Giáo trình Sinh học đại cương (Nghề: Khoa học cây trồng - Cao đẳng): Phần 1 - Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG THÁP

GIÁO TRÌNH
MƠN HỌC: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
NGÀNH, NGHỀ: KHOA HỌC CÂY TRỒNG
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
(Ban hành kèm theo Quyết định số: …/QĐ-CĐCĐ ngày…tháng…năm 2017 của Hiệu
trưởng trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp)

Đồng Tháp, năm 2017


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể
được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và
tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

i


LỜI GIỚI THIỆU
Bài giảng Sinh học đại cương được biên soạn nhằm mục đích giúp sinh
viên có tài liệu để tham khảo và học tập. Vì vậy, trong khi biên soạn, chúng tôi
cố gắng bám sát yêu cầu của chương trình đào tạo ngành Khoa học cây trồng,
nhằm giúp cho các sinh viên có được những kiến thức cơ bản nhất.
Bài giảng gồm có 5 chương
Chương 1. Cấu trúc của tế bào
Chương 2. Sự trao đổi chất qua màng tế bào

Chương 3. Tổ chức cơ thể thực vật bậc cao
Chương 4. Giới thiệu chung về phân loại thực vật
Chương 5: Các ngành tảo
Chương 6: Thực vật bậc cao hay thực vật có chồi
Cuối mỗi chương hay cuối mỗi bài thực hành đều có câu hỏi, bài tập để
người học củng cố hồn thiện kiến thức.
Chúng tơi hi vọng tài liệu này có thể giúp ích một phần nào cho các bạn
sinh viên trong quá trình học tập.

Đồng Tháp, ngày…..tháng ... năm 2017
Chủ biên

Trương Thị Mỹ Phẩm

ii


MỤC LỤC
Trang
LỜI GIỚI THIỆU ....................................................................................................... ii
Chương 1. Cấu trúc của tế bào ........................................................................ 1
1. Mục tiêu .......................................................................................................... 1
2. Nội dung chương ............................................................................................ 1
2.1. Cấu trúc của tế bào chân hạch ................................................................. 1
2.1.1. Màng tế bào .............................................................................................. 1
2.1.2. Các bào quan ............................................................................................ 5
2.1.3. Nhân.......................................................................................................... 10
2.1.4. Vách tế bào ............................................................................................... 11
2.2. Cấu trúc của tế bào sơ hạch ......................................................................... 12
2.3. Các đại phân tử quan trọng trong tế bào...................................................... 12

2.3.1. Carbohydrate, lipid, protein ...................................................................... 12
2.3.2. Enzyme ..................................................................................................... 18
2.4. Thực hành: cách sử dụng kính hiển vi, kính nhìn nổi và thực hiện tiêu bản
tạm thời quan sát cấu tạo tế bào thực vật ........................................................... 20
2.4.1. Phương tiện thí nghiệm ............................................................................ 20
2.4.2. Nội dung thực hành .................................................................................. 20
2.4.2.1. Cấu tạo và cách sử dụng kính hiển vi......................................................20
2.4.2.2. Thực hiện tiêu bản tạm thời quan sát tế bào biểu bì vảy hành tím........21
2.4.2.3. Thực hiện tiêu bản quan sát tế bào biểu bì lá lẻ bạn, nhận biết khí
khổng....................................................................................................................22
2.4.2.4. Thực hiện tiêu bản quan sát bột lạp ở khoai tây .......................................22
2.4.2.5. Thực hiện tiêu bản quan sát sắc lạp ở ớt...................................................22
2.4.2.6. Cấu tạo kính nhìn nổi………………………………………………....…23
2.4.2.7. Cách sử dụng kính nhìn nổi......................................................................23
2.4.2.8. Thực hiện tiêu bản tạm thời quan sát một tiểu nhụy của hoa.................24
Chương 2. Sự trao đổi chất qua màng tế bào ................................................ 25
1. Mục tiêu .......................................................................................................... 25
2. Nội dung chương ............................................................................................ 25
iii


2.1. Khái niệm về sự khuếch tán và thẫm thấu ............................................. 25
2.1.1. Sự khuếch tán ........................................................................................... 25
2.1.2. Sự thẩm thấu ............................................................................................. 25
2.2. Sự thẫm thấu và màng tế bào .................................................................. 26
2.2.1. Áp suất thẩm thấu ..................................................................................... 26
2.2.2. Dung dịch đẳng trương, nhược trương và ưu trương ............................... 27
2.3. Sự vận chuyển các phân tử nhỏ qua màng tế bào .................................. 28
2.3.1. Sự vận chuyển thụ động ........................................................................... 28
2.3.1.1. Khuếch tán đơn giản ............................................................................. 28

