CHƯƠNG III: CẤU TRÚC TẾ BÀO

1
CHƯƠNG III: CẤU TRÚC TẾ BÀO
PHẦN I: SINH HỌC TẾ BÀO
TS. Nguyễn Hồi Hương
III. 1. Lịch sử nghiên cứu tế
bào
1663: Robert Hooke dùng kính
hiển vi quan sát được vách tế
bào thực vật đã chết
10 năm sau, Antonio
Leeuwenhoek chế tạo 500 kính
hiển vi, là người đầu tiên mơ tả
vi khuẩn, tảo, ngun sinh
động vật, tinh trùng.
Tảo Spirogyra và ngun sinh động vật Vorticellla
1838 - Schwann và 1839 - Schleiden
đưa ra học thuyết tế bào (theo cell
theory):
Tế bào là đơn vị căn bản của sinh giới
Tất cả động thực vật đều cấu tạo nên
từ tế bào
1858, R. Virchov bổ sung cho học
thuyết tế bào:
Tất cả các tế bào đều bắt nguồn từ
những tế bào sống trước đó.
T. Schwann và M. Schleiden
Thí nghiệm Pasteur chứng tỏ ngày
nay các sinh vật sinh ra từ các sinh
vật đã tồn tại trước đó
Thuyết tự sinh bị bác bỏ.
2

Học thuyết tế bào hiện đại:
1. Tất cả các cơ thể sống đều được cấu tạo nên từ tế bào.
2. Tế bào là đơn vò cấu trúc và chức năng của mọi cơ thể sống.
3. Tất cả tế bào đều bắt nguồn từ các tế bào đã tồn tại trước đó
bằng cách phân chia (không phải do ngẫu nhiên tạo thành).
4. Tế bào chứa thông tin di truyền và truyền thông tin này sang
tế bào khác trong qúa trình phân bào.
5. Tất cả các tế bào cơ bản đều như nhau về thành phần hóa học.
6. Tất cả các quá trình chuyển hóa năng lượng (trao đổi chất) của
sự sống đều xảy ra bên trong tế bào.
/>(Đọc thêm về Học thuyết tế bào)
III. 2. Phương pháp nghiên
cứu tế bào
- Quan sát
- Phân lập ni cấy
- Ly tâm phân đoạn
1. Quan sát bằng kính hiển
vi
Kích thước tế bào: µm
Khơng nhìn thấy bằng mắt
thường
Quy luật hình học: tỉ lệ
giữa diện tích xung
quanh và thể tích càng
lớn nếu kích thước
càng nhỏ
Thể tích V tế bào quyết định tốc độ phản ứng hóa học trong tế bào
Diện tích bề mặt S quyết định lượng vật chất vào và ra tế bào
Kích thước lớn – V lớn – S khơng đủ đáp ứng sự ra vào vật chất
Vì sao tế bào có kích thước nhỏ

3
a) Kính hiển vi quang học
i) Kính hiển vi nền sáng (bright field microscope)
Phần cơ học:
Thân kính,
Đế kính,
Bàn kính
Phần quang học:
Nguồn ánh sáng: bộ
phận tụ quang và
gương.
Vật kính: (hệ thống
thấu kính) tạo ảnh
thực phóng đại và
ngược chiều với vật
quan sát
Thị kính: phóng đại
thêm ảnh của vật
kính.
Độ phóng đại
(magnification)
= độ phóng đại
của vật kính x độ
phóng đại của thị
kính
Các thông số của kính hiển vi
Đường đi của ánh sáng trong kính
hiển vi quang học
Độ rõ của ảnh = độ phân giải
(resolution)= khả năng của thấu kính

phân ly hai điểm rất gần nhau.
d khỏang cách tối thiểu (phân ly) giữa
hai điểm
d tỷ lệ nghịch với độ phân giải
Phương trình Abbé: d=0.5λ
λλ
λ/nsinθ
θθ
θ
n=hệ số khúc xạ của môi trường tiếp
gíap với thấu kính
θ = ½ góc hình nón ánh sáng từ vật đi
vào thấu kính.
Độ mở số (numerical aperture)
của kính hiển vi
A)
B)
d
A
>d
B
Để tăng độ phân giải:
- Giảm d
- Giảm λ
λλ
λ (450-500 nm)
= Tăng n (nhỏ lên phiến kính một giọt nước n
= 1,3, glycerine n=1,4, dầu bá hương (huile de
Cèdre) n=1,5. Dùng vật kính dầu.
-Tăng θ

