xuyên thấu, 2 - protein chìm, 3 - protein bên ngoài

Hình 3. Sơ đồ pinocytosis và thực bào.

Ngay cả những phân tử protein và polysaccharide lớn hơn cũng xâm nhập vào tế bào bằng quá trình thực bào (từ tiếng Hy Lạp. phagos- nuốt chửng và bộ dụng cụ- mạch, tế bào) và giọt chất lỏng - do pinocytosis (từ tiếng Hy Lạp. pinot- Tôi uống và bộ dụng cụ) (Hình 3).

Tế bào động vật, không giống như tế bào thực vật, được bao quanh bởi một “lớp áo” mềm và dẻo, được hình thành chủ yếu bởi các phân tử polysaccharide, kết hợp với một số protein màng và lipid, bao quanh tế bào từ bên ngoài. Thành phần của polysaccharides đặc trưng cho các mô khác nhau, nhờ đó các tế bào “nhận biết” nhau và kết nối với nhau.

Tế bào thực vật không có lớp “áo khoác” như vậy. Chúng có một màng sinh chất có nhiều lỗ chân lông phía trên chúng. màng tế bào, bao gồm chủ yếu là cellulose. Thông qua các lỗ, các sợi tế bào chất trải dài từ tế bào này sang tế bào khác, nối các tế bào với nhau. Đây là cách đạt được sự giao tiếp giữa các tế bào và đạt được tính toàn vẹn của cơ thể.

Màng tế bào ở thực vật đóng vai trò là bộ xương chắc chắn và bảo vệ tế bào khỏi bị hư hại.

Hầu hết vi khuẩn và tất cả các loại nấm đều có màng tế bào, chỉ có thành phần hóa học của nó là khác nhau. Ở nấm nó bao gồm một chất giống như chitin.

Tế bào của nấm, thực vật và động vật có cấu trúc tương tự nhau. Một tế bào có ba phần chính: nhân, tế bào chất và màng sinh chất. Màng sinh chất bao gồm lipid và protein. Nó đảm bảo sự xâm nhập của các chất vào tế bào và giải phóng chúng ra khỏi tế bào. Trong tế bào thực vật, nấm và hầu hết vi khuẩn đều có màng tế bào phía trên màng sinh chất. Nó thực hiện chức năng bảo vệ và đóng vai trò của bộ xương. Ở thực vật, thành tế bào bao gồm cellulose và ở nấm, nó được tạo thành từ một chất giống như chitin. Tế bào động vật được bao phủ bởi các polysaccharides tạo ra sự tiếp xúc giữa các tế bào của cùng một mô.

Bạn có biết phần chính của tế bào là tế bào chất. Nó bao gồm nước, axit amin, protein, carbohydrate, ATP và các ion của các chất vô cơ. Tế bào chất chứa nhân và các bào quan của tế bào. Trong đó, các chất di chuyển từ phần này sang phần khác của tế bào. Tế bào chất đảm bảo sự tương tác của tất cả các bào quan. Phản ứng hóa học diễn ra ở đây.

Toàn bộ tế bào chất được thấm bởi các vi ống protein mỏng hình thành khung tế bào, nhờ đó nó duy trì được hình dạng không đổi. Bộ khung tế bào rất linh hoạt vì các vi ống có thể thay đổi vị trí, di chuyển từ đầu này và rút ngắn từ đầu kia. Nhiều chất khác nhau xâm nhập vào tế bào. Điều gì xảy ra với họ trong lồng?

Trong lysosome - các túi màng tròn nhỏ (xem Hình 1), các phân tử của các chất hữu cơ phức tạp được phân hủy thành các phân tử đơn giản hơn với sự trợ giúp của các enzyme thủy phân. Ví dụ, protein được phân hủy thành axit amin, polysacarit thành monosacarit, chất béo thành glycyrin và axit béo. Đối với chức năng này, lysosome thường được gọi là “trạm tiêu hóa” của tế bào.

