Sinh học đại cương ôn thi tốt nghiệp THPT quốc gia 2015 | Đề thi THPT quốc gia, Sinh học - Ôn Luyện

SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG

•œ

CHƯƠNG I: TÍNH ĐA DẠNG SINH HỌC

I. Hệ thống phân chia sinh vật làm 2 giới:

Các nhà phân loại học truyền thống xem sinh giới là cấp phân loại cao nhất sinh giới.

Linnaeus chia sinh giới là 2 giới: giới động vật và giới thực vật.

- Giới TV gồm: Cây xanh vi khuẩn ( vì cĩ vách tế bào cứng), nấm ( vì khơng di động và cấu trúc giống cây xanh), những sinh vật đơn bào Ekaryotes cũng được xếp vào giới TV do cĩ lục lạp.

- Giới ĐV: động vật đa bào, đơn bào( cĩ khả năng bắt mồi, di chuyển cịn gọi là ĐV nguyên sinh).

Riêng Eualea di chuyển được, cĩ thể quang hợp nên được xếp làm 2 giới.

II. Hệ thống phân chia sinh vật thành 5 giới:

Năm 1969, H.whitteker đề xuất hệ thống sinh vật gồm 5 giới:

- Giới khởi sinh (Monera hay prokaride): gồm vi khuẩn và tảo lam.

- Giới nguyên sinh (Protista): Gồm sinh vật đơn bào ( tảo đơn bào, nấm đơn bào, động vật nguyên sinh).

- Giới thực vật (Plantae): đa bào quang hợp.

- Giới nấm (Fungi): đa bào, dinh dưỡng kiểu “ thấm”.

- Giới động vật (Animal): đa bào dinh dưỡng kiểu “nuốt”.

v Đặc điểm:

- Hệ thống này nhận thấy sự khác biệt giữa Pro và Euk và tách Pro chủ yếu là vi khuẩn thành giới Monera.

- Hệ thống 5 giới phân biệt 3 giới của Eka là thực vật, nấm và động vật, 3 giới này cơ bản khác nhau về cấu trục, chu trình sống và hình thức dinh dưỡng.

- Nấm là sinh vật dị dưỡng, phân hủy chất hữu cơ – hấp thụ.

- Động vật sống nhờ tiêu hĩa.

- Theo quan điểm của Whitteker, Protista là những sinh vật đơn bào và sinh vậ đa bào đơn giản cĩ nguồn gốc từ sinh vật nguyên sinh.

III. Hệ thống 3 siêu giới:

Bằng phương pháp so sánh acid nucleic, các nhà phân loại học và protein đã tìm mối quan hệ giữa các nhĩm sinh vật cho thấy hệ thống 5 giới cĩ nhiều khuyết điểm => đề xuất hệ thống phân loại 3 siêu giới do Carl Weese (1981) và được bổ sung bởi T. P. Rack (1995) được chấp nhận rộng rãi: bacteria (VK), Archaea (VK cổ) và Eukarya (sinh vật nhân chuẩn).

IV. Dựa vào đâu người ta phân chia sinh vật thành 2 giới:

- Căn cứ vào khả năng di động của sinh vật

- Khả năng quang hợp ( có lục lạp) "được xếp vào giới thực ê3

- Giới động vật gồm động vật đa bào, sinh vật đơn bào có khả năng di chuyển, bắt mồi và tiêu hóa ( động vật nguyên sinh)

- Riêng Euglena di chuyển được, có thể quang hợp nên được xếp vào cả 2 giới là thực vật và động vật.

V. So sánh các quan điểm phân chia sinh vật thành các giới:

v Giống nhau:

- Tất cả đều công nhận “ giới” là cấp phân lọai cao nhất của sinh giới.

- Chưa đề cập đến dạng sống vô bào.

v Khác nhau:

2 giới 5 giới 3 siêu giới

- Phân lọai các giới dựa vào khả năng quang hợp, khả năng di động và bắt mồi

- Dựa vào cấi trúc tế bào (nhân) giữa Prokaryote và Eukaryote.

Đồng thời chia Eukaryote thành 3 giới ( TV- ĐV-Nấm) dựa vào kiểu dinh dưỡng.

-Dựa vào trình tự nu của rARN của vu khuẩn để phân biệt giới vi khuẩn cổ, vi khuẩn thật còn lại là giới sinh vật nhân chuẩn.

•œ

CHƯƠNG II: TẾ BÀO HỌC

I. Học thuyết tế bào và các đặc trưng cơ bản trong cấu trúc tế bào:

1. Học thuyết tế bào:

T.Schwann (1839) cơng bố nội dung gồm:

- Tất cả các sinh vật đều cấu tạo nên từ tế bào và các sản phẩm của chúng.

- Các tế bào mới được tạo ra từ sự phân chia những tế bào trước đĩ => học thuyết tế bào cho ta một quan điểm khoa học đúng đắn về thế giới sống tự nhiên.

- Ngày nay học thuyết tế bào hiện đại khẳng định rằng tất cả các sinh vật đều cĩ cấu tạo nên từ tế bào, những tế bào mới được tạo nên từ sự phân chia của những tb trước nĩ, cĩ sự giống nhau căn bản về thành phần hĩa học và các hoạt tính trao đổi chất giữa tất cả các loại tb và hoạt động của cơ thể, là sự tích hợp hoạt tính của các đơn vị tế bào độc lập.

- Các tb là các vật thể sống nhỏ bế nhất, là đơn vị tổ chức cơ sở của mọi cơ thể.

- Cĩ sự giống nhau căn bản về thành phần hĩa học và các hoạt tính trao đổi chất giữa tất cả các loại tb và hoạt động cơ thể.

2. Các đặc trưng cơ bản trong cấu trúc của TB:

a. Màng tế bào và cấu trúc màng:

|Tất cả các tb được bao bọc bởi lớp màng ngồi gọi là màng sinh chất cĩ những chức năng quan trọng sau:

- Vật cản cĩ tính chọn lọc cao, ngăn cách chất nguyên sinh với mơi trường ngồi, bao các bào quan ngăn cách nhiều chức phận riêng biệt.

- Giới hạn độ lớn tb: giúp các phân tử gặp nhau để thực hiện phản ứng.

- Nền để bố trí hợp lí các cấu trúc theo khơng gian thành hệ thống.

- Bề mặt thực hiện nhiều phản ứng.

- Chuyển năng lượng: giữa 2 phía của màng khi cĩ chênh lệch nồng độ các chất sẽ tạo thế năng dự trữ hoặc chuyển đổi năng lượng.

b. Kích thước rất nhỏ bé:

Giúp cho diện tích tiếp xúc lớn => việc thu nhận và loại thải phế phẩm được thực hiện rất nhanh => cường độ trao đổi chất rất nhanh.

II. Tế bào Prokaryote:

Bao gồm vi khuẩn và vi khuẩn lam là các tế bào không có nhân.

Cấu trúc của tb vk thực:

1. Vách tb:

- Giúp tạo khung vững, cứng cho tb duy trì hình dạng và quan trọng nhất giúp chống chịu các tác nhân bất lợi (nhất là áp suất thẩm thấu của môi trường ngoài).

- Vách tb vững chắc là nhờ peptidoglucan, chỉ có ở pro. Do phản ứng nhuộm màu, phân biệt 2 loại vk (gram+;gram - )vách tb gram + rất dày, còn tb gram – gồm 3 lớp.(màng tb trong cùng peptidoglucan, và lớp dày ngoài cùng với lipoprotein và lipopolysaccharide).

2. Cấu trúc bên trong:

- Dưới vách tb là mạng sinh chất.

- Mesosome là cấu trúc do màng tb xếp thành nhiều nếp nhăn cuộn lõm vào tb chất, có thể là nơi gắn DNA vào màng.

- Vùng nhân (nucleoid): là DNA vòng.

- Plasmit: DNA vòng nhỏ, độc lập với vùng nhân.

- Ribosom 70S: tổng hợp protein.

- Phần lớn vk quang hợp chứa chlorophyll gắn với màng.

- Một số khác có lông bơi tiêm mao.

III. Tế bào Eukaryote:

Có cấu tạo phức tạp hơn Pro, có thể phân thành các nhóm lớn như: hệ thống cấu trúc màng, bào quan biến đổi năng lượng, nhân, sườn tế bào và các cấu trúc riêng biệt (roi lông trung thể).

v Hệ thống cấu trúc màng:

1. Màng sinh chất: có cấu trúc dạng khảm lỏng bao gồm lớp phopho lipit kép.

Vai trò: giới hạn độ lớn tb duy trì sự khác nhau cần thiết giữa trong và ngoài màng có tính thấm chọn lọc thải các chất cặn bã và giúp thu nhận kích thích bên ngoài tb.

2. Mạng lưới nội chất và ribosom:

- Là một loại màng xếp lại với nhiều nếp nhăn gồm: lưới nội chất trơn và nhám ( chứa nhiều ribosom).

- Lưới nội chất là trong tâm tổng hợp Protêin của tb nên rất nhiều riosom.

