Bài giảng môn Sinh học - Tế bào và mô

Tế bào và môPhần 21Sinh lý tế bào: Sự vận chuyển qua màng Vận chuyển qua màng là sự vận chuyển các chất đi vào và đi ra khỏi tế bào Có hai cơ chế cơ bản của quá trình vận chuyểnVận chuyển thụ động (Passive transport)Không tiêu tốn năng lượng Vận chuyển tích cực (Active transport)Tế bào phải cung cấp năng lượng (ATP)2Sự hòa tan và vận chuyển Sự hòa tan – Pha trộn đồng đều của hai hoặc nhiều chất Dung môi – là môi trường hòa tan, như nước trong cơ thể Chất hòa tan – là những chất có khối lượng nhỏ có khả năng hòa tan Dịch nội bào – gồm dịch nhân và tế bào chấtDịch ngoại bào- chất lỏng ở bên noài tế bào 3Tính thấm chọn lọc(Selective Permeability)Màng sinh chất cho chất này đi qua nhưng không cho chất khác đi qua Khả năng thấm tác dụng đối với sự chuyển động ở cả 2 phía của màng (đi vào và đi ra)4Quá trình vận chuyển thụ động Khuếch tánCác phân tử có khuynh hướng phân bố đều trong dung dịchHướng chuyển động là từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp hoặc theo chiều gradien nồng độ5Quá trình vận chuyển thụ độngCác loại khuếch tán: Khuếch tán đơn giản Một quá trình tự động Các chất hòa tan trong lipit hoặc kích thước nhỏ qua màng tế bào qua các siêu lỗ 6Quá trình vận chuyển thụ động7Các loại khuếch tán (tt)Sự thẩm thấu – Khuếch tán đơn giản của nướcCác phân tử nước phân cực dễ dàng xuyên qua màng sinh chất qua các siêu lỗ chứa nướcQuá trình vận chuyển thụ động8Quá trình vận chuyển thụ động9Khuếch tán liên hợp (Facilitated diffusion)Các chất kết hợp với chất mang protein để vận chuyển thụ động Sự vận chuyển các chất không tan trong lipit và các chất có kích thước lớnQuá trình vận chuyển thụ động10Quá trình vận chuyển thụ động11Sự lọc Nước và các chất hòa tan được đẩy qua màng theo dòng chảy hoặc áp suất thủy tĩnh (hydrostatic pressure)Phải tồn tại gradien về áp suất thủy tĩnh Chất lỏng chứa chất hòa tan được vận chuyển từ nơi có áp suất cao đến nơi có áp suất thấp.Ví dụ quá trình hình thành nước tiểu đầu ở quản cầu thận Quá trình vận chuyển thụ động12Các chất được vận chuyển không theo cơ chế khuếch tán Các chất có kích thước rất lớn Các chất không thể hòa tan trong lớp lipit của màng Các chất có thể vận chuyển ngược chiều gradien nồng độ ATP được sử dụng để vận chuyển Quá trình vận chuyển tích cực13Có hai dạng vận chuyển tích cựcVận chuyển tích cực (bơm chất tan)Vận chuyển bằng không bào Xuất bào (Exocytosis) Nhập bào (Endocytosis)Thực bào (Phagocytosis)Ẩm bào (Pinocytosis)Quá trình vận chuyển tích cực14Vận chuyển tích cực (cơ chế bơm)Các axit amin, các phân tử đường và các ion được vận chuyển bởi chất mang protein được gọi là cơ chế bơm (solute pumps)ATP cung cấp năng lượng cho Protein vận chuyểnTrong hầu hết trường hợp, các chất được vận chuyển theo chiều ngược gradientXảy ra theo nhu cầu của tế bàoQuá trình vận chuyển tích cực15Dịch ngoại bàoCytoplasmLoss of phosphate restoresthe original conformation ofthe pump protein. K+ isreleased to the cytoplasm andNa+ sites are ready to bind Na+again; the cycle repeats.Binding of cytoplasmic Na+to the pump proteinstimulates phosphorylationby ATP, which causes thepump protein to change itsshape.The shape change expelsNa+ to the outside.Extracellular K+ binds,causing release of thephosphate group.ADPNa+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+K+K+PPPATP16Extracellular fluidCytoplasmBinding of cytoplasmic Na+to the pump proteinstimulates phosphorylationby ATP, which causes thepump protein to change itsshape.ADPNa+Na+Na+PATP17Extracellular fluidCytoplasmBinding of cytoplasmic Na+to the pump proteinstimulates phosphorylationby ATP, which causes thepump protein to change itsshape.The shape change expelsNa+ to the outside.Extracellular K+ binds,causing release of thephosphate