Bài 8. Cấu trúc của tế bào nhân thực

I. Màng sinh chất

- Màng sinh chất bao bọc và bảo vệ toàn bộ phần bên trong của tế bào, ngăn cách chúng với phần bên ngoài tế bào.

- Màng sinh chất kiểm soát sự vận chuyển các chất đi vào và đi ra khỏi tế bào. Màng sinh chất còn đóng vai trò quan trọng trong sự tương tác, truyền thông tin giữa các tế bào.

- Các phân tử protein nằm xen kẽ trong lớp lipid kép của màng sinh chất tạo thành cấu trúc "khảm lỏng".

- Các phân tử phospholipid có đuôi kị nước quay vào nhau, phía giữa hai lớp, làm ổn định cấu trúc màng. Các đầu ưa nước quay ra phía ngoài hoặc phía trong màng, tiếp xúc với môi trường nước xung quanh. Chúng chỉ cho một số phân tử nhất định đi qua dễ dàng.

→ Màng sinh chất có tính thấm chọn lọc.

- Các phân tử sterol nằm xen kẽ giữa các phân tử phospholipid có vai trò đảm bảo tính lỏng của màng. 

→ Màng sinh chất có sự mềm dẻo, linh hoạt.

- Các phân tử protein sắp xếp khác nhau gồm:

• Protein xuyên màng (phân tử xuyên qua lớp phospholipid).
• Protein bám màng hoặc rìa màng (phân tử chỉ bám vào phân tử protein khác).

- Carbohydrate liên kết với phân tử protein và lipid tạo thành các phân tử glycoprotein và glycolipid đóng vai trò làm tín hiệu nhận biết, tham gia tương tác, truyền thông tin giữa các tế bào.

II. Cấu trúc ngoài màng sinh chất

1. Chất nền ngoại bào

- Tế bào động vật còn có cấu trúc bên ngoài màng sinh chất được gọi là chất nền ngoại bào bao gồm chủ yếu các phân tử protein. 

- Chất nền ngoại bào giúp các tế bào liên kết với nhau và tham gia quá trình truyền thông tin.

2. Thành tế bào

- Tế bào thực vật, nấm có thành tế bào bao phủ bên ngoài màng sinh chất làm nhiệm vụ bảo vệ, tạo hình dạng đặc trưng và tham gia điều chỉnh lượng nước đi vào tế bào.

- Thành tế bào thực vật được cấu tạo chủ yếu từ các chuỗi cellulose. Ngoài ra, thành tế bào có một số loại polysaccharide khác như hemicellulose, pectin.

- Thành tế bào có tính thấm hoàn toàn với các phân tử.

III. Nhân

- Nhân đóng vai trò là trung tâm thông tin, điều khiển các hoạt động sống của tế bào.

- Nhân có màng bao bọc, ngăn cách với tế bào chất bên ngoài. Màng nhân là màng kép trong đó màng ngoài có những phần kết nối trực tiếp với lưới nội chất. Trên màng nhân có các lỗ cho phép cả các phân tử lớn như RNA, protein đi qua.

- Chất nhân là dịch đặc bên trong nhân chứa các sợi nhiễm sắc và nhiều phân tử khác như enzyme, RNA, nucleotide. Sợi nhiễm sắc gồm các chuỗi xoắn kép DNA và protein.

- Nhân con có dạng hình cầu nằm trong nhân, là nơi tổng hợp RNA, sau đó được lắp ghép với protein tạo thành tiểu phần ribosome. Các tiểu phần được vận chuyển ra ngoài tế bào chất để lắp ráp thành ribosome hoàn chỉnh.

IV. Tế bào chất

- Chất nguyên sinh là toàn bộ các vật chất bên trong của tế bào, bao gồm tế bào chất và nhân.

- Tế bào chất là vùng giữa màng sinh chất và nhân, gồm dịch keo (bào tương), các bào quan và bộ khung tế bào.

- Chức năng: là nơi diễn ra hầu hết các hoạt động sống của tế bào.

V. Ti thể

- Ti thể là "nhà máy năng lượng" của tế bào, là nơi diễn ra quá trình hô hấp tế bào.

- Chức năng: tạo ra phần lớn ATP cung cấp năng lượng cho các hoạt động của tế bào.

- Ti thể dài khoảng 0,5 - 10 μm. Lớp màng trong của ti thể lõm sâu vào bên trong tạo các cấu trúc gọi là mào. Mào là nơi chứa các enzyme của chuỗi truyền electron và tổng hợp ATP.

VI. Lục lạp

- Lục lạp là bào quan đặc biệt của tế bào thực vật và một số nguyên sinh vật, có khả năng chuyển hoá năng lượng ánh sáng thành năng lượng hoá học.