2.3.1.2. Khuếch tán có trợ lực ............................................................................ 29
2.3.2. Sự vận chuyển tích cực ............................................................................. 30
2.4. Ngoại xuất bào ........................................................................................... 32
2.5. Nội nhập bào .............................................................................................. 33
2.5.1. Ẩm bào ..................................................................................................... 33
2.5.2. Thực bào ................................................................................................... 33
2.5.3. Nội nhập bào qua trung gian của thụ thể .................................................. 34
2.6. Thực hành: Sự trao đổi chất qua màng tế bào ............................................. 34
2.6.1. Phương tiện thí nghiệm ............................................................................ 34
2.6.2. Nội dung thực hành: ................................................................................. 34
2.6.2.1. Thí nghiệm chứng minh q trình thẩm thấu trong cốc khoai tây. ....... 34
2.6.2.2. Hiện tượng co và phản co nguyên sinh. ................................................ 35
2.6.2.3. Co nguyên sinh tạm thời:....................................................................... 35
2.6.2.4. Cơ chế đống mở khí khổng: .................................................................. 35
Chương 3. Tổ chức cơ thể thực vật bậc cao ................................................... 57
1. Mục tiêu .......................................................................................................... 37
2. Nội dung chương ............................................................................................ 37
2.1. Mô thực vật ................................................................................................ 37
2.1.1. Mô phân sinh ............................................................................................ 37
2.1.1.1. Mô phân sinh ngọn ................................................................................ 37
2.1.1.2. Mô phân sinh bên .................................................................................. 38
2.1.2. Mơ chun hóa ......................................................................................... 38
iv


2.1.2.1. Mô che chở ............................................................................................ 38
2.1.2.2. Mô căn bản ........................................................................................... 39
2.1.2.3. Mô dẫn truyền ........................................................................................ 40
2.2. Cơ quan dinh dưỡng ở thực vật .............................................................. 41
2.2.1. Rễ ............................................................................................................. 41

2.2.1.1. Hình thái của rễ ..................................................................................... 41
2.2.1.2. Cơ cấu của rễ ......................................................................................... 41
2.2.2. Thân ......................................................................................................... 42
2.2.2.1. Hình thái của thân .................................................................................. 42
2.2.2.2. Cơ cấu của thân ..................................................................................... 43
2.2.3. Lá .............................................................................................................. 46
2.2.3.1. Cách sắp xếp của lá trên thân ................................................................ 46
2.2.3.2. Hình thái của lá ...................................................................................... 46
2.2.3.3. Cơ cấu của phiến lá .............................................................................. 46
2.3. Cơ quan sinh sản của thực vật có hoa ......................................................... 47
2.3.1. Tổ chức của cơ quan sinh sản ................................................................... 47
2.3.2. Các hình thức sinh sản ở thực vật có hoa ................................................. 48
2.4. Thực hành: Tổ chức cơ thể thực vật bậc cao .......................................... 49
2.4.1. Phương tiện thí nghiệm ............................................................................ 49
2.4.2. Nội dung thực hành .................................................................................. 49
2.4.2.1. Quan sát hình thái ngoài của rễ, thân, lá ............................................... 49
2.4.2.2. Quan sát cấu tạo trong của rễ, thân, lá ................................................... 50
Chương 4: Giới thiệu chung về phân loại thực vật ....................................... 55
1. Mục tiêu .......................................................................................................... 55
2. Nội dung chương ............................................................................................ 55
2.1. Đối tượng, nhiệm vụ và vai trò của phân loại học thực vật ........................ 55
2.2. Lược sử phát triển môn phân loại học thực vật ........................................... 55
2.2.1. Thời kỳ phân loại nhân tạo ....................................................................... 55
2.2.2. Thời kỳ phân loại tự nhiên ....................................................................... 56
2.2.3. Thời kỳ phân loại tiến hoá ........................................................................ 56
2.3. Các phương pháp phân loại ......................................................................... 56
2.3.1. Phương pháp hình thái so sánh ..........................................................................56
v

2.3.2. Phương pháp cổ thực vật học ............................................................................57
2.3.3. Phương pháp địa lý thực vật học .......................................................................57
2.3.4. Phương pháp hóa sinh học .................................................................................57
2.3.5. Phương pháp cá thể phát triển ...........................................................................57
2.3.6. Phương pháp miễn dịch .....................................................................................57
2.3.7. Phương pháp chẩn đoán huyết thanh .................................................................57
2.3.8. Phương pháp giải phẫu ......................................................................................57
2.3.9. Phương pháp bào tử phấn hoa ...........................................................................58
2.3.10. Phương pháp tế bào học ..................................................................................58
2.3.11. Phương pháp nuôi cấy .....................................................................................58
2.3.12. Phương pháp lai ghép ......................................................................................58
2.3.13. Phương pháp sinh thái .....................................................................................58
2.3.14. Phương pháp hỗ trợ .........................................................................................58
2.4. Các quy tắc phân loại ...........................................................................................58
2.4.1. Đơn vị phân loại và các bậc phân loại ...............................................................58
2.4.2. Cách gọi tên các bậc phân loại – danh pháp phân loại ......................................59
2.5. Sự phân chia sinh giới và các nhóm thực vật chính .............................................60
Chương 5: Các ngành Tảo ......................................................................................... 62
1. Mục tiêu .................................................................................................................... 62
2. Nội dung chương ...................................................................................................... 62
2.1. Đại cương về Tảo .................................................................................................. 62
2.1.1. Tổ chức cơ thể .................................................................................................... 62
2.1.2. Cấu tạo tế bào .................................................................................................... 62
2.1.3. Sinh sản............................................................................................................... 63
2.1.4. Môi trường phân bố ............................................................................................ 63
2.1.5. Phân loại ............................................................................................................. 64
2.2. Giới thiệu một số ngành tảo .................................................................................. 64
2.2.1. Ngành Tảo silic (Bacillariophyta = Diatomae) .................................................. 64
2.2.2. Ngành Tảo nâu (Phaeophyta) ............................................................................. 67
2.2.3. Ngành Tảo đỏ (Rhodophyta) .............................................................................. 68