Nếu màng lysosome bị phá hủy, các enzyme chứa trong chúng có thể tự tiêu hóa tế bào. Vì vậy, lysosome đôi khi được gọi là “vũ khí tiêu diệt tế bào”.

Quá trình oxy hóa enzyme của các phân tử nhỏ axit amin, monosacarit, axit béo và rượu hình thành trong lysosome thành carbon dioxide và nước bắt đầu trong tế bào chất và kết thúc ở các bào quan khác - ty thể. Ty thể là các bào quan hình que, dạng sợi hoặc hình cầu, được phân cách với tế bào chất bằng hai màng (Hình 4). Màng ngoài nhẵn, màng trong tạo thành nếp gấp - Crista, làm tăng bề mặt của nó. Màng bên trong chứa các enzyme tham gia vào quá trình oxy hóa các chất hữu cơ thành carbon dioxide và nước. Điều này giải phóng năng lượng được tế bào lưu trữ trong các phân tử ATP. Vì vậy, ty thể được gọi là “trạm năng lượng” của tế bào.

Trong tế bào, các chất hữu cơ không chỉ bị oxy hóa mà còn được tổng hợp. Quá trình tổng hợp lipid và carbohydrate được thực hiện trên mạng lưới nội chất - EPS (Hình 5) và protein - trên ribosome. EPS là gì? Đây là một hệ thống các ống và bể chứa, các bức tường được hình thành bởi một màng. Chúng thấm vào toàn bộ tế bào chất. Các chất di chuyển qua kênh ER đến các phần khác nhau của tế bào.

Có EPS mịn và thô. Trên bề mặt ER mịn, carbohydrate và lipid được tổng hợp với sự tham gia của enzyme. Độ nhám của ER được tạo ra bởi các thân tròn nhỏ nằm trên nó - ribosome(xem Hình 1), tham gia vào quá trình tổng hợp protein.

Sự tổng hợp các chất hữu cơ cũng diễn ra ở nhựa, chỉ có ở tế bào thực vật.

Cơm. 4. Sơ đồ cấu trúc của ty thể.
1.- màng ngoài; 2.- màng trong; 3.- nếp gấp của màng trong - cristae.

Cơm. 5. Sơ đồ cấu trúc của EPS thô.

Cơm. 6. Sơ đồ cấu trúc của lục lạp.
1.- màng ngoài; 2.- màng trong; 3.- nội dung bên trong của lục lạp; 4.- Các nếp gấp của màng bên trong, tập hợp lại thành “ngăn xếp” và tạo thành grana.

Trong plastid không màu - bạch cầu(từ tiếng Hy Lạp bệnh bạch cầu- màu trắng và nhựa- tạo ra) tinh bột tích tụ. Củ khoai tây rất giàu bạch cầu. Màu vàng, cam và đỏ được trao cho trái cây và hoa. sắc lạp(từ tiếng Hy Lạp crom- màu sắc và nhựa). Chúng tổng hợp các sắc tố tham gia vào quá trình quang hợp - carotenoit. Trong đời sống thực vật, điều đặc biệt quan trọng lục lạp(từ tiếng Hy Lạp chất clo- màu xanh lục và nhựa) - plastid xanh. Trong Hình 6, bạn thấy lục lạp được bao phủ bởi hai màng: màng ngoài và màng trong. Màng bên trong tạo thành các nếp gấp; giữa các nếp gấp có các bong bóng xếp thành chồng - ngũ cốc. Granas chứa các phân tử diệp lục, tham gia vào quá trình quang hợp. Mỗi lục lạp có khoảng 50 hạt sắp xếp theo hình bàn cờ. Sự sắp xếp này đảm bảo chiếu sáng tối đa cho mỗi mặt.

Trong tế bào chất, protein, lipid và carbohydrate có thể tích lũy dưới dạng hạt, tinh thể và giọt. Những cái này bao gồm- Dự trữ chất dinh dưỡng để tế bào tiêu thụ khi cần thiết.

