Vận chuyển chủ động
Vận chuyển chủ động [hay vận chuyển tích cực] là phương thức vận chuyển các chất qua màng từ nơi chất tan có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao [ngược dốc nồng độ] và cần tiêu tốn năng lượng. Vận chuyển chủ động thường cần có các “máy bơm” đặc chủng cho từng loại chất cần vận chuyển [hình ll.lc].
ATP được sử dụng cho các bơm, ví dụ bơm natri-kali khi được gắn một nhóm phôtphat vào prôtêin vận chuyển [máy bơm] làm biến đổi cấu hình của prôtêin khiến nó liên kết được với 3 Na+ ở trong tế bào chất và đẩy chúng ra ngoài tế bào sau đó lại liên kết với 2 K+ ở bên ngoài tế bào và đưa chúng vào trong tế bào. Nhờ có vận chuyển chủ động mà tế bào có thể lấy được các chất cần thiết ở môi trường ngay cả khi nồng độ chất này thấp hơn so với ở bên trong tế bào.
Nhập bào và xuất bào
Nhập bào là phương thức tế bào đưa các chất vào bên trong tế bào bằng cách r én dạng màng sinh chất. Người ta chia nhập bào thành 2 loại là thực bào và ẩm bào. Thực bào là phương thức các tế bào động vật dùng để “ăn” các tế bào như vi khuẩn, các mảnh vỡ tế bào cũng như các hợp chất có kích thước lớn [hình 11.2a và 11.3]. Quá trình này được thực hiện như sau : Đầu tiên, màng tế bào được lõm vào để bao bọc lấy “đối tượng”, sau đó “nuốt” hẳn đối tượng vào bên trong tế bào. Sau khi “đối tượng” đã được bao bọc trong lớp màng riêng liền được liên kết với lizôxôm và bị phân huỷ nhờ các enzim. Tế bào còn có thể đưa các giọt nhỏ dịch ngoại bào vào bên trong tế bào bằng cách lõm màng sinh chất bao bọc lấy giọt dịch vào trong túi màng rồi đưa vào bên trong tế bào. Kiểu vận chuyển này được gọi là tế bào [hình 11.2b].
Sự vận chuyển các chất ra khỏi tế bào theo cách ngược lại với nhập bào gọi là quá trình xuất bào. Bằng cách xuất bào các prôtêin và các đại phân tử được đưa ra khỏi tế bào [hình 8.2]
Hình 11.2. Sơ đó quá trình thực bào và ẩm bào [bên trái là sơ đồ, bên phải là ảnh chụp dưới kính hiển vi điện tử]
a] Thực bào ; b] Ẩm bào
Hình 11.3. Một tế bào đang ăn một tế bào khác bằng cách “thực bào” a] Bữa ăn đang bắt đầu : b] Bữa ăn sắp sửa hoàn tất Các chất được vận chuyển qua màng tế bào có thể theo phương thức vận chuyển thụ động và vận chuyển chủ động. Vận chuyển thụ động là phương thức vận chuyển các chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp và không tiêu tốn năng lượng. Vận chuyển chủ động cần năng lượng để vận chuyển các chất từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao.
Xuất bào và nhập bào là kiểu vận chuyển các chất thông qua sự biến dạng của màng sinh chất.
Vận chuyển thụ động
Vận chuyển thụ động là phương thức vận chuyển các chất qua màng sinh chất mà không tiêu tốn năng lượng. Kiểu vận chuyển này dựa theo nguyên lí khuếch tán của các chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. Sự khuếch tán của các phân tử nước qua màng sinh chất được gọi là sự thẩm thấu.
Các chất tan có thể khuếch tán màng sinh chất bằng 2 cách : khuếch tán trực tiếp qua lớp phôtpholipit kép, khuếch tán qua kênh prôtêin xuyên màng tế bào [hình 11.1 a,b].
Hình 11.1. Sơ đồ các kiểu vận chuyển các chất qua màng
a] Khuếch tán trực tiếp ;
b] Khuếch tán qua kênh ;
c] Vận chuyển chủ động.
Các chất có khuếch tán được qua màng sinh chất vào bên trong tế bào hay không còn tùy thuộc vào sự chênh lệch về nồng độ giữa môi trường bên trong và bên ngoài tế bào cũng như các đặc tính lí hóa học của chúng.
Nếu môi trường bên ngoài tế bào có nồng độ chất tan lớn hơn nồng độ của chất tan trong tế bào thì môi trường đó được gọi là môi trường ưu trương. Khi đó, chất tan có thể di chuyển từ môi trường bên ngoài vào môi trường bên trong tế bào.
