http://www.ebook.edu.vn
1
BỘ THỦY SẢN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG THỦY SẢN GIÁO TRÌNH SINH VẬT HỌC
(Dùng cho trung học nuôi trồng thuỷ sản)
Để phục vụ cho nuôi trồng thuỷ sản, sách được trình bày theo hệ thống
bài giảng của trường, có đề cập tới các đặc điểm chung của các cơ thể sống, c¸c
ph−¬ng ph¸p chọn giống và có chú ý tới những kiến thức cơ bản về giải phầu,
sinh lý, sinh thái, đồng thời có giới thiệu h
ệ thống phân loại từ thấp đến cao của
động vật không xương sống ở nước và thực vật bậc thấp.
Trong quá trình biên soạn, tôi có sử dụng một số tài liệu của các tác giả
trong và ngoài nước. Tôi rất mong nhận được sự góp ý trân thành của các bạn
đồng nghiệp và đọc giả.
Người biên soạn
Nguyễn Hồng Hải
1. Tảo lam Cyanophyta 57
2. Nấm nhày Myxomycota 63
3. Nấm Mycota 64
4. Tảo giáp Pyrrophyta 70
5. Tảo sillic Bacillariophyta 71
6.Tảo vàng Xanthophyta 73
7. Tảo nâu Phaeophyta 75
8. Tảo đỏ Rhodophyta 77
9. Tảo mắt Euglenophyta 80
10. Tảo vòng Charophyta 82
11.Tảo lục Chlorophyta 84
10. Địa y Lichenophyta 86
Phần III : động vật không xương sống
1. Nguyên sinh động vật Protozoa 89
2. Thân lỗ Spongia ( hoặc Porifera) 94
3. Ruột khoang Coelenterata 99
4. Trùng báng xe Rotatoria 102
5. Giun đốt Annelida 104
6. Chân khớp Arthropoda 105
7. Thân mềm Mollusca 111
8. Da gai Echinodermata 113
http://www.ebook.edu.vn
4
BÀI MỞ ĐẦU
I. Mục đích yêu cầu của sinh vật học
Sinh vật học dùng cho khối trung học của trường cao đẳng thuỷ sản là
phần được giảng dạy cho học viên ở năm thứ nhất của hệ trung cấp. Nội dung
tâm của cuộ
c cách mạng khoa học kỹ thuật lần thứ hai của loài người. Hiệu quả
của cuộc cánh mạng này đã cải thiện đáng kể đời sống vật chất và tinh thần cho
con người. Sinh học đa nâng cao năng xuất nông, lâm, ngư nghiệp, làm tăng
nhanh nguồn lương thực, thực phẩm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của nhân
loại. Cuộc cách mạng xanh thực chất đó là công nghệ sinh h
ọc và ứng dụng các
thành tựu của sinh học, di truyền chọn giống, tạo ra các giống vật nuôi và cây
trồng có năng xuất cao, phẩm chất tốt thích ứng với nhu cầu con người và phù
hợp cho từng địa phương.
Đối với nuôi trồng thuỷ sản, nhìn chung, các giống loài trong các ngành
thực vật bậc thấp, các ngành động vật không xương sống ở nước đã và đang trở
thành đối tượng nuôi và khai thác có giá tr
ị kinh tế và xuất khẩu cao. Bên cạnh
đó chúng còn là những đối tượng làm thức ăn tươi sống cực kỳ quan trọng của
các đổi tượng nuôi như cá, tôm, cua v.v đồng thời chúng còn là những đối
tượng góp phần làm sạch môi trường nước và giữ cân bằng sinh thái. Vì vậy
http://www.ebook.edu.vn
5
thuỷ sinh vật đã trở thành tiêu chuẩn để xác định chất lượng năng xuất sinh học
của vùng nước, đó là yếu tố chính ảnh hưởng tới sản lượng của ngành thuỷ sản.
Trong những năm gần đây công nghệ sinh học ngày càng đi sâu vào nhiều
lĩnh vực khác nhau trong đó có ngành nuôi trồng thuỷ sản. Công nghệ sinh học
đá tạo ra những giống vật nuôi đáp ứ
ng được nhu cầu ngày càng cao của con
người mà các phương pháp chọn giống khác không thể làm được như tạo dòng
đơn tính đực, tạo các cá thể đa bội, cấy gen sinh trưởng vào các đối tượng
nuôi…
III. Ứng dụng sinh học trong nuôi trồng thuỷ sản ở giai đoạn hiện nay
Nghề nuôi trồng thuỷ sản có lịch sử phát triển từ lâu đời, cho đến nay
ứng hoá học xảy ra
để duy trì sự sống. Vì thế trong tế bào của tất cả các cơ thể
sinh vật người ta đã tìm thấy 74 nguyên tố, phần lớn các nguyên tố này ở dạng
tự do trong dịch tế bào và xấp xỉ 30 nguyên tố trong các hợp chất hữu cơ của
chất nguyên sinh dưới các hình thức liên kết khác nhau, trong đó có 20 nguyên
tố xuất hiện một cách ổn định trong tế bào (20 nguyên tố này đều nằm trong 110
nguyên tố đã bi
ết trong tự nhiên và được gọi là các nguyên tố sinh học) trong đó
có 16 nguyên tố được sử dụng để cấu thành nên các hợp chất sống và những hợp
chất này tạo nên các cơ thể sống. Thành phần các nguyên tố hoá học ở mọi tế
http://www.ebook.edu.vn
6
bào của sinh vật người ta nhận thấy là giống nhau, song số lượng và tỉ lệ từng
loại thì khác nhau, nó phụ thuộc vào bản chất di truyền và điều kiên sống của
mỗi sinh vật. Điều này chứng tỏ một sự liên quan thống nhất giữa sinh giới với
thế giới vô sinh. Chính nhờ mối liên quan này mà các tế bào có thể tiến hành các
quá trình trao đổi chất với môi trường bên ngoài để tồn t
ại và phát triển.