Trong tế bào thực vật, một số chất dinh dưỡng dự trữ cũng như các sản phẩm phân hủy tích tụ trong nhựa tế bào của không bào (xem Hình 1). Chúng có thể chiếm tới 90% thể tích của tế bào thực vật. Tế bào động vật có không bào tạm thời chiếm không quá 5% thể tích của chúng.

Cơm. 7. Sơ đồ cấu trúc của phức hợp Golgi.

Trong Hình 7, bạn thấy một hệ thống các khoang được bao quanh bởi một lớp màng. Cái này phức hợp Golgi, thực hiện các chức năng khác nhau trong tế bào: tham gia tích lũy và vận chuyển các chất, loại bỏ chúng khỏi tế bào, hình thành lysosome và màng tế bào. Ví dụ, các phân tử cellulose đi vào khoang của phức hợp Golgi, nhờ các túi, di chuyển đến bề mặt tế bào và được đưa vào màng tế bào.

Hầu hết các tế bào sinh sản bằng cách phân chia. Tham gia vào quá trình này trung tâm tế bào. Nó bao gồm hai trung thể được bao quanh bởi tế bào chất dày đặc (xem hình 1). Khi bắt đầu phân chia, các trung tử di chuyển về phía cực của tế bào. Các sợi protein phát ra từ chúng, kết nối với các nhiễm sắc thể và đảm bảo sự phân bố đồng đều giữa hai tế bào con.

Tất cả các bào quan của tế bào đều có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Ví dụ, các phân tử protein được tổng hợp trong ribosome, chúng được vận chuyển qua kênh ER đến các phần khác nhau của tế bào và protein bị phá hủy trong lysosome. Các phân tử mới được tổng hợp được sử dụng để xây dựng cấu trúc tế bào hoặc tích lũy trong tế bào chất và không bào làm chất dinh dưỡng dự trữ.

Tế bào chứa đầy tế bào chất. Tế bào chất chứa nhân và các bào quan khác nhau: lysosome, ty thể, plastid, không bào, ER, trung tâm tế bào, phức hợp Golgi. Chúng khác nhau về cấu trúc và chức năng. Tất cả các bào quan của tế bào chất tương tác với nhau, đảm bảo hoạt động bình thường của tế bào.