2.2.4. Ngành Tảo lục (Chlorophyta) ............................................................................. 71
2.2.5. Ngành Tảo vòng (Charophyta) ........................................................................... 72
vi


2.3. Vai trò của Tảo trong thiên nhiên và trong đời sống con người .......................... 74
2.4. Nhóm cộng sinh - địa y (Lichenes) ....................................................................... 76
2.4.1. Đặc điểm của địa y ............................................................................................. 76
2.4.2. Tầm quan trọng của địa y trong tự nhiên và trong đời sống con người ............. 78
Chương 6: Thực vật bậc cao hay thực vật có chồi .................................................. 80
1. Mục tiêu .................................................................................................................... 80
2. Nội dung chương ...................................................................................................... 80
2.1. Đại cương về thực vật bậc cao .............................................................................. 80
2.2. Giới thiệu một số ngành ........................................................................................ 83
2.2.1. Ngành Rêu (Bryophyta) ..................................................................................... 83
2.2.1.1. Lớp Rêu sừng (Anthoceropsida) .................................................................... 84
2.2.1.2. Lớp Rêu tản (Marchantiopsida) ....................................................................... 84
2.2.1.3. Lớp Rêu (Bryopsida) ....................................................................................... 86
2.2.2 Nhóm Quyết (Dương xỉ) ..................................................................................... 86
2.2.2.1. Ngành Quyết trần (Rhyniophyta) .................................................................... 86
2.2.2.2. Ngành Lá thông (Psilotophyta) ....................................................................... 87
2.2.2.3. Ngành Thông đá (Lycopodiophyta) ................................................................ 88
2.2.2.4. Ngành Cỏ tháp bút (Equisetophyta) ................................................................ 90
2.2.2.5. Ngành Dương xỉ (Polypodiophyta) ................................................................. 92
2.2.3. Ngành Hạt trần (Gymnospermatophyta) hay ngành Thông (Pinophyta) ........... 96
2.2.3.1. Lớp Tuế (Cycadopsida) ................................................................................... 97
2.2.3.2. Lớp Á tuế (Bennettiopsida) ............................................................................. 98
2.2.3.3. Lớp thông (Pinopsida) ..................................................................................... 99
2.2.3.4. Lớp Dây gắm (Gnetopsida) ...........................................................................100
2.2.4. Ngành hạt kín (Angiospermatophyta) hay ngành ngọc lan (Magnoliophyta) ..102

2.2.4.1. Lớp hai lá mầm (Dicotyledonae) hay lớp ngọc lan (Magnoliopsida) ...........108
2.2.4.2. Lớp một lá mầm (Monocotyledonae) hay lớp hành (Liliopsida) ..................145
2.3. Thực hành: Ngành tảo, rêu, dương xỉ, ngành hạt trần và ngành hạt kín .............159
2.3.1. Phương tiện thí nghiệm ....................................................................................159
2.3.2. Nội dung thực hành .......................................................................................... 159
2.3.2.1. Ngành tảo .......................................................................................................159
2.3.2.2. Ngành rêu ......................................................................................................160
vii


2.3.2.3. Ngành Dương xỉ ............................................................................................ 161
2.3.2.4. Ngành hạt trần ............................................................................................... 161
2.3.2.4. Ngành hạt kín ................................................................................................ 162

TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 167

viii


Chương 1
CẤU TRÚC CỦA TẾ BÀO
1. Mục tiêu:
Cung cấp những kiến thức cơ bản về cấu trúc tế bào chân hạch, tế bào sơ
hạch và các đại phân tử quan trọng trong tế bào.
2. Nội dung chương:
2.1. Cấu trúc của tế bào chân hạch
2.1.1. Màng tế bào
Tế bào được một màng bao bọc gọi là màng tế bào, bên trong màng là chất nguyên
sinh, gồm tế bào chất, nhân và các bào quan khác.
* Thành phần hóa học của màng: được cấu tạo từ lipid, protein và

carbohydrate.
- Lipid: gồm phospholipid, cholesterol và glycolipid.
Phospholipid là thành phần cấu trúc chính của màng tế bào. Phospholipid có
một đầu ưa nước (chứa nhóm phosphate) và hai đuôi hydrocarbon kỵ nước (chứa
các axit béo). Màng tế bào gồm hai lớp phospholipid có các đầu ưa nước quay ra
ngồi, đi kỵ nước quay vào trong tạo lớp màng ngăn cách môi trường nước bên
trong và ngồi tế bào.
Cholesterol có tác dụng ngăn cách hai phân tử
phospholipid, tránh dính vào nhau gây tình trạng bất
động. Hàm lượng cholesterol thay đổi rất lớn theo
loại tế bào.
Glycolipid được hình thành do các phân tử lipid ở
mặt ngồi màng liên kết với các phân tử glucide
tạo nên tính bất đối xứng của màng, giữ vai
trò tương tác giữa tế bào với mơi trường.