Sự phân bố các nguyên tố hoá học trong sinh giới cũng khác xa so với
trong thế giới vô sinh. Ví dụ Cabon chỉ chiếm 0,03% trong vỏ trái đất nhưng nó
lại chiếm tới 20% khối lượng của cơ thể sống, nhiều gấp 300 lần so với môi
trường ngoài. Sắt có mặt trong đất, nước , không khí với hàm lượng nhiều gấp
300 lần so với trong tế bào sinh giới. Ngược lại, sillic thì lại gặp rất ít trong c
ơ
thể sống mặc dù nó chiếm 27,7% ở vỏ trái đất. Căn cứ vào số lượng các nguyên
tố hoá học có trong tế bào, người ta chia chúng thành 2 nhóm sau:
1. Các nguyên tố đa lượng
Các nguyên tố đa lượng trong tế bào chiếm tỉ lệ cao khoảng 99,95%
trọng lượng khô của tế bào, đó là các nguyên tố C,H,O,N,S,P, trong đó C chiến
khoảng 43-48%, H chiếm khoáng 7%, N khoảng 8-12% trọng lương khô của tế
K
Mg
Ca
Fe
18
70
10
0,15
0,3
0,05
0,07
0,3
0,07
0,3
0,02
Li
Mo
B
Cu
Zn
Co
Ni
Cr
Se
I
Hg
10
-5
2.10
-5
Các hợp chất vô cơ trong tế bào gồm có nước, các loại muối khoáng và
một số chất đơn giản khác (HCO
3
…)
1.1 Nước : Phần lớn oxy và hydro có trong cơ thể sống ở dạng
nước. Nước chiếm khoảng 75% -85% khối lượng tươi của đa số các tế bào.
Nước tồn tại ở hai dạng, dạng tự do chiếm khoảng 95%, còn lại là nước dưới
dạng liên kết (ở dạng này các tính năng của nước bị thay đổi). Tuy nhiên tỉ lệ
nước còn phụ thuộc vào từng loại tế
bào, tuổi sinh lý và sự có mặt của nguyên
liệu khung. Ví dụ như tế bào xương trong các cơ thể không có mô cứng, tỉ lệ
nước chiếm khoảng 75% còn trong cơ thể người già là khoảng 60%, nhưng
trong tế bào người ở giai đoạn phôi thai nước chiếm khoảng 90-95% trọng
lượng tế bào.
Cũng trong cơ thể sinh vật, tế bào ở các bộ phận khác nhau thì tỉ lệ nước
trong chúng cũng khác nhau. Ví dụ trong chất xám c
ủa não người nước chiếm
85% còn trong xương chỉ có 20%. Có thể nói không một tế bào nào trong cơ thể
sống không có một lượng nước nhất định.
Nước là một hợp chất hoá học độc nhất có rất nhiều tính chất quan trọng
trong hoạt động sống của tế bào. Do phân tử nước có đặc tính phân cực nên nó
có một vai trò quan trọng trong hoạt động sống của tế bào. Nếu thiếu nước sẽ
xảy ra hiện tượng khô sinh lý và rối loạn trao đổi chất. Thiếu nước kéo dài sẽ
làm chết tế bào.
1.2. Muối khoáng: Muối khoáng lấy từ môi trường bên ngoài vào,
trong tế bào chúng chiếm khoảng 2- 6% trọng lượng khô. Muối khoáng trong tế
bào thường tồn tại ở hai dạng:
* Dạng phân ly thành các ion. Các ion mang điện tích dương thì được gọi
là cation chúng rất cần thiết cho cơ thể sống bao gồm Ca
++
-
, .v.v Các ion này là nguyên liệu xây dựng các
hợp chất và đảm nhiệm nhiều chức năng quan trọng khác nhau trong tế bào như
tạo áp suất thẩm thấu, tạo hiệu điện thế ở màng nguyên sinh chất của tế bào.
* Dạng liên kết tĩnh điện (Liên kết hoá trị): Nhiều ion vô cơ liên kết với
các hợp chất hữu cơ tạo nên các thành phần cấu trúc hoặc các chất có hoạt tính
sinh học đặ
c hiệu, đáng chú ý nhất là:
+ S trong thành phần của nhiều loại protein.
+ P có trong chất nhiễm sắc và trong nhiều loại prôtein khác.
+ Fe có trong Hemoglobin, trong một số Enzym oxy hoá khử.
+ Mg có trong diệp lục.
+ Ca
3
(PO
4
)
2
là loại hợp chất không tan có trong vỏ cứng của nhuyễn thể
và trong xương của động vật có xương sống .v.v.