Bảng 1. CẤU TRÚC TẾ BÀO

BỘ PHẬN	CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT	CHỨC NĂNG
Vỏ bọc	Bao gồm xenlulozơ. Bao quanh tế bào thực vật. Có lỗ chân lông	Cung cấp cho tế bào sức mạnh, duy trì hình dạng nhất định và bảo vệ. Là bộ xương của thực vật
Màng tế bào bên ngoài	Cấu trúc tế bào màng kép. Nó bao gồm một lớp bilipid và các protein khảm xen kẽ, với carbohydrate nằm ở bên ngoài. Bán thấm	Giới hạn nội dung sống của tế bào của tất cả các sinh vật. Có tính thấm chọn lọc, bảo vệ, điều hòa cân bằng nước-muối, trao đổi với môi trường bên ngoài.
Mạng lưới nội chất (ER)	Cấu trúc màng đơn. Hệ thống ống, ống, bể chứa. Thấm vào toàn bộ tế bào chất của tế bào. ER mịn và ER dạng hạt với ribosome	Chia tế bào thành các ngăn riêng biệt nơi xảy ra các quá trình hóa học. Cung cấp thông tin liên lạc và vận chuyển các chất trong tế bào. Quá trình tổng hợp protein xảy ra trên ER dạng hạt. Trên cơ chế tổng hợp lipid trơn tru
bộ máy Golgi	Cấu trúc màng đơn. Một hệ thống bong bóng, bể chứa các sản phẩm của quá trình tổng hợp và phân hủy	Cung cấp sự đóng gói và loại bỏ các chất ra khỏi tế bào, hình thành các lysosome chính
Lysosome	Cấu trúc tế bào hình cầu màng đơn. Chứa enzyme thủy phân	Cung cấp sự phân hủy các chất phân tử cao và tiêu hóa nội bào
Ribosome	Cấu trúc hình nấm không màng. Bao gồm các tiểu đơn vị nhỏ và lớn	Chứa trong nhân, tế bào chất và ER dạng hạt. Tham gia vào quá trình sinh tổng hợp protein.
ty thể	Bào quan có màng kép, hình thuôn dài. Màng ngoài nhẵn, màng trong tạo thành cristae. Đổ đầy ma trận. Có DNA ty thể, RNA và ribosome. Cấu trúc bán tự trị	Chúng là trạm năng lượng của tế bào. Chúng cung cấp quá trình hô hấp - oxy hóa oxy các chất hữu cơ. Quá trình tổng hợp ATP đang diễn ra
Lục lạp lục lạp	Đặc điểm của tế bào thực vật. Bào quan có màng kép, bán tự động, hình thuôn dài. Bên trong chúng chứa đầy chất nền, trong đó có các hạt. Granas được hình thành từ cấu trúc màng - thylakoid. Có ADN, ARN, riboxom	Quá trình quang hợp xảy ra. Phản ứng pha sáng xảy ra trên màng thylakoid và phản ứng pha tối xảy ra ở chất nền. Tổng hợp carbohydrate
sắc lạp	Bào quan hình cầu có màng đôi. Chứa các sắc tố: đỏ, cam, vàng. Được hình thành từ lục lạp	Tạo màu cho hoa và quả. Được hình thành từ lục lạp vào mùa thu, chúng tạo cho lá có màu vàng.
Bạch cầu	Plastid hình cầu, màng đôi, không màu. Dưới ánh sáng chúng có thể biến thành lục lạp	Dự trữ chất dinh dưỡng dưới dạng hạt tinh bột
Trung tâm tế bào	Cấu trúc không màng. Gồm hai trung tâm và một trung tâm	Hình thành trục phân chia tế bào và tham gia vào quá trình phân chia tế bào. Sau khi phân chia tế bào, tế bào nhân đôi
không bào	Đặc điểm của tế bào thực vật. Khoang màng chứa đầy nhựa tế bào	Điều chỉnh áp suất thẩm thấu của tế bào. Tích lũy chất dinh dưỡng và chất thải của tế bào
Cốt lõi	Thành phần chính của tế bào. Được bao quanh bởi màng nhân xốp hai lớp. Chứa đầy karyoplasm. Chứa DNA ở dạng nhiễm sắc thể (chromatin)	Điều chỉnh tất cả các quá trình trong tế bào. Cung cấp sự truyền đạt thông tin di truyền. Số lượng nhiễm sắc thể là không đổi đối với mỗi loài. Cung cấp sự sao chép DNA và tổng hợp RNA
nhân	Sự hình thành màu tối trong nhân, không tách khỏi nhân tế bào	Nơi hình thành ribosome
Các bào quan vận động. Lông mi. Tiên mao	Sự phát triển của tế bào chất được bao quanh bởi một màng	Cung cấp sự di chuyển của tế bào, loại bỏ các hạt bụi (biểu mô có lông)

Vai trò quan trọng nhất trong hoạt động sống và phân chia tế bào của nấm, thực vật và động vật thuộc về nhân và nhiễm sắc thể nằm trong đó. Hầu hết tế bào của những sinh vật này đều có một nhân, nhưng cũng có những tế bào đa nhân, chẳng hạn như tế bào cơ. Nhân nằm trong tế bào chất và có hình tròn hoặc hình bầu dục. Nó được bao phủ bởi một lớp vỏ bao gồm hai màng. Vỏ nhân có các lỗ thông qua đó xảy ra sự trao đổi chất giữa nhân và tế bào chất. Nhân chứa đầy nước ép hạt nhân, trong đó có nucleoli và nhiễm sắc thể.

Hạt nhân- đây là những “xưởng sản xuất” ribosome, được hình thành từ RNA ribosome được tạo ra trong nhân và các protein được tổng hợp trong tế bào chất.

