Cơ sở hóa sinh

PGS.TS. TRỊNH LỀ HÙNG
CO SỜ HOá SINH
Dùng cho sinh viên ngành Khoa học Tự nhiên
(Tái bán lấn thứ nhát)
DẠI
Hệ! ru. .
;
ISƯÍỈO TẮM ỉlýC
LIỆU
I
NU
\ XUẤT BẢN GI \<> DỤC
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
MỤC LỤC
Trang
Lòi nói đáu 3
Kí hiệu mộ! vài
thuật
ngữ
viết
tất 6
Mội
vài nót vé sư hình thành mởn Hoa
sinh
Chương ỉ. LỎGK PHẢN TI (XA
SI'SÒM;
LI.
Tái cả cơ thế
sống
đêu có
chung

nguồn
góc hoa học 9
1.2. Sự hình thành và liêu thụ năng lượng
trong
quá trình chuyên hoa 9
1.3. Thông tin di truyén 11
Chương 2. TẾ BÀO VÀ CẤU TRI c TỂ BÀO
2. Ì. Te bào - Đơn vị
sống
nhỏ
nhất
13
2.2. Câu trúc cùa tế bào 15
2.3. Các bào
quan
17
Chương 3. THÀNH PHẨN HOA HỌC Ò
A
co THỂ SÒNG
VẢ
VAI TRÒ CỦA NƯỚC TRONG QUẢ TRINH
SỐNG
3.1.
Các nguyên tó hoa học
trong
cơ thò sông 20
3.2. Vai trò của nước
trong
quá trình
sống

23
Chương 4. CACBOHIDRẢT
4.1.
Đại cương 29
4.2. Cấu trúc và lính
chất
30
Chương 5. Lim"
5.1.
Đại cương 48
5.2. Cấu trúc và tính
chất
49
Chương 6. PROTEIN
6.1.
Đại cương 59
6.2. Cấu lạo
phản
lử protcin 60
6.3. Một NÕ lính chái
quan
trọng của
protein
79
6.4. Mỏi sò
protein
quan
trọng 81
Chương 7.
AXIT

NUCLEIC
7.1.
Đại cương R**
7.2. CÁU trúc hoa học của axil
nuclcic
89
7.3.
Axit
Deoxiríbonuclcic (ADN) 89
7.4
Axil
nho
nuclcic
(ARN) 99
Chum* 8. CÁC CHẤT xúc TÁC SINH IU
M
Phán mòi Kn/im
8. Ì. Dai cưong vé cnzim 103
8.2. Cấu tao
phản
lừ của cn/im 104
8.3. Tính dác hiỏu của cnzim 107
8.4. Tác
dung
xúc lác cùa eiưim 107
8.5. Zimogcn và sư
hoai
hoa ùmogen 110
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
8 6. Sự

phan
bò cn/im
trong
lò hào
8.7. Tởn gói và phân loai
X.K.
Các yỏu tổ ánh hướng dỏn vân lóc cùa
phản
ứng
en/im
112
Phún hai Cocn/im, vilamin và moi MI kim loai ran Ihirl
8.9.
Cocn/im
và cơ chỏ
hoai
dỏng
120
8.10. Vitamin 123
8.11. Các chái kháng vitamin (antivitamin) 125
8.12. lon kim
loại
trong
cnzim 126
Chương 9. HíXX"MON
9. Ì. Đại cư(Tng vé
hoocmon
128
9.2.
Hoocmon

(lòng vật 128
9.3. Moóc mon côn Irùng 138
9.4. Moóc mon
thực
vát 139
í hương to. CÁC CHÁT TRO SINH
10.1. Định
nghĩa
143
10.2. Phân
loại
143
10.3. Các
chất
trợ
sinh
ở động vát và cỏn trùng 143
10.4. Các
chất
trợ
sinh
ờ thúc vật 147
í hmmt ti. SỰ TRAO Đổi CHẤT
IU.
Giới
thiệu vé sự
trao
dổi chát 148
11.2. Các quá trinh diên ra
trong

trao
dổi chát 150
Chuông 12. TR KO Đổi GÙ XÍT
12.1. Phân
giải
gluxit 160
12.2.
Tổng
hợp
gluxil
167
(huân* 13. TR xo Dổi I.IPIT
13.1 Phân
giải
lipii
169
13.2.
Tổng
hợp
lipil
175
( hu,<n
K
l4 TRAO DỎ! PROTHN
14.1. Phím
giải
protein
và aminòaxil 181
14.2.
Sinh

lổng hợp
ammoaxii
191
14.3.
Sinh
lổng hóp prolein 194
14 4. Điêu hoa
sinh
tống hóp protcin 200
Chương 15. TRAO Đổi
AXIT
NYCLEIC
15.1.
Phản
giải
axil
nuclcic
201
15.2.
Sinh
lổng hợp
nuclcoth
purin XP
15.3.
Sinh
tổng hơp nucleotii pinmidin 204
15.4.
Sinh
tổng hóp ADN 207
15.5.

Sinh
tổng hợp ARN 2ns
TÀI LIÊU
THAM
KHẢO 211
4
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
Lời nói đáu
Quá trinh chuyển hoa các chất xung quanh chúng ta là một loạt các phàn
ứng hoa học được diễn ra tuân theo những quy luật nhát định cùa hoa hoe. So
với thế giới vô cơ thi quá trinh này trong thè giới sông là vỏ cùng phức tạp và
đấy bí ẩn.
Những thành quả nghiên cứu khoa học vé sự sống đạt đước trong 50 nám
gần đây cùa thế giới là bước đi dài của con người, song những hiếu biết cùa
chúng ta van còn đang ỏ phía trước.
Hơn ai hết, sinh viên ngành hoa là những người nấm được những hiếu
biết về các quy luật hoa học, cần phải tìm hiếu những quy luật này diễn ra
trong thế giới vật chất sông nhầm khai thác phục vụ cho lợi ích cùa con người
nhưng đồng thời củng phải biết hướng sự sống của con người sao cho hài hoa
với môi trường thiên nhiên.
Cuốn giáo trình "Cơ sở Hoa sinh'' nhằm giúp sinh viên ngành Hoa học,
ngành Sinh học và Môi trường có một bức tranh toàn cành vé sự sông, các
chất sống và các bước chuyên hoa các chát này trong cơ thê sòng. Tuy nhiên,
đây cùng chỉ là một lượng kiến thức cơ sở tôi thiêu mang tinh chấm phá và gợi
mở. Tác giả hy vọng cuốn sách sẽ đáp ứng được một phẩn nào đó những thắc
mắc về thế giới mà chúng ta đang sông và hơn thế, nếu được, là tạo ra sự tò
mò đôi với các bạn muôn đi sâu vào lĩnh vực hoa sinh học.
Tác già xin chán thành cảm ơn GS.TSKH. Đặng Như Tại và GS.TSKH.
Trần Đình Toại vé những ý kiến đóng góp sửa chữa trước khi cuốn giáo trinh
được phát hành rộng rái.