Chức năng chủ yếu của các muối khoáng là duy trì áp xuất thẩm thấu và
duy trì sự cân bằng axít – bazơ trong cơ thể. Trong điều kiện sinh lý bình thường
http://www.ebook.edu.vn
8
của các tế bào thì hàm lượng các chất khoáng luôn luôn giữ ổn định. Khi có sự
thay đổi đáng kể về hàm lượng khoáng đều dẫn tới rối loạn trao đổi chất, các
chức năng sinh lý và có thể dẫn tới tử vong. Ví dụ: Giảm Ca
++
trong máu sẽ gây
co giật, khi tỉ lệ K và Na không giữ được bình thường thì co bóp của cơ tim bị
5
) và
đeroxyribose (C
5
H
10
O
4
) là những dạng đường đơn quan trọng, chúng tham gia
cấu trúc của acit nuclêic. Nhiều phân tử đường đơn bằng phản ứng ngưng tụ
chúng liên kết với nhau tạo thành các polisaccarit dạng mạch thẳng (như
xenlulozơ) hay mạch phân nhánh (như tinh bột, glucogen) đây là các chất dự trữ
năng lượng
2.1.2 Đường đa (polysaccarit) công thức chung là (C
5
H
10
O
5
)n đó là
Tinh bội, Cellulose, Hemixenlulose, Pectin, kitin, loại hợp chất này bền vững,
thường là thành phần cấu trúc của vách tế bào thực vật, nấm men và động vật
bậc thấp, chức năng chủ yếu là bảo vệ và giữ hình dạng ổn định cho tế bào.
Riêng Glucogen dễ tan trong nước, nó thường có mặt trong tế bào động vật và
được dự trữ trong gan, cơ. v.v. còn tinh bột có trong tế bào thực vật và được tích
luỹ trong lụ
c lạp. Trong vi sinh vật chúng được dự trữ dưới dạng thể vùi.
2.2 Lipít Cũng là hợp chất hữu cơ không chứa nitơ, cấu tạo gồm 3
nguyên tố C, H, O nhưng tỉ lệ thấp hơn so với saccarit, chúng không tan trong
nước mà chỉ tan trong dung môi hữu cơ không phân cực (ete, clorofooc,
2.4. Chất vận chuyển hydro: NAD (Nicotinamid adenin
dinucleotid), FAD (Flavin adenin dinucleotid) và NADP (Nicotinamid adenin
dinucleotid photphat) các hợp chất này có khả năng kết hợp với hydro, chúng
hoạt động như các Coenzym cho các enzym tham gia lấy hydro từ các cơ chất
của chúng.
2.5 Vitamin : Để đảm bào nhu cầu dinh dưỡng, cơ thể còn cần một
lượng nhỏ nhất định vitamin. Đối với động vật khác nhau nhu cầu vitamin cũng
khác nhau. Nhu cầu này có thể thay đổi tuỳ theo trạng thái sinh lý của cơ thể.
Mộ
t số loài sinh vật có khả năng tự tổng hợp vitamin cần thiết cho mình, nhưng
cũng có loaì sinh vật không có khả năng tổng hợp mà phải lấy từ ngoài vào dưới
dạng ăn hoặc uống. Đa số các vitamin là thành phần cấu tạo của các Enzyme và
tham gia quá trình sinh hoá.
Vitamin có vai trò quan trọng trong trao đổi chất của mọi cơ thể sinh vật.
Như vitamin được dùng làm nguyên liệu xây dựng Coenzym đó là một chất đặc
biệt làm cho m
ột số loại Enzym hoàn thành được chức năng đặc trưng của nó.
Ví dụ vitamin B cần thiết để tạo NAD, NADP.
2.6 Hoocmon là các chất có hoạt tính đặc trưng được tiết ra từ các
cơ quan hoặc tuyến nội tiết, chúng được tiết trực tiếp vào máu hoặc hệ tuần hoàn
khác. Cũng như vitamin, hoocmon hoạt động ở nồng độ rất thấp. Lượng
hoocmon được tiết ra nhiều hay ít tuỳ thuộc vào tr
ạng thái sinh lý và nhu cầu
của cơ thể.
Ở động vật hoocmon có vai trò báo động ( tạo Stress), làm thay đổi hoạt
động đặc hiệu của tế bào và một số cơ quan nhất định. Ngoài ra chúng còn có
tác dụng điều hoà quá trình sinh hoá trong cơ thể, ảnh hưởng tới tốc độ tổng hợp
các hợp chất cao năng, xúc tác của enzym và thay đổi tính thấm của màng tế
bào.
Ở thực vật phytohoocmon (hoocmon thực vật) có ảnh h
2.8 Axit nucleic là hợp chất đa phân tử, đơn phân của chúng là
nucleotit, ribonucleotit, chúng lớn hơn cả protein, thành phần hoá học c
ủa chúng
gồm có C,H,O,N và P. ở đa số sinh vật Axit deroxiribonucleic (ADN) là vật chất
di truyền ở cấp độ phân tử, làm khuôn mẫu tổng hợp ARN (Axit ribonucleic)
thông tin. Còn ở một số loài vi khuẩn cơ sở vật chất di truyền là ARN.