Chức năng chính của nhân - lưu trữ và truyền thông tin di truyền - gắn liền với nhiễm sắc thể. Mỗi loại sinh vật có bộ nhiễm sắc thể riêng: một số lượng, hình dạng và kích thước nhất định.

Tất cả các tế bào của cơ thể, trừ tế bào sinh dục, đều được gọi là cơ thể(từ tiếng Hy Lạp soma- thân hình). Các tế bào của một sinh vật cùng loài chứa cùng một bộ nhiễm sắc thể. Ví dụ, ở người, mỗi tế bào của cơ thể chứa 46 nhiễm sắc thể, ở ruồi giấm Drosophila - 8 nhiễm sắc thể.

Theo quy luật, các tế bào soma có một bộ nhiễm sắc thể kép. Nó được gọi là lưỡng bội và được ký hiệu là 2 N. Vì vậy, một người có 23 cặp nhiễm sắc thể, nghĩa là 2 N= 46. Tế bào giới tính chứa một nửa số nhiễm sắc thể. Nó độc thân hay đơn bội, bộ. Người có 1 N = 23.

Tất cả các nhiễm sắc thể trong tế bào soma, không giống như nhiễm sắc thể trong tế bào mầm, đều được ghép đôi. Các nhiễm sắc thể tạo nên một cặp giống hệt nhau. Nhiễm sắc thể ghép đôi được gọi là tương đồng. Các nhiễm sắc thể thuộc các cặp khác nhau và có hình dạng, kích thước khác nhau được gọi là không tương đồng(Hình 8).

Ở một số loài, số lượng nhiễm sắc thể có thể giống nhau. Ví dụ: cỏ ba lá đỏ và đậu Hà Lan có 2 N= 14. Tuy nhiên, nhiễm sắc thể của chúng khác nhau về hình dạng, kích thước và thành phần nucleotide của phân tử DNA.

Cơm. 8. Bộ nhiễm sắc thể trong tế bào Drosophila.

Cơm. 9. Cấu trúc nhiễm sắc thể.

Để hiểu vai trò của nhiễm sắc thể trong việc truyền thông tin di truyền, cần phải làm quen với cấu trúc và thành phần hóa học của chúng.

Nhiễm sắc thể của tế bào không phân chia trông giống như những sợi dài mỏng. Trước khi phân chia tế bào, mỗi nhiễm sắc thể bao gồm hai sợi giống hệt nhau - chất nhiễm sắc, được kết nối giữa thắt lưng - (Hình 9).

Nhiễm sắc thể được tạo thành từ DNA và protein. Bởi vì thành phần nucleotide của DNA khác nhau giữa các loài nên thành phần nhiễm sắc thể là duy nhất ở mỗi loài.

Mỗi tế bào, ngoại trừ tế bào vi khuẩn, đều có một nhân chứa nucleoli và nhiễm sắc thể. Mỗi loài được đặc trưng bởi một bộ nhiễm sắc thể nhất định: số lượng, hình dạng và kích thước. Trong các tế bào soma của hầu hết các sinh vật, bộ nhiễm sắc thể là lưỡng bội, trong các tế bào giới tính là đơn bội. Nhiễm sắc thể ghép đôi được gọi là tương đồng. Nhiễm sắc thể được tạo thành từ DNA và protein. Các phân tử DNA đảm bảo việc lưu trữ và truyền thông tin di truyền từ tế bào này sang tế bào khác và từ sinh vật này sang sinh vật khác.