- Ribosom là những hạt bé, nơi tổng hợp các mạch polypeptid.

3. Bộ máy Gongi:

Nằm gần nhân gồm nhiều túi nhỏ dẹp xếp như chồng đĩa, có nhiệm vụ biến đổi, chọn lọc và gói các đại phân tử sinh học để tiết ra ngoài và chuyển đến lysosom.

4. Lysosom:

- Là những túi cầu nhỏ được bao bọc bởi lớp màng, chứa nhiều enzym thủy giải dùng cho quá trình tiêu hóa bên trong tế bào.

- Giúp phân hủy các chất nuôi dững tế bào và dọn sạch những bào quan đã vô dụng.

- Nó có thể tiêu hủy những chất từ ngoài vào tế bào và phân hủy các bào quan khi thiếu năng lượng.

- Lysosom bị vỡ => tb bị phân hủy.

5. Các Ti thể:

- Peroxisome là túi cầu nhỏ, chứa enzym oxi hóa sản sinh và phân hủy các peroxide hydro ( H2O2).

- Glyoxysome: chứa các enzym phân hủy các xác thực vật thành đường nuôi cây con (không có ở tế bào ĐV).

6. Không bào:

- Chứa nước và chất tan do tb chất thải ra, túi được bao quanh bởi màng toneplast.

- Chức năng chứa một số chất thải, hoặc thức ăn. Các enzym được tiết vào không bào phân cắt chất thải => chất đơn giản => tb sử dụng lại.

v Ti thể là lạp thể:

1. Ti thể:

Có hình trụ dài, bao bọc bởi 2 lớp màng, đường kính 0,5 – 1 um.

Gồm:

- Chất nền: chứa hàng trăm enzym oxi hóa khử và một số DNA.

- Màng trong: có nhiều nếp nhăn => tăng diện tích màng, có chứa các protein với 3 chức năng:

+ Thực hiện các pứ oxi hóa trong chuỗi hô hấp.

+ Một phức hợp enzym ATP synthase tạo ATP ở matrix.

+ Các protein vận chuyển đặc hiệu điều hòa sự qua lại của các chất ra vào màng.

- Màng ngoài:

+ Nhờ một protein tạo 1 kênh quan trọng nên màng ngoài thấm đối với các phân tử <

10.000 daton.

+ Các protein khác gồm các enzym tổng hợp lipid và chuyển hóa lipid sang dạng tham gia trao đổi chất trong matrix.

- Khoảng giữa màng:

Chứa nhiều enzym sử dung ATP do matrix cung cấp để photpho hóa các nucleoic khác.

ð Ti thể là trung tâm năng lượng của tb.

2. Lạp thể:

- Gồm 2 lớp màng, màng ngoài rất dễ thấm và màng trong ít thấm, trong đó chứa nhiều protein vận chuyện đặc biệt và khoảng giữa màng.

- Màng trong chứa một vùng không xanh lục được gọi là stroma, chứa các enzym, ribosom. DNA và RNA.

- Màng trong không gấp nếp và không chứa chuỗi truyền điện tử.

- Hệ thống hấp thu ánh sáng, chuỗi điện tử và APT sythase đều chứa trên màng thylakoid ( gồm các túi dẹp xếp chồng lên nhau).

- Lạp thể là đơn vị cơ năng quang hợp => câu xanh thu nhận năng lượng mặt trời tổng hợp chất hữu cơ từ CO₂ và H₂O (sv tự dưỡng).

v Nhân tế bào và thể trong suốt:

1. Nhân tb: Là trung tâm hoạt động của tb, chiếm 10% thể tích nhưng chứa 95% DNA của tb.

- Màng nhân: Do 2 lớp màng xếp đồng tâm, trên màng có lổ màng nhân => tạo sự thông thương giữa trong và ngoài nhân, màng nhân còn nối trực tiếp với lưới nội chất.

- Nhiếm sắc thể: Là các DNA của NST ở dạng tháo xoắn, có hình dạng đặc trưng ở kì giữa của phân bào.

NST gồm DNA, các protein histon và protêin không histon.

- Hạch nhân: Có hình cầu, bầu dục, là bộ máy sx riboxom. Được tạo nên từ các cuộn DNA từ nhiều NST góp chung lại. Các cuộn DNA này chứa gen mã hóa rARN. Các rARN sau khi được tổng hợp lập tức gắn với các protein của rb => riboxom.

- Chức năng của nhân:

+ Chứa thơng tin di truyền.

+ Trung tâm điều khiển mọi hoạt động của tb.

+ NST phân chia => tế bào phân chia.

2. Thể trong suốt: Là phần tế bào chất khơng kể các bào quan gồm nước (85%), protein, enzym, riboxom, mARN, tARN và các chất hữu cơ.

v Vai trị:

- Là mt thực hiện các phản ứng của tb.

- Nơi thực hiện một số quá trình điều hịa hoạt động của các chất.

- Là nơi chứa vật liệu tổng hợp các đại phân tử sinh học.

- Dự trữ các chất chứa năng lượng: gluxit, lipit…

IV. So sánh nguyên phân giữa vi khuẩn và tế bào nhân chuẩn (cĩ tơ hay khơng tơ):

v Giống nhau:

- Từ 1 tb mẹ => 2 tế bào con.

- Cĩ sự nhân đơi của NST và phân chia NST cho các tb con.

v Khác nhau:

Prokaryote Eukaryote

- Khơng hình thành thoi vơ sắc và nhân đơi của trung tử.

- NST nhân đơi dính vào mesosome và bị tách ra do màng tb kéo dài ra.

- Khơng cĩ sự bắt cặp, trao đổi chéo giữa các cặp NST tương đồng.

- Khơng cĩ.

- Cĩ thoi vơ sắc hình thành.

- NST đơn trượt về 2 cực của tế bào qua dây tơ vơ sắc.

- Cĩ (trong giảm phân).

- NST đĩng xoắn cực đại ở kỳ giữa.

V. Nguồn gốc nhân chuẩn – thuyết nội cộng sinh:

1. Nguồn gốc nhân chuẩn:

- Prokaryote hình thành, tiến hóa và thích nghi từ khi sự sống hình thành, tiến hóa và thích nghi từ khi sự sống xuất hiện và trở nên phổ biến nhất ngày nay

- Một hướng tiến hóa cơ bản của Prokaryote là hình thành prokaryote đa bào. Ví dụ như vi khuẩn lam

- Hướng thứ 2 là hình thành tập hợp tế bào, một lọai tế bào được lợi từ việc chuển hóa trao đổi của tế bào khác.

- Hướng thứ 3 là phân cách chức năng khác nhau trong tế bào đơn " hướng này tạo ra những tế bào Eukaryote đầu tiên.

2. Thuyết nội cộng sinh:

- Theo thuyết nội cộng sinh : ti thể của Eukaryote có nguồn gốc từ vi khuẩn quang hợp là khuẩn lam.

- Cấu trúc ti thể, lạp thể tương tự vi khuẩn

- Màng trong của ti thể, lạp thể có các enzim hệ thống vận chuyển điện tử trong màng vi khuẩn

- Ti thể, lạp thể nhân đôi tương tự như trực phân ở vi khuẩn.

- Ti thể, lạp thể có AND vòng giống Prokaryote.

- Một số kháng sinh kìm hãm làm sinh trưởng của Prokaryote cản trở tổng hợp Prôtêin với riboxom của ti thể và lạp thể nhưng không cản trở tổng hợp prôtêin của riboxom tế bào chất và ngược lại.

VI. Phân bào nguyên phân:

- Tạo 2 tế bào con có bộ NST giống tế bào mẹ - Là pha M của chu trình tế bào, tiếp sau pha G2.

- Diễn ra 4 chu kì: kì đầu, kì giữa, kì sau và ki cuối.

1. Kì đầu:

- NST tiếp tục tự nhân đôi và đóng xoắn.

- Màng nhân và nhân con mờ dần, biến mất.

- Hai cực tế bào xuất hiện thoi vô sắc.

2. Kì giữa:

- NST đóng xoắn cực đại và có hình thái đặc trưng cho loài.

- Các NST kép tập trung trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc thành 1 hàng.

3. Kì sau:

- NST kép tách ở hạt tâm động thành 2 NST đơn. Các NST đơn chia làm 2 nhóm bằng nhau. Mỗi nhóm tiến về 1cực tế bào.

- NST vừa tiến về 2 cực vừa tháo xoắn 4. Kì cuối:

- NST về đến 2 cực tế bào, màng nhân và nhân con hình thành.

- Tơ vô sắc mờ dần rồi biến mất.

- NST tiếp tục tháo xoắn " sợi mảnh.

- Các bào quan trong tế bào chất chia làm 2.

- Ơû tế bào động vật, màng tế bào xuất hiện 1 eo thắt ở giữa, cắt tế bào mẹ thành 2 tế bào con. Ơû tế bào thực vật, màng tế bào hình thành vách ngăn ở giữa chia tế bào mẹ thành 2 tế bào con.