Nếu môi trường bên ngoài tế bào có nồng độ chất tan bằng nồng độ chất tan có trong tế bào thì môi trường đó được gọi là môi trường đẳng trương.
Nếu môi trường bên ngoài có nồng độ chất tan thấp hơn so với nồng độ chất tan có trong tế bào thì môi trường đó được gọi là môi trường nhược trương. Khi đó, các chất tan bên ngoài tế bào không thể khuếch tán vào bên trong tế bào được.
Các chất không phân cực và có kích thước nhỏ như CO2,O2.. có thể dễ dàng khuếch tán qua lớp phôtpholipit của màng sinh chất. Các chất phân cực hoặc các ion cũng như các chất có kích thước phân tử lớn như glucôzơ chỉ có thể khuếch tán được vào bên trong tế bào qua các kênh prôtêin xuyên màng. Các prôtêin vận chuyển có thể đơn thuần là các prôtêin có cấu trúc phù hợp với các chất cần vận chuyển hoặc là các cổng chỉ mở cho các chất được vận chuyển đi qua khi có các chất tín hiệu bám vào cổng.
Các phân tử nước cũng được thẩm thấu vào trong tế bào nhờ một kênh prôtêin đặc biệt được gọi là aquaporin.
I. VẬN CHUYỂN THỤ ĐỘNG
1. Khái niệm:
Là phương thức vận chuyển các chất mà không tiêu tốn năng lượng.
2. Cơ sở khoa học:
Dựa theo nguyên lí khuếch tán của các chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ nồng độ thấp.
Hình 1 : Nguyên tắc khuyếch tán các chất
Có thể khuếch tán bằng 2 cách:
+ Khuếch tán trực tiếp qua lớp phôtpholipit kép.
+ Khuếch tán qua lớp prôtêin xuyên màng.
Hình 2 : Các hình thức vận chuyển các chất qua màng sinh chất
Khuếch tán phụ thuộc vào sự chênh lệch nồng độ giữa môi trường bên trong và bên ngoài tế bào và đặc tính lí hóa của chất khuếch tán.
Chất được vận chuyển qua màng gồm có nước, chất không phân cực , ion và các chất phân cực
Do đặc điểm tính chất hoá học và vật lí của các chất vận chuyển khác nhau nên nó được đưa vào tế bào thông qua các kênh vận chuyển khác nhau.
+ Các chất không phân cực và có kích thước nhỏ như O2, CO2… khuếch tán trực tiếp qua lớp phôtpholipit kép.
+ Các chất phân cực, ion hoặc các chất có kích thước lớn như glucôzơ khuếch tán qua màng nhờ các kênh prôtêin xuyên màng.
+ Nước qua màng nhờ kênh aquaporin.
3. Các loại môi trường bên ngoài tế bào
- Môi trường ưu trương: môi trường bên ngoài tế bào có nồng độ của chất tan cao hơn nồng độ của chất tan trong tế bào →chất tan có thể di chuyển từ môi trường bên ngoài vào bên trong tế bào hoặc nước có thể di chuyển từ bên trong ra bên ngoài tế bào.
- Môi trường đẳng trương: môi trường bên ngoài có nồng độ chất tan bằng nồng độ chất tan trong tế bào.
- Môi trường nhược trương: môi trường bên ngoài tế bào có nồng độ của chất tan thấp hơn nồng độ của chất tan trong tế bào. Chất tan không thể di chuyển từ môi trường bên ngoài vào bên trong tế bào được hoặc nước có thể di chuyển từ bên ngoài vào trong tế bào.
Hình 3 : Tế bào trong các loại môi trường
II. VẬN CHUYỂN CHỦ ĐỘNG [VẬN CHUYỂN TÍCH CỰC]
- Là phương thức vận chuyển các chất từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao [ngược chiều građien nồng độ] và tiêu tốn năng lượng.
- Trên màng tế bào có các bơm ứng với các chất cần vận chuyển, năng lượng được sử dụng là ATP.
VD: Hoạt động của bơm natri-kali: 1 nhóm phôt phat của ATP được gắn vào bơm làm biến đổi cấu hình của prôtêin và làm cho phân tử prôtêin liên kết và đẩy 3 Na+ ra ngoài và đưa 2 K+ vào trong tế bào.
III. NHẬP BÀO VÀ XUẤT BÀO
1. Nhập bào
- Là phương thức đưa các chất vào bên trong tế bào bằng cách làm biến dạng màng sinh chất.
