Khái niệm về tế bào thực vật

KHÁI NIỆM VỀ TẾ BÀO THỰC VẬT
1. Định nghĩa
Tế bào là đơn vị cấu tạo cơ bản của cơ thể sống, có
đầy đủ các tính chất của sự
sống. Cơ thể thực vật cũng như bất kỳ một cơ thể
sống nào khác, đều được cấu tạo
từ tế bào.
Một số loài thực vật, cơ thể chỉ gồm 1 tế bào: một số
loài tảo đơn bào
Chlamydomonas, Chlorella) - ở những cơ thể này
mọi q trình sống: sinh trưởng,
phát triển, đồng hố, phân giải... đều do bản thân tế
bào đó đảm nhận - điều đó
chứng tỏ nó là một đơn vị sống độc lập. Một vài
trường hợp đặc biệt như tảo không
đốt (Vaucheria) cơ thể có cấu tạo cộng bào - nghĩa là
cơ thể của chúng gồm nhiều


tế bào chung nhau, khơng có vách ngăn. Hầu hết
những loài thực vật khác đều là
những cơ thể đa bào, cơ thể được cấu tạo từ rất nhiều
tế bào, trong đó mỗi nhóm tế
bào thực hiện một chức phận riêng biệt và hợp thành
mô thực vật.
Tế bào thực vật là đơn vị giải phẫu và sinh lý của cơ
thể thực vật. Cấu tạo của
tế bào rất phức tạp, tất cả các bộ phận của nó đều đạt
đến mức độ phân hố cao về
hình thái và chun hố về chức năng rất cao.
2. Thành phần, cấu tạo của tế bào thực vật

2.1. Hình dạng và kích thước của tế bào thực vật
Các tế bào thực vật có hình dạng rất khác nhau, tuỳ
thuộc vào từng lồi
và từng loại mơ thực vật. Ở các lồi tảo, tế bào có
hình dạng rất đa dạng:


Hình 1.1. Các loại tế
bào thực vật
A. Tế bào sợi; B. Tế
bào mô phân sinh; C.
Tế bào mô dự trữ
chứa hạt tinh bột; D.
Tế bào biểu bì; E. Tế
bào hai nhân; F. Tế
bào mơ đồng hóa với
với các hạt lạp lục;
G. Tế bào mô cứng;
H. Tế bào rây và tế
bào kèm.
6
hình cầu (tảo tiểu cầu- Chlorella), hình trứng (tảo lục
đơn bào -


Chlamydomonas) hay hình cong lưỡi liềm (tảo lưỡi
liềm - Closterium).
Ở cơ thể thực vật bậc cao, hình dạng của tế bào
thường được phân thành 2
nhóm có liên quan đến các chức năng khác nhau

- Nhóm tế bào nhu mơ (Parenchyma): là những tế bào
có dạng trịn, bầu dục,
đa giác, hình đĩa, hình phiến, hình sao... thường trịn
ở góc, kích thước giữa các
chiều ít có sự chênh lệch nhau. Tế bào nhu mơ
thường là những tế bào sống, có
màng mỏng, những tế bào này thường tạo nên các
loại mô cơ bản của cơ thể thực
vật như phần ruột và vỏ của thân và rễ, các mô của lá,
hoa, quả và hạt... các tế bào
này thường có nhiệm vụ dự trữ hay sinh sản.


- Nhóm tế bào hình thoi (Prosenchyma): là những tế
bào có dạng hình thoi
kéo dài, chiều dài gấp nhiều lần chiều rộng, hai đầu
thường vát nhọn, những tế bào
này thường có màng dày, thường khơng có nội chất,
chúng chủ yếu tạo nên các
mô dẫn và mô cơ của cơ thể thực vật, có nhiệm vụ
vận chuyển các chất ở trong cơ
thể thực vật và có nhiệm vụ nâng đỡ cây.
Tuy nhiên, sự phân biệt hình dạng của 2 nhóm tế bào
này chỉ thấy rõ trên lát
cắt dọc, còn trên lát cắt ngang chúng rất khó phân
biệt.
Kích thước của tế bào thực vật cũng rất biến đổi: nhìn
chung tế bào thực vật
rất nhỏ bé, phải sử dụng kính hiển vi mới có khả năng
quan sát được; kích thước

trung bình vào khoảng 10 - 1000 m. Song cũng có
những tế bào có thể nhìn thấy
bằng mắt thường: tế bào thịt quả dưa hấu, tép bưởi,
tép cam, sợi đay, sợi gai, sợi
bông...
2.2. Cấu tạo của tế bào thực vật
Tế bào thực vật có cấu tạo rất phức tạp, thường gồm
2 thành phần cơ bản sau
đây:
- Chất nguyên sinh: là chất sống của tế bào, có cấu
tạo rất phức tạp, thường
gồm các thành phần cơ bản sau đây: tế bào chất,
nhân, ty thể, lạp thể, thể golgi,
mạng lưới nội sinh chất...
- Thành phần khơng sống: được hình thành do hoạt
động của chất nguyên sinh