Vật kính dầu (họat động trong
không khí và trong dầu)
Độ phân giải lý thuyết (tối đa) của
kính hiển vi có vật kính dầu có độ mở
1,25 và sử dụng ánh sáng xanh (530
nm) là:
Kích thước của vi khuẩn nhỏ
nhất.
Giời hạn độ phóng đại 1500 x với vật
kính dầu và thị kính 15x
4
ii) Kính hiển vi tương phản pha (phase-
contrast microscope)
Cho phép quan sát mẫu vật sống không cần
cố định nhuộm màu.
Gồm đĩa pha (phase plate) và màn chắn
sáng vòng (annular stop).
Phát hiện chuyển động của VSV
Quan sát hình dạng tế bào sống
Phát hiện các thành phần của vi khuẩn
như bào tử và các nội thể
iii) Kính hiển vi tương phản pha giao thoa
phân biệt (differential interference
contrast microscope)
Tương tự kính hiển vi tương phản pha
Bổ sung thíêt bị tạo giao thoa các chùm
ánh sáng
Ảnh 3D
Hiện rõ màu
Quan sát thành (vách) tế bào, nội bào tử,

hạt dự trữ, không bào và nhân tế bào
eukaryote.
Ảnh nguyên sinh động vật
Amoeba proteus (x160)
iv) Kính hiển vi hùynh quang
Dựa trên cơ sở khả năng phát sáng của nhiều vật chất có nguồn gốc
sinh học hoặc các thúôc nhuộm khi chiếu sáng vào chúng.
Ánh sáng hùynh quang: phát sáng khi ở trạng thái bị kích thích (bởi
ánh sáng), thời gian ngắn
Nguồn sáng: đèn thủy ngân tạo nguồn sáng mạnh qua một bộ lọc chọn
bước sóng mong muốn.
Bộ tụ quang nền đen tạo nền đen tương phản với mẫu vật phát hùynh
quang rực rỡ.
Mẫu vật được nhuộm với các fluochrome hoặc tự phát hùynh quang ở
bứơc sóng sử dụng.
Kính lọc lọai bỏ tia cực tím đến mắt.
Công cụ để nghiên cứu VSV trong y học, sinh thái VSV.
Fluochrome: acridine orange, DAPI (diamidino-2-phenylindole, thúôc
nhuộm DNA) tạo phát sáng cam hoặc xanh lá cây, dễ dàng phát hiện
khi mẫu vật ở bên trong những vật khác.
Escherichia coli nhuộm với kháng thể
hùynh quang (x600), màu xanh mảnh
vỡ tế bào chết
Paramecium tetraurelia đang giao
nạp (nhuộm acridine orange x125)
Nguyên sinh động vật Crithidia luciliae
nhuộm kháng thể hùynh quang – nhìn rõ
nhân động (kinetoplast)(x1000)
Micrococcus luteus và Bacillus
cereus (sống phát hùynh quang màu

xanh, chết-màu đỏ)
b) Kính hiển vi điện tử
(electron microscope)
i) Kính hiển vi điện tử truyền
qua (transmission electron
microscope – TEM)
Độ phân giải kính hiển quang
học 0,2 µm
Kích thứơc vi khuẩn 1 µm
Dùng chùm tia điện tử λ= 0,005
nm thay thế ánh sáng (λ= 500
nm) truyền qua vật làm tăng độ
phân giải lên 100000 lần.
5
Virus cúm người
kích thước 100 nm
(x282 000)
Vi khuẩn
Rhodospirillum
rubrum (x100 000),
TEM
Vi khuẩn
Rhodospirill
um rubrum
(x600)-kính
hiển vi
quang học)
TEM
ii) Kính hiển vi điện tử quét
(scanning electronic