Sau khi nghiên cứu các chủ đề này, bạn sẽ có thể:

Giải thích trong trường hợp nào nên sử dụng kính hiển vi ánh sáng (cấu trúc) hoặc kính hiển vi điện tử truyền qua.
Mô tả cấu trúc của màng tế bào và giải thích mối quan hệ giữa cấu trúc của màng và khả năng trao đổi chất giữa tế bào và môi trường.
Xác định các quá trình: khuếch tán, khuếch tán thuận lợi, vận chuyển tích cực, nhập bào, xuất bào và thẩm thấu. Hãy chỉ ra sự khác biệt giữa các quá trình này.
Nêu chức năng của các cấu trúc và cho biết chúng nằm ở những tế bào nào (thực vật, động vật hoặc sinh vật nhân sơ): nhân, màng nhân, nhân tế bào, nhiễm sắc thể, màng sinh chất, ribosome, ty thể, thành tế bào, lục lạp, không bào, lysosome, lưới nội chất trơn (không có hạt) và thô (dạng hạt), trung tâm tế bào, bộ máy Golgi, lông mao, roi, trung mô, lông mao hoặc fimbriae.
Kể tên ít nhất ba dấu hiệu để phân biệt tế bào thực vật với tế bào động vật.
Nêu những khác biệt quan trọng nhất giữa tế bào nhân sơ và tế bào nhân chuẩn.

Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Sinh học đại cương". Matxcơva, "Khai sáng", 2000

Chủ đề 1. "Màng huyết tương." §1, §8 trang 5;20
Chủ đề 2. "Lồng." §8-10 trang 20-30
Chủ đề 3. "Tế bào nhân sơ. Virus." §11 trang 31-34

Đơn vị cấu trúc cơ bản của cơ thể sống là tế bào, là một phần biệt hóa của tế bào chất được bao quanh bởi màng tế bào. Do tế bào thực hiện nhiều chức năng quan trọng như sinh sản, dinh dưỡng, vận động nên màng phải dẻo và dày đặc.

Lịch sử phát hiện và nghiên cứu màng tế bào

Năm 1925, Grendel và Gorder đã tiến hành một thí nghiệm thành công để xác định “bóng” của hồng cầu, hay màng rỗng. Bất chấp một số sai lầm ngớ ngẩn, các nhà khoa học đã phát hiện ra lớp lipid kép. Công việc của họ được tiếp tục bởi Danielli, Dawson vào năm 1935 và Robertson vào năm 1960. Là kết quả của nhiều năm làm việc và tích lũy các lập luận, vào năm 1972, Singer và Nicholson đã tạo ra mô hình khảm chất lỏng của cấu trúc màng. Các thí nghiệm và nghiên cứu sâu hơn đã xác nhận công trình của các nhà khoa học.

Nghĩa

Màng tế bào là gì? Từ này bắt đầu được sử dụng cách đây hơn một trăm năm; được dịch từ tiếng Latin, nó có nghĩa là “phim”, “da”. Đây là cách chỉ định ranh giới ô, là rào cản tự nhiên giữa nội dung bên trong và môi trường bên ngoài. Cấu trúc của màng tế bào ngụ ý tính bán thấm, do đó độ ẩm, chất dinh dưỡng và các sản phẩm phân hủy có thể tự do đi qua nó. Lớp vỏ này có thể được gọi là thành phần cấu trúc chính của tổ chức tế bào.

Hãy xem xét các chức năng chính của màng tế bào

1. Tách biệt nội dung bên trong tế bào và các thành phần của môi trường bên ngoài.

2. Giúp duy trì thành phần hóa học ổn định của tế bào.

3. Điều chỉnh sự trao đổi chất thích hợp.

4. Cung cấp thông tin liên lạc giữa các tế bào.

5. Nhận biết tín hiệu.

6. Chức năng bảo vệ.

"Vỏ plasma"

Màng tế bào bên ngoài, còn được gọi là màng sinh chất, là một màng siêu hiển vi có độ dày từ 5 đến 7 nanomet. Nó bao gồm chủ yếu là các hợp chất protein, phospholide và nước. Màng có tính đàn hồi, dễ hút nước và nhanh chóng phục hồi tính toàn vẹn sau hư hỏng.