group.ADPNa+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+PPPATP18Extracellular fluidCytoplasmLoss of phosphate restoresthe original conformation ofthe pump protein. K+ isreleased to the cytoplasm andNa+ sites are ready to bind Na+again; the cycle repeats.Binding of cytoplasmic Na+to the pump proteinstimulates phosphorylationby ATP, which causes thepump protein to change itsshape.The shape change expelsNa+ to the outside.Extracellular K+ binds,causing release of thephosphate group.ADPNa+Na+Na+Na+Na+Na+K+K+K+K+PPPATP19Quá trình vận chuyển tích cựcVận chuyển bằng không bàoXuất bào (Exocytosis)Vận chuyển các chất ra khỏi tế bào Các chất được bao bọc bởi màng không bào Không bào di chuyển ra màng sinh chất Không bào hợp nhất với màng sinh chất Vật chất được đưa ra bên ngoài20Quá trình vận chuyển tích cực: Xuất bào (Exocytosis)21Quá trình vận chuyển tích cực: Xuất bào (Exocytosis)22Vận chuyển bằng không bào (tt)Nhập bào (Endocytosis)Các chất ở bên ngoài được đưa vào nhờ hình thành không bào do màng lõm vào Hai dạng nhập bào Thực bào còn gọi là “ăn bào” (cell eating)Ẩm bào còn gọi là “uống bào” (cell drinking)Quá trình vận chuyển tích cực: Xuất bào (Exocytosis)23Quá trình vận chuyển tích cực: Nhập bào (Endocytosis)Recycling of membraneand receptors (if present)to plasma membraneCytoplasmExtracellularfluidExtracellularfluidPlasmamembraneDetachmentof vesicleVesicle containingingested materialVesicleVesicle fusingwith lysosomefor digestionRelease ofcontents tocytoplasmLysosomeTransport to plasmamembrane andexocytosis ofvesicle contentsPlasmamembraneIngestedsubstancePit(a)24CytoplasmExtracellularfluidExtracellularfluidPlasmamembranePlasmamembraneIngestedsubstancePit(a)Quá trình vận chuyển tích cực: Nhập bào (Endocytosis)25CytoplasmExtracellularfluidExtracellularfluidPlasmamembraneDetachmentof vesicleVesicle containingingested materialPlasmamembraneIngestedsubstancePit(a)Quá trình vận chuyển tích cực: Nhập bào (Endocytosis)26CytoplasmExtracellularfluidExtracellularfluidPlasmamembraneDetachmentof vesicleVesicle containingingested materialVesicleVesicle fusingwith lysosomefor digestionLysosomePlasmamembraneIngestedsubstancePit(a)Quá trình vận chuyển tích cực: Nhập bào (Endocytosis)27CytoplasmExtracellularfluidExtracellularfluidPlasmamembraneDetachmentof vesicleVesicle containingingested materialVesicleVesicle fusingwith lysosomefor digestionRelease ofcontents tocytoplasmLysosomePlasmamembraneIngestedsubstancePit(a)Quá trình vận chuyển tích cực: Nhập bào (Endocytosis)28CytoplasmExtracellularfluidExtracellularfluidPlasmamembraneDetachmentof vesicleVesicle containingingested materialVesicleVesicle fusingwith lysosomefor digestionRelease ofcontents tocytoplasmLysosomeTransport to plasmamembrane andexocytosis ofvesicle contentsPlasmamembraneIngestedsubstancePit(a)Quá trình vận chuyển tích cực: Nhập bào (Endocytosis)29Recycling of membraneand receptors (if present)to plasma membraneCytoplasmExtracellularfluidExtracellularfluidPlasmamembraneDetachmentof vesicleVesicle containingingested materialVesicleVesicle fusingwith lysosomefor digestionRelease ofcontents tocytoplasmLysosomeTransport to plasmamembrane andexocytosis ofvesicle contentsPlasmamembraneIngestedsubstancePit(a)Quá trình vận chuyển tích cực: Nhập bào (Endocytosis)30Quá trình vận chuyển tích cực: Nhập bào (Endocytosis)31Chu kỳ sống của tế bào Tế bào có hai thời kỳ chính: Thời kỳ trung gian Tế bào tăng trưởng Tế bào thực hiện quá trình trao đổi chấtThời kỳ tế bào phân chia Tế bào tự phân chia Chức năng là tăng số lượng tế bào để sinh trưởng và tự đổi mới 32Tự nhân đôi ADNGenetic material is duplicated and readies a cell for division into two cellsOccurs toward the end of interphaseDNA uncoils and each side serves as a template3334