microscope) – SEM
Khảo sát chi tiết bề mặt VSV,
độ phân giải có thể < 7nm
Hình ảnh do điện tử từ bề mặt
vật phát ra
Staphylococcus aureus (x 32 000)
Tế bào lông và tế bào lông tiết ở hoa
oải hương (Lavandula vera) - SEM
2) Phân lập và nuôi cấy tế bào
Phân lập tế bào riêng rẽ từ mô
(enzyme protease, EDTA)
Nuôi cấy
Phân loại tế bào
(lớn, nhỏ, tỉ trọng lớn bé; khả
năng kết dính vào thủy tinh,
plastic; khả năng liên kết đặc
hiệu vào một loại kháng thể)
Phân tích sinh hóa
Nuôi cấy nguyên bào sợi chuột (SEM)
Nuôi cấy tế bào
Đĩa nuôi cấy tế bào
Môi trường dinh dưỡng
Hormone, yếu tố tăng
trưởng
Nghiên cứu tính chất riêng
của từng loại tế bào
6
Ni cấy dòng tế bào (cell lines)
Tế bào có đời sống giới hạn (phân chia 50-100 lần rồi
chết)

Cell line (tế bào bất tử) do đột biến tế bào bình thường
Cell line từ tế bào ung thư
Ưu điểm: tế bào có khả năng phân chia khơng ngừng,
đồng nhất, có thể tồn trữ
Nhược điểm: nhiều điểm khác biệt với tế bào bình thường
cùng loại
Một số dòng tế bào thường được nghiên cứu
Fibroblast: ngun bào sợi Chromaffin cell: tế bào tủy thượng thận
Epithelial cell: tế bào biểu bì Plasma cell: tương bào
Myoblast: ngun bào cơ
3) Phân đoạn các thành phần tế bào
Phá vỡ tế bào
(Phương pháp cơ lý, hóa
học)
Siêu ly tâm
(phân tách các bào
quan, phân tử theo kích
thước, tỉ khối
Tế bào sau
khi bị phá
vỡ
LY TÂM TỐC ĐỘ THẤP
Kết lắng
chứa tb,
nhân, khung
sườn tb
DỊCH TRONG LY TÂM TỐC
ĐỘ TRUNG BÌNH
Kết lắng chứa
ti thể, tiêu

thể, vi thể
DỊCH TRONG LY TÂM TỐC
ĐỘ CAO
Ribosome, virus, các đại phân
tử sinh học
Siêu ly tâm
(ultracentrifugation)
Thiết bị siêu ly tâm
Hệ số lắng (coefficient of sedimentation) S
(Svedberg) = 1cm x 10
-13
s: phụ thuộc vào
kích thước hình dạng bào quan
Ví dụ: ribosome 80S.
7
Phân lọai sinh vật thành lọai tế bào prokaryote và
eukaryote
III.3. Cấu trúc tế bào
1) Phân loại tế bào: nhân sơ và nhân thực
Tế bào nhân sơ (Prokaryote): tế bào vi khuẩn
VI khuẩn E.coli
Hình thái đa
dạng
Tế bào nhân thực (Eukaryote): tế bào động vật
Tế bào lympho
người
Tế bào nhân thực (Eukaryote): tế bào thực vật
8
Tế bào nhân thực vi
sinh vật :

Ngun sinh động vật
Vi tảo
Nấm (nấm men, nấm
mốc, nấm lớn)
Ngun sinh động vật
Trypanosoma brucei
gambiense – ký sinh
trùng bệnh ngủ ở châu
Phi
Paramecium
Nấm lớn
Vi tảo
Volvox
Nấm lớn
(Amanita
muscaria, độc)
Nấm mốc Penicillium sp
2) Tổng quan về chức năng của tế bào
Tế bào = đơn vị sống
7 năng lực của tế bào:
1. Chứa thơng tin di truyền, cho phép sự biểu hiện các thơng
tin di truyền chính xác theo thời gian và khơng gian
2. Phân chia
3. Thu nhận, chuyển đổi và sử dụng năng lượng
4. Thực hiện vơ số các phản ứng sinh hóa (dùng enzyme)
5. Thực hiện nhiều họat động cơ học (vận chuyển các chất
trong các ngăn của tế bào)
6. Đáp ứng đối với kích thích
7. Tự điều hòa hay giữ nội cân bằng
3) Cấu trúc cơ bản tế bào nhân sơ (Prokaryote)