1

Hình 1.1. Cholesterol


- Protein: Chức năng của màng tế bào liên
quan đến hai loại protein, được phân biệt tùy
theo cách sắp xếp của chúng trong màng:
Protein ngoại vi: gắn vào đầu phân cực
của phân tử phospholipid, làm cho cấu trúc
màng có tính bất xứng.
Protein hội nhập: được gắn vào giữa
lớp phospholipid một phần hay tồn bộ hoặc
có thể xun qua màng tạo nên các kênh Hình 1.2. Protein trong màng

protein.
- Carbohydrate: Thường gắn vào các protein ngoại vi tạo ra glycoprotein hay gắn
vào các phân tử phospholipid màng tạo ra glycolipid. Carbohydrate khơng có trên
màng ở phía tế bào chất, các phân tử carbohydrate này tạo ra glycocalyx, lớp vỏ bao
ngoài tế bào. Sự hiện diện của các carbohydrat trên màng sinh chất cũng tạo ra tính
bất xứng trong cấu trúc của màng.
* Mơ hình cấu trúc dòng khảm (The fluid-mosaic model)

Hình 1.3. Mô hình cấu trúc dòng khảm của màng tế bào
1972 S. J. Singer ở đại học California (San Diego) và G. L. Nicolson (Salk
Institude) đưa ra mơ hình dịng khảm, một giả thuyết hiện nay được mọi nơi chấp
nhận. Theo mơ hình này hai lớp lipid trong đó phần lớn là phospholipid tạo ra phần
chính liên tục của màng, ở màng của sinh vật bậc cao có thêm cholesterol. Protein
với nhiều kiểu sắp xếp khác nhau: một số được gọi là protein ngoại vi nằm trên bề

2


mặt của màng, nối với các lipid bằng cầu nối cộng hóa trị; một số khác được gọi là
protein hội nhập, gắn một phần hay toàn phần vào màng lipid, một số khác xuyên
màng tạo nên các kênh protein trên màng tế bào.
* Kênh trên màng tế bào
- Các kiểu kênh: Kênh khuếch tán, kênh ion phối hợp, kênh có cổng ,kênh tải cơ
động.
Kênh khuếch tán:
Là kiểu kênh đơn giản nhất trong sự vận chuyển
thụ động nhờ tính thấm đặc biệt cao của màng
tế bào: chúng cho một số chất đặc biệt đi qua từ
nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp
hơn.

Hình 1.4. Kênh khuếch tán
Kênh ion phối hợp: Là kiểu kênh phức tạp hơn cho hai chất qua cùng chiều.

Hình 1.5. Kênh ion phối hợp
Kênh có cổng:

Hình 1.6. Kênh có cổng

3


Một kiểu kiểm soát sự di chuyển vật chất qua màng là nhờ một cổng ngang qua
kênh. Khi một phân tử tín hiệu, một hormon hay một chất truyền tải mang thông tin
từ một tế bào thần kinh này sang một tế bào thần kinh khác, gắn vào một thụ thể là
một protein xuyên màng, lúc đó có sự thay đổi cấu trúc. Sự thay đổi này làm cho
cổng mở ra, và tín hiệu thứ hai, thường là một ion như ion Na+ hay Ca++, có thể đi
qua mang thơng tin vào trong tế bào. Kiểu kênh đóng mở này vận chuyển nhiều
thơng tin hóa học cả ở thực vật và động vật, các xung thần kinh nhờ đó động vật
cảm nhận thế giới bên ngồi.
Kênh tải cơ động:

Hình 1.7. Kênh tải cơ động
Một kiểu permeaz khác hoạt động như một chất tải cơ động, tải từng phân tử một.
* Bơm: Một kiểu kênh đặc biệt khác được gọi là bơm, sử dụng năng lượng dự trữ
của tế bào để đưa các chất đi ngược khuynh độ nồng độ của chúng. Q trình này
được gọi là sự vận chuyển tích cực, điều này quan trọng giúp tống các chất tích tụ
khơng hịa tan trong màng và những phân tử lớn thốt ra khỏi màng.
Ví dụ: Bơm Na+ - K+ vận chuyển ba ion Na+ được đổi với hai ion K+, cả hai loại ion
này đều có nồng độ cao nơi chúng sẽ được chuyển đến

Hình 1.8. Bơm Na+ - K+
4


2.1.2. Các bào quan
2.1.2.1. Mạng nội chất
Mạng nội chất hiện diện ở tất cả tế bào chân hạch. Mạng nội chất giống như một hệ
thống ống và túi, tròn hay dẹp, thơng thương với nhau và có màng bao quanh.
Khoảng giữa hai màng của túi, ống được gọi là khoang. Ở hầu hết tế bào, mặt ngoài
của mạng nội chất có các ribơ thể gắn vào gọi là mạng nội chất sần, nơi khơng có
các ribơ thể được gọi là mạng nội chất láng (Hình 1.9a và 1.9b).

Hình 1.9a. Mạng nội chất sần

Hình 1.9b. Mạng nội chất láng

Nhiệm vụ của mạng nội chất vừa là đường vận chuyển bên trong tế bào vừa là nơi
chứa các protein có chức năng là thành phần cấu trúc và là enzim xúc tác các phản
ứng hóa học.
2.1.2.2. Hệ Golgi
Hệ Golgi gồm một hệ thống túi dẹp có màng
bao và xếp gần như song song nhau. Mặt
phía gần nhân được gọi là mặt cis, phía đối
diện là mặt trans. Chức năng biến đổi, sắp
xếp, vận chuyển các phần tử đến các bào
quan khác và màng sinh chất. Hệ Golgi cịn
có chức năng tiết là tồn trữ, biến đổi (cô đặc
lại) và bọc các sản phẩm tiết lại.
Hệ Golgi đặc biệt to ở những tế bào tiết như
tế bào tụy tạng tiết ra insulin hay tế bào ruột

non tiết ra chất nhày.

