Chương 13TRAO ĐỔI CHẤT QUA MÀNG

Nghiên cứu quá trình trao đổi chất giữa tế bào và môi trường chính là nghiên cứu quá trình trao đổi chất qua màng tế bào, nói cách khác nghiên cứu tính thấm và sự vận chuyển các chất qua màng, Màng tế bào có thể cho nhiều chất thấm qua theo cả hai hướng: đi vào và đi ra. Như đã biết, tính thấm của màng tế bào là có chọn lọc. Bản chất màng tế bào là một màng bán thấm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 13TRAO ĐỔI CHẤT QUA MÀNG Chương 13 TRAO ĐỔI CHẤT QUA MÀNG Nghiên cứu quá trình trao đổi chất giữa tế bào và môi trường chính là nghiên cứuquá trình trao đổi chất qua màng tế bào, nói cách khác nghiên cứu tính thấm và sự vậnchuyển các chất qua màng, Màng tế bào có thể cho nhiều chất thấm qua theo cả hai hướng: đi vào và đi ra. Nhưđã biết, tính thấm của màng tế bào là có chọn lọc. Bản chất màng tế bào là một màng bánthấm. Các chất đi qua màng có thể là thụ động do các tác nhân lý hoá mà không cần đếnnăng lượng, hoặc có thể là tích cực nghĩa là cần có năng lượng; ngoài ra còn có kiểu vậnchuyển thực bào và uống bào. 13.1. Sự vận chuyển thụ động 13.1.1. Tính thấm của màng - áp suất thẩm thấu Màng tế bào để cho nước qua màng: vào hoặc ra và luôn luôn giữ thế cân bằng đốivới môi trường. Nghĩa là màng giữ cho tế bào có áp suất thẩm thấu cố định. Tính chấtthẩm thấu đó của màng gọi là tính thấm (osmos). Như vậy, chính gradien áp suất thẩmthấu là một trong những động lực vận chuyển chất qua màng một cách thụ động. Độ lớn của áp suất thẩm thấu phụ thuộc vào nồng độ các phân tử bé và ion. Đứng về quan điểm sinh học, người ta chia các dung dịch thành 3 nhóm: a) Dung dịch đẳng trương (isotonic): có áp suất thẩm thấu bằng áp suất thẩm thấucủa tế bào. Ví dụ: nếu ta cho tế bào thực vật vào dung dịch đẳng trương thì tế bào chất khôngthay đổi. b) Dung dịch nhược trương (hypotonic): có áp suất thẩm thấu thấp hơn áp suấtthẩm thấu của tế bào. Ví dụ: nếu cho tế bào thực vật vào dung dịch này thì nước sẽ đi vào tế bào, tế bàotrương lên. c) Dung dịch ưu trương (hypertonic): có áp suất thẩm thấu cao hơn áp suất thẩmthấu của tế bào. Ví dụ: nếu cho tế bào thực vật vào dung dịch này thì nước từ tế bào đi ra và làmcho tế bào teo lại, tế bào chất tách khỏi màng cellulose. Như vậy áp suất thẩm thấu đóng vai trò quan trọng đối với hoạt động sống của tếbào. Trong thực nghiệm sinh lý, người ta dùng các dung dịch sinh lý có áp suất thẩm thấubằng áp suất thẩm thấu của máu động vật, ví dụ như dung dịch ringe. Màng tế bào có tính thấm chọn lọc, nghĩa là màng để cho nước và các chất hoà tantrong nước đi qua nhiều hơn so với các chất khác. Vì vậy mà áp suất thẩm thấu được giữổn định nhờ có cơ chế điều hoà nồng độ các chất hoà tan trong nước ở trong tế bào. Để so sánh tính thấm tương đối của các tế bào khác nhau đối với nước, người tathường dùng hằng số thẩm thấu tính bằng thể tích nước đi qua một đơn vị diện tích củamàng trong 1 đơn vị thời gian với sự sai khác áp suất thẩm thấu nội bào và ngoại bàobằng 1. Hằng số thẩm thấu có thể tính bằng công thức: dv = KA (Πtb - Πmt) dt Trong đó: v: thể tích tế bào. t: thời gian. A: diện tích bề mặt tế bào. Πtb: áp suất thẩm thấu nội bào. Πmt: áp suất thẩm thấu môi trường ngoại bào. Hằng số thẩm thấu thường được biểu diễn bằng số µm3 nước chui qua µm2 màng tếbào trong thời gian 1 phút dưới tác dụng của hiệu số áp suất 1 atm. Các loại tế bào khác nhau có tính thấm khác nhau phụ thuộc vào tính chất của môitrường mà chúng thích nghi. Ví dụ: hằng số thẩm thấu của amip là 0,026; của hồng cầu là3,0. Như vậy, tính thẩm thấu của hồng cầu đối với nước gấp 100 lần đối với amip. Quađây cho ta thấy rõ ý nghĩa của sinh vật thích nghi với môi trường. Các sinh vật sống trongnước ngọt có sự khác biệt rất lớn giữa nồng độ của môi trường bên trong và bên ngoài tếbào. Vì vậy, chúng phải hạn chế sự xâm nhập của nước vào bên trong tế bào, bằng cáchcó hằng số thẩm thấu rất nhỏ. Nếu không, chúng phải tiêu phí năng lượng dùng để tốngnước ra khỏi tế bào, hoặc thể tích tế bào phải thay đổi phụ thuộc vào sự thay đổí áp suấtthẩm thấu của môi trường. Ví dụ như trứng cầu gai hoạt động giống như một thẩm thấukế, nghĩa là thể tích trứng cầu gai thay đổi tùy theo sự thay đổi của áp suất thẩm thấu củamôi trường. Tính thẩm thấu còn thay đổi tùy theo trạng thái sinh lý của tế bào. Ta trở lại ví dụtrứng cầu gai: khi thụ tinh tính thẩm thấu tăng lên từ 2,3 - 4 lần và sau khi đã hoàn thànhsự phân chia tế bào tính thẩm thấu trở lại mức cũ. - Đối với động vật bậc cao, áp suất thẩm thấu trong cơ thể được điều hòa chủ yếudo thận và áp suất thẩm thấu của dịch mô gần bằng áp suất thẩm thấu của dịch nội bào. - Đối với thực vật, áp suất thẩm thấu của dịch nội bào cao hơn so với môi trường ngoài,nhưng tế bào không bị vỡ tung vì tế bào có màng cenllulose bao bọc; nhờ áp suất thẩm thấunội bào tăng mà làm cho sức trương của tế bào thực vật ổn định. 13.1.2. Sự khuyếch tán - gradien nồng độ Như ta đã biết, ngoài nước ra có rất nhiều chất khác nhau có thể chui qua màng,vào hoặc ra theo hiện tượng khuyếch tán dưới tác dụng của gradien nồng độ. ...