Bài 11: Vận chuyển các chất qua màng sinh chất

Khi tay của chúng ta ngâm trong nước quá lâu sẽ xuất hiện các nếp nhăn. Nguyên nhân của hiện tượng này là gì?

I. Trao đổi chất ở tế bào

- Trao đổi chất ở tế bào gồm có chuyển hoá vật chất và năng lượng trong tế bào và trao đổi chất qua màng sinh chất.

- Quá trình chuyển hoá vật chất và năng lượng trong tế bào là tập hợp các phản ứng sinh hoá diễn ra bên trong tế bào, gồm hai mặt:

• ​Đồng hoá là quá trình tổng hợp các chất phức tạp từ các chất đơn giản, đồng thời tích luỹ năng lượng.
• Dị hoá là quá trình phân giải các chất phức tạp thành các chất đơn giản và giải phóng năng lượng

II. Sự vận chuyển các chất qua màng sinh chất

1. Vận chuyển thụ động

- Sự vận chuyển thụ động các chất qua màng sinh chất có thể được thực hiện bằng hai con đường:

• Qua lớp phospholipid kép: các chất có kích thước nhỏ, không phân cực (không tan trong nước), tan trong lipid.
• Qua kênh protein xuyên màng: các chất có kích thước lớn, phân cực, tan trong nước. Nước được thẩm thấu qua màng nhờ kênh protein đặc biệt gọi là aquaporin.

- Tốc độ vận chuyển qua màng theo cơ chế thụ động phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ, nồng độ chất tan, số lượng kênh protein,...

- Nồng độ chất tan trong môi trường còn ảnh hưởng đến việc tế bào hấp thụ nước hay bị mất nước. Phản ứng của tế bào sống với sự thay đổi nồng độ chất tan trong môi trường còn tuỳ thuộc vào tế bào có thành tế bào hay không.

Vận chuyển thụ động là phương thức vận chuyển các chất từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp mà không cần tiêu tốn năng lượng. Trong quá trình vận chuyển thụ động, các chất có thể được khuếch tán trực tiếp qua lớp kép phospholipid hoặc qua kênh protein vận chuyển.

2. Vận chuyển chủ động

- Trong quá trình vận chuyển chủ động cần có protein vận chuyển (bơm protein) đặc hiệu và năng lượng ATP cung cấp cho bơm hoạt động.

Vận chuyển chủ động là phương thức vận chuyển các chất từ nơi có nồng độ chất tan thấp sang nơi có nồng độ cao. Quá trình này cần protein vận chuyển và có sự tiêu tốn năng lượng.

3. Xuất bào và nhập bào

- Đối với các đại phân tử hoặc vi khuẩn không thể vận chuyển qua lớp kép phospholipid hay protein xuyên màng, tế bào sẽ vận chuyển các chất thông qua sự biến dạng của màng sinh chất, tạo thành các túi xuất bào hoặc nhập bào.

- Thực bào thường thấy ở một số động vật nguyên sinh như trùng roi, amip,... hay tế bào bạch cầu ở động vật; chúng thực bào các vi khuẩn. Ở động vật, một phần nhỏ thức ăn được hấp thụ ở ruột non bằng cơ chế ẩm bào. Nhiều sản phẩm của tế bào được vận chuyển ra khỏi tế bào nhờ xuất bào.

Xuất bào, nhập bào là hai hình thức vận chuyển các chất qua màng thông qua sự biến dạng của màng sinh chất. Nhập bào là sự vận chuyển các chất vào trong tế bào, gồm có thực bào và ẩm bào. Xuất bào là sự vận chuyển các chất ra khỏi tế bào.