5

Hình 1.10 Hệ Golgi


2.1.2.3. Tiêu thể (lysosome)
Tiêu thể là một thể có màng bao bọc, là những túi dự trữ các enzim có khả năng
thủy phân các đại phân tử trong tế bào. Màng của tiêu thể là màng không thấm, bên
trong chứa các enzim tiêu hóa. Nếu màng của tiêu thể bị vỡ ra, các enzim được
phóng thích vào trong tế bào chất và lập tức các đại phân tử trong tế bào sẽ bị thủy
giải. Tiêu thể hoạt động như một hệ thống tiêu hóa của tế bào, có khả năng tiêu hóa
các vật liệu có kích thước lớn được mang vào tế bào do sự nội nhập bào.
2.1.2.4. Peroxisom
Peroxisom có hình dạng tương tự tiêu thể, nhưng peroxisom khơng được tách ra từ
hệ Golgi, mà nó được sinh ra từ peroxisom có trước. Tế bào phải được thừa hưởng
ít nhất một peroxisom từ tế bào chất của tế bào mẹ, nếu không sẽ không tránh khỏi
cái chết.
Tương tự như tiêu thể, peroxisom chứa enzim nhưng là enzim oxy hóa, chúng xúc
tác các phản ứng trong đó nguyên tử hydro được chuyển từ hợp chất hữu cơ (như
formaldehyd và rượu ethyl) đến oxy, để tạo ra hydro peroxyd (H2O2), đây là một
chất cực độc đối với tế bào. Tuy nhiên, peroxisom cịn có một enzim khác nữa là
catalaz, sẽ chuyển chất H2O2 độc này thành nước và oxy. Tế bào gan và thận người
có rất nhiều peroxisom, do đó rượu ethyl do người uống được oxy hóa nhờ các
peroxisom trong những tế bào này.
2.1.2.5. Khơng bào
Khơng bào có một màng bao quanh, bên trong chứa một dịch lỏng, được tìm thấy cả
ở tế bào thực vật và động vật, đặc biệt rất phát triển ở tế bào thực vật. Có nhiều loại
không bào với chức năng khác nhau. Ở một số động vật nguyên sinh, đặc biệt sống

ở nước ngọt có khơng bào đặc biệt gọi là khơng bào co bóp giữ vai trò quan trọng
trong sự thải nước ra khỏi tế bào. Khơng bào tiêu hóa để tiêu hóa thức ăn. Ngồi ra,
ở vi khuẩn và vi khuẩn lam có khơng bào khí chứa khí giúp tế bào nổi lên mặt nước.
Ðiểm đặc biệt là màng bao của không bào khí được cấu tạo bằng protein. Ở hầu hết
tế bào thực vật, có một khơng bào rất to chiếm từ 30 - 90% thể tích tế bào. Các tế
bào chưa trưởng thành có nhiều khơng bào nhỏ xuất xứ từ mạng nội chất và hệ
Golgi. Các túi này tích chứa nước, to ra và có thể hịa vào nhau để tạo ra một không

6


bào to ở tế bào trưởng thành. Dần dần, không bào sẽ đẩy tế bào chất ra ngoại biên
của tế bào và chỉ cịn là một lớp mỏng.

Hình 1.11. Sự phát triển của khơng bào ở tế bào thực vật
Ngồi ra, khơng bào cịn là nơi tích chứa những chất thải do các quá trình biến
dưỡng. Một số chất thải có thể được sử dụng lại dưới tác dụng của enzim. Chức
năng này rất quan trọng vì cây khơng có thận hay các cơ quan khác để thải chất bả
như động vật, thực vật thải chất bả khi rụng lá.
2.1.2.6. Ty thể bộ
Ty thể bộ là toàn thể các ty thể hiện diện
trong tế bào. Ty thể là nơi tổng hợp năng
lượng chủ yếu của tế bào chân hạch, là nơi
diễn ra q trình hơ hấp, lấy năng lượng
từ thức ăn để tổng hợp ATP là nguồn năng
lượng cần thiết cho các hoạt động của tế
bào. Ty thể được bao bọc bởi hai màng,
màng ngoài trơn láng, màng trong với các
túi gấp nếp (crista) sâu vào bên trong chất
căn bản (matrix) làm gia tăng diện tích

của màng trong lên rất nhiều. Ty thể có
chứa ADN, ribơ thể riêng nên có thể nhân
lên độc lập với sự phân chia của nhân.
Hình 1.12. Cơ cấu của ty thể

7


2.1.2.7. Lạp bộ
Lạp bộ gồm tất cả các lạp hiện diện trong tế bào, được tìm thấy trong hầu hết tế bào
thực vật, trừ tế bào nấm, mốc và tế bào động vật. Có hai loại lạp chính: sắc lạp và
vơ sắc lạp.
* Lục lạp
Lục lạp là sắc lạp có chứa diệp lục tố và các sắc tố vàng hay cam gọi là carotenoid.
Phân tử diệp lục tố hấp thu năng lượng ánh sáng mặt trời để tổng hợp ra các phân tử
hữu cơ phức tạp (đặc biệt là đường) từ các ngun liệu vơ cơ như nước và khí
carbonic. Phản ứng tổng hợp này sản sinh ra oxy, là loại khí mà hầu hết các lồi
sinh vật khác lệ thuộc vào nó.
Lục lạp được bao bọc bởi hai màng và vơ số các túi dẹp có màng bao được gọi là
thylakoid nằm trong chất cơ bản gần như đồng nhất được gọi là stroma. Thylakoid
hoặc phân bố khắp trong stroma, hoặc xếp chồng chất lên nhau được gọi là grana.
Diệp lục tố và carotenoid gắn trên màng thylakoid. Lục lạp cũng có chứa ADN và
ribơ thể riêng như ty thể.