+ Nhập bào gồm 2 loại:
+ Thực bào: là phương thức các tế bào động vật “ăn” các loại thức ăn có kích thước lớn như vi khuẩn, mảnh vỡ tế bào…
Diễn biến: Màng tế bào lõm vào bọc lấy thức ăn → đưa thức ăn vào trong tế bào → Lizôzim và enzim có tác dụng tiêu hóa thức ăn.
+ Ẩm bào: là phương thức vận chuyển các giọt dịch vào trong tế bào
2. Xuất bào:
Là phương thức đưa các chất ra bên ngoài tế bào bằng cách làm biến dạng màng sinh chất
Hình 4 : Vận chuyển các chất bằng hình thức xuất bào và nhập bào
IV.BÀI TẬP VẬN DỤNG
Câu 1. Phân biệt các khái niệm khuếch tán trực tiếp, khuếch tán qua kênh và vận chuyển chủ động
Khuếch tán trực tiếp là quá trình vận chuyển các chất từ nơi có nông độ cao đến nơi có nồng độ thấp thông qua màng phospholipit
Khuếch tán qua kênh là quá trình vận chuyển các chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp thông qua kênh protein
Vận chuyển chủ động là quá trình vận chuyển các chất ngược chiều gradien nồng độ [ vận chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp] và tiêu tốn năng lượng.
Câu 2. Phân biệt môi trương ưu trương, đẳng trương, nhược trương ?
- Môi trường ưu trương: môi trường bên ngoài tế bào có nồng độ của chất tan cao hơn nồng độ của chất tan trong tế bào →chất tan có thể di chuyển từ môi trường bên ngoài vào bên trong tế bào hoặc nước có thể di chuyển từ bên trong ra bên ngoài tế bào.
- Môi trường đẳng trương: môi trường bên ngoài có nồng độ chất tan bằng nồng độ chất tan trong tế bào.
- Môi trường nhược trương: môi trường bên ngoài tế bào có nồng độ của chất tan thấp hơn nồng độ của chất tan trong tế bào. Chất tan không thể di chuyển từ môi trường bên ngoài vào bên trong tế bào được hoặc nước có thể di chuyển từ bên ngoài vào trong tế bào.
Câu 3. Tại sao muốn giữa rau tươi phải thường xuyên vảy nước vào rau?
Vì khi vẩy nước vào rau, nước sẽ thấm vào trong tế bào làm cho tế bào trương lên khiến cho rau không bị héo.
Câu 4. Nếu ta cho một tế bào hồng cầu và một tế bào thực vật vào nước cất thì hiện tượng gì sẽ xảy ra? Tại sao?
Nước cất là nước tinh khiết không chứa các chất tan => môi trường nước cất là môi trường nhược trưa so với tế bào
Khi cho một tế bào hồng cầu vào nước cất => nước trong nước cất đi vào trong tế bào => tế bào tăng kích thước sau đó bị vỡ ra .
Khi cho một tế bào thực vật vào trong nước cất => nước vào trong tế bào làm tăng kích thước của tế bào tế bào to ra áp sát vào thành tế bào nhưng không bị vỡ vì đã có thành tế bào gia cố vững chắc cho tế bào.
Câu 5. Tại sao tế bào hồng cầu cũng như các tế bào khác trong cơ thể người lại không bị vỡ do thấm nhiều nước?
Nguyên nhân do nồng độ chất tan của môi trường trong cơ thể và nồng độ chất tan trong tế bào hồng cầu như nhau nên lượng nước vào trong tế bào và lượng nước ra khỏi tế bào là ngang nhau nên tế bào không bị vỡ ra
Câu 6. Tại sao khi xào rau, rau thường bị quắt lại? Làm thế nào để rau xào không bị quắt lại mà vẫn xanh?
Khi xào rau, do tính thẩm thấu, nước ra khỏi tế bào làm rau quắt lại nên rau dai, ko ngon.
Để tránh hiện tưỡng này, ta nên chia ra xào từng ít một, ko cho mắm muối ngay từ đầu, đun to lửa để nhiệt độ của mỡ tăng cao đột ngột làm lớp tế bào bên ngoài cọng rau "cháy" ngăn cản nước trong tế bào thẩm thấu ra ngoài, sau cùng mới cho mắm muối vào => Rau xanh, ko bị quắt lại, vẫn giòn ngon.
Tất cả nội dung bài viết. Các em hãy xem thêm và tải file chi tiết dưới đây:
Luyện Bài tập trắc nghiệm môn Sinh lớp 10 - Xem ngay
>> Học trực tuyến Lớp 10 tại Tuyensinh247.com, Cam kết giúp học sinh học tốt, hoàn trả học phí nếu học không hiệu quả.