Tác giả xin có lời cảm ơn trước các bạn đọc xa gần vé những ý kiến sê đóng
góp khi cuốn sách này được các bạn quan tàm đèn.
lỉu run, ihứrtiỊ -4 nám 201)5
TÁC GIẢ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
KÍ
HIỆU
MỘT VÀI THUẬT NGỮ
VIẾT
TẤT
ACP
Protein
mang
axyl
(Acyl
Carrier
Protein)
AMP,
AMP
vong
ARN„ ARN thòng tin (tiếng Anh m là chữ
viết
tát cùa
message
thông tin)
ARN,
ARN vàn
chuyến
(tiêng Anh t lá chữ
viết

tát cùa transíer : vàn
chuyển)
ARN,
: ARN virut
Da : Dalton là đơn vị
khối
lương tương đương
khối
lương nguyên từ htđro
(1.66.10'
24
g)
EF Yêu tố kéo dài
(Elongation
Factor)
IF : Yêu tố khởi đồng (Imliation
Factorj
In
vitro
Trong
ông nghiệm
In
vivo :
Trong
cơ thể sông
IU
: Đơn vị
hoat
độ của
enzim

theo
quốc
tế (Tiếng Anh :
International
unrt)
à :
Angstron
(10"
1
° m)
ụ : Micro(10'
6
m)
n
:
Nano(10'
9
m)
p, :
Photpho
vô cơ (tiếng Anh : p)
s :
(Svedberg
unit) đơn VI dùng để do hè số lắng 1S = 10'
13
giây Hàng số
lắng tỉ lệ với tốc đỏ láng cùa
phản
tử
trong

trường li tâm và tì lè VỚI kích
thước và hình
dang
phân tử
6
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
MÓT VÀI NÉT VÉ Sự HỈNH THÀNH
MÓN HOA SINH
Hoa
sinh
học li mót môn học nghiên cứu vé sư
sống
dưới
góc độ phân
tử. Mục tiêu đái ra lả nghiên cứu tìm hiếu
thanh
phin, cấu lạo,
chức
nâng và
bản chái hoa học vua các quá trình
chuyển
hoa các
chất
trong
cơ thi sóng
Hoa
sinh
họe l ó
thi*
chia

thành ba lĩnh vực chính
1.
Câu trui hoa học cùa các
chất
có
nguồn
gốc tù Mí sÁng và mồi tương
quan
giữa
chức
nâng
sinh
học với cấu trúc hoa học
2. Sự
trao
đỏi
chất
thế hiện qua các phàn ứng hoa hoi xuảl hiên
trong
Cờ
thể
sống.
3. Bàn
ị.
h.\ì hoa học cua các quá trình và các chài thơi hiện tụ lơn giã vả
truyền dẫn
thống
tin
sinh
học.

MỎM
I loa
sinh
trờ thành mội ngành nghiên cứu độc lập tư dầu thỏ ki XIX
với
công trinh khởi dầu của Friedrich VVõhler Trước thời VVữhỈCT
người
ta cho rằng các chát
trong
vật
chất
sổng
khác biệt hoán
toan
với các chất
trong
vật
chất
khổng
tống, chúng không tuân
theo
CẮC quy Ệậặi vát li vả
hoa học đã biết, chúng chỉ
sinh
ra
trong
lé bào
sống
nhà vảo mỏi lui
sống"

huyền bị nào đó. Nám 1828,
trong
phòng thi nghiệm, Whỗltrr đả
tong
hợp ra uré, một chát cố
nguồn
gốc
sinh
học, tư hợp thát vỏ cơ la
amoni
Xia
nát. Tuy nhiỏn, các
quan
điếm vé "lơi- sỏn^" vẩn tổn tại Vào
nửa sau t!u
x
ki \1\
người
ta đã biết khá nhiêu vé câu trúc
những
thanh
phần
chù vò
li
cua cơ thó
sõnj;
như aminoaxil và
protein.
mono*âccaril vi
poỉỉsaccarìt Bpit và axil

nucleic.
Cuối thỏ ki M\. vào nám 1897« côn>;
trinh của
Eduard
và
Hahs
Buchnor
đã phát hiện ra ráng
dịch
chiếì xuỏt
tư mánh vun cùa tè bào nám men bia (có
nghĩa
Ki các tê bao này đã
chểí
hoán loàn do
IM
nghiền vụn) vẫn
thực
hiện được qua trinh lòn mt-n (lén
men vô hào) đường biền thành rượu. Khám phá nãy đã mi* dưiin£ cho
việc
thực
hiên các phân úng hoti
sinh
ngay
trong
ống nghiệm - in vitTO
mi
khống
cán đòi hòi

trong
mót cờ tiu'
sống
- in
VIVO.
Đây đươc \fm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
như mAt
trong
những
cỏnK trinh có ánh hường lơn nhát đá lam cho
thuyết "lực
sống"
bi súp đõ
hoan
toan
và thúc đ.Jv «»ư phát tn«
v
n
manh
mi"
môn Hoa
sinh
trong
thỏ ki tiép
theo.
Nứa dâu thó kì XX đã xuất hiện nhiỏu
thanh
tưu vá lĩnh vụt hoa
sinh

học. Qua đó
người
ta đã biết được sự hiOn
dn>n
va vai tTÒ cùa vtUirmn.
hoocmon
và bàn
chất
cùa
enzim
la protcin Các phàn ưn£ cua «.|U.I tTinh
lỏn
mi-n Vứ chu trinh oxi hoa, photphorvl hoa
cũng
đã được li giai
Thưa hương nhửn£ thjnh t^uà rực rỡ của sự phát triển
manh
mẽ cùa
các ngành
khoa
học ki thuủt nói
(.
hung,
tư
những
nằm 50 cùa tho ki trước
đến
nay,
trong
lĩnh vực hoa Mnh hen: đả tiếp túc xuất hiỏn thom nhit

4
u
thanh
tựu đáng kỏ vé nghiên cứu cấu trác phân tư axit
nucleic,
protein.
cơ cho xúc tác cùa
enzinv
qud trinh lóny, hợp
protein,
axH
nucleic
vá cú
ché điổu hoà cùa
chung.
Hoi
sinh
học ngáy nay thúc sư la
trung
lủm cùa
cuốc
cách mjn>;
sinh
học.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
Chương Ì
LÔGIC PHẢN TỬ CỦA sự
SỐNG
1.1. TẤT CẢ Cơ THỂ
SỐNG

ĐỀU CÓ CHUNG NGƯổN GỐC HOA HỌC
1.1.1. Sự khác biệt giữa cơ thế sống và giới vô cơ
a) Cơ thể sông có tổ
chức
câu tạo rát tinh vi từ
những
phân lử chát hữu cơ có phân tứ
lượng lớn và có cấu trúc rát
phức
tạp. Ngược lại. đòi với
giới
vò cơ như đát. đá. nước.
khổng
khí chúng chi là tập hợp cùa
những
chát hoa hoe đíTn giản.
b) Cơ thô
sống
thường xuyên
liếp
nhận
nàng lương từ mỏi trưởng
xung
quanh
(nàng
lượng hoa học và năng lương
quang
học) đe thưc hiện các quá trình chuyên hoa
nhảm
mục đích duy trì sự tổn tại và phát

triển.
Các chát vô cơ
khổng
có khả nàng này và nêu cổ
(hì năng lượng (hu dược lại phá vỡ các liên ke! làm chúng tan rả thành các chái dơn
giàn hơn.
c) Cơ thỏ sóng có khá nàng tự tái tạo hôn tục ờ cáp cáu trúc có trài tự cao.
nghĩa
là
chúng có thò tự
sinh
ra chính bàn thân chúng và thậm chi còn phát [Tiên vươt bác nhờ vào
sự
tiến
hoa. Các chát vổ cơ hoàn toàn
khổng
có khá nàng này.
1.1.2. Nguồn gốc hoi học cùa vật chất sống
Tất cà các đại phàn từ
sinh
học đêu được tạo thành từ một sỏ đơn vị có câu lạo dơn
giàn.
ti
lon hình là
aminoaxit,
nuclcotit và monosaccaríl. Chúng dươc ghép nòi với
nhau
tuân
theo
những