2.9. Enzym được chia thành 2 nhóm Enzym đơn giản và enzym
phức tạp và tất cả các enzym đều được cấu tạo bởi protein dạnh viên.
2.9.1 Enzym đơn giản được cấu tạo duy nhất một thành phần
protein. Do đ
ó hoạt tính của nó phụ thuộc vào cấu trúc của protein đó.
2.9.2 Enzym phức tạp ngoài thành phần protein cấu trúc của nó còn
có thêm các thành phần sau:
- Vitamin liên kết với enzym bởi các mối liên kết không cộng hóa trị, các
enzym này được gọi là Coenzym. Ví dụ NAD, FAD. Chúng có chức năng vận
chuyển điện tử cho nhiều phản ứng oxy hóa khử.
- Nhóm phụ gia liên kết với enzym bởi các mối liên kết cộng hóa trị,
nhóm phụ gia thường là thành phần cơ bả
n trong cơ chế xúc tác của enzym. Ví
dụ enzym Catalaza
- Các ion kim loại cần để ổn định cấu hình thích hợp của enzym và cơ
chất hoạc có thể tham gia trực tiếp trong phản ứng hóa học được xúc tác.
Một số enzym cả hai thành phần này đều có hoạt tính xúc tác. Tuy nhiên nếu
enzym bị mất thành phần phụ cũng làm mất hoạt tính của enzym.
Enzym là chất xúc tác sinh học. Mỗi một loại enzym chỉ xúc tác cho một hay
một vài phản ứ
ng tương tự (Tính đặc hiệu của enzym về phản ưng, cơ chất)
2.9.3 Các nhân tố ảnh hưởng tới hoạt thính của enzym
http://www.ebook.edu.vn
11
thiết cho tế bào sống.
3. Chất nhân hoặc nhân: Chứa thông tin di truyền và điều khiển các hoạt
động sống của tế bào.
Căn cứ vào mức độ cấu trúc của nhân tế bào người ta chia tế bào ra hai
nhóm lớn:
+ Sinh vật chưa có nhân hoàn chỉnh (tiền nhân) Procaryota.
+ Sinh vật có nhân hoàn chỉnh Eucaryota.
I. Tế bào chưa có nhân hoàn chỉnh Procaryota
Tế bào Procaryota có nhiều hình dạng khác nhau như hình cầu, hình xoắn
, hình que, hình sợi các tế bào này th
ường có kích thước từ 1-3micromet (Trừ
Ricketxia có kích thước 0,3 micromet). Các cơ thể sống có tế bào Procariota là
Vi khuẩn Bacerophyta, tảo lam Cyanophyta.
1. Cấu tạo màng tế bào
1.1 Vỏ nhày (capsule) gồm có 4 lớp, cấu tạo chủ yếu bằng
polysaccarit ngoài ra còn có Nitơ và nước. Vỏ nhày có chức năng bảo vệ và dự
trữ thức ăn. Sự hình thành vỏ nhày phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài.
1.2 Thành tế bào (cell wall) dày vài trục đến vài trăm A
0
thành
phần chính là Polysaccarit liên kết với axit amin. Căn cứ vào sự khác nhau trong
cấu trúc thành tế bào mà vi khuẩn được chia thành hai nhóm.
http://www.ebook.edu.vn
12
- Nhóm thứ nhất là vi khuẩn gram âm có thành tế bào phức tạp, mỏng và không
giữ thuốc nhuộm gram.
- Nhóm thứ hai là vi khuẩn gram dương có vách đơn, dày giữ thuốc nhuộm gram
bên trong, làm cho tế bào sau khi nhuộm có mầu đỏ tía.
Vi khuẩn thường mẫn cảm với các loại chất kháng sinh khác nhau phụ thuộc vào
thành của thành tế bào.
- Murein
- Lipopolysaccarit
- Lipit, protein
- Bảo vệ cơ học
- Tiếp nhận phage
- Chứa kháng nguyên bề mặt
- Thẩm thấu
Màng tế bào
chất
- Protein
- Photpholipi
-Thẩm thấu chọn lọc
- Sinh tổng hợp một vài loại
protein
- Vận chuyển điện tử trong hô
hầp tế bào
- Bài tiết các sản phẩm ngoại bào
Mesosome - Protein
- Photpholipit
- Cố định NST trong các quá
trình nhân đôi của AND
- Hình thành các vách ngăn trong
phân bào
Mesosome là phần màng nguyên sinh chất lõm vào bên trong tế bào có
liên hệ với Nucleoti và có chứa một số enzym để Oxyphotphorin hóa.
2. Tế bào chất (Cytoplasm)
Tế bào chất nằm phía trong màng nguyên sinh, là phần chính của tế bào.
Đó là khối chất keo lỏng, chứa 80-90% nước. Thành phần chủ yếu là
bao gồm 200 loại tế bào khác nhau. Nhưng ở một số loài có số lượng tế bào chỉ
lên tới vài trăm như Rotifera chỉ có 400 tế bào. Cấu tạo tế bào, từ ngoại vào
trong gồm các phần sau:
- Lớp vỏ ngoài
- Màng nguyên sinh chất
- Tế bào chất
- Nhân.
