Đang tải... (xem toàn văn)
Kiến thức hay về sinh học trong lĩnh vực tế bào học được dùng trong chương trình học và ôn tập thi tốt nghiệp trung học phổ thông và ôn thi đại học, cao đẳng, bổ sung các kiến thức quan trọng về tế bào học
LÊ NGỌC TÚ - ĐỔ NGỌC LIÊN ĐẶNG THỊ THU (đổng chủ biên) TẾ BÀO S t CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC NHÀ XUẤT BẲN KHOA HỌC VÀ KỸ TH U Ậ T HÀNỘI LỜI NÓI ĐẨU Tế bào đơn vị tổ chức sở sơng, tế bào đưỢc coi th ể sơng nhị Các q trinỉì xảy sống củng trinh đặc trưng tê bào, Là th ể sông, tê bào phải thu nhận thức ăn c h ấ t d í n h d n g , th ự c h iên q u tr in h tra o đ ổ i c ỉiâ t đ ế s in h trư n g ệ S in h sản p h t triển N h bào quan (organoids) s ố bào quan m ột tê bào, ch ế đê bào quan thực chức nảng giúp cho tế bào hấp thụ, d ự trữ, thải bo dẫn truyền vật chất thông tin t ế bào giữ a tc bảo với ììiịi trường xung quanhí Bằng cách tế bào cỏ thè thu nhận ỉượììg chuyên hóa lượrig từ dạng sang dạng khác đê cễii dũng ch o tất trinh trao đôi chất xảy t ế bào ì N hờ bào quan chế đê từ mật tế bào sản sinh đưỢc tế b o từ t ỉ ì ế h ệ n y s a n g th e h ệ k h c m vẫ n g iữ đưỢc đ ặ c t í n h d i tr u y ề n g ầ n tế bào cha mẹ ban đầu ^ Ba trinh sinh học quan trọng thê sống với m ột sô n g u y ê n lý b ả n c ủ a cơììg n g h ệ tá i t ổ hỢp gerì d i tr u y ề n đ ă đưỢc tr in h b y m ột cách khái quát cấc pễìần tương ứng nách Phần I: Sinh học tế bào, gồm chương í P G S Đ ặng Thị Thu biên soạn Phần II: N ăng ỉượng sính học, gồm chương PG S Lê Ngọc Tú biên soạn, Phần III: Dỉ truyền tiẻn hóa công nghệ gen, gồm chương 5, 6, 7, 8, 9, 10 PG S Đỗ Ngọc Liẽrì biên soạn Có thề coi nội dung mòn sinh học đại đưỢc dùng cho việc giảng dạy trường Đại học Quốc gia, Đại học Bách khoa, Đại hạc S phạm , Đại học Nông nghiệp Đại học L âm nghiệp, Đại liọi' Y sơ trườĩìg đại học khác, Cuốn sách có thẻ tài liệu tham khảo học tập dio sinh viên ngành sinh học, công nghệ sinh bọc, cơng nghệ thực phẩm yd mơi trường, hóa hữu cơ, hóa dầu, nơng lẩm ngư nghiệp trường đại học cao đẳng cơng nghệ có liên quan đến việc khai thác sử dụng nguồn tài nguyên sinh học, Các tác giả rấ t cảm ơn ìnong nhận đưỢc ỷ kiến đóng góp bạn đê ch sách bơ sung hồn thiện lần in sau, Hà Nội, ngày 20^12002 PGS Lê N gọc Tú PGS Đổ Ngọc L iên PGS Đ ăng T hị Thu MỤC LỤC Lời nói đầu P h ầ n I S in h học t ế bào 11 Chương CẤU TRÚC TÊ BÀO 12 Đại cương tế bào Thành phần hóa học tê' bào Thành phần nguyên tố 2 Thành phần hợp chất chất nguyên sinh 1.2.2.1 Nước 1.2.2.2 Các chất khoáng 1.2.2.3 Các chất hữu 12 16 16 17 17 18 20 1.3 Cấu tạo chức tế bào 