VII. Phân bào giảm phân:

- Là sự phân bào của tế bào sinh dục ở giai đoạn chín.

- Từ 1 tế bào sinh dục ( 2n) qua 2 lần phân bào đầu liên tiếp nhưng NST chỉ nhân đôi 1 lần tạo 4 giao tử (n) . Ở tế bào sinh tinh tạo 4 tinh trùng, ở tế bào sinh trứng tạo 1 tế bào trứng và 3 thể định hướng

v Lần phân bào I:

1. Kì đầu:

- NST tự nhân đôi, đóng xoắn, co ngắn lại.

- Thành lập cặp NST tương đồng

+ 2 NST tự nhân đôi giống nhau về hình dạng và kích thước tập trung về 1 cặp (1 nguồn gốc từ bố và 1 nguồn gốc từ mẹ, trừ cặp XY)

+ Quá trình tiếp hợp trao đổi đoạn, 2 trong 4 cromatit của cặp NST tương đồng "

xảy ra trao đổi đoạn" tạo nhiều giao tử khác nhau. Do đó thế hệ con có nhiều hình dạng khác so với bố mẹ ( biến dị tổ hợp) là nguyên liệu thứ cấp cho tiến hóa.

- Cuối kì đầu, màng nhân con mờ đi rồi biến mất, 2 cực tế bào xuất hiện thoi vô sắc.

2. Kì giữa: Các NST kép tập trung thành 2 hàng trên mặt phẳng xích đaọ của thoi vô sắc

3. Kì sau: Mỗi NST kép trong cặp tương đồng tiến về 2 cực của tế bào " mỗi tế bào con có n NST kép.

4. Kì cuối: Tế bào chất chia đôi, màng tế bào cắt ở giữa thành 2tế bào con có bộ NST ( n kép).

v Lần phân bào II:

1. Kì đâù: NST không nhân đôi

2. Kì giữa: NST tập trung thành 1 hàng trên mặt phẳng xích đạo của thoi vô sắc.

3. Kì sau: 1 NST kép thành 2 NST đơn, các NST đơn chia thành 2 nhóm bằng nhau và tiến về 2 cực tế bào.

4. Kì cuối: 2 tế bào " 4 tế bào con đơn bội ( n).

•œ

CHƯƠNG III: CÁC QUÁ TRÌNH DINH DƯỠNG

A) CÁC PHƯƠNG THỨC DINH DƯỠNG Ở THỰC VẬT:

I. Quang hợp:

1. Định nghĩa:

Quang hợp là quá trình biến đổi năng lượng ánh sáng mặt trời thành năng lượng hĩa học ở các dạng liên kết phân tử.

2. Ý nghĩa của quang hợp:

- Đĩng gĩi năng lượng dưới dạng năng lượng hĩa học cần thiết cho sinh vật.

- Là nguồn cung cấp chất hữu cơ chủ yếu trên trái đất cho hđ sống của sv và con người.

- Làm sạch khơng khí.

- Quang hợp và hơ hấp diễn ra song song, đối lập nhau, nhưng là 2 nhân tố quan trọng duy trì ổn định sự sống trên trái đất.

3. Cấu trúc lá và hệ sắc tố:

a. Cấu trúc lá:

Cĩ dạng bản mỏng => hững nhiều ánh sáng và giảm sự đốt nĩng khi ánh sáng quá mạnh.

- Biểu bì: Bảo vệ lá, giảm thốt hơi nước, khí khổng điều hịa thốt hơi nước và trao đổi khí (CO2).

- Mơ dậu: Nằm sát lớp biểu bì, các tb mơ dậu xếp sít nhau nhằm hấp thu ánh sáng cao nhất.TB mơ dậu cĩ nhiều lục lạp => quang hợp.

- Mạch dẫn: Dẫn nước và khống phục vụ cho quang hợp và dẫn sản phẩm quang hợp ra khỏi lá.

- Lục lạp:

+ Với TV khơng bị ánh sáng chiếu trực tiếp, luc lạp, hình cốc, hình sao, hình bản…

+ TV trên cạn, lục lạp hình bầu dục => xoay bề mặt để điều chỉnh mức độ tiếp xúc với ánh sáng và sử dụng sánh sángd hiệu quả nhất => tiến hĩa của TV.

b. Hệ sắc tố: Chlophyll, carrotenoid, phuycobilin và anthocyan.

• Cholorophyll:

Gồm Cholorophyll a, b (c,d,e cĩ trong vi sinh , rong và tảo).

Cơng thức Cholorophyll a: C55H72C5N4Mg.

- Không tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ.

- Hấp thu quang phổ ánh sáng khoảng 400 – 700 nm.

- Mg quyết định tính chất của diệp lục (nếu diệp lục mất Mg => không có khả năng huỳnh quang).

• Vai trò:

- Hấp thu năng lượng ánh sáng mặt trời.

- Di trú năng lượng vào trung tâm phản ứng.

- Tham gia biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học tại trung tâm phản ứng.

4. Pha sáng:

- Thu nhận và tích trữ năng lượng ở dạng ATP và NADH.

- Ở đây xãy ra sự quang photphoryl hóa => sử dụng năng lượng ánh sáng để thêm P vào ADP để tạo ATP.

a. Giai đoạn quang lý:

- Cholorophyll hấp thụ năng lượng ánh sáng và trở thành dạng kích động, có vai trò quan trọng trong vận chuyển điện tử.

- Các sắc tố phụ cũng nhận năng lượng ánh sáng và truyền cho Cholorophyll.

Carrotenoid => chlorophyll b => Chl a670 => Chl a680 => Chl a700.

ð trong giai đoạn quang lý, Chl hấp thu năng lượng ánh sáng vảtở thành dạng giàu năng lượng sẵn sàng tham gia vào các phản ứng sau này.

b. Quang hóa:

- Chl sử dụng năng lượng hấp thu vào các phản ứng quang hóa tạo chất dự trữ năng lượng và chất khử.

- Quá trình tạo ATP do tác động ánh sáng gọi là quá trình quang photphory hóa.

Có 2 kiểu quang photphory hóa:

+ Photphory hóa vòng: Đi kèm với con đường vận chuyển và vòng ( xãy ra ở TV khi gặp điều kiện bất lợi => tạo 1 – 2 ATP).

+ Photphory hóa không vòng: Đi kèm với quá trình vận chuyển điện tử không vòng.

Các phản ứng tập hợp trong QH I và QH II:

v Quang hợp I:

- Ánh sáng kích thích Chlo làm mất 2 e => Ferdea => NADP+ khử thành NADPH.

- NADPH lập tức làm chất cho điện tử dể khử CO2 tạo Cacbonhydrate ( cố định cacbon).

Áng sáng Enzym

P680

Cacbonxyl hóa Giai đoạn

khử

v Quang hợp II: Xảy ra pứ quang phân nước do ánh sáng.

2H₂O 4e^- + 4H⁺ + O₂

H₂O " P680 " chuỗi vận chuyển e^- " P700 " chuỗi chuyển điện tử QH I " NADPH2 "

Cacbonhydrate.

Sự vận chuyển e^- qua chuỗi vận chuyển điện tử giúp giải phóng H⁺ vào phía trong thylakoid "

cùng với H⁺ do sự quang phân li nước làm nồng độ H⁺ tăng lên. H⁺ sẽ đi ra stroma theo građien qua ATP syuthase " tạo ATP ở stroma.

Y Kết luận: pha sáng tạo ATP và NADPH để cung cấp cho pha tối sử dụng.

5. Pha tối:

Có 2 cơ chế chính trong quá trình sử dụng cố định CO₂ ở TV (chu trình C₃ và C₄). Sự khác nhau của 2 chu trình là sản phẩm đầu tiên và chất nhận CO₂ đầu tiên.

Ø M.Calvin nuôi tảo Chlorella trong môi trường đồng vị phóng xạ (C¹⁴O₂) để theo dõi sản phẩm của QH.

Chất nhận CO₂ thường có sẵn trong TB lá là ribulose biphosphate có 5C (RuBP) "

dưới xúc tác của enzym ribulose biphosphate cacbonxylase " tạo sản phẩm đầu tiên là phosphoglyxeric acid (PGA).

" 1.3 – biphosphate glyxerate " (bị khử bởi NADH) Glyxerađehit – 3 – phosphate (G3P) " 1 phân tử đi ra ngoài chu trình để tạo glucose (cứ 2 phân tử G3P tạo 1 fructose-1,6- diphosphate) phần còn lại tham gia tái tạo ribulose biphotphate.

3CO₂ + 9ATP + 6NADPH + 6H₂O " 3 G3P + 9ADP + 9Pi + 6NADP⁺. Ø Chu trình C₄ (Hatch – Slack 1965)

- CO₂ từ TB mô giậu vào TB bao bó mạch để thực hiện pha tối ( “bơm” chủ động).

- CO₂ xâm nhập vào TB thịt lá " gắn vào PEP (phosphoenolpyruvic acid) tạo oxalic acid 4C (AOA) nhờ enzym PEP cacboxylase.