1. Lớp vỏ ngoài (Glucocalix)
1.1. Ở tế bào thực vật có màng Pectoxenlulo (trừ giao tử) được cấu
tạo chủ yếu là polysaccarit như xenlulo, pectin, hemixenlulo. Khi tế bào còn non
lớp này có cấ
u tạo đơn giản, mỏng và có tính đàn hồi. Màng Pectoxenlulo có
chức năng bảo vệ, nâng đỡ và điều hòa vận chuyển các chất.
1.2 Ở tế bào động vật, vỏ ngoài là lớp polysaccarit (là phần thò ra
của protein xuyên màng kết hợp với polysaccarit tạo ra. lớp này gọi là Cell coat
và có chức năng bảo vệ, tạo tích điện âm, trao đổi chất, miễn dịch…
http://www.ebook.edu.vn
142. Cấu trúc của màng nguyên sinh chất
Màng nguyên sinh chất của tế bào còn gọi là màng lipoprotein. Tế bào
khác nhau màng nguyên sinh chất có cấu tạo khác nhau về sắp xếp các phân tử
trong màng hoặc có sự biến đổi về siêu cấu trúc để thực hiện chức năng đặc thù
của tế bào. Tuy nhiên các tế bào đều có cấu tạo chung và thành phần hóa học
điển hình.
http://www.ebook.edu.vn
15
http://www.ebook.edu.vn
16
lộ ra ở hai phía của màng sinh chất. Những đầu để lộ này mang các ion –COO
-
hay – NH
2
-
, các nhóm này mang điện tích âm cùng dấu luôn đẩy nhau, nên mặc
dù có khả năng di động nhưng chúng vẫn giữ được khoảng cách khá đồng đều
trên toàn bộ bề mặt của màng. Phần thân của protein xuyên màng dấu trong lớp
lipit mang tính kị nước và chúng liên kết chặt chẽ với lipit. Khi các nhân tố môi
trường có sự thay đổi nào đó như pH, sự kích thích của những kháng thể, các
phân tử Protein dịch chuyển tạo nên các tập hợp gọi là mũ kháng nguyên.
Trong s
ố các protein xuyên màng có một loại mang chức năng vận tải đặc
hiệu. Các cơ chất qua màng bằng cách liên kết với protein màng tạo thành phức
hợp tạm thời để đi qua màng theo chiều nhất định sau đó cơ chất được giải
phóng sau khi đã đi qua màng.
2.1.2 Lipít màng chiếm khoảng 50% khối lượng màng ở cơ thể
động vật. Chúng gồm 3 loại phospholipit, cholesterol và glycolipit cả 3 đều
lưỡng tính. Phospholipit là thành phần chủ yếu c
ủa màng tế bào (chiếm 25-
75%), không tan trong nước. Cholesterol chiếm khoảng 25-30% nằm xen kẽ với
phospholipit và Glucolipit. Cholesterol trong màng đóng vai trò cố định cơ học
và gây bất động cho màng. Ở tế bào Eucaryota thì cứ 1 phân tử photpholipit sẽ
có một phân tử Cholesterol, tỉ lệ này thay đổi sẽ ảnh hưởng tới tính chất lỏng,
nhày của màng.
Mỗi phân tử lipít màng đều cấu trúc bởi hai phần, phần đầu ưa nước và
phần cuối kị nướ
sau: + Lớp phân tử protein ngoại vi ngoài màng.
+ Hai lớp phân tử lipít sắp xếp theo kiểu các phần kị nước ở phía trong.
+ Các phân tử protein xuyên màng len lỏi giữa các phân tử lipít, hai đầu
thò ra ngoài hai phía của màng.
+ Lớp phân tử protein ngoại vi trong màng.
Tuy nhiên màng tế bào không phải là màng cứng mà có tính linh hoạt của
một hệ “lỏng” do các thành phần hóa học của màng tạo nên. Tuy nhiên s
ự
chuyển động của các phân tử trong màng còn phụ thuộc vào các vi sợi và vi ống
nằm sát màng tế bào.
2.3. Chức năng của màng tế bào
Màng sinh chất thực hiện các chức năng sau:
- Ngăn cách tế bào với môi trường tạo cho tế bào một hệ thống riêng biệt
- Thực hiện sự trao đổi chất giữa tế bào và môi trường, cụ thể là vận chuyển vật
chất vào và ra khỏi tế bào, nhằm cung c
ấp nguyên liệu và thải các chất thải. Sự
vận chuyển này bao gồm nhiều cơ chế khác nhau từ khuếch tán đơn giản đến các
phương thức phức tạp của vận chuyển chủ động.
- Thu nhận các thông tin có nguồn gốc ngoại bào và chuyển vào nội bào.
- Một số màng tế bào của cơ thể đơn bào còn thực hiện hô hấp.
- Tham gia vào quá trình phân bào.