1.3.1 Cấu trúc tế bào không nhân (procaryot) 24 24 1.3.1 Vách tế bào (strong cell wall) 1.3.1 TỔ chức dơn giản bên tê' bào 25 26 1.3.2 Cấu trúc chức nàng tố bào nhân điển hình (eucaryot) 1.3.2.1 Ngiiồn gôc tê bào nhân điển hinh 1.3.2.2 Cấu trúc tê bào nhân điển hình 1.3.2.2.1 Màng sinh chất; biên giới tế bào nhản điển hmh 3.2.2.2 27 27 27 29 Hệ màng 1.3.2 Nhân: tning tâm điểu khiển cũatế bào 30 38 3.2.2.4 40 Các bào quan chuyển hóa lượng 1.3.2.2.5 Khung náng đ3 tế bào 1.3.3 So sánh cấu trúc cùa tế bào nhân điển hinh vikhuẩn Tóm tắt 44 51 52 Chương MÀNG TỂ BÀO VÀ QUÁ TRÌNH VẬN CHUYỂN VẬT CHẤT, THÔNG TIN 53 Nền tâng lipit cúa màng 53 2.2 Cấu trúc màng sinh chà't Tầng kép lipit 2.2.2 Protein xuyên qua màng 56 56 56 2.2.3 Hệ thông sợi nâng đd 56 2.2.4 Protein glycolipit bên ngồi 57 2.3 Màng tế bào điều hịa tương tác với môi trường nào' 2.3.1 Sự vận chuyển phân tử vào khỏi tê bào 59 60 2.3 Sự vận chuj’ển nước qua màngtêbào 60 2.3.1.2 Sự chuyển khối tế bào 65 2.3.1.3 Sự vận chuyển chọn lọc phân tử 67 2.3.1.3.1 Sự khuếch tán nhanh 67 2.3.1.3.2 Sự vận chuyển tích cực 70 2.3.2 Sự tiếp nhận thông tin 75 2.3.3 Biểu nhận dạng tế bào 75 Tóm tát 76 P h ầ n II N ă n g lương sin h hoc 78 Chương NÀNG LƯỢNG VÀ s ự TRAO Đổl CHẤT 79 Ba dạng chuyển hóa lượng thể sông 80 3.2 Năng lượng tự 82 3 Oxy hóa khử - dịng luợng sống 3.4 Năng liíợng hoạt hóa 83 84 3.5 Enzim 86 3.5.1 Enzim công nhân tế bào 86 3.5.2 Enzim làm việc nào? 87 3.Õ.2.1 Mơ hình chìa khóa - ổ khóa Fisher (1894) 87 s.5.2.2 Mơ hình khớp - cảm ứng Koshland (1958) 3.5.3 Các yêu tố ảnh hưởng đến hoạt động enzim 88 88 3.5.3.1 Nhiệt độ 3.5 3.2 pH 3.5.4 Hoạt động enzim điểii chỉnh nào? 3.5.5 Coenzim - chất trợ giúp xúc tác enzim Các đường sinh hóa: đơn vị tó chức trao đổi chất 3.6.1 Con đitờng sinh hóa tiến triển nhu thê nào? 3.6.2 Các đường sinh hóa đà đuợc điểu chỉnh nào? Tóm tắt Chương DỊNG NÃNG LƯỢNG TRONG CÁC HỆ THỐNG SỐNG 4.1 Dạng chuyển hóa luợng thứ nhất; quang hợp 4.1.1 Đại cương quang hỢp 4.1.2 Ánh sáng 4.1.3 Sắc tô' quang hợp thu lượng ánh sáng liên kết hóa học 4.1.4 Các pha quang hợp 89 89 90 91 92 93 94 96 98 99 99 100 102 106 4.1.4.1 Phàn ứng sáng: hấp thụ lượng 4.1.4.2 Phản ứng tối cố định CO2 107 107 4.1.4.3 BỔ sung điện tứ cho sắc tô' 107 4.1.5 Phản ứng sáng 4.1.5.1 Sự hoạt động quang hệ 4.1.5.2 Bốn phức hệ xúc tác pha sáng 4.1.5.3 Hành trình dịng điện tứ quang hợp 108 108 109 113 4.1.5.4 So sánh phân ứng sáng thực vật vi khuẩn Phản ứng tối tổng hợp phán tử hữii cđ từ CO2 116 117 4.1.6.1 Quang hỢp C:,: chu trình Calvin Con đường có' định CO2 nhóm thực vật C4 Dạng chuyển