- Bên trong lục lạp có các túi dẹt nối với nhau, nằm xếp chồng lên nhau tạo các hạt grana. Các sắc tố quang hợp như diệp lục nằm trên màng thylakoid. Chất nền lục lạp (stroma) là dịch keo chứa các phân tử như các enzyme tham gia cố định CO₂, chất khi hoà tan, glucose, DNA, ribosome 70S,...

VII. Lưới nội chất

- Lưới nội chất là hệ thống màng cuộn gập thành mạng lưới các túi dẹt và các ống chứa dịch thông với nhau.

- Lưới nội chất gồm hai phần:

• Lưới nội chất hạt (có ribosome).
• Lưới nội chất trơn.

- Lưới nội chất trơn là nơi diễn ra nhiều quá trình chuyển hoá khác nhau tuỳ loại tế bào.

VIII. Bộ máy Golgi

- Bộ máy Golgi bao gồm hệ thống các túi dẹt.

- Cấu trúc phân cực gồm mặt nhập (nơi tiếp nhận) và mặt xuất (nơi xuất đi).

- Chức năng:

• Sửa đổi, phân loại, đóng gói và vận chuyển các sản phẩm tổng hợp từ lưới nội chất. 
• Tham gia tổng hợp một số polysaccharide của thành tế bào (trừ cellulose) và chất nền ngoại bào.

IX. Lysosome

- Lysosome là bào quan tiêu hoá của tế bào.

- Lysosome có nguồn gốc từ bộ máy Golgi.

- Lysosome có khả năng phân giải các phân tử lớn như protein, nucleic acid, lipid và polysaccharide. Lysosome tiêu hoá các vật liệu đưa từ bên ngoài vào và tiêu hoá cả những bào quan bị hỏng hoặc không cần thiết của tế bào. Ngoài ra, bào quan này còn tiêu hoá cả các vi sinh vật gây bệnh.

X. Không bào

- Không bào là bào quan chứa dịch lỏng.

- Tế bào thực vật trưởng thành có không bào trung tâm với kích thước lớn và tồn tạo lâu dài. Không bào trung tâm là khoang linh động, chứa nhiều nước và đóng vai trò cân bằng lượng nước trong tế bào.

XI. Peroxisome

- Peroxisome là bào quan thực hiện chức năng oxi hoá các chất.

- Peroxisome chứa các enzyme chuyển hydrogen từ các chất khác nhau như chất độc, alcohol đến oxygen tạo ra hydrogen peroxide, sau đó được enzyme khác phân giải thành nước.

- Ở tế bào thực vật, peroxisome còn chứa enzyme phân giải acid béo thành phân tử nhỏ hơn rồi chuyển đến ti thể.

XII. Ribosome

- Ribosome là bào quan không có màng bao bọc, được cấu tạo từ rRNA và protein.

- Ribosome là bộ máy tổng hợp protein của tế bào.

XIII. Trung thể

- Trung thể là bào quan không có màng nằm ở gần nhân trong tế bào động vật.

- Cấu tạo từ các vi ống sắp xếp thành ống rỗng.

- Trung thể có vai trò trong sự phân chia tế bào. 

XIV. Bộ khung tế bào

- Bộ khung tế bào là mạng lưới gồm vi ống, sợi trung gian và vi sợi, được cấu tạo từ các phân tử protein.

- Bộ khung tế bào đóng vai trò như bộ xương của tế bào làm nhiệm vụ nâng đỡ, duy trì hình dạng của tế bào và tham gia sự vận động của tế bào. Ngoài ra, sợi trung gian còn neo giữ các bào quan và vi ống tham gia vận chuyển bào quan.

XV. Thực hành quan sát tế bào nhân thực

1. Làm tiêu bản và quan sát tế bào thực vật

* Chuẩn bị

- Mẫu vật: lá rong mái chèo hoặc lá hành ta.

- Hoá chất: nước cất, dung dịch KI.

- Dụng cụ: kính hiển vi quang học, kim mũi mác, lam kính, lamen.

* Tiến hành

Làm tiêu bản

- Đối với lá rong mái chèo:

• Nhỏ một giọt nước cất lên phần giữa lam kính.
• Cuộn tròn lá vào đầu ngón tay trỏ.
• Cầm kinh mũi mác khẽ tách lớp phiến lá (gồm cả biểu bì và thịt lá màu xanh).
• Đặt miếng biểu bì lá vào chỗ có giọt nước trên lam kính.
• Đậy lamen lên vị trí lá sao cho không có bọt khí dưới lamen.

- Đối với lá hành ta:

• Nhỏ một giọt dung dịch KI lên phần giữa lam kính.
• Cuộn tròn lá vào đầu ngón trỏ.
• Cầm kim mũi mác rạch nhẹ trên lá rồi khẽ tách lớp biểu bì.
• Đặt miếng biểu bì vào chỗ có giọt KI trên lam kính.
• Đậy lamen lên vị trí miếng biểu bì sao cho không có bọt khí dưới lamen.