Nó có một cấu trúc phổ quát. Màng này chiếm vị trí biên giới, tham gia vào quá trình thấm chọn lọc, loại bỏ các sản phẩm phân hủy và tổng hợp chúng. Mối quan hệ với “hàng xóm” của nó và khả năng bảo vệ đáng tin cậy các nội dung bên trong khỏi bị hư hại khiến nó trở thành một thành phần quan trọng trong những vấn đề như cấu trúc của tế bào. Màng tế bào của sinh vật động vật đôi khi được bao phủ bởi một lớp mỏng - glycocalyx, bao gồm protein và polysaccharides. Tế bào thực vật bên ngoài màng được bảo vệ bởi thành tế bào, có tác dụng hỗ trợ và duy trì hình dạng. Thành phần chính trong thành phần của nó là chất xơ (cellulose) - một loại polysacarit không hòa tan trong nước.

Như vậy, màng tế bào bên ngoài có chức năng sửa chữa, bảo vệ và tương tác với các tế bào khác.

Cấu trúc của màng tế bào

Độ dày của lớp vỏ di động này thay đổi từ 6 đến 10 nanomet. Màng tế bào của tế bào có thành phần đặc biệt, cơ sở của nó là lớp lipid kép. Các đuôi kỵ nước, trơ với nước, nằm ở bên trong, trong khi các đầu ưa nước, tương tác với nước, hướng ra ngoài. Mỗi lipid là một phospholipid, là kết quả của sự tương tác giữa các chất như glycerol và sphingosine. Khung lipid được bao quanh chặt chẽ bởi các protein, được sắp xếp thành một lớp không liên tục. Một số chìm trong lớp lipid, số còn lại xuyên qua nó. Kết quả là, các khu vực có khả năng thấm nước được hình thành. Các chức năng được thực hiện bởi các protein này là khác nhau. Một số trong số chúng là enzyme, phần còn lại là protein vận chuyển chuyển các chất khác nhau từ môi trường bên ngoài đến tế bào chất và ngược lại.

Màng tế bào được thấm qua và liên kết chặt chẽ với nhau bởi các protein tích hợp, liên kết với các protein ngoại vi kém mạnh mẽ hơn. Các protein này thực hiện chức năng quan trọng là duy trì cấu trúc của màng, tiếp nhận và chuyển đổi tín hiệu từ môi trường, vận chuyển các chất và xúc tác cho các phản ứng xảy ra trên màng.

hợp chất

Cơ sở của màng tế bào là một lớp lưỡng phân tử. Nhờ tính liên tục của nó, tế bào có các đặc tính rào cản và cơ học. Ở những giai đoạn khác nhau của cuộc đời, lớp kép này có thể bị gián đoạn. Kết quả là, các khiếm khuyết về cấu trúc của các lỗ thông qua ưa nước được hình thành. Trong trường hợp này, hoàn toàn tất cả các chức năng của một thành phần như màng tế bào có thể thay đổi. Cốt lõi có thể bị ảnh hưởng từ bên ngoài.

Của cải

Màng tế bào của tế bào có những đặc điểm thú vị. Do tính lưu động của nó, màng này không phải là một cấu trúc cứng nhắc và phần lớn protein và lipid tạo nên nó di chuyển tự do trên mặt phẳng của màng.

Nhìn chung, màng tế bào không đối xứng nên thành phần của các lớp protein và lipid cũng khác nhau. Màng plasma trong tế bào động vật, ở mặt ngoài, có lớp glycoprotein thực hiện các chức năng thụ thể và truyền tín hiệu, đồng thời cũng đóng vai trò lớn trong quá trình kết hợp tế bào thành mô. Màng tế bào có tính phân cực, nghĩa là bên ngoài tích điện dương và bên trong tích điện âm. Ngoài tất cả những điều trên, màng tế bào còn có cái nhìn sâu sắc có chọn lọc.

Điều này có nghĩa là, ngoài nước, chỉ một nhóm phân tử và ion nhất định của các chất hòa tan được phép vào tế bào. Nồng độ của một chất như natri trong hầu hết các tế bào thấp hơn nhiều so với môi trường bên ngoài. Các ion kali có tỷ lệ khác: lượng của chúng trong tế bào cao hơn nhiều so với trong môi trường. Về vấn đề này, các ion natri có xu hướng xâm nhập vào màng tế bào và các ion kali có xu hướng được giải phóng ra bên ngoài. Trong những trường hợp này, màng sẽ kích hoạt một hệ thống đặc biệt đóng vai trò “bơm”, cân bằng nồng độ các chất: ion natri được bơm lên bề mặt tế bào và ion kali được bơm vào bên trong. Tính năng này là một trong những chức năng quan trọng nhất của màng tế bào.

Xu hướng di chuyển của các ion natri và kali từ bề mặt vào bên trong đóng vai trò lớn trong việc vận chuyển đường và axit amin vào tế bào. Trong quá trình tích cực loại bỏ các ion natri ra khỏi tế bào, màng tạo điều kiện cho lượng glucose và axit amin mới được hấp thụ vào bên trong. Ngược lại, trong quá trình vận chuyển ion kali vào tế bào, số lượng “vận chuyển” sản phẩm phân hủy từ bên trong tế bào ra môi trường bên ngoài được bổ sung.

Quá trình dinh dưỡng của tế bào diễn ra như thế nào qua màng tế bào?

Nhiều tế bào hấp thụ các chất thông qua các quá trình như thực bào và ẩm bào. Trong lựa chọn đầu tiên, một màng ngoài linh hoạt tạo ra một vết lõm nhỏ trong đó hạt bị giữ lại. Đường kính của hốc sau đó trở nên lớn hơn cho đến khi hạt kèm theo đi vào tế bào chất của tế bào. Thông qua quá trình thực bào, một số động vật nguyên sinh, chẳng hạn như amip, cũng như các tế bào máu - bạch cầu và thực bào, được cho ăn. Tương tự, các tế bào hấp thụ chất lỏng chứa các chất dinh dưỡng cần thiết. Hiện tượng này được gọi là pinocytosis.

Màng ngoài được kết nối chặt chẽ với mạng lưới nội chất của tế bào.

Nhiều loại thành phần mô chính có các phần nhô ra, nếp gấp và vi nhung mao trên bề mặt màng. Tế bào thực vật ở bên ngoài lớp vỏ này được phủ một lớp khác, dày và có thể nhìn thấy rõ dưới kính hiển vi. Chất xơ tạo nên chúng giúp hình thành sự hỗ trợ cho các mô thực vật, chẳng hạn như gỗ. Tế bào động vật cũng có một số cấu trúc bên ngoài nằm trên màng tế bào. Chúng có bản chất bảo vệ độc quyền, một ví dụ về điều này là chitin có trong các tế bào tích hợp của côn trùng.

Ngoài màng tế bào còn có màng nội bào. Chức năng của nó là phân chia tế bào thành nhiều ngăn kín chuyên biệt - các ngăn hoặc bào quan, nơi phải duy trì một môi trường nhất định.

Vì vậy, không thể đánh giá quá cao vai trò của một thành phần như vậy trong đơn vị cơ bản của cơ thể sống như màng tế bào. Cấu trúc và chức năng cho thấy sự mở rộng đáng kể tổng diện tích bề mặt của tế bào và cải thiện quá trình trao đổi chất. Cấu trúc phân tử này bao gồm protein và lipid. Tách tế bào khỏi môi trường bên ngoài, màng đảm bảo tính toàn vẹn của nó. Với sự trợ giúp của nó, các kết nối giữa các tế bào được duy trì ở mức khá mạnh, hình thành các mô. Về vấn đề này, chúng ta có thể kết luận rằng màng tế bào đóng một trong những vai trò quan trọng nhất trong tế bào. Cấu trúc và chức năng do nó thực hiện hoàn toàn khác nhau ở các tế bào khác nhau, tùy thuộc vào mục đích của chúng. Thông qua những đặc điểm này, người ta đạt được nhiều hoạt động sinh lý khác nhau của màng tế bào và vai trò của chúng đối với sự tồn tại của tế bào và mô.