II. Tế bào chất và các bào quan
Tế bào chất (Cytoplasma) thực ch
ất là khối nguyên sinh chất nằm trong
màng tế bào và ngoài màng nhân. Nó là thành phần chính trong tế bào và chiếm
khối lượng lớn. Tế bào chất có thể chia thành:
1. Cơ chất là khối nguyên sinh chất chứa 80-90% là nước, phần còn lại
chủ yếu là lipoprotein, ion, vitamin, axit amin.v.v Toàn bộ nguyên sinh chất tạo
thành một khối keo nhớt chiết quang hơn nước có chứa các bào quan. Tế bào
chất là nơi xảy các quá trình trao đổi chất. Hàng loạt các phản ứng sinh hoá diễn
tố môi trường, trạng thái hoạt động làm thay đổi hình dạng và kích thước của ty
thể. Ty thể có khả năng chuyển động, co, ruỗi, cắt ngắn, liên kết. Màng trong
còn chứa enzym tổng hợp các axit béo phục vụ cho hô hấp nội bào. Trong mỗi
tế bào thường có khoảng 50-1000 ti thể, cá biệt ở những tế bào có cường độ trao
đổi chất cao có khi lên tới 50.000 ty thể, nhưng trong một vài loại tế
bào chuyên
hoá như hồng cầu của người thì lại không có ty thể. Ty thể có AND và ARN
riêng vì vậy chúng có thể tổng hợp protein mà nó cần thiết và nhân lên độc lập
không phụ thuộc vào sự phân bào.
2.3 Lạp thể: Nó là bào quan quan trọng của các tế bào thực vật và
gồm:
+ Bạch lạp không mầu, bên trong chứa tinh bột hoặc dầu và một vài loại
chất dinh dưỡng dự trữ khác của tế bào.
+ Sắc lạp chứa các sắc t
ố vàng và đỏ tạo nên mầu sắc đặc trưng của hoa,
thân, lá, củ, quả.v.v Trong trường hợp đột biên sắc lạp có thể thành lục lạp
(khoai tây để chỗ có ánh sáng) và ngược lại.
+ Lục lạp: Là loại bào quan lớn có đường kính từ 4-10 micromet và chứa
các sắc tố mầu xanh lục (chlorofin). Lục lạp có nhiều hình dạng khác nhau
nhưng phổ biến nhất là hình hạt đậu,. Lục lạp có riêng ADN, ARN và riboxom
do đó nó có thể đ
iều hoà tổng hợp protein riêng của nó, bên cạnh đó chúng có
thể phân chia và sinh sản một cách độc lập với các phần khác của tế bào Bên
trong lục lạp có các hệ thống túi dẹp trồng lên nhau được gọi là Tilacoid trong
có chứa Chlorofin và Carotinoid. Các phân tử Chlorofin tạo thành phức hệ gồm
khoảng 200 phân tử hoạt động như một dàn Anten để hấp thụ năng lượng ánh
sáng .
Trong lục lạp có chứa Enzym của dãy truyền điện tử
để tổng hợp ATP của
hệ quang hợp I và II. Còn các enzym tổng hợp gluco, ADN, ARN, Riboxom
thực hiện vai trò tiêu hoá nội bào. Cụ thể là nó phân huỷ thức ăn vào tế bào bằng
thực bào, tấn công các bào quan đã hỏng và các nguyên liệu rắn sau khi thực
bào, phân huỷ các nguyên liệu tế bào sau khi tế bào chết. Sự rối loạn chức năng
lizosom sẽ góp phần gây lên một só loại ung thư. Lizoxom gồm 2 loại:
- Lizoxom cấp I có chứa các enzym thủy phân theo dạng phản ứng sau:
AB + H
2
O AH + BOH
- Lizoxom cấp II có chứa enzym tiêu hóa.
2.9 Peroxyxom: là những hạt có kích thước 0,5-1,7 micromet,
màng có cấu tạo như màng nguyên sinh chất của tế bào, bên trong có chứa
enzym oxi hóa đặc hiệu. Chúng có vai trò tổng hợp riboxom, điều chỉnh chuyển
hóa gluco, chuyển hóa axit nucleic và phân giải H
2
O
2
thành H
2
O.
2.10 Glioxyxom: có chứa các enzym chuyển lipit thành gluxit trong
tế bào thực vật đó là chu trình glioxilat.
2.11 Thể vùi: Là một số hạt dự trữ trong tế bào. Tuỳ từng loại tế
bào mà thể vùi của nó khác nhau như : lipit, tinh bột, á tinh bột.v.v
2.12. Các vi sợi là các sợi mảnh, đường kính 4-6 micromet, cấu tạo
bằng protein đặc hiệu tạo nên khung xương của tế bào. Sự có mặt của chúng có
liên quan tới sự vận động của tế bào và phân bào.
2.13. Tơ cơ (Mycofibrlle) ch
ỉ có trong tế bào cơ vân. Chúng gồm
nhiều sợi xếp song song có cấu tạo phức tạp.
2.14 Các ống siêu vi là ống rỗng dài, đường kính khoản
. Trên lỗ màng nhân có protein
đặc biệt nhận nhiệm vụ vận chuyển nước, một số chất hoà tan, enzym ADN –
polimeraza, histon, một số loại protein khác theo chiều đi vào và ARN thông tin,
ARN vận chuyển đi ra. Về mặt tính chất, màng nhân khác với màng tế bào ở
chỗ khi bị chọc thủng màng nhân không có khả năng hàn gắn làm cho nhân chết
và tế bào chết.