Hình 1.13. Cơ cấu của lục lạp (dưới kính hiển vi điện tử)

8


* Sắc lạp khơng có diệp lục tố

Thường có màu vàng hay cam (đơi khi có màu đỏ) vì chúng chứa carotenoid. Sắc
lạp này làm cho hoa, trái chín, lá vàng có màu vàng hay cam đặc trưng. Một số sắc
lạp không bao giờ chứa diệp lục tố, một số khác thì do mất diệp lục tố, đây là
trường hợp của trái chín và lá mùa thu.
* Vơ sắc lạp
Vơ sắc lạp có chứa các vật liệu như tinh bột, dầu và protein dự trữ. Lạp có chứa tinh
bột được gọi là bột lạp, thường gặp ở hột như lúa và bắp, hay dự trữ trong rễ và
thân như carot và khoai tây, ngồi ra có thể hiện diện trong tế bào ở các phần khác
của cây.
2.1.2.8. Ribô thể

Hình 1.14. Ribơ thể
Ribơ thể là những hạt nhỏ khơng có màng bao có đường kính từ 25 - 30 nm. Ribơ
thể gồm hai bán đơn vị được tạo ra trong hạch nhân từ những phân tử ARN và
protein. Ở tế bào chân hạch các bán đơn vị này đi qua lỗ của màng nhân ra ngoài tế
bào chất, nơi đây chúng sẽ kết hợp với phân tử mARN để tổng hợp protein. Ribô
thể trượt dọc theo sợi mARN tạo ra một chuỗi ribô thể được gọi là polyribosom hay
polysom, các ribô thể sau khi tổng hợp protein vẫn tiếp tục tự do trong tế bào chất
hay chúng có thể gắn vào bề mặt của mạng nội chất. Protein được tổng hợp từ các
ribơ thể tự do trong tế bào chất thì không được đưa ra khỏi tế bào hay tham gia vào
cấu trúc màng tế bào mà là những enzim trong dịch tế bào chất.
2.1.2.9. Trung thể
Ở hầu hết tế bào động vật, bên ngồi nhân có một vùng được gọi là trung thể bao
gồm hai bào quan được gọi là trung tử. Trung tử hiện diện từng đôi và xếp thẳng
9


góc nhau. Khi có trung tử chúng là nơi xuất phát của thoi vi ống trong lúc tế bào
phân cắt.
2.1.3. Nhân

Nhân là bào quan lớn nhất có màng bao và quan sát được rõ ràng nhất trong các tế
bào chân hạch. Nhân đóng vai trị quan trọng trong sự sinh sản của tế bào. Nhân
không những là trung tâm của mọi hoạt động của tế bào mà nó cịn có vai trò quan
trọng trong việc xác định các đặc điểm của thế hệ con cháu của chúng. Nhân chứa
hai cấu trúc phân biệt được là nhiễm sắc thể và hạch nhân. Nhân được bao bọc bởi
màng nhân gồm hai màng phân biệt được.
2.1.3.1. Nhiễm sắc thể
Nhiễm sắc thể hình sợi dài gồm ADN và protein. ADN là vật liệu chứa các đơn vị
cơ bản của sự di truyền được gọi là gen, protein làm thành những phần lõi giống
như những cuộn chỉ, sợi ADN quấn lên đó, để thành lập cấu trúc thể nhân. Gen
được sao chép khi tế bào phân cắt để mỗi tế bào con đều có một bản sao. Tất cả gen
trong tế bào được gọi là bộ gen (genome).

Hình 1.15. Sơ đồ thể nhân

Hình 1.16. Màng nhân

2.1.3.2. Hạch nhân
Hạch nhân thường được thấy rõ nhất lúc tế bào không phân chia. Nhân chứa một
đến nhiều hạch nhân. Là một phần của nhiễm sắc thể nên hạch nhân cũng gồm
ADN và protein. ADN của hạch nhân gồm nhiều bản sao của gen làm khuôn tổng
hợp rARN cho ribô thể. Sau khi được tổng hợp, rARN kết hợp với protein rồi rời
khỏi hạch nhân và đi ra tế bào chất, nơi đây chúng trở thành một thành phần của
ribô thể.
10


2.1.3.3. Màng nhân
Màng nhân ngăn cách môi trường bên trong nhân và tế bào chất bao quanh. Màng
nhân còn là nơi cho hai đầu nhiễm sắc thể bám vào. Màng nhân gồm hai màng,

màng ngoài và màng trong, khoảng ngăn cách giữa hai màng là vùng ngoại vi, trên
màng có nhiều lỗ nhân giúp trao đổi chất giữa nhân và tế bào chất.
2.1.3.4. Tế bào chất
Tế bào chất là thành phần của chất nguyên sinh gồm phần dịch lỏng là dịch tế bào
chất và bộ khung protein được gọi là khung xương tế bào.
-

Dịch tế bào chất:

Là phần dịch lỏng của tế bào chất, không màu, hơi trong suốt, đàn hồi, khơng tan
trong nước. Thành phần chính của dịch tế bào chất là nước, ngồi ra cịn có các đại
phân tử protid, lipid và glucid. Các đại phân tử này làm thành các micel, các micel
mang cùng điện tích đẩy nhau gây nên chuyển động Brown (Robert Brown) của tế
bào chất. Do sự hiện diện của các micel nên dịch tế bào chất ở trạng thái keo, vừa
có thể ở trạng thái lỏng (sol) vừa ở trạng thái đặc (gel). Trong tế bào sống thường
xuyên có sự thay đổi giữa hai trạng thái trên. Dịch tế bào chất là nơi xảy ra các phản
ứng của các quá trình biến dưỡng trong tế bào.
-

Khung xương tế bào

Các bào quan trôi nổi tự do trong dịch tế bào chất của tế bào chân hạch hoặc chúng
có thể gắn vào hệ thống sợi protein phức tạp bên trong, được gọi là khung xương tế
bào. Cái sườn protein này tạo hình dạng của tế bào, tham gia vào các cử động của tế
bào và đặc biệt quan trọng trong lúc tế bào phân chia.
2.1.4. Vách tế bào
Vách tế bào là đặc điểm của tế bào thực vật để phân biệt với tế bào động vật, vách
bảo vệ tế bào, giữ hình dạng, tránh sự mất nước cũng như chống sự xâm nhập của
các vi sinh vật. Vách ở phía ngồi của màng có thể dày từ 0,1 đến vài cm. Thành
phần hóa học của vách thay đổi từ loài này sang loài khác và từ tế bào này sang tế

bào khác trong cùng một cây, nhưng cấu trúc cơ bản không thay đổi. Thành phần
cấu tạo chính là các phân tử celluloz có dạng sợi được kết dính với nhau bằng chất
nền gồm các đường đa khác và protein.

11


Ở những cây cịn non tế bào có vách mỏng gọi là vách sơ cấp, vách này có tính đàn
hồi và cho phép tế bào gia tăng kích thước. Khi tế bào trưởng thành và ngừng tăng
trưởng, một số tế bào tạo thêm lớp cứng hơn gọi là vách thứ cấp nằm giữa vách sơ
cấp và màng tế bào. Vách thứ cấp thường dày có nhiều lớp được cấu tạo bằng các
sợi celluloz xếp theo nhiều hướng khác nhau, nên vách tế bào trở nên rắn chắc hơn.
Ngoài celluloz vách thứ cấp cịn có thể tẩm thêm nhiều chất khác như lignin. Khi
vách thứ cấp được thành lập hoàn toàn, tế bào có thể chết đi, khi đó chỉ cịn làm
nhiệm vụ nâng đỡ hay dẫn truyền.
Trên vách của tế bào thực vật có những lỗ nhỏ giúp các chất thông thương giữa các
tế bào với nhau, các lỗ này được gọi là cầu liên bào.
2.2. Cấu trúc của tế bào sơ hạch
Hầu hết những bào quan hiện diện trong tế bào chân hạch thì lại khơng có trong tế
bào sơ hạch. Tế bào khơng có màng nhân và cũng khơng có các cấu trúc có màng
khác như mạng nội chất, hệ golgi, tiêu thể, peroxisom và ty thể (các chức năng của
ty thể được thực hiện ở mặt trong màng của tế bào vi khuẩn). Ở các vi khuẩn quang
tổng hợp, có những phiến hay túi có chứa diệp lục tố mà khơng phải là các lạp có
màng bao riêng biệt.
Tế bào vi khuẩn thường có các ADN nhỏ, độc lập được gọi là plasmid. Nhiễm sắc
thể của tế bào sơ hạch và plasmid có kiến trúc vịng kín.
Như nhiễm sắc thể của tế bào chân hạch, nhiễm sắc thể của tế bào sơ hạch có mang
các gen kiểm soát các đặc điểm di truyền của tế bào và các hoạt động thơng thường
của nó. Sự tổng hợp protein được thực hiện trên ribô thể, một bào quan quan trọng
trong tế bào chất ở cả tế bào sơ hạch và chân hạch. Tuy nhiên, ribô thể của tế bào sơ

hạch hơi nhỏ hơn của tế bào chân hạch.
Một số tế bào vi khuẩn có chiên mao. Vách tế bào của hầu hết vi khuẩn được cấu
tạo bởi murein gồm một đường đa liên kết với các nhánh acid amin, chỉ được tìm
thấy ở tế bào vi khuẩn.
2.3. Các đại phân tử quan trọng trong tế bào
2.3.1. Carbohydrate, lipid, protein

12


2.3.1.1. Carbohydrat
Carbohydrat là những hợp chất hữu cơ dồi dào nhất trong tự nhiên. Chúng là nguồn
năng lượng hoá học cho cơ thể sống, công thức chung là (CH2O)n; đơn vị căn bản
là những đường đơn.
* Ðường đơn (monosaccharide): những phân tử carbohydrat căn bản là những
đường đơn. Các đường đơn chứa ít nhất 3C, nhưng chúng có thể chứa 5, 6 hay
nhiều hơn. Ðường đơn có thể được xếp loại theo số nguyên tử carbon. Trioz
(glyceraldehyd) 3 C, pentoz (riboz) 5C và hexoz (như glucoz, fructoz và galactoz)
6C. Fructoz và galactoz là đồng phân của glucoz.
Trong một phân tử đường đơn có gốc C = O nằm ở cuối chuỗi nó tạo ra gốc aldehyd
(CHO) gọi là đường aldoz; có gốc keton (- C = O) gọi là đường ketoz. Ðường
aldoz như glyceraldehyd, riboz, galactoz và glucoz