quy luật
chặt
chẽ dế hình thành ra các dại
phản
lừ
sinh
học như
protein,
axit
nucleic
và
polisaccarit.
Sư ghép nối này
cũng
giỏng như sự ghép nổi các chừ cái dế
thành một từ có
nghĩa
và các lừ lại dược ghép với
nhau
dè diẻn đai môi cảu hoàn
chinh.
Ví dụ,
trung
tự nhiỏn có rái nhiêu hợp
chất
protein
nhưng lái cả đêu chi dược tao ra lừ 20
aminoaxit.
còn vé sự da
dạng

cùa giỏng loài
trong
tư nhiồn quytM đinh bởi axii
nuclcic
lại
chi được tạo ra lừ 4
nucleolit.
1.2. Sự HÌNH THÀNH VÀ TIÊU THỤ NÀNG LƯỢNG TRONG QUÁ TRÌNH
CHUYỂN
HOA
1.2.1. Cơ thẻ sông luồn không cân băng với môi trướng xung quanh
Từ khi xuất hiên sư
sổng
và
trong
SUÔI quá trình tiên hoa. sư
sổng
bao giờ
củng
dược
ngàn cách với mỏi trường
xung
quanh
bàng lớp màng. Các qui trinh sóng được diên ra
hỏn
trong
lớp mòng này. lúc đáu với
những
tổ
chức

sóng dơn giản. vé sau xuất hiện các
cơ
quan
nội bào và càng ngày càng
phức
lạp him dan đón sư khác biót ngày càng lớn giữa
cơ the
sổng
và môi trường
xung
quanh.
Sư khác biòt hen
trong
và bàn ngoài máng
chinh
là thành phàn và
nống
dỏ các chát. Khi sư sóng
khổng
còn nửa thi các mãng này tụ phá
vở và híp lúc có xu the
1
thict láp tại trạng
thai
cân bàng VỚI mỏi trường
xung
quanh.
4
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
1.2.2.

Thành
phan
phân từ phin inh trạng thái cỉn
bằng
dồng
Thành phán hoa học bòn
(rong
cơ thỏ
sống
luôn luôn ổn dinh
nhung
khổng có
nghĩa
là sự ôn định
cứng
nhác. Trong cơ the
sổng
luôn có sư luân chuyên
thay
dối dòng vếỉ
chất
và nàng lượng. Các
chất
Irong cơ the sóng khổng lốn lại vĩnh viên. chúng luôn dối m^i
hãng cách lự phán huy rói thái vào mỏi trường và dóng thời lại xây
dựng
mới nhờ Híp
nhãn các chái khác tư mòi trường
1.2.3. Cơ thế sống trao dối năng lượng và vát chát với mỏi trưởng xung qtunh
Cơ thó

sống
là một hệ mờ luồn có sư
trao
đổi nàng lượng và vài chủ! VỚI mòi
trang
xung
quanh
trong
diêu
kiện
dang
áp và
dang
nhiệt.
Co the
sổng
được gọi là di dưỡng nêu như nó tiếp nhân các chải từ mồi trường
xung
quanh
và lấy năng lương tư do nhờ phàn ứng
sinh
nhìn của quá trình biến dổi các chái
này. Nguồn nâng lượng này đố duy In cơ thó
sống
và đè
cung
cáp cho các
phan
ưng thu
nhiệt điền ra

trong
cơ tho
sống.
Cơ thở
sống
dược gọi là tự liu
I.:
níu như nỏ
liếp
nhân nàng lương từ các nguồn táng
của môi trường
(quang
nâng) dác biệt là ánh sáng mải ười. Các phản ứng
quang
hoi phái
nhiệt làm tiên đổ
thực
hiện các phàn ứng thu nhiệt nội bào.
1.2.4. Enzim quyết dinh thư tự các phàn ứng diên ra
Oe cho mội phàn ứng hoa hoe xảy ra. các chái
tham
gia phàn ứng cần
phai
có mội
nâng lượn
ị!
hoạt
hoa. Các chát dù đã có thủ nàng cao hơn sàn phàm phán ứng vần
phai
dược hoại hoa vé trạng thái chuyến

liếp.
sau dó phản ứng
thực
sự mới xảy ra. Bình thường
năng lượng này được tạo ra
bảng
cách tảng nhiệt độ cùa hệ phàn ứng. ví dụ đun nóng.
Tuy nhiên, cơ thỏ sóng khổng di
theo
cách này. Cơ thi
sống
là một hệ dáng nhiệt,
chứa
các chát khổng bổn với nhiệt. Trong (hực lé. cơ thè
sổng
sử
dung
chái xúc tác
sinh
bọc
dặc hiệu gọi lù cn/.im. Nhờ các cnzim này. nâng lượng
hoạt
hoa cùa các chát
tham
gia
phàn ứng được giảm dáng ke đón mức khổng cản gia lảng
nhiọi
độ.
Cũng
vì thế lốc độ

phàn ứng do cn/im xúc túc lãng lèn rả! nhiêu lán. (hường gấp lo
6
- lũ
7
lán so với khổng
được xúc lác.
Trong lẻ bào
sống
luôn có mải hàng nghìn cn/im khác
nhau
và mỏi cnzim chi xúc
tác cho một phàn ứng riêng biệt với đổ dác hiẽu rát cao. Mội số cnzim lại tập hóp
thanh
mội
cụm cùng xúc tác cho một loạt các phản ứng hoi học liên tiếp luân
theo
mội trình tự
nhái đinh : mỗi sân phẩm vừa được lạo ra sẽ lại tiếp lục
tham
gia
ngay
vào các phàn úng
kẻ
liếp
tạo nôn mội chuối phán ứng. Đó chính là con dường chuyên hoa các chá!
trong
cơ
thè sóng hay còn gọi là quá trình
trao
dôi chát.

Quá trình (rao dổi
chất
(metabolism)
gốm 2 quá trình có xu thế ngược
nhau
và bổ
sung
lần
nhau
: quá trình di hoa
(catabolism)
và quá trình dóng hoá
(anabolism)
Quá
trình dị hoa là quá trình
phan
giải
các chái từ
dạng
phúc lạp thành các sân phàm có cấu
tạo dơn giàn hơn. Quá trình đổng hoa thì ngươc lại. tổng hóp nón các
sinh
chái mới cỗ
câu (rúc
nhức
lan lừ các tiên chải đơn giản.
lo
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
1.2.5.
Phin

từ VTP (ađeno/in
triphotphat)
là cấu nói cùa qui trinh dị hoa vi đổng hcM
Việc
cung
cấp nâng lượng cho các phản ứng hoa hoe xảy ra
trong
le bao sóng đu<\.
tiến
hành một cách khác biệt.
Phan
từ các chát
tham
gia
phan
ứng dươc cáp nàng lứt mẹ
dế
tạo ra trạng thái chuyến
liếp
bàng cách liên kê! với các phân lử ATP lao ra cát phúc
thai Irung
gian
hoai
dộng. Phán tử ATP
chứa
những
liên két
eslc
photphal
cao

nang
\a la
chái vân chuyến nàng lượng chù yếu cùa tế bào sóng. Phàn lử ATP đươc tao thành lừ 2
nguồn : nguón hoá nàng nhờ quá trinh oxi hoa photphoryl hoa các chái hữu cơ giàu năng
lượng và nguồn
quang
nâng nhờ nâng lượng mải
trời
lao ra quá trình
quang
pboiphorvl hoa
1.2.6.
Sự sông luôn dược duy trì ỏ trạng thái cán
bảng
dộng
Dơn vị
sống
nhỏ nhát cùa cơ the
sổng
là lé bào. Đó chính là sán phàm tuyệt diêu do
lự
nhiên tạo ra
trong
quá trinh
liến
hoa và
chon
loe đế hoàn thiên. MỎI
trong
những

