Sinh học tế bào ( phần 17 ) Đặc trưng chung của tế bào Đặc trưng về cấu tạo. Theo Mathias Schleiden và Theodor Schwann thì mọi cơ thể thực vật và động vật đều do những tế bào cấu tạo nên và chúng được sắp xếp theo những trật tự riêng đặc trưng cho từng cơ thể. Tất cả các bộ phận của nó đều đạt đến mức chuyên hóa về hình thái và chức năng. Đó là kết quả của cả một quá trình tiến hóa hết sức lâu dài của các dạng sống nguyên thủy, thích nghi cao độ với các điều kiện môi trường phức tạp và đa dạng. Mọi tế bào đều có cấu tạo cơ bản như sau: - Mọi tế bào đều có màng sinh chất bao quanh. Trên màng có nhiều kênh dẫn truyền vật chất và thông tin tạo cầu nối giữa tế bào và môi trường bên ngoài. - Mọi tế bào đều có nhân hoặc nguyên liệu nhân chứa thông tin di truyền tế bào. Có vùng nhân định hướng và điều tiết mọi hoạt động của tế bào. - Mọi tế bào đều chứa chất nền gọi là tế bào chất. Tế bào chất chứa các bào quan. Đặc trưng về chức năng. Mọi hoạt động sống của cơ thể cũng được thực hiện từ mức độ tế bào. - Trao đổi chất và năng lượng: Giữa cơ thể sinh vật và môi trường luôn luôn xảy ra quá trình trao đổi chất và năng lượng. Nhờ trao đổi chất và năng lượng mà cơ thể tồn tại, sinh trưởng và phát triển. - Sinh trưởng và phát triển: Sinh trưởng là hệ quả của quá trình trao đổi chất và năng lượng. Sinh trưởng là sự tích lũy về lượng làm cho khối lượng và kích thước tăng lên. Khi sinh trưởng đạt đến ngưỡng nhất định thì cơ thể chuyển sang trạng thái phát triển. Phát triển là sự biến đổi về chất lượng của cả cấu trúc lẫn chức năng sinh lý của cơ thể theo từng giai đoạn của cơ thể. - Sinh sản: Sinh sản là thuộc tính đặc trưng nhất cho cơ thể sống. Nhờ sinh sản mà cơ thể sống tồn tại, phát triển từ thế hệ này qua thế hệ khác, cơ thể thực hiện được cơ chế truyền đạt thông tin di truyền từ thế hệ này qua thế hệ khác. Sinh sản là đặc tính quan trọng nhất của cơ thể sống mà vật thể không sống không có được. Sinh sản theo kiểu trực phân hay do các tế bào chuyên hóa đảm nhận. Như vậy mọi hoạt động sống của cơ thể được thực hiện từ mức độ tế bào. Vậy tế bào vừa là đơn vị cấu trúc vừa là đơn vị chức năng của mọi cơ thể sống. Các phương pháp gây đa bội cùng nguồn Cho đến nay người ta đã sử dụng 7 phương pháp chính để gây đa bội thể ở thực vật và động vật (chủ yếu là trên đối tượng thực vật). 1. Phương pháp ly tâm : Người ta đặt cơ thể hoặc cơ quan có tế bào phân chia vào ly tâm để ngăn cản sự hình thành sợi của thoi vô sắc hăọc ngăn cản các nhiễm sắc thể di chuyển về các cực của tế bào. 2. Phương pháp gây chấn thương : Phương pháp này áp dụng có hiệu quả nhất đối với các cây thuộc họ cà. Ở những cây thuộc họ cà, chỗ bị chấn thương do cắt hoặc ghép dễ hình thành mô sẹo. Từ mô sẹo, từ nách của lá bị cắt ngang sẽ mọc thành chồi bất định có số lượng nhiễm sắc thể trong tế bào tăng gấp đôi. Người ta còn ghép cây cà chua non còn mang lá mầm vào cây đã có 4 – 5 lá. Khi chỗ ghép đã liền thì người ta cắt ngang, từ chỗ dó dễ mọc chồi bất định. 3. Phương pháp sốc nhiệt : Sốc nhiệt cản trở sự chuyển dịch của các nhiễm sắc thể từ mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc về các cực của tế bào. Đối với thực vật, người ta thường sử dụng nhiệt độ từ 43 – 45 độ C, trong 24h đối với tế bào ở mô phân sinh, tế bào mẹ hạt phấn và tế bào mẹ túi phôi hoặc hợp tử. 4. Phương pháp đa phôi : Sauk hi thụ tinh, một số phôi đa bội có thể được hình thành, từ đó trở thành thể đa bội. 5. Phương pháp phóng xạ : Chiếu xạ tế bào sắp hoặc đang phân chia bằng bức xạ ion hóa sẽ ngăn cản hoặc làm đứt sợi của thoi vô sắc. Nhiễm sắc thể ở lại mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc, tạo nên tế bào đa bội. 6. Phương pháp xử lý bằng các tác nhân hóa học : Một số chất như acenaften, paradiclorbenzen, monoclorbenzen, … có thể ngăn cản sự hình thành thoi vô sắc, gây đứt sợi của thoi vô sắc hoặc cản trở sự hình thành màng ngăn trong tế bào đang phân chia. Kết quả tạo ra tế bào nhiều nhân, có số lượng nhiễm sắc thể tăng gấp bội. 7. Phương pháp gây đa bội thể bằng xử lý consixin : Nói chung, phương pháp này cho hiệu quả cao nhất (cả động vật và thực vật), hiện nay được dùng rất phổ biến. Consixin có công thức hóa học C 22 H 25 NO 5 , là một loại kiềm thực vật, có độc tính cao, rút ra từ lá cây colchicum autumnale mọc ở bờ Địa Trung Hải, dễ tan trong rượu, benzene và nước. Consixin ngăn cản nhiễm sắc thể di chuyển từ mặt phẳng xích đạo về hai cực tế bào, làm tăng gấp đôi số lượng nhiễm sắc thể trong tế bào. Người ta thường dùng consixin ở nồng độ 0,1 – 0,2% để xử lý hạt, bôi lên đỉnh sinh trưởng của cây hoặc xử lý tế bào động vật nuôi cấy. Quá trình phosphoryl hóa - Dự trữ năng lượng 1. Nguồn năng lượng và sự bảo toàn năng lượng Khi oxy hoá một phân tử gam đường đến CO2 và H2O ta thu được 688kcal. C 6 H 12 O 6 +6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O + 688kcal Ngoài tự nhiên số năng lượng đó toả ra đồng thời một lúc nên làm tăng nhiệt độ môi trường. Nếu hiện tượng này cũng xảy ra ở cơ thể thì mô bào sẽ bị phá huỷ ngay. Nhưng trong cơ thể nhờ sự oxy - hoá theo từng bậc mà vấn đề này đã được giải quyết. Năng lượng giải phóng ra sẽ tích trữ vào những dây cao năng lượng của hợp chất phospho. Ví dụ: Phosphoglycerylaldehyd được oxy hoá với sự tham gia của acid phosphonc và năng lượng oxy hoá một phần được tích tụ vào dây cao năng carboxyl - phosphat. Sau đó ATP được tạo nên theo phản ứng. 2. Định nghĩa về sự phosphoryl - oxy hoá Quá trình phosphoryl - hoá là quá trình gắn một gốc phosphat vào một cơ chát nào đó. Quá trình này là quá trình dự trữ năng lượng vào gốc phospho, năng lượng đó được giải phóng ra từ từ. Quá trình phosphoryl-hoá và quá trình oxy-hoá tiến hành song song nên người ta gọi là quá trình phosphoryl - oxy hoá. Quá trình phosphoryl- hoá có ý nghĩa rất lớn trong quá trình hoạt hoá các .chất như lipid, glucid trước khi chất đó đi vào vòng chuyển hoá. Các mạch liên kết phosphoryl trong cơ thể có 2 loại: * Liên kết phosphat giàu năng lượng Năng trong của loại này khi thuỷ phân giải phóng ra 8 - 16 Kcal. * Loại liên kết nghèo năng lượng Loại này khi thuỷ phân chỉ cho 1 - 5 Kcal. Chúng thường là những liên kết khá vững bền và khó thuỷ phân hơn những loại giàu năng lượng. 3. Sơ đồ Phosphoryl - oxy hoá theo Leninger Theo Leninger thì giữa ADP và hệ thống oxy hoá có thể có những vật chuyển năng lượng nào đó chưa nghiên cứu ra. Người ta ký hiệu các chất vận chuyển năng lượng đó là x y z Theo Leninger thì cứ 1 cặp hydro đi từ cơ chất qua quá trình oxy hoá sẽ giải phóng ra số năng lượng đủ để thành lập 3 mạch phosphoryl cao năng tích luỹ vào 3 phân tử ATP (khoảng 51 - 52 Kcal). Khi H 2 đi qua NAD cho 3 ATP. Khi H 2 đi qua FAD cho 2 ATP. Khi cần năng lượng ATP thuỷ phân để giải phóng năng lượng đã tích luỹ được theo phản ứng sau: . Sinh học tế bào ( phần 17 ) Đặc trưng chung của tế bào Đặc trưng về cấu tạo. Theo Mathias Schleiden và Theodor Schwann thì mọi cơ thể thực vật và động vật đều do những tế bào cấu. tế bào đều có nhân hoặc nguyên liệu nhân chứa thông tin di truyền tế bào. Có vùng nhân định hướng và điều tiết mọi hoạt động của tế bào. - Mọi tế bào đều chứa chất nền gọi là tế bào chất. Tế. bào chất. Tế bào chất chứa các bào quan. Đặc trưng về chức năng. Mọi hoạt động sống của cơ thể cũng được thực hiện từ mức độ tế bào. - Trao đổi chất và năng lượng: Giữa cơ thể sinh vật và