- Trung tâm hoạt động của PEP cacboxylase không có ái lực với O2 " PEP cacboxylase có thể cố định CO2 một cách hiệu quả khi không có RuBP và lúc nồng độ CO2 rất thấp vào những ngày nóng khô.

Chất nhận sơ cấp

plastoquinon

cytochrome

plastocyanin

P700 Chất nhận sơ cấp

Feredoxin

NADP⁺

NADPH

photon

P680 photon

H₂O

½ O₂ + 2H⁺ (thang proton) tạo ATP

ATP e^-

e^-

e^-

e^- e^-

e^-

e^-

e^-

- AOA " acid malic qua sợi liên bào vào TB bao mạch lá.

- Malic acid nhả CO₂ vào chu trìng Calvin " malic biến thành pyruvic acid trở về TB thịt lá.

- Trên thực tế, các TB thịt lá bơm CO₂ vào TB bao mạch lá " ngăn cản quang hô hấp và tăng cường tạo đường nhờ nồng độ CO₂ được duy trì ở mức cao, thuận tiện cho quang hợp.

Ø Con đường cố định CO₂ ở TV CAM (Crassulacea Acid Metabolism).

- Mở khí khổng vào ban đêm, đóng lại vào ban ngày.

- Đêm, khí khổng mở nhận CO2 và gắn CO2 vào các acid hữu cơ. Các TB thịt lá dự trữ các acid hữu cơ trong không bào.

- Ngày, pứ sáng cung cấp ATP và NADPH cho chu trình Calvin, CO₂ được phóng thích khỏi acid hữu cơ gắn vào các phân tử đường.

Ø So sánh các con đường cố định CO₂ ở C₃, C₄, CAM.

a) Giống nhau: Đều sử dụng chu trình Calvin để cố định CO₂. b) Khác nhau:

TV C₃ TV C₄ TV CAM

- Trong điều kiện ánh sáng, t^o, độ CO₂, O₂ bình thường

- Sản phẩm QH đầu tiên:

APG (3C)

- QH trong điều kiện ánh sáng cao, nồng độ O₂ cao và CO₂ thấp

- QH ở 2 không gian khác nhau

AOA (4C)

- Cố định CO₂ tiến hành vào ban đêm.

- QH ở 2 thời gian khác nhau AOA (4C)

Lục lạp tế bào mô giậu Lục lạp tế bào bao bó mạch

CO₂

AOA

AM AM

CO₂

PEP acid pyruvic

CHU TRÌNH CLVIN

ATP AM: acid malic

NGÀY ĐÊM

PEP

AOA AM

Tinh bột

AM CO2

CO2

Chu trình Calvin

II. Dinh dưỡng khoáng:

1. Nguyên tố khoáng:

- Các nguyên tố kháng ở trong đất thường tồn tại dưới dạng hòa tan và phân li thành anion và cation.

- Các nguyên tố khoáng được chia thành 2 nhóm:

+ Nhóm đa lượng (10^-3 – 10^-2 g/g chất khô): N, P, K, S, Ca, Mg,…

+ Nhóm vi lượng (< 10^-3 g/g chất khô): Fe, Mn, B, Zn, Cu, Mo,…

- Vai trò của khoáng đa lượng:

+ Đóng vai trò trong cấu trúc TB, là thành phần của các đại phân tử trong TB

+ Ảnh hưởng đến tính chấtcủa hệ thống keo trong chất nguyên sinh như S bề mặt, độ ngậm nước, độ nhớt và độ bền vững của hệ thống keo.

- Vai trò của khoáng vi lượng:

+ Thành phần không thể thiếu cảu enzym.

+ Liên kết với chất hữu cơ tạo thành các hợp chất có vai trò quan trọng trong trao đổi chất.

2. Rễ và sự hấp thu dinh dưỡng qua rễ:

a. Rễ:

- Gồm các TB biểu bì phát triển thành lông hút, chóp rễ có bao rễ là cấu trúc chuyên hóa để bảo vệ rễ.

- Nhiệm vụ:

+ Giúp cây bám chạt vào giá thể.

+ Hấp thụ, vận chuyển nước và muối khoáng.

+ Dự trữ các chất dinh dưỡng hữu cơ trong cây.

b. Sự hấp thu dinh dưỡng qua rễ:

Ø Sự hấp thu nước:

- TV thủy sinh hấp thu nước từ môi trường xung quanh qua TB biểu bì của cây.

- TV trên cạn hấp thu nước từ đất qua bề mặt TB biểu bì của rễ (lông hút).

- Đặc điểm TB lông hút phù hợp chức năng.

+ Thành TB mỏng, không thấm cutin.

+ Chỉ có 1 không bào trung tâm lớn.

+ Áp suất thẩm thấu rất cao do hoạt động hô hấp mạnh mẽ của rễ " chênh lệch thế năng nước.

Ø Sự hấp thu các ion khoáng:

- Hấp thu bị động:

+ Khuyếch tán theo sự chênh lệch nồng độ.

+ Vào rễ theo dòng nước hòa tan khoáng.

+ Các ion khoáng bám trên bề mặt các hạt keo đất " bề mặt rễ trao đổi khi có sự tiếp xúc giữa rễ và dung dịch đất.

- Hấp thu chủ động:

+ Vận chuyển ngược građien nồng độ, cần năng lượng và chất mang.

+ Các ion khoáng được hấp thụ có chọn lọc nhờ các protêin chất mang và kênh dẫn truyền gắn vào màng.

III. Cố định nitogen:

1. Quá trình cố định N khí quyển:

Ø Nhờ sấm sét

N₂ + O₂ " NO + O2 " NO2 + H₂O " NO3-

Ø Nhờ vi khuẩn:

- Nhóm VK tự do: Azotobacteria, Clostridium,…

- Nhóm VK cộng sinh:

+ Rhizobium trong nốt sần rễ cây họ đậu.

+ Anabaena azolleae trong bèo hao dâu.

- Điều kiện xảy ra:

+ Có các lực khử mạnh và năng lượng ATP.

+ Có enzym nitrogenaza trong điều kiện kị khí.

2. Quá trình biến đổi N trong cây:

Ø Quá trình amon hóa:

Cây hút cả NO₃^- và NH₄⁺ nhưng cây chỉ cần NH₄⁺ để tạo aa nên việc đầu tiên cây thực hiện là biến đổi NO₃^- " NH4+

.

Ø Quá trình hình thành aa:

Quá trình hô hấp cảu cây tạo ra các acid (R-COOH) và nhờ quá trình trao đổi này các acid có thêm gốc -NH₂ để hình thành aa.

VD: acid pyruvic + -NH₂ " alanin.

B) DINH DƯỠNG Ở ĐV:

I. Nhu cầu dinh dưỡng ở ĐV và người:

- Chất dinh dưỡng mà cơ thể tiếp nhận không chỉ dùng làm nguyên liệu kiến tạo cơ thể mà còn là nguồn năng lượng cần thiết cho hoạt động sống của mọi người, SV.

- Nhu cầu dinh dưỡng thay đổi tùy độ tuổi, mục đích nuôi dưỡng.

+ Cơ thể đang lớn: nhu cầu protêin cao cần cho hoạt động sống, sinh trưởng, phát triển " cần nghiên cứu để tăng năng suất.

+ Muốn vậy, cần đảm bảo chế độ nuôi dưỡng đủ lượng và chất, vệ sinh nơi ở.

- Cũng như ĐV dị dưỡng, con người cần được cung cấp protein, cacbonhyrate, lipid, nước, khoáng,… cho các hoạt động sống, và xây dựng cơ thể. Gồm 2 nhóm dinh dưỡng: nhóm đa lượng – nhóm vi lượng.

Ø Chất dinh dưỡng đa lượng:

- Hydrocacbon và lipid: là nguồn năng lượng sử dụng cho hô hấp TB và sản sinh năng lượng.

+ Hydrocacbon: sacroz, tinh bột,… đều biến đổi thành glucose, nguyên liệu chủ yếu cho hô hấp TB.

+ Lipid: mỡ, dầu… đều biến đổi thành glucose sử dụng cho hô hấp TB.

- Protein: là nguyên liệu cho tăng trưởng và tái tạo.

+ Các aa không thay thế: cơ thể không tự tổng hợp được, phải cung cấp từ thức ăn (valin, lizin,…). VD: sữa, trứng,…

+ Các aa thay thế: cơ thể có khả năng tự tổng hợp.

Ø Các chất dinh dưỡng vi lượng: vitamin, khoáng, chất vô cơ.

- Các vitamin:

+ B₁, B₂, B₃ : tham gia vào chuỗi hô hấp TB.

+ B₁₂ : coenzym cần cho sự sản sinh hồng cầu.

+ A: tham gia tạo sắc tố mắt rodopxin.

+ D: tăng cường hấp thu CA ở ruột non, giúp xương phát triển bình thường.

+ K: tham gia vào cơ chế đông máu.

- Các chất vô cơ:

+ Ca (Ca₂⁺): cấu tạo xương, thành phần cảu AND, ATP, ARN.