dác
lính dược chọn lọc là khả nâng diêu hoa quá trình chuyên hoa mội cách hợp li và HÒI
kiệm
nhất.
Theo
nguyên tác này tế bào
sổng
chi tao ra
những
phân tứ
sinh
chài cán thu! ờ
mức vừa dù. Khi tế bào phái mòn mạnh, nó sò lổng hơp rát nhiêu các chãi noi bào càn
thiết.
Còn khi tế bào ờ trạng thái nghi khổng
hoạt
động. nó chi tỏng hợp rái ít các
sinh
chất
này. Sự diêu hoa này có được là nhờ các
enzim
chìa
khoa
diêu chinh việc đóng mờ
các phàn ứng diên ra
trong
các chu trình chuyên hoa. Có thỏ" nói ràng. tế bào là mòi cổ
máy hoa học hoàn toàn tự
dộng
diêu khiển moi hoại (.lỏng diên ra

trong
cơ thẻ
sống
mội
cách
tiết
kiệm
nhát và
dỏng
thời
cũng
hiệu quả
nhất.
1.3. THÔNG TIN DI TRUYỀN
1.3.1.
Phân từ ADN tự sao chép và sủa
chửa
Hãi sót gan như hoán hào
Phân từ ADN (axil dcoxiribonuclcic) là mội
polime
chúa gốc dcoxiríbonucleotii dưoc
sáp xếp
theo
mội trình tự nghiớm
ngạt
thò hiên các (hổng tin di truyền. Càu tạo cùa nó
gồm 2 sợi xoắn dôi.
trong
đó mối góc nucleotil nám trẽn mót sợi này hèn kết với g(Sc
nucleotit

bổ
sung
trôn sợi kia thông qua liên kủt hidro. Trong quá trình sao chóp thòng un
di
truyền
hoặc
sứa
chữa
ADN. mỗi sợi nói tròn sẽ là khuôn dó tổng hơp ra soi bỏ
sung
thứ
hai cổ cáu trúc như sợi dôi diện với nó trước dãy. Truông hợp phin
chia
tò hào. hai sợi
này sỉ tách rời
nhau
làm khuôn tổng hợp 2 sợi mới bò
sung
của
chung
lao ra 2 phán lừ
ADN
giỏng hoi
nhau
nám ờ tỏ bào con mới hình thành. Vì Vày. các thòng tin di truyền
dược giữ Ổn định
trong
một thời
gian
rát dài qua nhiêu the hè. Sư ổn dinh tròn còn nhò sư

có mại cùa cơ ché sửa
chữa
sai SÓI
trong
quá trình lổng hóp ADN. Trong quá trình này
những
sui sót khổng sửa
chữa
được sẻ tạo ra các
dang
dõi biên
cung
cáp nguyên
liủu
cho
quá trình liên hoa.
1.3.2.
Sư
thay
dôi thông tin di truyền là cơ sỡ cù* qui trinh
tiến
hoi
Sự ổn định di duyên gán như là hoàn hào.
song
dổi khi vần xuál hiên
những
thay
đối
di
Huyên dược gọi lả dội biên di truyền

(gcnctic
muiation). Có nhiêu
những
dổi biên như
I
Ì
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
vây sẻ bị
loại
bỏ hoác làm cho cá thẻ dội biên bị chét. Tuy nhiên, lại có nhún; cá thè
sóng dược và thích nghi VỚI mỏi trường mới. Khá
nấng
thích nghi với diêu kttn mát này
sẽ cao hơn và dược di truyén
mạnh
hơn. dán dán lạo
thảnh
quán thẻ mói.
Trong
khi đó
những
cá the
hoang
dại không đột biên sẽ dán bị
loại
bỏ. Đây chính lá cơ sỡ cùa quá trinh
tiên hoa tạo ra sự da
dạng
phong
phú của thẻ

giới
tự nhiên.
1.3.3.
Thứ tự tuyến tính ADN mi hoi câu trúc không
gian
3 chiếu cùa
protein
Quá (rình ti m en (hòng tin di tru vén ờ
dạng
thứ tự tuyến tính các góc nuckoUl nám
trong
sợi ADN để thành cáu trúc
khổng
gian
3 chiêu cùa
phần
tử
protein
dược nén hành
qua 2 giai đoạn. Trước hết, ADN nới vòng xoàn đè lỏng ra mội sợi làm khuôn lòng bợp
một sợi ARN (axil
ribonucleic)
mới là kết quả được sao chép lừ ADN nén gọi là ARN
thòng tin (ARN
m
). Sau đó.
ARN
m
sẻ
thục

hiên phiên mả báng cách dựa
theo
cấu trúc cùa
nó.
các
aminoaxit
phải sáp xếp
theo
trật (ự tương ứng dè tạo ra phân tử prolein. c*<- phấn
từ protcin hình thành sê tự sáp xép lại thành cáu trúc không
gian
3 chiêu nhờ các liên két
hidro. lương tác lon, tương tác
Vandccvan
(van dcr
Waals)
và tương tắc kị nước. Vói cầu
trúc đác biệt này dù làm cho proiein hoàn loàn khác với các dại phàn lừ
sinh
học
khắc.
DÓ
đác trưng cho lừng giỏng loài riêng biệt.
12
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
Chương 2
TẾ
BẢO VÀ CẤU TRÚC TẾ BÀO
TA. TẾ BÀO - ĐƠN VỊ
SỐNG

NHỎ NHẤT
Tát cá các cơ thể
sống
đêu câu tạo từ tế bào. Cơ thế
sống
dơn gián nhái là
giới
virut.
Chúng dược xếp vào
giới
sinh
vật vổ bào có
nghĩa
là
VI
rút chưa có cáu tạo lé bào MỎI
virui
chưa được gọi là một tố bào mà gọi là mồi hai
virui
(virion.
virus
particlc)
Đó là
một
virul
'hành
thục.
có kết câu hoàn
chinh.
Thành phán chù yếu cùa hai

virul
là axii
nucleic
(ADN hay ARN) dươc bao
quanh
bời mót vó protcin. Cơ thẻ sóng đơn giản. vi du
như vi khuân và các động vật nguyổn
sinh
là lố bảo đơn. riêng rẽ hay tập đoàn. Các cơ
thô da bào thì
phức
lạp hơn và mỗi cá thẻ có thè bao gôm từ vài chúc cho lới nhiêu
triệu
tế bào
hoạt
dộng
như mốt thi: thòng
nhai.
Cơ thẻ
người
có lới 10 tế bào.
Hộ
thống
sinh
giới
có the được thò hiện qua mổ hình sau
theo
cách sáp xếp của nhà
sinh
học

Trung
Quốc
Trán Thế Tương
(1979)
:
Sinh
GIỚI
Đóng vát
vát
Giới
Nám
nhân
chuẩn
Giới
Thực
vài
ĩ
Sinh
vật
nhân
sơ
Giới
Vi khuẩn lam
Giới
Vi khuẩn
Sinh
vật
Giới
Virut
vô bào