2.Chất nhân
Chất nhân hay còn gọi là dịch nhân chiếm tỉ lệ lớn nhất của nhân, thành
phầ
n bao gồm dịch lỏng nguyên sinh chất và một số cấu trúc hạt khác. Trong
dịch nhân có chứa các enzym xúc tác cho quá trình nhân đôi của ADN, tổng hợp
ARN và một vài quá trình sinh hoá khác… dịch nhân còn chứa nhiễm sắc thể đó
là kết quả của sự liên kết giữa ADN với protein đặc biệt gọi là histon. Dịch nhân
là môi trường đảm bảo cho sự ổn định của cơ chế truyền thông tin di truyền của
tế bào
Trong nhân thường có mộ
t hoặc vài nhân con hình cầu được tạo ra bởi
ARN với một ít ADN và protein. Chức năng chính của nhân con là tạo ra các
tiểu thể của riboxom. Sau khi ra khỏi nhân các tiểu thể này mới kết hợp lại với
nhau để tạo riboxom. Các nhân con không có màng riêng bao quanh, chúng vỡ
ra và tiêu biến khi tế bào phân chia, rồi lại xuất hiện khi các tế bào con đã tách
rời nhau.
3.Chức năng của nhân
Để nghiên cứu chức năng của nhân người ta đã tiến hành làm thí nghiệm
sau: Amíp đơn bào được cắt thành hai phần một phần có nhân và một phần
không có nhân. Cả hai phần đều co tròn lại. Phần có nhân sinh trưởng, phát triển
bình thường và sinh sản theo hình thức phân đôi. Phần không nhân có khả năng
chuyển động và tiếp nhận thức ăn nhưng không có khả năng sản xuất enzym để
tiêu hoá thức ăn, không sinh trưởng, phát triển và sinh sản. Nó chết ngay khi tiêu
hết lượng chất dinh dưỡng dự trữ.Thí nghiệm trên đ
định, cuối cùng là phân bào để hình thành nên các tế bào mới. Quá trình đó được
gọi là chu kỳ tế bào. Phân bào có các phươ
ng thức sau:
I.Trực phân (Amitosis)
Trực phân chỉ có ở những tế bào biệt hoá cao (Nguyên sinh động vật), tế
bào bệnh lý và các tế bào bị hại đang đi vào thoái hoá. Đây là hình thức phân
bào mà nhân được phân chia một cách đơn giản không xuất hiện nhiễm sắc thể
(NST) và thoi vô sắc. Nhiều khi nhân được phân thành 2 nửa không đều nhau
hoặc phân thành nhiều phần hoặc nhiều chồi (Trực phân bệnh lý hoặc bị tác hại).
Còn tế bào chất có thể
được phân chia cùng với nhân hoặc không để tạo thành tế
bào nhiều nhân (Tế bào gan).
II. Nội phân (Endomitosis)
Nội phân là một dạng biến đổi của phân bào nguyên nhiễm trong đó NST
được nhân đôi nhưng không phân chia về các tế bào con mà ở lại trong tế bào,
do đó tạo thành tế bào đa bội. Trong trường hợp các NST được nhân đôi nhiều
lần nhưng không tách được ra, vẫn dính với nhau ở tâm động, vì vậy tạo hiện
tương đa s
ợi nhưng số lượng NST không đổi, đây là hiện tượng NST đa sợi.
III. Phân bào nguyên nhiễm (Mitosis)
Sinh sản vô tính và sự sinh trưởng của các tổ chức cơ thể đều có sự tham
gia của phân bào nguyên nhiễm (hay còn gọi là nguyên phân). Đây là hình thức
phân bào mà nhờ đó các tế bào con được sinh ra giống y hệt tế bào mẹ về mặt di
truyền. Phân chia nguyên nhiễm là một quá trình liên tục, để tiện mô tả các nhà
sinh học đã chia thành các giai đoạn như
sau:
1. Kỳ trung gian
Trong kỳ này tế bào hoạt động trao đổi chất mạnh và có khả năng tổng
hợp các protein và AND mới. Kỳ trung gian giúp tế bào tăng khối lượng do các
http://www.ebook.edu.vn
nhiệm tạo nhân con vẫn tồn tại và nhìn rõ trong suốt quá trình phân bào.
Đa số tế bào động vật có hai trung tử, qua pha S trung tử được nhân đôi
tạo thành hai đôi trung tử. Do sự hoạt hoá của chất quanh trung tử các Tubulin
trong tế bào chất trùng hợp thành các ống Tubulin, các vi ống này sắp xếp quanh
trung tử. Hai trung tử này tách nhau ra đi về hai cực của tế bào hình thành dây
thoi vô sắc. Đồng thờ
i màng nhân tiêu biến.
Tế bào thực vật bậc cao không quan sát thấy trung tử. Nhưng ở vùng cạnh
nhân vẫn có vùng đậm đặc, vai trò của vùng này cũng hoạt hoá và trùng hợp
Tubulin để hình thành dây thoi vô sắc.
Tâm động (centromer) của mỗi nhiễm sắc thể trong nhiễm sắc thể kép
hình thành nên thể động (kinetochore). Thể động hướng về hai hướng đối lập và
tiếp súc với thoi vô sắc, kích thích sự di chuyển của nhiễm sắc thể.
3. Kỳ
giữa
Các nhiễm sắc thể ở kỳ này được tập trung trên mặt phẳng sích đạo ( tâm
động của chúng nằm trên mặt phẳng xích đạo). Các ống siêu vi (vi thể động
kinetochore) nằm song song với thoi phân bào kéo căng các nhiễm sắc thể đi về
hai cực đối lập của tế bào (So với các kỳ khác, kỳ giữa kéo dài khá lâu).
4. Kỳ sau
Kỳ sau bắt đầu khi kinetochore ở mỗi tâm động đột ngột tách ra, các sợi
kinetochore lúc này tr
ượt về các cực đối lập của thoi vô sắc làm tách rời các
http://www.ebook.edu.vn
23
nhiễm sắc tử, đông thời các thoi vô sắc dài dần ra. Cơ sở hoá sinh của sự di
chuyển này còn chưa được hiểu biết hoàn toàn. Tuy nhiên, kết quả cuối cùng
hình thành nên hai nhân của tế bào con, cái nọ giống y hệt các kia về mặt di
truyền.
5. Kỳ cuối
IV. Phân chia giảm phân
Sinh sản hữu tính đòi hỏi có một kiểu phân bào khác gọi là giảm phân
(hay phân bào giảm nhiễm) nhờ đó tạo ra các giao tử khác nhau về mặt di
truyền. Giảm phân đặt nền tảng cho sự thay đổi nhân tế bào từ trạng thái lưỡng
bội sang đơn bội. Th
ực ra quá trình này gồm hai lần phân bào liên tiếp, mỗi lần
phân chia cũng gồm 4 kỳ và thời gian nghỉ ngắn gọi là gian kỳ.
1. Phân chia giảm phân
1.1. Kỳ trước I
Kỳ này diễn ra phức tạp và chia thành 5 giai đoạn nhỏ sau.
+ Leptoten: Nhiễm sắc thể chuyển sang dạng sợi sau đó chúng nhân đôi
và xuất hiện rõ dần theo mức độ xoắn của nhiễm sắc thể
+ Zigoten: Các nhiễm sắc thể tương đồng b
ắt đầu tiếp hợp từng phần nhỏ
một cách chính xác để tạo thành một cấu trúc gọi là lưỡng trị. Khi tiếp hợp hoàn
tất các nhiễm sắc thể tương đồng được gắn với nhau dọc theo chiều dài của
chúng. ( hiện tượng này không sảy ra ở nguyên phân).
+ Pachiten: Các nhiễm sắc thể tiếp tục xoắn, nên ngày càng to hơn và
ngắn hơn.
+ Diploten: Nhiễm sắc thể tiếp tục xoắ
n nhưng các cặp nhiễm sắc thể
tương đồng bắt đầu đẩy nhau ra từng phần, bắt đầu từ tâm động và lan dần ra hai
đầu mút. Lúc này sảy ra hiện tượng trao đổi chéo cho nhau những đoạn tương
ứng. Trao đổi chéo có thể sảy ra ở bất cứ chỗ nào trên nhiễm sắc thể. Nhiều yếu
http://www.ebook.edu.vn
24
tố bên trong, bên ngoài có ảnh hưởng tới tần số trao đổi chéo như gen, tuổi, giới
tính, nhiệt độ, vị trí của gen v.v
+ Diakinese: Nhiễm sắc thể đạt kích thước lớn nhất và ngắn nhất. Lúc này
nhân con biến mất, màng nhân hoà tan.
con được tạo thành, nhiễm sắc thể chuyển thành chất nhiễm sắc. lúc này mỗi tế
bào con mang số lượng nhiễm sắc thể chỉ bằng một phần hai số lượng nhiễm
sắc thể ở tế bào m
ẹ.
Vai trò của quá trình giảm phân là bảo tồn sự ổn định về số lượng nhiễm
sắc thể của loài sinh vật sinh sản hữu tính, đông thời thông qua sự tổ hợp tự
nhiên của nhiễm sắc thể mà tạo nên những giao tử khác biệt về mặt di truyền và
từ đó tạo nên sự đa dạng ở thế hệ sau.
2 các dạng giảm phân:
Trong sinh vật có 3 dạ
ng giảm phân sau:
2.1. Giảm phân hợp tử (hay giảm phân khởi đầu) Quá trình phân
bào giảm nhiếm xảy ra ngay sau khi các giao tử kết hợp với nhau tạo thành hợp
tử. (Như vậy giảm nhiễm sảy ra ngay lần phân chia đầu tiên của hợp tử). Loại
giảm phân này đặc trưng cho những sinh vật trong chu kỳ sống của chúng pha
đơn bội là chủ yếu (tảo, nấm. động vật nguyên sinh )
2. 2. Giảm phân giao tử (Giảm phân cuố
i) Xảy ra trong quá trình
hình thành giao tử của động vật đa bào. Kết quả của quá trình giảm nhiễm hình
thành trứng và tinh trùng.
2. 3.Giảm phân bào tử (hay giảm nhiễm trung gian) Loại giảm
nhiễm này đặc trưng cho đa số thực vật. Nó xảy ra trong tế bào mẹ, tiểu bào tử
hay đại bào tử. Kết quả của quá trình giảm phân tạo thành những bào tử đơn bội
và sau đó là các giao tử thể, Các giao tử thể phân chia nguyên nhiễm cho ra
nhiều các giao tử đơn bội