tạo nên, bao gồm: vách tế bào, không bào và dịch tế
bào, các thể ẩn nhập, chất dự
trữ...
2.2.1. Tế bào chất (chất tế bào)
Tế bào chất là chất sống cơ bản, là thành phần cơ bản
và bắt buộc của tế bào, tại
đây xảy ra các quá trình tiêu biểu cho hoạt động sống
của tế bào. Ở những tế bào còn
non, chất tế '62ào chiếm một phần lớn hay hầu hết
khoang tế bào. Trong quá trình sinh

trưởng và phát triển của tế bào, dần dần xuất hiện
không bào chứa một chất lỏng gọi
là dịch tế bào, tế bào càng già không bào càng lớn, do
đó chất tế bào về sau chỉ cịn
lại một lớp mỏng nằm sát màng.
7
a. Tính chất lý học


Tế bào chất là một chất lỏng không màu và hơi trong
suốt, nhớt, có tính đàn
hồi, khơng hồ tan trong nước, nặng hơn nước (có tỷ
trọng d = 1,04-1,06), có tính
chiết quang hơn nước, khi bị đun nóng tới 50oC 60oC thì tế bào chất sẽ mất khả
năng sống. Tuy vậy, tế bào chất của một số hạt, quả
khô và của một số bào tử có thể
chịu được nhiệt độ cao hơn (từ 80oC - 100 oC).
Tế bào chất là một dạng chất keo nhớt, cấu tạo bởi
những phân tử hợp lại
thành các hạt rất nhỏ gọi là mixen keo. Các mixen
keo mang điện tích cùng dấu sẽ
đẩy nhau và gây chuyển động hỗn loạn gọi là chuyển
động Brown. Ngoài ra, các
mixen này không tan trong nước thành dung dịch thật
mà chỉ phân tán trong đó


thành các dung dịch giả.
Độ nhớt của tế bào chất có thể thay đổi, nghĩa là hệ
thống keo của nó vừa có

thể ở trạng thái lỏng (sol) vừa có thể ở trạng thái đặc
(gel). Trạng thái sol đặc trưng
cho độ nhớt của chất tế bào, còn trạng thái gel gần
với thể rắn hơn, do đó nó đảm
bảo hình dạng ổn định của chất tế bào .
b. Thành phần hoá học
Tế bào chất có nhiều thành phần hố học khác nhau,
nhưng quan trọng nhất là
protein, khơng có tế bào chất nào lại vắng mặt protein
- đó là chất cơ bản của của
q trình sống. Ngồi protein, trong tế bào chất cịn
có nhiều thành phần hoá học
khác nữa: glucid, lipid, nước... Khi nghiên cứu trên
nhiều đối tượng khác nhau,


người ta đã thu được những số liệu sau đây về thành
phần hoá học của tế bào chất:
nước 75 - 80%, protein:10 - 20%, lipid: 2 - 5%,
glucid: 1 - 2%, muối khoáng: 1%
(theo N.X. Kixeleva).
Như vậy, trong tế bào chất nước chiếm 1 tỷ lệ rất lớn
(trên dưới 80% chỉ trừ
vài trường hợp như các hạt khô hàm lượng nước có
thể hạ xuống 12 - 14%, đứng
sau nước hàm lượng protein cũng chiếm 1 tỷ lệ khá
lớn trong tế bào chất).
+ Protein: trong thành phần hoá học của tế bào chất
có 2 loại protein: Protein
đơn giản (holoprotein hay protein) và protein phức

tạp (heteroprotein) - đó là
những hợp chất protein kết hợp với các hợp chất khác
như: glucid, lipid, axit


nucleic, axit phosphoric...
+ Lipid: là những este của glyxerin và axit béo, nó
chiếm hơn 20% khối lượng
khơ của tế bào chất, lipid không phải là chất sống mà
là sản phẩm của sự trao đổi
chất, chủ yếu ở trong các chất dự trữ: các giọt dầu,
mỡ ... thường có trong một số
hạt và quả... Trong tế bào chất, lipid có thể kết hợp
với protein thành hợp chất
lipoprotein - chất này có mặt trong ty thể, dùng cung
cấp năng lượng. Một số hợp
chất lipid cũng gặp trong vách của tế bào và màng
nhân.
+ Glucid: chiếm khoảng 4 - 6% trọng lượng khô của
tế bào chất, gồm các loại
đường đơn giản (monosaccharide): glucose, ribose,
desoxyribose... và những loại


8
đường phức tạp (polysaccharide): Saccharose, tinh
bột và cellulose... Các glucidđặc
biệt là monosaccharide có vai trị rất quan trọng trong
sự trao đổi chất của tế
bào, trừ ribose và desoxyribose tham gia vào các chất

sống vá có ý nghĩa sinh học
rất quan trọng, các glucid khác tuy không phải là các
chất sống thật sự nhưng lại là
một trong những nguồn năng lượng của tế bào.
+ Muối khống vơ cơ: trong tế bào chất, các thành
phần muối vô cơ chiếm 2 6 % trọng lượng khô, chúng thường ở dưới dạng các
hợp chất muối hoặc có trong
các hợp chất với protein, glucid, lipid... Trong tế bào
chất, các loại muối thường ở


trạng thái phân ly thành các ion mang điện tích
dương như K +, Mg++, Ca++ , Fe++...
và các ion mang điện tích âm như Cl-, N03
-, PO4 3- . Ngồi ra cịn có một số
ngun tố vi lượng khác như Cu, Mn, Br...
+ Nước: trong tế bào chất, nước chiếm trên dưới 80%
khối lượng của tế bào
chất, nước cần thiết cho 2 q trình thuỷ phân và oxy
hố thường xun xảy ra bên
trong tế bào. Trong tế bào chất có 2 dạng nước:
- Nước liên kết: bao quanh các phân tử keo, là điều
kiện để duy trì độ bền của keo
trong chất tế bào, dạng nước này khơng đóng vai trị
dung mơi đối với các chất hồ tan
được trong nước. Sự mất loại nước này làm cho tế
bào và mô bị xẹp đi, do đó loại nước
này rất cần thiết cho sự sống của tế bào, mô.

- Nước tự do: là môi trường để thực hiện mọi q
trình sinh hố diễn ra trong
tế bào. Nó có thể hoà tan muối và các chất khác, dạng
nước này chiếm phần lớn
khối lượng nước của tế bào.
c. Cấu trúc siêu hiển vi của tế bào chất
Khi quan sát tế bào dưới kính hiển vi quang học, ta
thấy tế bào chất là một
khối đồng nhất về quang học. Tuy nhiên, khi quan sát
tế bào dưới kính hiển vi điện
tử đã cho ta thấy được cấu trúc siêu hiển vi của tế bào
chất. Tế bào chất của tế bào
thực vật có 3 lớp màng:
- Màng ngun sinh: có đặc tính cơ bản của chất
nguyên sinh bởi tính thấm
phân biệt và khả năng dịch chuyển tích cực các chất,
thậm chí cịn chống lại cả


gradiel nồng độ (Clander,1959). Những màng mỏng
này khó có thể nhận biết được
bằng kính hiển vi quang học, nhưng ở kính kiển vi
điện tử người ta có thể khẳng
định được đặc tính hình thái của chúng
(Mercer,1960). Chúng có thể xuất hiện
những đường đơn hoặc kép tuỳ thuộc vào tiêu bản và
mức độ phân tích, màng trong
đơi khi nhỏ hơn màng ngồi (Falk và Sitte,1963).
- Màng khơng bào: là những phần chất nguyên sinh
bao quanh các không bào.

Cả hai lớp màng ngun sinh và màng khơng bào đều
có cùng một cấu tạo
phân tử lipoprotein.
- Phần cơ bản giữa hai lớp màng có cấu tạo phức tạp.
Theo K.Pocte và cộng


sự (1943) đã xác định: chúng được cấu tạo từ một hệ
thống các xoang, các túi nhỏ
9
và các rãnh có cấu tạo như màng nguyên sinh và
màng không bào. Hệ thống đó
được gọi là mạng lưới nội chất. Thành mạng lưới nội
chất có thể nhẵn hay mang các
hạt riboxom, chúng khơng bền vững, số lượng và sự
phân bố có sự thay đổi trong
quá trình sống của tế bào. Mạng lưới nội chất cung
cấp cho tế bào một bề dày màng
mỏng bên trong rộng lớn, các enzyme thường phân
bố thứ tự dọc theo các màng đó
và cũng cung cấp cho tế bào một hệ thống các ngăn
như tách riêng các sản phẩm
trao đổi chất và có thể được vận chuyển từ phần này
đến phần khác của tế bào.