Tát cà các ứ bào đêu có kích thước siêu nhò được so sánh trên hình 2.1. gốm 3 câu
trúc cơ bàn :
a) Các tố bào đêu dược bao
quanh
bời màng
sinh
châu
hoai
đỏng như mỏi bức vách
ngôn giữa phán ben
trong
và bin ngoài tế bào, đổng thời giúp điêu hoa các thành phán
bèn
trong
tế bào.
b) Bồn
trong
màng tế bào có nhăn hoác nguyên liêu nhàn
chứa
thòng ùn di truyén và
kiêm soát tài cà các
hoạt
dộng
cùa tế bào.
c) Không
gian
giữa màng và nhân tè bào đêu chưa đích long hoác phiti gọi là lé bào
chái,
trong
dó xảy ra các phàn ứng chuyên hoa hoi học. là nơi sàn xuất và dự trử các chái

cán
thi<M
cho li bào.
13
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
*•
ĩ
ì
V
ã
ã Ã,
5- L
*
í
ỉ
*
ị
Ì
z
ạ
<
Ị
í
c
I
ị
ĩ
«
*
í

ì
I
•2 *
Ị
4-1 ỉ ỉ
?
ĩ ĩ í
•
ĩ
í
ẵ
i
4
1
ì
r
0.1
rim ì
om
10 rim
ì
um
10
um 100
lim
ì
I
10 mm
100
mm

ì
m
<
Quan
SAI
bằng
kinh
Nén
vi àtệỉ) từ tháu
xa
(transmèssion)
>
Quan sái
h.inq
k
nh
hiên
VI
quang nọc
<^
Quan lái
bàng kinh
tòn
V.
10
m
Quan sát bằng mái
thưởng
lừ
quét

(•carmtng)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
2.2. CẤU TRÚC CỦA TẾ BÀO
2.2.1. Mảng tế báo
Mổ
hỉnh
vé cấu trúc màng tẻ bào huy mùng
sinh
chát là mỏ hình
kham
dỏng
Mõ
hình này dược minh hoa trôn hình 2.2. Lớp kép
lipit
làm
khung
cho màng. các phán lư
phoipholipit di đỏng tự do với diêu
kiện
giữ nguyên hướng phán bổ
trong
mòi nứa lớp kcp
của chúng.
Cholcslerol
với môi ti lệ nhỏ
nhầm
hạn chế ờ một mức dò nhát dinh sư di
chuyên của photpholipit và do dó có chiêu hướng tao ra sự ổn định cho càu trúc mãng
Protcin
màng bao gôm cả

loại
cáu và
loại
sợi. Một số dược gói là proicin xuyên màng.
chạy
tháng qua màng và có cà dâu ngoại bào lan dấu nội bào. Các proicin khác gói là
protcin bám màng cổ dinh ở mọi nứa của lớp kép
hoặc
chi bám vào bé mặt màng. Da sỏ
prolcin có thó
chuyến
dịch
sang
bốn nhưng van dưtx giữ
trong
màng bám: các lực húp
đản. Lực này xuất hiện giữa các nhóm kị nước -R cùa
aminoaxii
chói ra lừ proicm VỚI
các
đuổi
ki nước của các phàn lừ
lipit.
Chức
năng chính của màng
sinh
chát là
hoạt
dộng
như một hàng rào càn chọn loe

giữa môi trường bòn
trong
và bẽn ngoài tố bào. Màng có lác
dung
diêu
chinh
sự vân
chuyển
vật chiu vào và ra ngoài tế bào. Quá trình vận chuyên này bao gôm nhiêu cơ chí
khác
nhau.
từ khuéch tán đơn giàn đốn các phương
thức
phức
láp của vân chuyên
chu động.
Sự
khuếch
tán là phu U1ỊI
thức
thông thưởng dè té bào nhàn vào hoác cho ra các phân
tủ nhỏ nhu oxi hoa lan. dioxit các-bon và các
phần
từ nước. Các lon nhò như Na'. K* và
ri
cũng
có tho di qua dược. Khuếch lán dựa vào sự khác biệt vé
nống
đò. Các
chai

luôn
di
chuyến
thuận
chiêu với
"gradien
nống
độ" tức là chuyên
dịch
từ phía nòng dỏ cao vó
phía
nồng
độ tháp. Sự di
chuyến
này xây ra dơn gián vì các nguyên tử và phàn lừ lurtn ỏ
trạng thái di
dộng
ngải! nhiên liên tục, dưa tới mội sư cân bâng nóng dó.
cũng
chính la
thiết
láp sự căn bần
Ì:
động giữa 2 phía cùa màng. Khuếch lán có thứ xây ra trúc nép qua
lớp kép
lipil
của màng.
song
có lẽ chủ yếu là một số proiein
trong

màng dã
hoai
đỏng như
"phu khuân vác" hoác các "kớnh" dò vân
chuyến
các chát qua màng
Khucch
lán luôn
luỏn
là quá trình ihu động và
khổng
cần phái tiêu hao nàng lương
Màng tẽ hào còn có tác
dụng
như một màng bán thăm. các phàn lừ nước qua lại 2
phía của màng
theo
nguyên lác thẩm
thau.
Sự vân
chuyến
chù
dộng
luồn cẩn có các protcin màng
Trong
trường hóp này cán
phái tiêu hao nàng lương vì các chái được vân chuyên ngược với
gradicn
nóng dô.
Các phân từ protcin cỏ thố

quay
hoác biên
dang.
Vần chuyên chù động
tham
gia vào
nhiêu
hoạt
đỏng chuyên hoa như hấp thụ và liêu hoa
thức
ân. bài
li
ÔI và đản Ưu vén
xung
thán kinh.
IS
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
2.2.2.
Máng
lưới
nội chát
Trong
nổi bào là một hẹ
thống
màng
lưới
gọi tải là màng nói chát. Các màng này có
Láu trúc gán tương tự như câu trúc màng lố bào bàn ngoài. Các vách
ngần
gi

ùa các màng
dã tạo ra các
khoang
dẹp gọi là các xilcc. Các xilcc này lại có màng bao
quanh
nửa vì
thường thông với
nhau.
Các hại
nboxom
được khâm trên các màng nà) và cỏ nhít!!) vụ
săn xuất
protein
để
dựng
trong
các xitcc.
2.2.3.
ThếGolgi
Bao gốm mốt
chống
các xilcc dẹp. tròn hình dĩa. bao bời màng nội chái trai không
có các hại riboxom bám vào.
Chức
nàng chính cùa thí Golgi là gán nhổm tiên ló
cacbohiđrat vào với
protein.
tức là hoàn thiện việc lông hợp đóng gói glicoproiein. Cuối
cùng thể Golgi hợp với màng
sinh

chát
giải
phóng các glicoprotcin ra ngoài tế bèo. Thế
Golgi còn
tham
gia vào việc ché tạo thêm các chát như
polisaccarit
và mội sò
boocmon.
Jáng ke như insutin và
gastrin.
2.2.4.
Lizoxom
Từ the Golgi
cũng
tạo nên các túi có màng bao bọc gọi là lizoxom. Các lúi này ở lại
tế bào
chất.
Lizoxom
chứa
nhiêu các
enzim
mạnh
và
thục
hiện vai (rò
liủu
hoế nội bào.
Nó phân huy
thức