Hình 1.17. Các loại đường đơn
* Ðường đôi (disaccharide): gồm hai phân tử đường đơn nối với nhau bằng nối
glycosidic, C thứ nhất của một phân tử đường đơn phản ứng với một gốc hydroxyl
(-OH) của một phân tử đường khác và mất một phân tử nước. Các đường đôi thông
thường như sucroz, maltoz và lactoz. Sucroz gồm hai phân tử glucoz và fructoz, và
là dạng glucoz vận chuyển trong cây từ nơi quang tổng hợp ở lá đến những nơi khác
trong cây. Maltoz gồm hai phân tử glucoz có nhiều ở lúa mì, lúa mạch được dùng

làm rượu bia. Lactoz là đường đôi gồm glucoz và galactoz và là dạng đường của
động vật hữu nhũ tạo sữa cho con.
13


Hình 1.18. Sự hình thành cầu nối glycosidic ở sucroz
* Ðường đa (polysaccharide): gồm nhiều đường đơn nối với nhau thành dạng
thẳng hay phân nhánh, chúng có thể được tạo thành từ một loại đường, hai loại
đường hay nhiều hơn nữa. Chúng thường khơng có vị ngọt, là những hợp chất
không tan với trọng lượng phân tử cao và được giữ ở dạng dự trữ hay có chức năng
cấu trúc. Đường đa thường gặp: tinh bột, celluloz và glycogen.
Tinh bột là một loại đường đa dự trữ chính của thực vật bậc cao được hợp thành do
amyloz và amylopectin. Amyloz gồm hàng trăm phân tử glucoz nối nhau thành
chuỗi dài không phân nhánh. Amylopectin là những đường đa phân nhánh, dây
ngắn khoảng 20 - 30 phân tử glucoz được nối nhau bằng nối glycosid.

Hình 1.19a. Amyloz

Hình 1.19b. Amylopectin

14


Hình 1.19c. Dạng xoắn trong nước của amyloz
Glycogen là những đường đa dự trữ chính của đợng vật, chúng có cấu trúc
tương tự amylopectin, nhưng phân nhánh nhiều hơn, với khoảng 16 - 24 đơn vị (glucoz của nhánh bên cách nhau khoảng 8 - 10 phân tử glucoz của dây chính.
Celluloz được tìm thấy ở thực vật. Gỗ của thực vật gồm 50% là celluloz cịn ở sợi
bơng vải hầu như 100% là celluloz. Celluloz chỉ được thủy phân khi có enzim
cellulaz xúc tác, enzim này chỉ có ở một số vi khuẩn, nguyên sinh động vật, nấm,
động vật nhai lại và mối.

Hình 1.20. Celluloz
Thực vật cịn có chứa những đường đa có cấu trúc khác như pectin

và

hemicelluloz. Chitin là thành phần cấu tạo của bộ xương ngoài của côn trùng, giáp
xác và vách tế bào nấm. Chitin là một dạng biến đổi của celluloz, trong đó một gốc
có chứa nitơ được thêm vào mỗi đơn vị glucoz (N-acetyl-D glucosamin ).

15


Hình 1.21. Chitin
2.3.1.2. Lipid
Lipid có nhiều chức năng sinh học quan trọng, chúng là thành phần cấu trúc màng,
mỡ và dầu có vai trị dự trữ và có thể tự cô lập. Chúng làm thành cái áo bao bọc và
bảo vệ cho sinh vật không thấm nước ở bề mặt ngồi và đơi khi hoạt động như một
yếu tố liên lạc về mặt hóa học cả bên trong tế bào và giữa các tế bào.
Lipid không tan trong nước chúng dễ dàng tan trong các dung môi hữu cơ như
chloroform. Lipid cũng gồm C, H, O nhưng O rất ít, ngồi ra, chúng cịn có chứa
những ngun tố khác đặc biệt là P và N. Các loại lipid khác nhau là: mỡ, dầu, sáp,
phospholipid, glycolipid và steroid.
* Lipid dự trữ: dầu và mỡ
Cùng một đơn vị trọng lượng, dầu và mỡ chứa nhiều năng lượng hơn carbohydrat
do chứa nhiều các nối C - H, trung bình 1 gram mỡ chứa năng lượng gấp 2 - 3
carbohydrat hay protein.
* Lipid bảo vệ: sáp
Sáp tương tự như mỡ chỉ khác là acid béo được nối với một chuỗi alcol dài hơn
glycerol, sáp khơng hịa tan trong nước, khơng có nối đơi trong chuỗi carbon và trơ

đối với các phản ứng hóa học, chúng làm thành lớp bảo vệ bề mặt ngoài của
nhiều động vật bao gồm cả bộ xương ngồi của cơn trùng, lông vũ của chim và lông
mao của thú và cả lớp biểu bì của lá và trái của thực vật.
* Lipid màng: phospholipid và glycolipid
+ Phospholipid: tương tự dầu và mỡ chỉ khác là chúng có hai phân tử acid béo gắn
vào mỗi phân tử glycerol và một nhóm phosphat gắn vào C thứ ba. Vì gốc phosphat

16