Bài 10: Trao đổi chất qua màng tế bào

I. Khái niệm trao đổi chất qua màng tế bào

- Trao đổi chất qua màng tế bào là quá trình vận chuyển các chất ra, vào tế bào qua màng tế bào.

II. Các cơ chế trao đổi chất qua màng tế bào

1. Vận chuyển thụ động

- Vận chuyển thụ động là kiểu khuếch tán các chất từ nơi có nồng độ chất tan cao đến nơi có nồng độ chất tan thấp - xuôi chiều gradient nồng độ, vì vậy không cần tiêu tốn năng lượng.

- Các chất có thể khuếch tán qua lớp kép phospholipid hoặc qua các protein xuyên màng.

a. Khuếch tán đơn giản

- Khuếch tán đơn giản là sự khuếch tán của các chất qua lớp phospholipid.

- Do lớp kép phospholipid có tính kị nước, không phân cực nên chỉ những chất không phân cực và có kích thước nhỏ mới có thể đi qua.

- Tốc độ khuếch tán qua lớp kép phospholipid phụ thuộc vào:

• Bản chất của chất khuếch tán.
• Sự chênh lệch nồng độ các chất bên trong và ngoài màng.
• Thành phần hoá học của lớp kép phospholipid.

b. Khuếch tán tăng cường

- Những chất không thể khuếch tán qua lớp kép phospholipid của màng tế bào có thể ra, vào tế bào nhờ các kênh chuyên biệt - protein xuyên màng.

→ Đây là khuếch tán tăng cường.

- Các protein xuyên màng làm nhiệm vụ vận chuyển các chất được chia thành nhiều loại:

• Protein kênh: tạo nên các đường ống hay các lỗ trên màng cho từng loại chất đi qua.
• Protein màng: cấu hình biến đổi khi chúng liên kết với chất cần vận chuyển.

- Khuếch tán qua các kênh protein có tính đặc thù cao vì mỗi kênh chỉ có thể vận chuyển những chất nhất định.

c. Thẩm thấu

- Thẩm thấu là sự khuếch tán của các phân tử nước qua màng tế bào.

- Tốc độ thẩm thấu của nước phụ thuộc vào áp suất thẩm thấu của tế bào.

- Dựa vào nồng độ chất tan trong dung dịch có dung môi là nước, người ta chia môi trường bên trong và bên ngoài tế bào thành các loại:

• Ưu trương: môi trường bên ngoài chứa nồng độ chất tan cao hơn tổng nồng độ chất tan trong tế bào.
• Đẳng trương: môi trường bên ngoài có nồng độ chất tan bằng nồng độ các chất tan trong tế bào.
• Nhược trương: môi trường bên ngoài tế bào chứa nồng độ chất tan thấp hơn tổng nồng độ chất tan trong tế bào.

2. Vận chuyển chủ động

- Vận chuyển chủ động là kiểu vận chuyển các chất qua màng từ nơi có nồng độ chất tan thấp tới nơi có nồng độ chất tan cao (ngược chiều gradient) và cần tiêu tốn năng lượng.

3. Vận chuyển vật chất nhờ biến dạng màng tế bào

a. Thực bào và ẩm bào

- Thực bào: tế bào có thể lấy các phân tử có kích thước lớn nhờ sự biến dạng màng tế bào.

- Ẩm bào: tế bào lấy các chất tan từ môi trường nhờ sự biến dạng màng tế bào.

b. Xuất bào

- Xuất bào là hình thức vận chuyển các chất có kích thước lớn ra khỏi tế bào.

1. Trao đổi chất qua màng tế bào là sự vận chuyển các chất qua màng.

2. Vận chuyển thụ động là sự khuếch tán của các phân tử từ nơi có nồng độ chất tan cao tới nơi có nồng độ chất tan thấp mà không tiêu tốn năng lượng.

3. Khuếch tán đơn giản là quá trình khuếch tán của các phân tử nhỏ, không phân cực qua màng tế bào.

4. Khuếch tán tăng cường là sự khuếch tán của các phân tử nhỏ tích điện, phân cực qua các kênh protein của màng tế bào.

5. Thẩm thấu là sự khuếch tán của các phân tử nước từ nơi có nồng độ chất tan thấp tới nơi có nồng độ chất tan cao.

6. Vận chuyển chủ động là kiểu vận chuyển các chất từ nơi có nồng độ chất tan thấp tới nơi có nồng độ chất tan cao và cần có năng lượng.

7. Các phân tử hay vật thể có kích thước lớn được vận chuyển qua màng bằng cách ẩm bào, thực bào và xuất bào nhờ sự biến dạng của màng tế bào và cần sử dụng năng lượng.