hóa lượng thứ hai: hô hấp tế bào Đại cương hô hấp tế bào 117 120 122 122 4.2.2 Đường phân 4.2.3 Sự cần thiết phâi hoàn nguyên NAD^ 125 127 4.2.4 Lên men 128 4.2.5 Hơ hấp oxy hóa 130 I 4.2.5.1 Oxy hóa pynivat 4.2 5.2 Oxy hóa axetyl-CoA 4.3 Dạng chuyển hóa lượng thứ ba: sử dụng ATP để sinh công 4.3.1 ATP: tiền tệ lượng sống 4.3.2 Bốn loại phản ứng ATP 4.3.3 Chu trình ATP 4.3.4 Sự hình thành ATP Tóm tắt 130 132 137 137 139 142 142 143 P h ầ n Di truyền tiến hóa cơng nghệ gcn 145 Chương Cơ SỞ TẾ BÀO HỌC CỬA s ự DI TRUYỂN 146 5.1 Sự phân chia tế bào nguyên nhiễm (nguyên phán hay mitose) 5.2 Sự phân chia tế bào vi khuẩn 146 146 5.3 Sự phân chia tế bào uhản điển hình 147 5.4 Cấu trúc thể nhiễm sắc tế bào nhân điển hình 148 5.5 Chu trình tế bào 150 Phần bào nguyên nhiễm hay nguyên phán 152 5.7 Sự phân bào 154 5.8 So sánh phân chia tế bào nhăn điển hình tế bào khơng nhánl55 Tóm tắt Chương SINH SẢN HỮU TÍNH VÀ PHÂN BÀO GIẢM NHIỄM 158 Hiện tượng giâm nhiễm Sinh sân hữu tính sinh sân vơ tính 6.3 Chu trinh sống sinh vật sinh sản hữu tính 158 159 159 161 Các giai đoạn phân bào giảm nhiễm (meiosỉs) 6.5 Sự phân chia giảm nhiễm lần I 162 6.5.1 Kỳ đầu I (prophase I) 162 Kỳ ỉ (metaphase I) 6.5.3 Kỳ sau I (anaphase I) 164 164 6.5.4 Kỳ cuốỉ I (teỉophase I) 164 6 157 Sự phân chia giảm nhiễm lần II 164 6.7 Q trình tiến hóa giới tíiih Tóm tắt Chương CÁC KIỂU DI TRUYỀN 165 166 168 T.l.M ởđầii 168 7.2 Phép lai kiểm tra 173 7.3 Sự tổ hợp độc lập định luật hai Mendel 173 Tóm tắt 175 Chương Cơ SỞ PHÂN TỬ CỬA s ự DI TRUYỀN 178 Cấu trúc phân tử thê nhiễm sắc Axit nucleic vật chất di tru 3’ển 8.2.1 Báng chứng vai trị thơng tin di truyền axit nucleic 8.2.2 Cấu tạo hóa học axit nucleic 178 182 182 183 8.3 Sao chép ADN ố sinh vật nhâu điển hình 187 8.3.1 Chu trình tế bào nhán điển hình 187 8.3.2 Pha s 188 8.3.3 Pha G2 8.4 Các khía cạnh phán tử nguyên phân 8.5 Đặc điểm tồng quát biểu gen 192 192 192 8.5.1 Sự phiên mã (trauscription) 193 ,5.2 193 Sự dịch mã tổng hợp protein Tóm tắt 195 Chương ĐỘT BIẾN VÀ TIẾN HÓA 197 9.1 Đột biên gen 9.2 Ý nghĩa sinh học (tột biên 197 199 9.3 Sự tiến hóa cúa lồi Tóm tắt 199 201 ChươnglQ NHỮNG NGUYÊN TẮC c b n c a c ô n g n g h ệ t i ,Mở TỔ HỢP ADN 202 đầu 202 Nhu vậy, híỢng tự náng luợng dùng để sinh cơng Khi phản iíng hóa học xây tè bào bicn thiên lượng tự hiệu sô lượtifỉ liên kct chất tham gia phản ứng sán p h ẩ m p h ả n ứ n g (điíỢc) fr đ i b iến đ ô i đ ộ vô tr ậ t t ự c ủ a h ệ th ố n g Biên thiên liíỢHK íỉo tính chất bân phàn ứng hóa học Bài k> phân ứng có A âm {ùíG 30 /Iìn Ii 40 T 50 60 70 Nhiệt độ.*c 1.5 Ảnh hw