+ P (H₂PO₄^-): cấu tạo xương, ổn định màng TB, tham gia co cơ và đông máu.

+ K⁺, Na⁺, Cl⁺ : cân bằng điện tích dịch lỏng, ẩnh hưởng đến quá trình tạo xung thần kinh.

+ S: cầu disunfat giữ vai trò quan trọng trong cấu trúc protein.

+ Fe: thành phần của Hb và xitocrom.

+ I: thành phần hoocmon tirozin.

+ Cu, Zn, Mn: thành phần coenzym.

II. Phương thức dinh dưỡng:

1. Ở ĐV:

Ø Tự dưỡng: nhờ lục lạp " quang hợp. 1 số loài có màu hơi nâu (do sắc tố xantophyl), hay tiết độc tố (hiện tượng nước “nở hoa”).

Ø Dị dưỡng: hầu hết các loài.

- Nhóm cộng sinh: hải quỳ và tôm ký cư,…

- Nhóm kí sinh: các loài giun kí sinh,…

- Nhóm hội sinh: sâu bọ sống nhờ trong tổ kiến, mối,…

- Nhóm dị dưỡng toàn phần: loài ăn TV, loài ăn ĐV, loài ăn tạp.

Ø Vừa tự dưỡng, vừa dị dưỡng: VD: trùng roi màu (Euglynida)

2. Ở người: Thức ăn được con người hấp thụ thông qua các giai đoạn: nhai - nuốt - hoạt động dạ dày - hấp thụ ở ruột non - hấp thụ ở ruột già - phân thải ra ngoài. " hoạt động cơ học và là PXKĐK.

a. Nhai:

- Miệng nhai giúp thức ăn được nghiền nhỏ và một phần tinh bột được phân giải " đường maltose.

- Nhai gồm có: hàm, răng, các cơ nhai.

- Thức ăn bị cắt, xé, nhào trộn,…với nước bọt.

b. Nuốt:

- Là động tác cơ học của miệng và thực quản đưa thức ăn từ miệng vào sát tâm vị dạ dày.

- Lúc đầu nuốt là động tác có ý thức. Khi thức ăn di chuyển trong thực quản là hàng loạt PXKĐK.

c. Hoạt động cơ học dạ dày:

- Dạ dày có dung tích 1200ml: tâm vị, thượng vị, thân dạ dày,hạ vị, môn vị.

- Tâm vị đóng mở 1 chiều giúp thức ăn không trào ngược.

- Thân dạ dày: co bóp nhờ 3 cơ (vòng, dọc, xiên) " thức ăn được nhào trộn thấm acid và các enzym tiêu hóa.

- Môn vị: đóng mở từng đượt giúp chuyển thức ăn vào tá tràng.

d. Hoạt động ruột non:

- Ruột non là đoạn dài nhất của ống tiêu hóa, tiết dịch mât, tụy, ruột.

- Có 2 chức năng chính: hấp thụ chất dinh dưỡng cho cơ thể, chuyển dịch thức ăn xuống ruột già.

- Hoạt động cơ học:

+ Cử động co thắt: cơ vòng " trộn thức ăn

+ Cử động quả lắc: cơ dọc 2 bên ruột co giãn " các đoạn ruột trườn lên nhau và lật qua lại "

nhào trộn thức ăn.

+ Cử động nhu động: lông ruột " di chuyển thức ăn

e. Cử động của ruột già:

- Cĩ hệ VSV rất &, thực hiện quá trình tạo phân.

- Hấp thu lại nước.

f. Phân và đại tiện:

- Phân gồm các mảnh vụn cảu tế bào niêm mạc trĩc ra, dịch tiêu hĩa cịn lại khi đã tác động lên TĂ, VK chết, TĂ khơng tiêu hĩa,…

- Khi phân được đẩy xuống trực tràng, kích thích thụ quan ở niêm mạc cơ co thắt hậu mơn "

phản xạ đại tiện.

3. Phân biệt tiêu hóa nội bào và tiêu hóa ngoại bào:

v Tiêu hóa nội bào:

- Quá trình tiêu hóa xảy ra trong tế bào.

- Các protists tiêu hóa thức ăn trong không bào tiêu hóa.

- Không bào tiêu hóa chức thức ăn hòa với lysosome chứa các enzyme thủy phân. Điều này trộn thức ăn với ezyme cho phép thức ăn được tiêu hóa trong một buồng kín.

Quá trình đó được gọi là tiêu hóa nội bào.

Hình thức tiêu hóa này cũng gặp ở bọt biển (Sponges) v Tiêu hóa ngoại bào:

- Ở hầu hết các động vật hoặc ít nhất một vài giai đoạn, phân cắt thức ăn xảy ra bên ngoài tế bào. Nhiều động vật có túi tiêu hóa với một đầu mở. Những túi này cũng được gọi là xoang vi (gastrovascular cavity) và thực hiện hai chức năng: tiêu hóa và phân phát chất dinh dưỡng đến toàn bộ cơ thể.

- Thủy tức (hydra) dùng xúc tu (tentacle) bắt mồi đưa và miệng sau đó vào xoang vị. Các tế bào đặc biệt của biểu bì ruột (xoang vị) tiết ra enzyme tiêu hóa các mô của con mồi thành những thành phần nhỏ hơn. Các đại phân tử sau đó được các tế bào biểu bì bao lấy và tiếp tục bị thủy phân nội bào. Những chất bã còn trong xoang vị được thải ra ngoài qua hậu môn (ũng là miệng). Hình thức tiêu hóa này (ngoại-nội bào) cũng tìm thấy ở giun dẹp, giáp xác nhỏ (small crustacean).

- Hầu hết các động vật như giun tròn (nematode), giun đốt (annelid), thân mềm (mollusk), chân khớp (arthropod), da gai (echinoderm) và động vật có dây sống có ống tiêu hóa với hai đầu mở hay ống (đường) tiêu hóa hoàn chỉnh (complete ingestive or alimentary canal):

một là miệng, một là hậu môn. Ống tiêu hóa được tổ chức thành những vùng đặc biệt thực hiện chức năng tiêu hóa và hấp thu chất dinh dưỡng theo một mô hình bậc thang (a stepwise fashion). Tùy thuộc vào động vật, thức ăn được tiêu hóa ở miệng, hầu (pharynx) đưa xuống thực quản (esophagus), diều (crop), mề (gizzard) hay dạ dày (stomach). Diều, dạ dày chứa thức ăn trong khi mề nghiền thức ăn. Thức ăn sau đó đi đến ruột và bị thủy phân bởi các enzyme thành các phân tử nhỏ. Chất dinh dưỡng được hấp thu bởi lớp tế bào lót thành ống sau đó vào máu. Chất bả được thải ra ngoài qua hâu môn (anus).

•œ

CHƯƠNG IV:

HÔ HẤP

I. Hô hấp ở TB và sự giải phóng năng lượng, ATP và vai trò của nó trong chu trình năng lượng tế bào:

1. Khái niệm:

Hô hấp là một hệ thống oxi hóa khử phức tạp, trong đó xảy ra các pứ oxi hóa khử, tách điện tử, và H từ nguyên liệu hô hấp, chuyển tới oxi không khí dưới tác dụng cảu hệ enzym. Năng lượng giải phóng từ hô hấp được cố định trong các mối liên kết giàu năng lượng.

2. Ý nghĩa của hô hấp:

- Chuyển năng lượng trong các nguyên liệu hô hấp sang dự trữ trong các ATP dể sử dụng hơn cần cho các hoạt động sống.

- Hô hấp tạo các sản phẩm trung gian làm ng.liệu cho quá trình sinh tổng hợp.

- Là nguồn cung cấp ATP, phục vụ cho quá trình sinh tổng hợp của TB.

3. Các giai đoạn của quá trình hô hấp: gồm 3 giai đoạn:

a) Đường phân: phân giải glucose " pyruvic acid.

b) Chu trình Crebs: oxi hóa khử pyruvate " tạo e^-.

c) Quá trình phosphot oxi hóa: thông qua chuỗi vận chuyển điện tử " tạo ATP.

+ Đường phân tạo: 2ATP + 2NADH

+ Chu trình Crebs: 2ATP + 6NADH + 2FADH.

+ Chuỗi truyền điện tử: NADH và FADH tham gia chuỗi và tạo 32-34 ATP.

Y Hiệu suất: chỉ có 40%-60% sử dụng, 1 phần mất dưới dạng nhiệt.

4. ATP và vai trò của nó trong chu trình năng lượng:

- ATP (adenozintriphosphat): baz adenin, đường ribozơ, 3 nhóm P. Ở liên kết thứ 2-3 tích lũy năng lượng.

- Chu trình chuyển hóa: ATP – ADP – ATP.

+ Khi TB sử dụng ATP như là chốt cung cấp năng lượng thì ATP bị ơhân giải nhờ enzym "

ADP + Pi.

+ Nhóm Pi không bị mất mà sẽ liên kết với các chất thực hiện chức năng (protein hoạt tải, protein co cơ,..).

+ Khi hoạt động chức năng được hoàn thiện thì Pi lại liên kết ADP " ATP nhờ nguồn năng lượng tạo ra từ các pứ giải phóng năng lượng.

+ Một tính chất quang trọng ATP là dễ biến đổi thuận nghịch để giải phóng hay tích lũy năng lượng.

ATP + H₂O ADP + Pi + 7,3 Kcal/mol.

- ATP tham gia hầu hết các quá trình sinh học TB như sinh tổng hợp các chất, vận chuyển các chất qua màng, co cơ, dẫn truyền xung thần kinh,…

II. Quá trình đường phân: Glycolysis:

- Là giai đoạn thứ nhất trong sự phân giải glucose. 1 phân tử glucose bị oxi hóa " 2 acid pyruvic, 1 phần năng lượng được giải phóng được tích vào ATP.

- Qua đường phân tạo 4ATP nhưng sử dụng 2ATP " tích lũy 2ATP. Đồng thời giải phóng 2NADH.

- Quá trình đường phân: không sản sinh ra CO₂ và xảy ra khi có hay không có O₂. - Khi có O₂ thì acid pyruvic sẽ đi vào chu trình Crebs để tiếp tục phân giải.

- Khi không có O₂ thì acid pyruvic phân giải theo con đường tạo rượu hay lactic.

- Đối với vi khuẩn, đường phân là quá trình duy nhất để giải phóng và tích lũy ATP.

III. Các quá trình lên men

- Qua đường phân 1 glucose " 2 acid pyruvic mà không cần O₂. Vì chất nhận e^- là NAD⁺. - Nếu có O₂, pyruvate sẽ tiếp tục oxi hóa trong ti thể.

- Sự lên men là trường hợp biến đổi của quá trình đường phân trong điều kiện thiếu O₂ "

pyruvate bị biến đổi thành ankol hay lactic.

1. Sự lên men rượu:

- Là sự lên men mà sản phẩm cuối là rượu etanol.

- Quá trình gồm:

+ Đường phân tạo pyruvate.

+ Pyruvate " acetoldehyt (2C) + giải phóng CO2.

+ Acetoldehyt bị khử bởi NADH để tạo thành etanol và tái sinh NAD⁺.

- Đa số VK, nấm men lên men rượu trong điều kiện kị khí tích lũy năng lượng vào ATP 2. Sự lên men lactic

- Là sự lên men mà sản phẩm cuối của nó là acid lactic.

- Pyruvate bị khử trực tiếp bởi NADH để tạo acid lactic + giải phóng CO₂. - Sự lên men lactic xảy ra ở 1 số VK, nấm " sản xuất phomat, sữa chua.

- Trong TB cơ thể người, khi thiếu O₂ " đường phân " lên men lactic.

- Nhưng acid lactic là chất độc " tích lũy nhiều trong cơ thể gây mệt, mỏi, đau.

- Bình thường acid lactic " gan " chuyển hóa thành pyruvate để sử dụng.

IV. Chu trình Crebs và ý nghĩa của nó:

1. Chu trình Crebs:

- Trong trường hợp có O₂, pyruvate sẽ xâm nhập vào chất nền ti thể. Nhờ hệ enzym, pyruvatesẽ bị oxi hóa khử " chuyển năng lượng vào ATP.

- Đầu tiên, 2 pyruvate " 2 axetyl coenzym A sản sinh 2NADH và 2 CO₂.

- 2 axetyl coenzym A đi vào chu trình Crebs (chu trình acid citric). Vì sản phẩm đầu tiên từ sự oxi hóa axetyl coenzym A là acid citric.

- Chu trình Crebs gồm 8 giai đoạn (pứ) và được xúc tác bởi 8 enzym đặc thù.

- Kết quả: năng lượng giải phóng đuwọc tích lũy vào 2ATP, 8 e^- được giải phóng khử 6 NAD⁺ và 2 FAD⁺ " 2 FADH đồng thời giải phóng 4 CO₂.

2. Ý nghĩa chu trình Crebs:

- Là nguồn cung cấp ATP.

- Năng lượng ATP phục vụ cho quá trình sinh tổng hợp các chất cần cho TB.

- Các sản phẩm trong quá trình oxi glucose sẽ tham gia vào các quá trình sinh tổng hợp các chất SH khác (axetyl coenzym A " acid béo " lipid)

•œ

CHƯƠNG V: SỰ VẬN CHUYỂN VẬT CHẤT VÀ TUẦN HOÀN

I. Sự vận chuyển vật chất ở TV:

1. Cơ chế vận chuyển ở mức độ TB - Tính thấm của lớp lipid kép:

+ Lớp lipid màng ngăn cản ion và các chất có trọng lượng lớn qua màng. Tuy nhiên, 1 số phân tử có trọng lượng nhỏ có thể thẩm thấu qua màng hay các phân tử tan trong lipid (hydrocacbon, CO₂, O₂).

- Protein vận chuyển

+ Các chất khơng tan trong lipid màng cĩ thể vận chuyển qua màng nhờ protein vận chuyển.

+ Protein dùng như đường hầm xuyên màng.

+ Protein liên kết vứoi cơ chất " vận chuyển qua màng " các protein này chuyên biệt với 1 vài cơ chất.

- Cơ chế khuyếch tán: các chất chuyển từ nồng độ cao " thấp.

- Cơ chế thẩm thấu: Sự khuyếch tán nước qua màng bán thấm từ mơi trường nhược trương sang ưu trương.

- Vận chuyển nước qua màng bán thấm: do sự chênh lệch về thế nước. Nước nguyên chất thế nước bằng 0, nước cĩ chất hịa tan thế nước âm.

- Khuyếch tán được làm dễ: một số phân tử phân cực hoặc ion không thấm qua lớp lipit kép có thể được vận chuyển qua màng nhờ các protein vận chuyển ( trong nhiều trường hợp, protein thay đổi hình dạng để vận chuyển cơ chất) à không tốn năng lượng ( từ nồng độ caồ nồng độ thấp).

- Vận chuyển nhờ kênh bơm: Vận chuyển ngược gradien nồng độà tốn năng lượng.

2. Cơ chế vận chuyển ở mức độ mô, cơ quan:

- Vật chất có thể vận chuyển ở hầu hết các mô TV qua 3 con đường:

• Vận chuyển xuyên màng: vật chất ra khỏi màng TB à TB kế tiếp.

• Vật chất được vận chuyển qua các phần sống của TB ( qua cầu liên bào).

• Vật chất được vận chuyển qua các phần không sống của TB ( vách TB, gian bào) 3. Sự vận chuyển vật chất ở mức toàn bộ cơ thể:

a) Sự vận chuyển nước và khoáng qua mạch gỗ:

- Động lực của quá trình vận chuyển nước là do áp suất bơm của rễ, sức kéo của quá trình thoát hơi nước, lực liên kết giữa các phân tử nước với nhau và lực liên kết giữa các phân tử nước với vách TB.

- Aùp suất của rễ: Hoạt động hô hấp của rễ tạo áp lực đẩy nước lên cao ( hiện tượng rỉ nhựa, ứ giọt)

- Sức kéo của thoát hơi nước: sự thoát hơi nước ở khí khổng làm cho các TB bề mặt thiếu nướcà hút nước của các TB lân cận bên dưới à tạo lực kéo nước( khoảng 10 atm)

- Lực liên kết giữa các phân tử nước và lực bám giữa các phân tử nước và thành mạch dẫn: lực này có được do liên kết hidro giữa các phân tử nước với nhau và với phần ưa nước của vách TB mạch gỗ.

b) Sự chuyển vị dòng nhựa trong cây:

- Mạch rây vận chuyển các sản phẩm quang hợp đi đến các phần khác nhau của cây. Thành phần dòng nhựa chủ yếu là disaccarit, ngoài ra còn có acid, khoáng, hoocmon…

- Đường từ láà TB kèm à TB ống rây à đến các mô khác.

- Nồng độ đường trong TB kèm và ống rây của nhiều loài cây cao hơn TB thịt lá từ 2-3 lần . TB kèm và TB ống rây hấp thu chủ động đường từ TB nguồn.

II. Tuần hoàn ở người và động vật:

1. Sự cần thiết phải có hệ thống tuần hoàn :

- Diện tích bề mặt cơ thể nhỏ hơn thể tích cơ thể rất nhiềuà sự khuếch tán qua bề mặt cơ thể không đáp ứng được nhu cầu.

- Bề mặt cơ thể không thấm nước à khoảng cách bên trong rất lớn gây khó khăn cho việc khuếch tán.

2. Đặc tính của hệ thống tuần hoàn :

- Dịch tuần hoàn (máu): vận chuyển O₂, chất dinh dưỡng và các chất dư thừa.

- Bơm hay tim tạo ra sự chênh lệch áp suất giúp cho máu lưu thông.

- Mạch máu mang máu tới các cơ quan, từ các cơ quan máu chảy về tim.

- Các van : đảm bảo cho dòng máu chảy theo hướng nhất định.

3. Các dạng tuần hoàn:

a) Tuần hoàn hở:

Là hệ tuần hoàn trong đó máu tắm trực tiếp các cơ quan nội tạng, không có sự phân biệt giữa máu và dịch mô, dịch cơ thể gọi là huyết tương.

Tim bơm huyết tương với áp suất thấp vào xoang cơ thểà trao đổi chất với TB, mô à trở về tim

VD: Hệ tuần hoàn hở của châu chấu.

b) Tuần hoàn kín :

Máu phân biệt với dịch mô và máu lưu thông liên tục trong mạng lưới mạch kín.

Tim bơm máuà ĐM à Mao mạch ( trao đổi với dịch mô) à TM à tim.

VD: ĐVCXS và người.

4. Hệ tuần hoàn ở người:

a) Điều hoà hoạt động của tim.

v Điều hoà hoạt động bằng thần kinh : - Thần kinh nội tim:

+ Gồm nút xoang nhĩ và nút nhĩ thất, bao gồm cả các bó His và các sợi purkine ở thành tâm thất.

+ Nút xoang nhĩ có thể tự hưng phấn, chúng co bóp theo nhịp mà không cần phải kích thích. Nút xoang nhĩ nằm ở thành tâm nhĩ phải, là nơi phát nhịp cho toàn bộ phần còn lại của tim, quyết định tim đập nhanh hay chậm.

+ Kích thích từ nút xoang nhĩ (tâm nhĩ co bóp)

ị

Nút nhĩ thất hưng phấn ị

Bó His và các sợi purkine kích thích ị

Thành tâm thất co

- Dây thần kinh giao cảm và phó giao cảm:

• Dây TK giao cảm( bắt đầu từ tuỷ sống ngực đốt thứ 1-5) : hưng phấn làm tim đập nhanh, tăng tốc độ dẫn truyền và hưng phấn của tim.

• Dây phó giao cảm( từ hành tuỷ) hưng phấn làm tim đập chậm và yếu.

v Điều hoà hoạt động bằng phản xạ:

- Aùp suất ở quai ĐM chủ tăng à dây phó giao cảm kích thích à tim đập nhanh, giảm huyết áp.

- Phản xạ tăng nhịp tim khi nồng độ CO₂ giảm trong máu.

- Phản xạ tim- tim: Máu dồn về tim nhiềuà ức chế dây TK phó giao cảmà tim đập nhanh.

v Điều hoà bằng thể dịch:

- Adrenalin, no- adrenalin, thyroxin, Ca²⁺ trong máu caồ tim đập nhanh, mạnh.

- Acetylcholin, Ca²⁺ trong máu giảmà tim đập chậm và yếu.

•œ

CHƯƠNG VI: HỆ THẦN KINH VÀ SỰ PHỐI HỢP CÁC CHỨC NĂNG

I. Sự tiến hoá của hệ thần kinh: Hệ TK lướià hạchà ống.

1. Hệ TK lưới:

- Là hệ TK đơn giản nhất, trong đó các nơron được nối với nhau một cách ngẫu nhiên tạo nên cấu trúc mạng lưới.

- Có ở thuỷ tức( ngành Ruột Khoang)

- Khi cơ thể bị kích thích à xung động TK lan truyền khắp cơ thể à co các TB biểu mô ở thành cơ thể.

2. TK hạch:

- Thân các nơron tập trung lại tạo hạch TK à rút ngắn khoảng cách giữa các nơron.

- Đây là cơ sở cho 2 xu hướng tiến hoá của hệ TK - Sự hình thành các trung khu TK:

+ Sự tập trung các hạch TKà hệ TK trung ương, liên lạc với các cơ quan cảm giác và phần còn lại của hệ thần kinh thông qua hệ TK ngoại biện ( các bó sợi TK)

+ Sự hình thành não bộ: Số lượng các hạch TK tăng lên và tập trung lại hình thành não bộ.

3. Hệ TK ống ( ĐVCXS):

- Ống TK được hình thành từ lá phôi ngoài.

- Lá phôi ngoài gấp nếpà máng TKà ống TK chạy dọc theo lưng cơ thể.

- Trong quá trình phát triển, các sợi TK mọc ra từ ống TK và thân nơron ở mào TK ( mào TK ở 2 bên ống TK).

- Đầu trước của ống TK hình thành não bộ và các dây TK sọ, phần còn lại hình thành tuỷ sống và dây TK tuỷ.

II. Phân loại nơron:

- Nơron là đơn vị cấu trúc và chức năng của hệ TK. Đó là những TB có cấu tạo đặc trưng, thích ứng với chức năng tiếp nhận, xử lí, và dẫn truyền xung động TK.

- Tuỳ vào vị trí, chức năng, TB tK có cấu tạo và hình dạng khác nhau.

- Dựa vào hình thái, cấu tạo, nơron được chia làm 4 nhóm:

+ Nơron đơn cực: có 1 sợi trục duy nhất.

+ Nơron lưỡng cực: có 1 sợi trục và 1 sợi nhánh.

+ Nơron đơn cực giả.

+ Nơron đa cực.

- Dựa vào chức năng: có Nơron vận động và nơron li tâm.

III. Sự dẫn truyền hưng phấn qua sợi trục không có bao myelin:

- Khi có điện thế động, tại điểm hưng phấn (A) có mặt ngoài màng mang điện âm, trong màng mang điện dương

- Phần kề liền vẫn ở trạng thái nghĩ, tại điểm yên tĨnh (B) có mặt ngoài màng mang điện dương, trong màng mang điện âm.

- Sự chênh lệch điện thế giữa điểm hưng phấn và điểm yên tĩnh làm phát sinh dòng điện cục bộ, làm phát sinh điện thế động ở điểm (B).

- Điện thế động ở điểm (B) sẽ là tác nhân kích thích gây ra điện thế động cho điểm (C) kế tiếp.

Cứ thế hưng phấn được lan truyền trong sợi trục.

-Vùng nào hưng phấn vừa đi qua sẽ ở giai đoạn trơ.

IV. Sự dẫn truyền hưng phấn qua sợi trục có bao myelin:

- Myelin là chất cách điện. Chỉ có eo rangvier, màng sợi trục mới lộ ra. Do đó sự dẫn truyền hưng phấn vẫn xảy ra theo phương thức trên nhưng nhảy vọt từ eo Rangvier này sang eo Rangvier khác.

- Khoảng cách giữa các eo càng lớn , vận tốc dẫn truyền càng nhanh.

- Do tính chất nhảy vọtà tốc độ dẫn truyền nhanh hơn (khoảng 50 lần) và tiết kiệm năng lượng.

Sợi trục có thể dẫn truyền theo 2 hướng. Nhưng trong cơ thể sống, xung TK chỉ dẫn truyền 1 chiều từ cúc tận cùng của nơron này sang nơron kia, chiều ngược lại khi đến thân nơron sẽ bị dừng lại.

V. Sự dẫn truyền hưng phấn qua synap:

1. Synap điện :

- Màng của TB trước và sau synap gần như dính liền nhau, nối với nhau bằng các kênh protein gọi là connecxon, dẫn truyền ion trực tiếp từ TB này sang TB khác. Chúng còn có thể cho phép AMP vòng, sucrose và các peptid nhỏ đi qua. Do đó, synap điện vừa là kênh dẫn truyền hưng phấn vừa cần cho sự chuyển hoá.

- Synap điện dẫn truyền xung rất nhanh và có thể dẫn truyền cả 2 chiều.

- Loại synap này có nhịều trong cơ trơn và cơ tim.

2. Synap hoá:

- Quá trình dẫn truyền qua synap hoá gồm có 4 giai đoạn:

+ Tổng hợp và dự trữ chất môi giới.

+ Phóng thích chất môi giới vào khe synap

+ Phản ứng giữa chất môi giới với thụ thể của màng sau synap.

+ Chấm dứt dẫn truyền qua synap

- Khi điện thế động truyền tới đầu tận cùng của nơron tiền synap, nó khử cực màng tế bào , làm mở kênh Ca²⁺ cho phép Ca²⁺ di chuyển vào trong đầu tận cùng.

- Ca²⁺ làm phóng thích chất môi giới chứa trong các túi synap bằng hiện tượng xuất bào.

- Vượt qua khe synap, các chất môi giới kết hợp với các thụ thể của màng sau synap làm mở các kênh ion liên kết với thụ thể, cho phép các ion chuyên biệt qua màng. Dòng ion này có thể có tác động kích thích hoặc kìm hãm đối với màng sau synap.

+ Tác động kích thích:

Mở các kênh Na⁺ cho phép Na⁺ vào trong TB , gây khử cực rồi đảo cực tạo điện thế động.

+Tác động kìm hãm:

Cho phép K⁺ ra ngoài hoặc chuyển vào trong TB khiến cho điện thế trong màng trở nên âm hơn (ưu phân cực) không tạo được điện thế động

- Chấm dứt truyền qua synap:

+ Chất môi giới được hấp thụ trở lại vào trong đầu tận cùng của nơron tiền synap.

+ Hoặc chất môi giới bị enzim tương ứng phân giải. Các chất chuyển hoá này được hấp thu vào đầu tận cùng của nơron tiền synap, sau đó chúng được tổng hợp trở ;lại thành chất môi giới, đóng gói và dự trữ trong các túi synap.

- Vì các chất môi giới chỉ có ở đầu tận cùng của nơron tiền synap nên sự dẫn truyền hưng phấn qua synap hoá chỉ theo 1 chiều.

VI. Phân biệt 2 loại phản xạ:

Phản xạ không điều kiện Phản xạ có điều kiện

Bẩm sinh. Tập nhiễm.

Có tính chủng loại. Có tính cá nhân.

Di truyền. Không di truyền.

Bền vững, rất khó thay thế. Tạm thời, dễ mất đi nếu không được củng cố thường xuyên.

Tác nhân kích thích xác định trong mỗi phản xạ xác định.

Tác nhân kích thích bất kì, tuỳ thuộc vào sự củng co.á

Trung khu TK dưới vỏ não. Trung khu TK là vỏ não.

•œ

CHƯƠNG VII: DI TRUYỀN HỌC

I. Chu trình TB:

1. Khái niệm:

Nhiều TB của cơ thể đa bào phải trãi qua một trình tự gồm các giai đoạn nhất định và cuối cùng là phân chia tạo ra TB mới. Quá trình đó được gọi là chu trình TB.

2. Các giai đoạn của chu trình TB:

Một chu trình TB nhân chuẩn gồm 4 phase:

- G1: là phase dài nhất, trong đó TB chuẩn bị cho tái bản AND.

- S: là phase duy nhất trong chu trình TB có sự tái bản AND.

- G2: là một phase ngắn trước khi nguyên phân.

- M: ( Mitosis) là phase nguyên phân, gồm sự phân chia NST và phân chia TB.

II. Điều hoà chu trình TB:

- Thời gian và tỉ lệ của sự phân bào trong những phần khác nhau ở SV đa bàocó sự khác biệt, đó là kết quả của quá trình điều hoà chu trình TB ở mức phân tử.

VD: TB TK không có phân chia ở người trưởng thành.

TB gan chỉ phân chia khi cần thiết.

TB da phân chia thường xuyên.

- Hệ thống điều hoà chu trình TB gồm các checkpoint. Mộ checkpointtrong chu trình TB là nơi mà tín hiệu cho phép phân bào hay dừng tiến trình phân bào , có thể điều hoà chu trình TB.

- Có 3 checkpoint quan trọng là G1,G2, M phase

VD: cơ chế điều hoà checkpoint G2 của Cdk( Cyslin- dependent –kinase) một kinase phụ thuộc vào cylin

- Cdk tồn tại trong TB ở trạng thái bất hoạt

- Khi Cyslin tích luỹ trong TB ở phase G2 , nó sẽ kết hợp và hoạt hoá Cdk tạo cylin – Cdk (MPF) Cyclin được phát hiện đầu tiên là MPF, nó photphoryl hoá màng nhân , kích thích các kinase khác photphoryl hoá các protein khác của màng nhân… từ đó giúp TB vượt qua checkpoint G2 và tiến vào phase phân bào( M phase)

- Cuối phase M, enzim phân giải cyclin, như vậy làm bất hoạt Cdk. Cdk tồn tại trong TB cho tới khi kết hợp với Cyclin mới. Những enzim này cũng liên quan tới việc giúp cho chu trình TB vượt qua điểm checkpoint M. Có ít nhất 3 protein Cdk và nhiều Cyclin liên quan tới việc giúp cho TB vượt qua điểm checkpoint G1.

- Như vậy, việc hoạt động tăng giảm của các phức hợp Cyclin và Cdk có thể kiểm soát tất cả các giai đoạn của chu trình TB.

III. Phương thức lai TB:

- Được dùng để xác định vị trí của 1 gen trên 1 NST nhất định.

- Các TB lai trong quá trình nguyên phân sẽ mất dần một số NST của TB cha mẹ nên phân hoá thành các dòng TB lai ( khác nhau về số NST trong TB của mỗi dòng)

- Căn cứ vào sự biểu hiện của 1 gen và đối chiếu với sự hiện diện của 1 NST nào đó trong dòng TB laià có thể biết gen thuộc NST nào.

VD: M.C. Weiss và H. Green đã dùng kĩ thuật này để xác định gen mả hoá cho Thymindine kinase (TK) nằm trên NST 17.

+ Lai Tb chuột TK^- với TB người TK⁺ trong môi trường bổ sung virut Sendai bị giảm hoạt tính .

+ Các dòng TB mới có TK^- không mọc được trên môi trường aminoprotein do không có khả năng chuyển hoá Thimindine thành acid Thymydine do thiếu TK cần cho tổng hợp DNA. +Chỉ có dòng TB lai có NST 17 của người mới sống được. Như vậy , gen mã hoá TK nằm trên NST 17.

+ Nếu nuôi TB lai trong môi trường có Bromo-deoxy-uridine- riboside ( BUDR), TB có TK sẽ chết do TK chuyển hoá BUDR gắn vào DNA làm chết TB. Trong khi đó, dòng TB không có NST 17 (TK^-) có thể mọc được.

IV. Gen và mã hoá di truyền:

1. Gen:

v Định nghĩa: Gen là đơn vị chức năng cơ sở của bộ máy di truyền, chiếm một locus nhất định trên NST. -Gen là những đoạn vật chất di truyền mã hoá cho 1 đại phân tử sinh họcnhư mARN hoặc polypeptit

2. Mã di truyền:

- AND có 4 loại nu, tổ hợp 3 nu kế tiếp nhau lập thành 1 bộ ba mã hoá cho 1 axit amin ( aa).

+ Nếu 1 nu mã hoá cho 1 aa thì 4 loại nu chỉ mã hoá được 4 loại nuà thiếu.

+ Nếu 2 nu mã hoá cho 1 aa thì 4 loại nu mã hoá cho 4²= 16 loại aầ thiếu.

+ Nếu 3 nu mã hoá cho 1 aa thì 4 loại nu mã hoá cho 4³= 64 bộ ba mã hoá( 20 loại aa) - Bằng thực nghiệm, người thấy trong 64 bộ ba mã hoá chỉ có 61 bộ ba được sử dụng để mã hoá cho các loại aa. Vậy, nhiều bộ ba cùng mã hoá cho 1 aầ mã di truyền có tính “ suy thoái” ( do có 64 bộ ba nhưng chỉ có 20 loại aa)

VD: Alanin: XGA, XGT, XGG, XGX v Đặc điểm của mã di truyền :

- Mã di truyền là mã bộ ba, không gối lên nhau và được đọc một cách liên tục, không ngắt quãng.

- Mã di truyền có tính thoái hoá, nghĩa là nhiều codon cùng xác định 1 aa, trừ 2 ngoại lệ:

AUG à methionin, UGG à trp( tryptophan)

- Mã di truyền có tính phổ biến, là chung cho toàn bộ sinh giới.

V. Di truyền người:

1. Các phương pháp nghiên cứu di truyền ở người:

a) Phương pháp phân tích phả hệ:

- Nghiên cứu sự di truyền các tính trạng ở người theo dòng họ, qua nhiều thế hệ.

- Cho phép xác định tính trạng đơn gen hay đa gen, trội hay lặn, liên kết với giới tính hay không.

b) Phương pháp nghiên cứu trẻ đồng sinh:

Nghiên cứu các cặp sinh đôi cùng trứng hay khác trứng.--> phát hiện riêng rẽ ảnh hưởng của từng yếu tố di truyền và của môi trường hoặc phát hiện ảnh hưởng tổng hợp của cả 2.

c) Phương pháp nghiên cứu di truyền quần thể:

Dựa vào phương trình Hacdi- Venbec.--> đánh giá tần số KH để tính tần số KG trong quần thể liên quan tớicác bệnh di truyền.

Ngoài ra người ta còn dùng phương pháp sinh hoá, nuôi cấy mô, nhuộm màu NST.

2. Phân tích bộ gen người:

- Xây dựng bản đồ di truyền ở người.

- Phương pháp lai TB soma có thể xác định vị trí của 1 gen trên 1 NST nhất định . - Giải trình tự bộ gen người.

+ Sử dụng CNTT trong việc lưu trữ và xử lí dữ liệu về trình tự của các nu, protein cũng như sự biểu hiện của chúng ở các mô khác nhau.

+ Xây dựng mô hình tương tác giữa các gen, gắn gen vào chuỗi phản ứng sinh hoá.

+ Sử dụng hệ thống mô hình động vật như chuột, ruồi giấm, nấm men….

3. Di truyền y học:

Phân tích NST:

+ Các TB thường được sử dụng để phân tích NST là: bạch cầu, TB cơ nguyên sinh, TB màng ối…

+ Các TB phải đang ở giai đoạn nguyên phân, được nhuộm màu Giemsa để xác định hình dạng và cấu trúc NST.

+ Tiêu bản được quan sát dưới kính hiển vi huỳnh quang để xác định các biến đổi của NST.

•œ