Quan sát dưới kính hiển vi

- Đặt và cố định tiêu bản trên bàn kính.

- Quan sát tiêu bản ở vật kính 10x rồi chuyển sang vật kính 40x.

* Báo cáo

- Vẽ và mô tả hình dạng, cấu tạo tế bào và các bào quan của các tế bào lá mà em đã quan sát.

2. Làm tiêu bản và quan sát tế bào động vật (tế bào niêm mạc miệng)

* Chuẩn bị

- Hoá chất: dung dịch xanh methylene 0,5 %.

- Dụng cụ: kính hiển vi quang học, tăm sạch, lam kính, lamen.

* Tiến hành

- Làm tiêu bản

• Nhỏ một giọt xanh methylene lên phần giữa lam kính.
• Dùng tăm quét nhẹ lớp niêm mạc bên trong má miệng.
• Quét tăm vào chỗ có giọt xanh methylene trên lam kính.
• Đậy lamen lên vị trí giọt thuốc nhuộm.

- Quan sát dưới kính hiển vi

• Đặt và cố định tiêu bản trên bàn kính.
• Quan sát tiêu bản ở vật kính 10x tìm tế bào rồi chuyển sang vật kính 40x.

* Báo cáo

- Vẽ và mô tả hình dạng, cấu tạo của tế bào niêm mạc miệng mà em đã quan sát.

- So sánh hình dạng, cấu tạo tế bào thực vật và động vật mà em quan sát được.

1. Màng sinh chất bao bọc toàn bộ vật chất bên trong tế bào và kiểm soát các chất ra, vào tế bào; có cấu trúc khảm lỏng gồm hai lớp lipid xen kẽ các phân tử protein; có tính thấm chọn lọc với các chất đi qua.

2. Chất nền ngoại bào bao quanh màng sinh chất của tế bào động vật được cấu tạo chủ yếu bởi các loại protein, có chức năng liên kết các tế bào và tham gia truyền thông tin giữa các tế bào.

3. Thành tế bào bao quanh màng sinh chất chỉ có ở tế bào thực vật và nấm. Thành tế bào thực vật được cấu tạo chủ yếu bởi các bó sợi cellulose cứng chắc, làm nhiệm vụ bảo vệ, cố định hình dạng tế bào và điều chỉnh lượng nước đi vào tế bào.

4. Nhân chứa chất di truyền, là trung tâm điều khiển các hoạt động sống của tế bào. Màng nhân là màng kép đóng vai trò bảo vệ nhân và có các lỗ cho các chất đi qua. Chất nhân chứa sợi nhiễm sắc mang thông tin di truyền. Nhân con có vai trò tổng hợp ribosome.

5. Tế bào chất bao gồm bào tương, các bào quan và bộ khung tế bào.

6. Ti thể là bào quan tham gia hô hấp tế bào tạo phần lớn ATP cho các hoạt động sống của tế bào. Ti thể có màng kép bao bọc với các mào làm tăng diện tích bề mặt cho hoạt động của các enzyme tham gia chuỗi truyền electron, tổng hợp ATP và chất nền chứa nhiều loại enzyme, DNA, ribosome.

7. Lục lạp là bào quan thực hiện quang hợp. Bên trong lục lạp có các túi dẹt thylakoid mang các sắc tố quang hợp và stroma chứa nhiều loại enzyme, DNA và ribosome.

8. Lưới nội chất là mạng lưới các túi dẹt và ống thông với nhau, là nơi sản xuất và vận chuyển các phân tử protein, lipid và là "nhà máy" sản xuất màng.

9. Bộ máy Golgi là bào quan có hệ thống các túi dẹt làm nhiệm vụ sửa đổi, phân loại, đóng gói và vận chuyển các sản phẩm tổng hợp từ lưới nội chất đến các bào quan khác hay xuất ra màng.

10. Lysosome là bào quan tiêu hoá của tế bào chứa các enzyme phân giải các phân tử lớn như protein, nucleic acid, polysaccharide, lipid.

11. Không bào trung tâm của tế bào thực vật trưởng thành, đóng vai trò điều chỉnh lượng nước trong tế bào, dự trữ hay mang chất thải, sắc tố.

12. Peroxisome là bào quan chứa các enzyme oxi hoá tham gia phân giải các chất độc.

13. Ribosome là bào quan không có màng, cấu tạo từ rRNA và protein, tham gia tổng hợp protein.

14. Trung thể được cấu tạo chủ yếu từ các vi ống, đóng vai trò quan trọng trong phân chia tế bào.

15. Bộ khung tế bào là mạng lưới các vi ống, vi sợi và các sợi trung gian, làm nhiệm vụ nâng đỡ cơ học, duy trì hình dạng của tế bào và tham gia vào sự vận động của tế bào.