Trao đổi chất qua màng sinh chất - Sinh học 10 Bài 9 (Cánh diều)

Hình ảnh sử dụng trong bài viết: 

SGK Sinh học 10 (Cánh diều), Nguyễn Thị Thu Hà, Phan Thị Lương (2023), Nhà xuất bản Đại học Sư phạm, for educational purpose

SGK Sinh học 10 (BGDĐT CT 2008), Nguyễn Thành Đạt, Phạm Văn Lập, Trần Dụ Chi, Trịnh Nguyên Giao, Phạm Văn Ty, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam, Tái bản 2014, for educational purpose

TTKT Original, for non-commercial and education use only 

I. Khái niệm trao đổi chất ở tế bào

* Trao đổi chất ở tế bào là tập hợp các phản ứng hóa học diễn ra trong tế bào (chuyển hóa vật chất gồm đồng hóa và dị hóa) và sự trao đổi các chất giữa tế bào với môi trường

* Các hình thức trao đổi chất qua màng: vận chuyển thụ động; vận chuyển chủ động; nhập bào và xuất bào.

II. Sự vận chuyển thụ động qua màng sinh chất

* Gradient nồng độ: là sự chênh lệch nồng độ từ cao đến thấp của một chất giữa hai vùng.

* Vận chuyển thụ động: phương thức vận chuyển các chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp (cùng chiều gradient nồng độ) ; không tiêu tốn năng lượng

1. Sự khuếch tán

* Khái niệm: sự di chuyển chất tan cùng chiều gradient nồng độ (từ nơi có nồng độ chất tan cao đến nơi có nồng độ chất tan thấp) và trong môi trường lỏng, khí

- Khi các phân tử phân bố đồng đều trong môi trường, sự khuếch tán đạt đến cân bằng. Ở trạng thái này, các phân tử vẫn di chuyển nhưng theo hai chiều như nhau nên gọi là cân bằng động

* Phân loại:

- Khuếch tán đơn giản (khuếch tán trực tiếp): sự di chuyển các chất (kích thước nhỏ, không tan trong nước, tan trong lipid, không phân cực, các chất khí) trực tiếp qua lớp phospholipid kép

- Khuếch tán tăng cường (khuếch tán trực tiếp): sự di chuyển các chất (kích thước nhỏ, phân cực; các ion: protein, vitamin C/B, Na+, K+,…) qua kênh protein  xuyên màng, nước vận chuyển qua kênh riêng biệt là aquaparin

2. Sự thẩm thấu

* Khái niệm: sự di chuyển của phân tử nước từ nơi có thế nước cao. (nhiều phân tử nước tự do, nồng độ chất tan thấp) đến nơi có thế nước thấp (ít phân tử nước tự do, nồng độ chất tan cao) 

* Dựa vào sự chênh lệch nồng độ giữa môi trường bên trong và bên ngoài tế bào → 3 loại môi  trường :

- Môi trường ưu trương: môi trường bên ngoài tế bào có nồng độ chất tan cao hơn nồng độ của chất  tan trong tế bào → chất tan khuếch tán từ môi trường bên ngoài vào môi trường bên trong tế bào ; các phân tử nước thẩm thấu từ môi trường bên trong ra môi trường bên ngoài tế bào.

- Môi trường nhược trương: môi trường bên ngoài tế bào có nồng độ chất tan thấp hơn nồng độ của  chất tan trong tế bào → chất tan khuếch tán từ môi trường bên trong ra môi trường bên ngoài tế bào ; các phân tử nước thẩm thấu. từ môi trường bên ngoài vào môi trường bên trong tế bào.

- Môi trường đẳng trương: môi trường bên ngoài tế bào có nồng độ chất tan bằng nồng độ của chất tan  trong tế bào → phân tử chất tan, nước vẫn di chuyển nhưng theo hai chiều như nhau (cân bằng động)

* Tế bào thực vật, tế bào động vật khi ngâm trong các loại môi trường khác nhau:

- Môi trường ưu trương:

- Môi trường nhược trương:

III. Sự vận chuyển chủ động qua màng sinh chất

* Ví dụ:

- Ở một loài tảo biển, nồng độ iôt trong tế bào tảo cao gấp 100 lần nồng độ iôt trong nước biển, nhưng  iot vẫn được vận chuyển từ nước biển qua màng sinh chất vào trong tế bào tảo. 

- Tại ống thận, nồng độ glucôzơ trong nước tiểu thấp hơn trong máu nhưng glucôzơ trong nước tiểu vẫn  được thu hồi về máu.

* Khái niệm: phương thức vận chuyển các chất từ nơi có nồng độ thấp đến nơi có nồng độ cao (ngược chiều gradient nồng độ); tiêu tốn năng lượng, với sự tham gia của protein xuyên màng (protein vận chuyển)

* Ý nghĩa: giúp tế bào lấy các chất cần thiết và điều hòa nồng độ các chất trong tế bào.

IV. Sự nhập bào và xuất bào

* Các chất được vận chuyển trong các túi (bóng) được hình thành từ sự biến dạng màng sinh chất  thông qua sự nhập bào và xuất bào → Đây cũng là một dạng vận chuyển chủ động và tiêu tốn năng lượng.

1. Nhập bào

- Khái niệm: phương thức tế bào đưa các chất vào tế bào bằng cách biến dạng màng sinh chất để hình thành các túi (bóng) nhập bào.

- Gồm 2 loại:

+ Ẩm bào: chất cần thu nhận là chất lỏng và các chất tan có kích thước nhỏ, là hiện tượng xảy ra liên tục ở màng của hầu hết các tế bào, đặc biệt đại thực bào.

+ Thực bào: chất cần thu nhận là chất rắn kích thước lớn như vi khuẩn, mô chết, các bạch cầu đa nhân... chỉ có các đại thực bào ở mô và các bạch cầu.

2. Xuất bào

Là phương thức tế bào đưa các chất cặn bã hoặc các sản phẩm do tế bào tổng hợp (protein, hormon,...)  ra ngoài bằng cách biến dạng màng sinh chất để hình thành các túi (bóng) xuất bào, các túi này liên  kết với màng, màng sẽ biến đổi và đưa các chất hoặc các phân tử ra ngoài