ăn vào qua thúc bào và tản
cổng
các hào
quan
dà hòng. Các chài bửu
ích thu được qua tiêu hoa như
aminoaxit
và dường dơn dược hâp (hu hỡi lé bảo chái.
ròn các nguyên
liệu
răn được thải ra
khỏi
tế bào khi các túi lizoxom kế! hợp với màng
'tinh chát.
Lizoxom
cũng
thum
gia vào sự phân huy các nguyên
liệu
lố bào sau khi tế bảo chỏi.
Quá trình này xảy ra
trong
quá trinh hiên thái cỏn trùng
hoặc
khi con nòng nọc tiêu
đuổi.
Sự rói loạn
chức
nàng lizoxom có lẽ là nguyên nhân gây nén một số
loại

ung thư.
2.2.5.
Màng nôi chát trơn
Da sô té bào có
chứa
các khu vục
mang
kéo dài từ màng nòi chát nhưng lại
khổng
có
các hạt riboxom bám ngoài. Các màng này có liên
quan
lới việc lổng hợp các
lipit
khác
nhau
kẻ cả
stcroit.
Các khu vực này đác biệt phái
tnen
trong
các tế bào vỏ cùa tuyên trẽn
thán. nơi sàn
sinh
ra các
hoocmon
steroit.
2.2.6.
Màng nhân
Màng bọc nhân của các tê bào

nhản
chuẩn
tạo mội vách
ngẩn
giữa té bào
chất
và chái
dịch
trong
nhân hay
dịch
nhản.
Màng nhàn này có nhiêu lổ
thủng
và đươc bu bới các
protcin dè diêu chình một cách tích cưc giữa nhân và tế bảo chái.
16
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
Prolem
sợi
Mát ngoài cùa màng
Các nhòm cacbohtđrat
bám vào
pcoletn
cáu
Cholesterol
(lòm ỏn dinh
CẨU
trúc màng)
•rí-:'

Bèn
trong
tể bào
Protein
xuyên màng
Prolein
tan lõ
Lóp heo
1
í>'
UỊNỊí
Ị 'í-Im
Mỉ
m§
f/||f/|Ịf
r
'
M
1»
••li
Các
protem
bám máng cổ đinh
trong
một nua cùa lớp kép
hprt
hoác bám vào bè mil
Hình 2 2 Mó hỉnh khám dông vé cáu trúc /nàng anh chài
2.3. CÁC BÀO QUAN
2.3.1. Nhân

Sự xuất bào
TỦI
bét
Chốt nén
tồ báo chát
Bộ
khung
lố
bào
Sợi siêu vi
(actin)
ống siêu
VI
(tubulm)
Bỏng tài
Ti
thê
Màng nội
chất
hai
Màng nội chải
nboxom
lự đo
Liroxom
I
Máng
sinh
chát
Thi
Goi&

"(màng nội ct\ảt
tron)
Trung
tủ
-Màng nrán
Chát nhân ctxXB
nhiêm séc cf«ât
Nhản nhó
LỔ
mang
nhản
Nhân
//i/rA
.
1
.* Cưu tim
Mi li
hưu w tao
fi/itift
{huấn
17
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
Nhản có 2
chức
nàng chù yêu : diêu hoa
hoạt
dộng
của tế bèo
củng
như

kiim
toái
hoạt
lính hoa học cùa tế hào và
mang
(hỏng
(in di truyén đẻ tru vén cho các lé bào cao khi
phán hào. Cấu trúc
nhản
de
thực
hiên
chức
nàng di ưuyén là các nhiêm sác thi. mỏi
nhiêm sác thế lại gom hãng dãy các gen. Các gcn dược cầu tạo từ axil
dcoxinhoai*;loe
(ADN).
Nó liên kết với các protcin dặc biệt là
histon
lạo ra cấc chái nhiêm tấc gói là
nhiễm sắc thỏ. Các
chất
nhiêm sác có tính axit do dó có thẻ dược
nhuộm
chọn loe
bảng
các ihuóc
nhuộm
kiêm, thí dụ
xanh

mctylcn.
2.3.2. Nhân nhỏ
Trong
nhân thường có một vài
nhản
nhỏ dâm dặc hình cáu. Các câu trúc này dược tạo
từ axil
ribonucleic
(ARN)
cộng
thèm mốt í! ADN và protcin.
Chức
nàng
chinh
la de tao
ra
nboxom.
Mỏi nhân nhỏ sẻ sản xuất ra các (lếu dơn vị dế tạo ríboxom. Các đan vị nhỏ
này di qua màng
nhan
ra tế bào
chất
rói mới kết hợp với
nhau.
Các nhàn nhỏ không có
màng riêng bao
quanh.
Nó vỡ và liêu biên khi lẻ bào
phản
chia

và lại xuất hiện khi lé bèo
con dã lách rời
nhau.
2.3.3.
Ti thế
Ti
thó là bào
quan
hình tròn
hoặc
hình xúc xích dài 2-5 ụ. Nó có
trong
tái cá các té
bào nhân
chuẩn
vì qua quá trình hoa học của hổ hấp. ti thè
cung
cáp nàng lượng cho cắc
hoạt
dộng
của tế bào. Chính ti thủ
sinh
ra ATP. Chái này
cung
cấp nàng lượng vạn
nấng
cho tát cà các cơ thổ sông. Nhờ có
enzim
ATP-aza.
mạch

ATP có thê gáy ờ bái cứ dầu và
bài cứ khi nào cán đến.
Trong
mỏi tế bào. sỏ lượng ti thi dao động lừ
50-1000.
Các té bèo
hoạt
động
mạnh
như ờ gan có số lượng lớn ti thè. ỏ tim lại còn lớn hơn
2.3.4.
Lúc láp
Lục lạp là
loại
bào
quan
lớn. có dường kính 4-10 ụ. Nó
chứa
các SÁC lố màu
xanh
lục
gọi
lù chát diệp lục (chlorophvl) và có
trong
các tố bào có khả nâng
quang
hợp như lé bào
lá cây
xanh.
Chức

năng là hấp thu năng lương ánh sáng dế
quang
hợp tạo ra các phin lử
cacbohidrat
từ các chát vô cơ như CO-, và H O.
2.3.5.
Các sợi siêu vi và ống siêu vi
Các sợi siêu vi là các sợi
mảnh.
dường kính 4-6 nm. câu tạo lừ loai
protein
gói là
aciin. Sự có mật của chúng có liên
quan
đen sư vận
dộng
tế hào ké cà sự
tham
gia cùa
chúng vào phân bào. nháp bào
cũng
như sụ di
chuyến
cùa loàn lé hào.
• Các óng siêu vi lù các óng rỗng dài. dường kính
khoảng
25 nm. cáu lạo lữ protcin
turhutin và tuy
theo
sự cán thiết có thẻ

nhanh
chóng tập hợp lại hoác lan rả. Các ống stàv
vi
cứng
hơn các sợi siêu vi và
hoạt
dộng
như các cấu trúc nâng dỡ
trong
ti bèo.
hĩnh
thành nón cái giông như bộ
khung
xương bén
trong
tế báo và gọi lả bộ
khung
lé bèo Các
ỏng siêu vi đỏi khi
tham
gia văn chuyên các chài lừ chỏ này đèn chó khác bin
trong
ló
hào và có tho là thành
phan
phu cùa các hao
ouan
khác.
18
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN

2-3.6.
Trung
từ, lồng
rung
vi roi
Tái cả các bào
quan
này đêu có cấu trúc từ các ống siêu vi.
Trong
quá trinh phân bào.
trung
lủ phân
chia.
di
chuyến
vé hai cực dôi lập của té bào và
hoat
dòng như các tiêu
điỏm
cho việc hình thành nhân của các tế bào con.
Lỏng
rung
và roi giống như cái chổi
mảnh
phát ra từ té bào và có cáu trúc cơ bán
gióng với
trung
từ. Cà lổng
rung
và roi đêu

tham
gia vào sự di động và vân chuyên lé bào.
Lông
rung
thướng
ngần
hơn roi và
hoạt
dộng
tập thể
trong
các nhóm
chức
năng.
trong
khi
đó roi thường lớn hơn và
hoạt
động dơn dộc.
2.3.7.
Không bào
Ở các tế bào trường thành bắt đáu xuất hiên
khổng
bào.
Trong
không bào chủ yếu là
nước và một sỏ chát khác gọi
chung
là
dịch

bào. Thành phán cùa
dịch
bào là các axit hữu
cơ, đường,
aminoaxit.
prolein. một số rất ít các chát khác như màu sác. kháng
sinh.
cn/.im,
19
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
Chương 3
THÀNH PHẨN HOA HỌC CỦA cơ THỂ
SỐNG
VẢ VAI TRÒ
CỦA NƯỚC TRONG QUÁ TRÌNH
SỐNG
3.1.
CÁC NGUYÊN TỐ HOA HỌC TRONG cơ THỂ
SỐNG
3.1.1. Thành
phấn
các nguyên tố hoi học quyẻt định sự
sống
Tư bức
tranh
dưới
đây (hình 3.1) vé thành phán các ngu>i
v
n lổ được phàn bổ
nong

vù tru.
vỏ trái đất và cơ thể
người,
có thó tháy H và He là thành phán chủ yêu iron^: vũ tru. o vả
Si là thành phán chủ yêu
trong
vò trái dát còn 4 nguyên tó H. c. N và () là
thanh
phan
ĩ hu
yếu
trong
cư the con
người.
Các nguyên lố khác dưuc xem là ỉUitnỵ. dưitng giữa vũ tru và con
người.
Nếu đúng là như vậy,
phai
chăng có thó xem con ngùi
ti
là mội vũ tru thu nhỏ ?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1P. 19 20 Các
H
Ho ũ Be B c NO F Ne Na Mg AI Si p s Cl Ai K Ca nguyên ló
khác
Ghi chú :
Côi trái :
Cội
giữa :
Cội

phải :
Dìu
chấm
:
Trục(ung
:
Trúc hoành
Hình 3 ỉ Thành phún cùa lũ trụ. vo Iriii đất vả co thè ngtítt
Vũ tru
Vỏ
trái đài
Cơ thi'
người
Nhỏ him 0.01 tron
100000
nguyên tử
Sỏ nguyên
íừ/100000
nguyên lừ
SÒ nguyên lố vị ngu\£n lừ
20
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
Sư sống gán liên với sự hình thành các
chất
có cáu trúc
phản
tử lớn và
phức
(áp
Chúng chi có thè hình thành lừ mội số nguyên lố và chi có Ihô" bén vững

trong
những
diêu
kiên mỏi trường han ché. Ở vũ trụ với H và He sẻ
khổng
có hoa học.
Cũng
không Ihà có
hoá học
trong
lửa đỏ của các vì sao. nơi mà lái cà các hợp chái đêu nỏ lung Ihành các
nguyên lố hoá học. Ở môi trường
lanh
như mật trảng và một số hành tinh có thè xuál hiên
mội
quá trình hoa học châm rải và giản dơn nhưng thài khó đế hình ihành ra các
phản
lừ
phức
táp như proicin hoác axit
nuclcic.
Chi
trong
những
điêu
kiện
ổn hoa của mỏi hành
tinh thích hơp như Trái Đất.
chứa
nhiêu nguyên tó có kha nâng tao thành các hơp chài

phức
tạp mới có khả nâng nảy
sinh
sự
sống.
Oxi và
hidro
là 2 nguyên lố có hàm lương
lới)
trong
cơ thế
sống.
Điêu này cho thấy vai trò
quan
trong
và quyết đinh của nước dổi
với
sự
sống.
Có lẽ
cũng
vì vây, chi với thành phán có nhiêu oxi và
hidro
như vỏ trái đát
mới
đáp ứng dược yôu cáu này
sinh
và duy trì sự
sống.
3.1.2.

Các nguyên tố
sinh
học
Trong
cơ thè
sổng
có
khoảng
30 nguyên tố hoa hoe dã xác định dược. Đa sô các
nguyủn
lố này có
khối
lượng nguyôn tử nhò.
Trong
dó. 4 nguyên lố
quan
trọng nhái là c.
H,
o và N chiêm lới 90
r
f
khối
lượng của tô bào
sổng.
Có mội sự trùng láp là 6
trong
sổ 8
nguyên trì phổ biên
nhất
của cơ thổ

sống
lại nám
trong
số 9 nguyên lố phổ biên nhát
trong
nước biên và
trong
không khí. Đay dược xem là kết quá hoàn loàn có tỉnh lỏgic.
Chính từ nước và không khí dã hình thành
những
mâm
sống
đáu liên và
liếp
theo
là các
quá trình
liến
hoa đã xảy ra dóng hành với sự có mai của nước và
khổng
khí.
Bốn
nguyên ló c. H. o và N là rất
quan
trọng đói với sự
sống
vì chúng có xu Ihé
manh
mẻ dè hình thánh các Hỏn kết
cộng

hoa trị.
trong
dó c đóng vai trò
quy*!
định.
Các-bon là nguyên tố duy nhát có khả
nang
kít hợp với
nhau
tao ra bổ
khung
các bon da
dạng
khác
nhau
:
mạch
thảng,
mạch
nhánh,
mạch
vòng và
dang
khung
cho phép tạo ra
lập hợp vô cùng lớn các chái hữu cơ. Bộ
khung
cacbon
lai có khá nâng
liỀn

kít với các
nhóm
chức
như hiđroxyl - OH,
cacbonyl
- CHO,
cacboxyl
- COOH.
amin
-
NH
2

góp
phán tao ru các phàn từ đa
chức
nang
Tuy nhiên, sự sóng
khổng
chi tạo
dựng
dưa trớn 4 nguyên ló này. Rát nhiêu các
nguyên lố khác cùng cán thiỏì cho sự sống
Irtn
Trái Đấl dươc níu ra
trong
bàng 3.1. Đó
là các nguyên lổ' chù chỏi như lưu
huỳnh,
photpho

có khá nàng lao các hỏn kết công hoa
trị và các lon Na*. K*. Mg . Ca . và Cl . Lưu
huỳnh
là hóp phân
quan
trọng của
protcin. còn phoi pho giữ vai trò chù yếu
trong
trao
dổi nàng lương. Môi sổ các nguyên ló
khác được xếp vào
dang
cán
ihiới
với lượng ít hoác ờ
dang
vét có lác
dụng
hổ trợ cho sư
xúc lác
trong
các phàn ưng hoá
sinh.
21
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
BẢNG 3.1. CÁC NOI
N
f:\ TO DI'ÓC PHÁT mí s TRONG ca THÍ 5ÓSC
Các nguyên tố
Hàm lương Các nguyên tổ

•
Hèm luông
Mức 1
MỨC 4
Cacbon
Chiếm lương lớn
Acsen
Chiếm
mong
vét
Hiđro
trong
cơ thể
sống
Bo
trong
cơ thể
sổng
NHƠ
Brôm
Oxi
Crôm
Mức 2
Fk>
Canxi
Chiếm lượng nhỏ
Gan
Clo
trong
cơ thể sóng

lỏi
Kall
Moiipđen
Lưu
huỳnh
Nhôm
Magiè
Niken
Natri
Selen
Phối pho
Silic
Mức 3
Vanađi
Cô ban
Chiêm lương rái nhổ
Vonfam
Đóng
trong
cơ thể sóng
Kèm
Mangan
Sát
BẢNG 3.2. TÍ LÊ CÁC NGUYÊN TÓ SINH HỌC CẤU TAO NÊN cơ THỂ
NGƯỜI
Các nguyên tỏ
Tì lộ
Các
nguyền
tổ

TI
lệ
Các nguyên tô chính :
99%
Các nguyên tó khác
1%
Oxi
65%
Kali
0.35%
Các bon
18%
Lưu
huỳnh
0.25%
Hiđro
10%
cio
0.16%
NHƠ
3%
Nam
0.15%
Canxi
2% Magiê
0.05%
Phối pho
1%
Sát
0.04%

Đống
vết
lót
vét
Kên* vét
Mangan
vét
ì Ì
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
3.2. VAI TRÒ CỦA NƯỚC TRONG QUÁ TRÌNH
SỐNG
3.2.1. cíu tạo vi tinh
chất
cùa nước
I*hán lớn oxi và
hidro
có
trong
cơ thô sông là ở
dang
nước. Nước chiếm
750t
khôi
lượng da .số các tế bào. Tuy nhiên, tì lộ nước
cũng
phu
thuộc
vào sự có mãi cùa nguyên
liệu
khung.