Màng ngun sinh và màng khơng bào đều rất mỏng,
có độ dày thường từ 7 12nm, có cấu tạo bởi 3 lớp phân tử: ở giữa là lớp
phân tử lipid phân cực, cịn phía
ngồi là 2 lớp phân tử protein. Cả 2 lớp màng này

đều giàu lipid và đều có tính bán
thấm chọn lọc: có khả năng để cho nước và các chất
hồ tan cần thiết thấm qua, có
tính đàn hồi và có khả năng tái sinh, chúng hợp hành
màng cơ sở của tế bào.
Trong phần chất cơ bản, còn một chất nền trong suốt
không màu được gọi là
chất nền, là phần nằm ngoài các màng mỏng của
mạng lưới nội chất.
d. Tính chất sinh lý của tế bào chất
+ Tính thấm chọn lọc


Là khả năng hút được chất này hay chất khác từ môi
trường xung quanh vào tế
bào và ngược lại nhả một số chất vào môi trường khi
nồng độ dung dịch bên trong
tế bào và ngồi mơi trường chênh lệch nhau.
Tế bào chất có thể được xem như một màng bán thấm
có tính chọn lọc, nghĩa
là có khả năng cho dung mơi thấm qua, cịn các chất
hồ tan trong khơng bào khơng
thể lọt qua được hoặc nếu có thì thấm qua với tốc độ
chậm hơn nước rất nhiều.
Tính chất này của tế bào chất được thể hiện khá rõ
trong hiện tượng co nguyên sinh
và phản co nguyên sinh của tế bào chất.
+ Sự chuyển động của chất tế bào
Sự chuyển động của tế bào chất là đặc tính của các tế
bào sống, trong quá trình

chuyển động, tế bào chất đã lôi kéo những nội bào
quan, đôi khi cả tế bào chuyển
động theo. Sự chuyển động của tế bào chất có thể
quan sát dễ dàng dưới kình hiển
vi quang học, có thể phân biệt 3 dạng chuyển động
sau đây của chất tế bào:
- Chuyển động amip: tế bào chất có thể chuyển động
theo nhiều hướng khác
nhau bằng những xúc tu giả, sự chuyển động này kéo
theo sự chuyển động của cả tế
bào, thường gặp u7903 . các tế bào nấm nhầy
(myxomycetes).
- Chuyển động vòng: chuyển động của tế bào chất
theo một hướng xung quanh
không bào trung tâm, chuyển động như vậy ở các tế
bào lân cận thường xảy ra theo


hướng ngược chiều nhau, kiểu chuyển động này
thường gặp trong các tế bào của lá
những cây ở nước như rong Mái chèo (Vallisneria
spiralis) và rong Đuôi chồn
(Hydrilla verticillata).
10
- Chuyển động khuếch tán: tế bào chất chuyển động
theo những dải xuyên
qua khơng bào trung tâm theo các hướng khác nhau
có khi ngược chiều nhau, kiểu

chuyển động này có thể thấy ở lơng các lồi Thài lài
(Tradescantia) và Bí ngơ
(Cucurbita pepo).
Ngồi ra, cịn có hình thức chuyển động trung gian
giữa kiểu chuyển động
vòng và chuyển động khuếch tán, thường thấy ở tế
bào chất của lông rễ các cây ở


nước (hydrocharia). Kiểu chuyển động dao động của
chất tế bào là kiểu đơn giản
hơn cả, đặc trưng cho các loài tảo như closterium,
Spirogyra...
Về cơ chế và chức năng chuyển động của chất tế bào
đến nay vẫn còn chưa
được nghiên cứu kỹ, rất có thể sự chuyển động này
giúp cho sự vận chuyển các chất
cần thiết trong chất nguyên sinh.
e. Sợi liên bào và sự liên lạc giữa các tế bào
Trong những cơ thể thực vật đa bào, tế bào chất của
những tế bào ở gần nhau
được liên hệ chặt chẽ với nhau nhờ những sợi mảnh
chất tế bào xuyên qua vách tế
bào - gọi là sợi liên bào. Chức năng chủ yếu của sợi
liên bào là mang những sản


phẩm trao đổi chất và dẫn truyền kích thích do ảnh
hưởng của các nhân tố bên
ngồi, từ chỗ nhận kích thích truyền vào sâu ở bên

trong của các cơ quan. Như vậy,
giữa các tế bào có sự giao lưu rõ ràng và mối liên hệ
thường xuyên.
2.2.2. Lạp thể
Lạp thể là những nội bào quan nhỏ đặc trưng cho tế
bào thực vật (khơng có ở
vi khuẩn, tảo lam và nấm), chúng có vai trị rất quan
trọng đối với các q trình
dinh dưỡng của tế bào.
Tuỳ theo sự có mặt của các loại sắc tố chứa bên trong
lạp thể, người ta chia
lạp thể làm 3 loại: lạp lục, lạp màu và lạp không
màu.


Sự phân chia thành các loại lạp nói trên mang tính
chất tương đối, vì các loại
lạp thể này đều có chung một nguồn gốc và giữa
chúng có sự chuyển hố lẫn nhau:
a. Lạp lục (Chloroplaste)
Lạp lục là loại lạp thể có chứa các sắc tố màu lục gọi
là chất diệp lục
(Chlorophyll), lạp lục có mặt trong tất cả các phần
xanh của cây như: lá, thân, cành
non của cây...