Nang (capsule)
Vách tế bào (cell wall)
Màng sinh chất (plasma membrane)
DNA
Ribosome
Pilus (pili)
Roi (flagellum)
Đặc điểm chính :
khơng có bào quan
có màng bao bọc
Chi tiết cấu trúc
1. Nang (capsule): polysaccharide hay polypeptide, chức năng bảo vệ.
2. Vách tế bào (cell wall): peptidoglucan, chức năng: khung, duy trì hình
dạng, chòu áp suất thẩm thấu.
Hai lọai vi khuẩn: Gram +: giữ lại màu (Streptococcus, Staphylococcus)
Gram - : không giữ lại màu (E. coli)
9
Gram + :
màu tím
khi nhuộm
với fuchsin
và tím tinh
thể
Gram – :
nhuộm màu
có màu hồng
(phần lớn vi
khuẩn gây
bệnh)
3. Màng sinh chất (plasma

membrane) hệ thống màng duy
nhất của tế bào
Màng sinh chất phát triển khi vi
khuẩn có khả năng quang hợp
4. DNA dạng vòng nằm trong một
vùng gọi là nucleoid, chứa thơng tin
di truyền
5. Plasmid (DNA dạng vòng) nằm
rải rác, chứa thơng tin di truyền
khơng thiết yếu (yếu tố gây bệnh,
khánhg thuốc)
6. Ribosome: nằm rải rác trong tế
bào, chức năng tổng hợp protein
7. Pilus (pili): protein, chức năng
kết dính vào tế bào khác lấy thức
ăn hoặc giao phối
8. Roi (flagellum): protein, giúp vi
khuẩn chuyển động.
Vi khuẩn quang hợp có màng
sinh chất phát triển chứa sắc
tố quang hợp
Khuẩn lam Prochloron (x 14500)
4) Cấu trúc tế bào nhân thực (Eukaryote)
Các bào quan có màng bao bọc: mỗi bào quan có chức năng riêng
rẽ, tránh các phân tử phản ứng nhầm lẫn.
Xu hướng tiến hóa.
10
Bào quan xử
lý thơng tin
Hệ thống nội

màng
(mạng
lưới nội chất,
bộ Golgi, tiêu
thể)
Bào quan
chuyển hóa
năng lượng
Bộ khung
sườn
Cấu trúc
ngoại bào
Tế bào động vật
Ribosome
Nhân
Ti thể
Khung sườn tế bào
Trung tử
Peroxisome
Màng sinh chất
Mạng lưới nội chất
trơn
Mạng lưới
nội chất
nhám
Bộ Golgi
Tế bào thực vật
Mạng lưới nội chất
trơn
Mạng lưới

nội chất
nhám
Ribosome
tự do
Nhân
Ti thể
Cầu liên bào
Peroxisome
Màng sinh chất
Bộ Golgi
Lục lạpVách
Hạch nhân
1. Nhân tế
bào
(nucleus) –
trung tâm
điều
khiển của
tế bào
Màng ngồi
Màng trong
Cấu tạo:
i) Màng nhân (nuclear
membrane): gồm hai lớp màng
lipid đơi, chứa các lỗ màng nhân
(nucleare pore complex)
ii) Nhiễm sắc chất (chromatin):
gồm DNA liên kết với protein
(histone và khác histone).
Khi tế bào phân chia, nhiễm sắc

chất cuộn thành nhiễm sắc thể.
iii) Dịch nhân (nucleoplasm):
mạng lưới protein gắn với nhiễm
sắc chất;
Hệ thống sợi lamina tạo cấu trúc
nhân.
iv) Hạch nhân (nucleolus): tổng
hợp ribosome
Chức năng của nhân:
Chứa thông tin di truyền, nhiễm
sắc thể phân chia đều đặn bảo
đảm truyền thông tin di truyền cho
các thế hệ sau.
 Trung tâm điều khiển mọi họat
động của tb (điều khiển sinh tổng
hợp enzyme).