Trong
các cơ thế không có mô
cứng.
ti le nước thường vào khoáng
75
r
r.
còn
trong
cơ thè
người
do có
khung
xương nên ti lệ nước vào
khoảng
60%.
Sự liên kết dác biệt giữa oxi và hùi ro
trong
phần
lử nước dã làm cho nước có rải
nhiêu tính chái
quan
trọng có ý
nghĩa
dôi với sự sông. Như minh hoa trên hình 3.2. và
hình 3.3, ba nguyên lừ hơp thành mội phân từ nước
khổng
cùng nám trẽn mội đường
tháng. 2
liỏn

két O-H này dã lạo ra một góc I04°5. Phàn tứ nước sẻ
khổng
có càu lạo đỏi
xứng và là một phán lừ phân cực. Sự phân cực này đã dẩn đen sư tương lác giữa các phán
lử
nước
theo
kiêu liên két hidro. Đay
cũng
là mội ưong
nhũng
loại
liên két dác trưng lạo
ra sự tương tác giữa các phân lử
sinh
chất.
Chính vì thế. nước dã trờ thành mồi chát hoa
học giữ vai trò tiên quyết dổi với sự
sống.
Thà! vậy, các quá trình hoa học và vật li của sự
sống
đòi hỏi các phân tử phái luôn có khù nâng di
dọng.
tiếp xúc lần
nhau
và
trao
dôi các
hợp phán
trong

quá trình trai) dối chát và tỏng hợp
phức
lạp. Nước
khổng
chi là mội chát
lỏng phổ biến trẽn Trái Đát mà còn thích hợp cho các mục đích trôn.
Điện tích
dương nhỏ 6*
điện
tích rát nhỏ
Hình 3 2 Sáp lép cóc nguyên tử Hình 3 ỉ bèn két htãro
trong phàn tù
MMìric
gtừo các phàn tử
3.2.2. Nước là mót dung môi
Quá trình
sống
cán cỏ hàng loát các ion và phán lử đươc chuyên động ở ki cận
nhau
túc là phải hoa tan dược ưong mồi [rường
chung.
NưóK có lác
dụng
nhu mót mòi trường
phổ biến
(rong
nội ti bào
cũng
như ờ ngoại tứ bào là nhờ vào tính hoa tan cao cùa nó.
Khá nàng này là kí! quà cùa xu hướng hình thành liên kít

hidro
và do tính lưỡng cực của
nước quyết định.
23
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
a) Đỏi với các phần lừ ưa nước. Các phân (ử có các nhóm chúc có khi
nấng
tao thinh
hen két
hidro
đêu có xu hướng hen két hiđro với nước. Ví dụ. như các hóp chải cỏ nhóm
hidroxyl.
amin.
suníuhidryl.
estc.
xcion và hàng
loại
các hóp
chất
bửu cơ khác) Khi các
phán lư có nồi liên kỏt hiđro lao thành các vòng xoắn
cũng
có khi nâng mỡ xoắn đè Lao
thánh một số hoác tát cà đi chuyên thành liên két hiđro với nước (hình 3.4). Các
hqpchất
khổng
tạo thành liên
két
hidro
dương nhiên

thường ít tan ương
nước. Các hơp chài vô
cơ (Ví du NaCI) tuy
lỏn
lại ỏ thỏ rán như
mội
mạng
lon bén
vững
song
vẩn hoa lan
hoàn loàn
ì
rong
nước,
đó là do lính lưỡng
cúc của các
phan
lử
nước. Tương tác cùa
các lưỡng cực với
calion và
anion
trong
dung
dịch
nước lùm
cho các lon bị hiđrat hoa. có
nghĩa
là các ion bày giờ được bao bọc bời lớp vỏ

phần
lử
nước (hình 3.5). Hảng sỏ điện mỏi cao cùa nước còn làm giảm lực húi giữa các diỂn lích
có dâu trái ngược đổng thời lại
củng
có thi dây chúng gán
nhau
hơn. Han chát lường cục
cùa các
phản
lử nước
củng
làm cho nước có khả năng hoa lan các phùn lừ hữu cơ phi MO
nhưng
mang
cục như các
phcnol.
este.
amii. Các phân tử này thường có mômcn lưỡng cực
lớn
và lương tác với các lưỡng cục nước kích thích sư hoa lan cùa chúng
trong
nước.
Hình ỉ 4 Su thay đói him két Hidro khi hi*) tan trong nin*
HinH ý 5 Sư htdrut
Anxi
cài um tnmt
dmttg
đích
24

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN
b) Dối với các phán (ừ kị nước. Phân từ cùa các chái này. ví du như hiđrocachon. lá
phi cực, phi lon nén không thó tao ra các hùn két
hidro
và chi hoa lan rai han chi
trong
nước. Khi các phán tử kị nước hoa tan. chúng
khổng
lao thành các vỏ hiđrai hoa như các
chát ưa nước lau ra.
Trong
trường hợp
này. các liên két giữa
các phân lử nước tạo
ra như mót
mạng
lưới
hay cồn ví như một cái
lổng giữ các phán tử
ki
nước ở bén
trong
(hình 3.6). buông nhiên
sỗ khõnị! có nhiêu
phân lử chái kị nước
bị phân lún như vậy.
và dù cho có xây ra thi
xu thố lắp hợp lai
cũng
lù

khổng
(rãnh khói.
c) Đôi với các phân lử lưỡng tính. Các
phản
từ này
mang
đóng thời cà hai tính chải ưa
nước và kị nước, ví dụ các chát béo, các chát táy rửa. Khi hoa vào nước. chúng có thè
tạo thành mỏi lớp đon phán lừ trớn bé mật nước với cách dàn liêu các phàn lủ
theo
cách
đáu ưa nước
quay
xuống
dưới
chìm vào
trong
nước, còn đáu ki nước
quay
lén tròn.
Trong
trường hợp dược khuây trộn
mạnh
thì có thè hình thành các chuôi phàn lừ cuộn lại lao ra
một hình cáu chi có mội lớp phân lừ với bé mải hình cáu là các
phan
ưa nước còn bùn
trong
là các phin kị nước (hình 3.7) gọi lù các mixcn. Trường hợp lao hình cáu với lớp
kép gồm 2 lớp phin từ

quay
phan
kị nước vào
nhau
thì đó chính là hình ánh màng té bào
dã đó cộp đốn
trong
hài trước.
Hình 3 ờ Cúc phàn lử nuàc lạo thành tống hao làx phàn tú kị MU*
A
Các phán tử Nnh thánh một lớp bé
mát
Các phán ki nưùc dưng đủng lèn
khỏi
bé mệt cùa nước
B
Các phàn tủ hmh thành mỉu mtxen
hnh cáu
Các phán ki nước cùa phán lử
quay
vào
moen.
Cồn các pháo tử ưa
nuức
oà™ tréo bé mát
Hình J 7 Các phán tử luông linh hình thanh híp bé mứt hnậc mtxen hình cám
25
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN