Thành phần cấu tạo chính của tế bào nhân thực gồm: màng sinh chất, tế bào chất, nhân (nhân hoàn chỉnh có màng nhân bao bọc).

- Nếu màng sinh chất bị phá vỡ, các phần bên trong của tế bào sẽ không được bảo vệ và ngăn cách chúng với phần bên ngoài của tế bào. Điều đó đồng nghĩa với việc tế bào sẽ không tồn tại được.

- Chức năng của màng sinh chất: Màng sinh chất có chức năng bao bọc và bảo vệ toàn bộ phần bên trong của tế bào, ngăn cách chúng với phần bên ngoài tế bào (ngoại bào); kiểm soát sự vận chuyển các chất đi vào và đi ra khỏi tế bào. Ngoài ra, màng sinh chất còn đóng vai trò quan trọng trong sự tương tác, truyền tin giữa các tế bào.

- Cấu trúc của màng sinh chất thuộc nhóm lipid là: glycolipid, cholesterol, phospholipid.

- Cấu trúc của màng sinh chất thuộc nhóm protein là: protein bám màng, glycoprotein, protein xuyên màng.

Màng sinh chất là một màng có tính thấm chọn lọc vì: Màng sinh chất có khả năng kiểm soát các chất ra vào tế bào theo cách có thể điều chỉnh số lượng, tốc độ các chất ra vào tế bào theo nhu cầu (cho phép những chất cần thiết đi vào tế bào và loại bỏ những sản phẩm trao đổi chất không sử dụng ra khỏi tế bào).

- Các phân tử sterol (cholesterol ở tế bào động vật; stigmaterol, sitosterol,...ở tế bào thực vật) nằm xen kẽ giữa các phân tử phospholipid đảm bảo tính lỏng của màng. Tính chất này tạo nên sự mềm dẻo, linh hoạt của màng sinh chất.

- Vai trò của các vi lông ở bề mặt màng tế bào biểu mô ruột non: Vi lông là các phần bào tương đẩy màng tế bào lồi lên mặt tự do làm tăng diện tích bề mặt tế bào và tham gia nhiều chức năng như hấp thụ chất dinh dưỡng, bài tiết, liên kết tế bào.

Chức năng chính của protein trên màng sinh chất:

- Vận chuyển chất qua màng

- Là các enzyme xúc tác cho các phản ứng sinh hoá của tế bào.

- Là các thụ thể thu nhận và truyền thông tin cho tế bào.

- Tạo nên các mối nối gắn kết giữa các tế bào với nhau va một số có chức năng neo giữ, kết nối protein màng với bộ khung bên trong tế bào hay với mạng lưới protein bên ngoài tế bào.

- Ngoài ra, một số protein màng (glycoprotein) còn có chức năng tạo nên các đặc điểm nhận diện đặc trưng cho từng loại tế bào.

Thành phần của màng sinh chất giúp các tế bào có thể trao đổi thông tin với nhau là glycoprotein (carbohydrate liên kết với phân tử protein) và glycolipid (carbohydrate liên kết với phân tử lipid) có vai trò làm tín hiệu nhận biết, tham gia tương tác, truyền thông tin giữa các tế bào.

Chất nền ngoại bào gồm chủ yếu các phân tử protein như collagen, proteoglycan (là protein kết hợp với polysaccharide) tạo nên một mạng lưới bao quanh bên ngoài tế bào.

Thành tế bào thực vật được cấu tạo chủ yếu từ các chuỗi cellulose. Ngoài ra, thành tế bào có một số loại polysaccharide khác như hemicellulose, pectin.

Cách sắp xếp các phân tử cellulose trong thành tế bào thực vật: Các phân tử cellulose liên kết với nhau tạo thành sợi cellulose dài. Các sợi cellulose tập hợp lại tạo thành bó sợi cellulose. Các bó sợi cellulose xếp sát nhau tạo thành thành tế bào vững chắc.

Sự phù hợp giữa cấu tạo, cách sắp xếp của các phân tử cellulose với chức năng của thành tế bào:

- Thành tế bào thực vật được cấu tạo từ các phân tử cellulose tạo nên các sợi vững chắc, được gia cố thêm bởi nhiều chất khác như lignin, pectin, hemicellulose,… Đặc điểm này giúp tạo nên thành tế bào thực vật cứng chắc phù hợp với chức năng bảo vệ, tạo hình dạng đặc trưng và điều chỉnh lượng nước đi vào tế bào của thành tế bào thực vật.

- Giữa các tế bào có cầu sinh chất đóng vai trò trong trao đổi chất giữa các tế bào.

Chất xơ là một thành phần của thực phẩm có nguồn gốc thực vật mà cơ thể không tiêu hóa được chủ yếu là cellulose – thành phần cấu tạo chủ yếu của thực vật. Con người không tiêu hoá được cellulose (chất xơ) nhưng cellulose lại giúp tiêu hoá thức ăn, giúp kích thích tế bào niêm mạc ruột tiết ra dịch nhầy làm cho thức ăn được di chuyển trơn tru trong đường ruột, cuốn trôi cặn bã bám vào thành ruột ra ngoài. Con người bổ sung chất xơ chủ yếu qua rau xanh. 

Thành phần cấu tạo của nhân gồm màng nhân, chất nhân, sợi nhiễm sắc, nhân con. Trong đó:

- Màng nhân là màng kép gồm màng ngoài (màng ngoài có những phần kết nối trực tiếp với lưới nội chất) và màng trong. Trên màng nhân có các lỗ màng nhân cho phép cả các phân tử lớn như RNA, protein đi qua. 

- Chất  nhân (chất nền của nhân) là dịch bên trong nhân chứa sợi nhiễm sắc và nhiều phân tử khác như enzyme, RNA, nucleotide,…

- Sợi nhiễm sắc gồm chuỗi xoắn kép DNA và protein. DNA chứa các gene mã hóa protein tham gia vào các hoạt động sống của tế bào.

- Nhân con (hạch nhân) có hình cầu nằm trong nhân, thường chỉ có 1 nhân con trong tế bào. Nhân con là nơi tổng hợp rRNA để cấu tạo nên ribosome.

a) Các lỗ màng nhân có chức năng cho các phân tử nhất định đi vào và đi ra khỏi nhân.

b) Màng nhân có chức năng bao bọc và bảo vệ nhân.

c) Sợi nhiễm sắc có chức năng chứa chất di truyền.

Đặc điểm của màng nhân phù hợp với chức năng bảo vệ và kiểm soát trao đổi các chất với tế bào chất:

- Màng nhân là màng kép, trong đó lớp màng ngoài có những phần kết nối trực tiếp với lưới nội chất.

- Trên màng nhân có các lỗ màng nhân nhỏ cho phép cả các phân tử lớn như RNA, protein đi qua.

- Tế bào hồng cầu của người không phân chia được vì tế bào hồng cầu của người không có nhân. 

- Hồng cầu được sản sinh trong tủy đỏ xương, đóng vai trò trao đổi khí rất quan trọng trong hệ tuần hoàn. Hồng cầu tồn tại trong máu từ 80 - 120 ngày rồi bị phân hủy tại gan và lách. Hồng cầu lúc mới sinh ra có nhân nhưng khi bước vào hệ tuần hoàn thì hồng cầu mất nhân. Hồng cầu mất nhân là một đặc điểm giúp tăng hiệu quả vận chuyển khí của hồng cầu.

Đặc điểm của nhân là cơ sở cho lĩnh vực công nghệ sinh học nào?

Đặc điểm của nhân là cơ sở cho lĩnh vực công nghệ cấy ghép nhân (chuyển nhân tế bào soma hay nhân bản) là phương pháp chuyển nhân của một tế bào vào một tế bào đích đã loại bỏ nhân.

Các thành phần chủ yếu của tế bào chất gồm bào tương (dịch keo), các bào quan và bộ khung tế bào. Trong đó:

- Bào tương chứa nước, các chất vô cơ khác và các phân tử sinh học như enzyme, carbohydrate, acid hữu cơ,…

- Các bào quan có cấu trúc đặc trưng và thực hiện những chức năng nhất định trong tế bào.

- Bộ khung tế bào là hệ thống vi mạng, vi sợi, sợi trung gian và vi ống kết nối với nhau có vai trò chính trong việc nâng đỡ, duy trì hình dạng tế bào, neo giữu các bào quan và các enzyme.

- Bào tương là vật chất dạng keo chứa nước, các chất vô cơ khác và các phân tử sinh học như enzyme, carbohydrate, acid hữu cơ,… Như vậy, trong bào tương có môi trường và nguyên liệu cho các phản ứng hóa học → Bào tương là nơi diễn ra các phản ứng hóa học.

- Bào tương là một thành phần của tế bào chất, là môi trường bao quanh các bào quan. Như vậy, các chất ra và vào các bào quan đều đi qua bào tương → Bào tương là môi trường cho sự vận chuyển các chất vào các bào quan.

- Hình dạng của ti thể: Ti thể có nhiều hình dạng khác nhau. Hình dạng, kích thước và số lượng của ti thể phụ thuộc vào loại tế bào. Ti thể dài khoảng 0,5 - 10 µm. 

- Các thành phần cấu tạo của ti thể: gồm lớp màng và chất nền.

+ Lớp màng: Ti thể là một loại bào quan có màng kép. Lớp màng ngoài trơn nhẵn, màng trong của ti thể lõm sâu vào bên trong tạo nên cấu trúc mào. Mào là nơi chứa các enzyme của chuỗi electron và tổng hợp ATP.

+ Chất nền: Chất nền ti thể là dịch chứa nhiều enzyme, ribosome 70S, DNA, acid hữu cơ,…

Đặc điểm khác của DNA của ti thể so với DNA nhân:

- DNA của ti thể có kích thước nhỏ, dạng vòng, mã hoá một số protein, tRNA, rRNA,... của ti thể.

- DNA của ti thể có khả năng nhân đôi độc lập với hệ DNA của nhân.

Màng trong ti thể lõm sâu vào bên trong tạo các cấu trúc mào. Mào là nơi chứa các enzyme của chuỗi truyền electron và tổng hợp ATP.

→ Sự hình thành các mào có ý nghĩa đặc biệt với hoạt động chức năng của ti thể: Các mào giúp tăng diện tích màng trong của ti thể, giúp màng trong chứa được nhiều enzyme của chuỗi truyền electron và tổng hợp ATP. Nhờ đó, nâng cao được khả năng sản xuất ATP của ti thể.

Ti thể có thể tự tổng hợp một số protein của nó vì trong chất nền của ti thể có chứa DNA mang thông tin mã hóa một số protein, tRNA, rRNA,… và có ribosome – bộ máy tổng hợp protein.

Ti thể là “nhà máy năng lượng” của tế bào → Số lượng ti thể phụ thuộc vào nhu cầu năng lượng của tế bào. Tế bào cơ và tế bào gan hoạt động nhiều và liên tục nên cần nhiều năng lượng hơn so với các tế bào biểu mô ở da và tế bào xương. Do đó, tế bào cơ và tế bào gan có số lượng ti thể (hàng nghìn) cao hơn nhiều so với các tế bào khác như tế bào biểu mô ở da, tế bào xương (hàng trăm).

Chức năng của lục lạp: Lục lạp là bào quan đặc biệt của tế bào thực vật và một số nguyên sinh vật, có khả năng chuyển hóa năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học → Lục lạp là nơi diễn ra quá trình quang hợp ở một số sinh vật.

Thành phần cấu tạo của lục lạp đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện chức năng của lục lạp:

- Bên trong lục lạp có các túi dẹp (thylakoid) nối với nhau, nằm xếp chồng lên nhau tạo các hạt grana. Trên bề mặt của màng thylakoid chứa chất diệp lục có chức năng hấp thụ và chuyển hóa năng lượng ánh sáng.

- Chất nền lục lạp (stroma) là dịch chứa các enzyme tham gia vào quá trình cố định CO₂ trong quang hợp.

- Chất nền lục lạp cũng có chứa DNA vòng kép, ribosome 70S giúp lục lạp có thể tự nhân đôi không phụ thuộc với sự nhân đôi của tế bào, đảm bảo đáp ứng nhu cầu quang hợp của tế bào.

Những đặc điểm cấu tạo giống nhau giữa lục lạp và ti thể:

- Đều có màng kép gồm 2 lớp màng, màng trong và màng ngoài.

- Đều có ribosome 70 S; DNA trần dạng vòng, nhân đôi độc lập với DNA nhiễm sắc thể.

- Đều có hệ enzyme synthetase tổng hợp ATP tham gia hoạt động sống.

Cấu tạo của ti thể và lục lạp có những đặc điểm giống với tế bào nhân sơ:

- DNA của ti thể và lục lạp có cấu tạo giống DNA ở vùng nhân của tế bào nhân sơ: đều là phân tử DNA dạng vòng, trần.

- Đều chứa ribosome 70 S nhỏ hơn ribosome 80 S của tế bào nhân thực.

Bảng phân biệt cấu tạo lưới nội chất hạt và lưới nội chất trơn

Lưới nội chất hạt là nơi sản xuất protein vì lưới nội chất hạt có chứa ribosome – “nhà máy” sản xuất protein. Tổng hợp protein ở ribosome sẽ được đưa vào trong lưới nội chất để chuyển qua túi vận chuyển (túi tiết) rồi vận chuyển tới bộ máy Golgi, sau đó chuyển đến các bào quan khác hay màng tế bào.

- Tế bào gan có lưới nội chất trơn phát triển mạnh để đảm bảo thực hiện các chức năng của gan như chuyển hóa đường trong máu, khử độc cho cơ thể,…

- Tế bào ở tinh hoàn có lưới nội chất hạt phát triển mạnh vì tế bào ở tinh hoàn cần tổng hợp nhiều protein phù hợp với chức năng sản xuất tinh trùng.

- Tế bào tuyến tụy có lưới nội chất hạt phát triển mạnh vì tế bào tuyến tụy cần tổng hợp nhiều protein phù hợp với chức năng tiết hormone (insulin và glucagon tham gia điều hòa lượng đường huyết) và enzyme tiêu hóa.

Lưới nội chất là nhà máy sản xuất màng cho tế bào vì: Lưới nội chất có vai trò tổng hợp lipid và protein, carbohydrate là các loại phân tử tham gia cấu tạo nên các loại màng cho tế bào.

Hoạt động phối hợp của lưới nội chất và bộ máy Golgi:

- Lưới nội chất tổng hợp các chất như protein, lipid, carbohydrate được vận chuyển trong các túi nhỏ hình cầu (túi vận chuyển) đến bộ máy Golgi.

- Tại bộ máy Golgi, các sản phẩm tổng hợp từ lưới nội chất được sửa đổi, phân loại và đóng gói rồi vận chuyển đến các bào quan hay màng tế bào.

- Tuyến tụy chứa các tuyến ngoại tiết sản xuất các enzyme quan trọng đối với tiêu hoá. Những enzyme này bao gồm trypsin và chymotrypsin để tiêu hóa protein, amylase tiêu hóa carbohydrate và lipase để phân huỷ chất béo.

- Con đường tiết enzyme ở tế bào tuyến tụy: Lưới nội chất tổng hợp nên các chất → Các chất được các túi vận chuyển đưa đến mặt nhập của bộ máy Golgi, tại đây các sản phẩm được sửa đổi, phân loại → Các chất hoàn thiện được đóng gói  đi qua mặt xuất → Màng túi tiết dung hợp với màng sinh chất để tiết các enzyme ra ngoài hoặc được đưa vào lysosome.

- Lysosome tiêu hóa được nhiều phân tử lớn và bào quan vì lysosome chứa các enzyme thủy phân có khả năng phân giải các phân tử lớn như protein, nucleic acid, carbohydrate, lipid; các vật liệu đưa từ bên ngoài vào; các bào quan bị hỏn hoặc không cần thiết của tế bào;…

- Việc lysosome tiêu hoá những bào quan bị hỏng, không cần thiết của tế bào có ý nghĩa quan trọng đối với tế bào: giúp dọn dẹp tế bào, lấy những gì có thể tái sử dụng và đào thải chất thải xuất ra ngoài tế bào.

Tế bào bạch cầu có thể “ăn” được vi khuẩn vì tế bào bạch cầu có chứa các lysosome có các enzyme thủy phân tiêu hoá các vi khuẩn gây hại. 

Vai trò của không bào trung tâm:

- Là khoang linh động, chứa nhiều nước đóng vai trò cân bằng lượng nước trong tế bào.

- Có thế chứa các chất dự trữ như protein, acid hữu cơ, đường, muối khoáng, chất thải hay sắc tố. 

Màu đỏ của cánh hoa hay màu tím của một số loại quả là do không bào ở các tế bào cánh hoa, các tế bào của các loại quả này có chứa các sắc tố tương ứng như đỏ, tím, xanh dương,…

Màng sinh chất của nguyên sinh vật sống trong môi trường nước ngọt không bị vỡ khi có lượng nước đi vào trong tế bào do có các không bào co bóp làm nhiệm vụ như những chiếc bơm, bơm nước ra khỏi tế bào khi tế bào bị hấp thụ quá nhiều nước.

Cấu tạo peroxisome:

- Là bào quan dạng hình cầu, được bao bọc bởi một màng đơn mỏng, thường nằm gần lưới nội chất.

- Được cấu tạo gồm màng peroxisome, vùng lõi: Màng peroxisome có protein màng; trong peroxisome chứa các enzyme chuyển hydrogen từ các chất khác nhau như chất độc, alcohol đến oxygen tạo ra H₂O₂, sau đó được enzyme khác phân giải thành nước và oxygen. Ở tế bào thực vật, bào quan này còn chứa enzyme phân giải acid béo thành phân tử nhỏ hơn rồi chuyển đến ti thể.

Peroxisome là bào quan chuyên oxi hoá vì: Peroxisome chứa các enzyme chuyển hydrogen từ các chất khác nhau như chất độc, alcohol đến oxygen tạo ra H₂O₂.

Tế bào không bị độc do sản phẩm của quá trình oxi hóa (H₂O₂) vì: Tế bào có bào quan peroxisome. Peroxisome chứa các enzyme phân giải H₂O₂ thành nước và oxygen.

Vai trò của ribosome: Ribosome là nơi diễn ra quá trình tổng hợp protein của tế bào. Ở tế bào có tốc độ tổng hợp protein cao, số lượng ribosome trong một tế bào khá lớn, có thể lên tới vài triệu như tế bào tuyến tụy ở người.

Một số bào quan có ribosome: Lưới nội chất hạt, ti thể, lục lạp.

Vai trò của ribosome gắn trên màng lưới nội chất: Ribosome trên lưới nội chất giúp tổng hợp protein tham gia cấu tạo màng lưới nội chất và một số còn lại được đưa vào xoang lưới nội chất. 

Cấu trúc của ribosome:

- Có dạng hình cầu.

- Ngoại trừ ti và lục lạp, ribosome ở tế bào nhân thực có kích thước lớn hơn ở tế bào nhân sơ (80S).

- Được cấu tạo từ rRNA và protein.

- Ribosome là bào quan không có màng bao bọc.

- Mỗi ribosome được cấu tạo bởi 2 tiểu đơn vị có kích thước khác nhau: tiểu đơn vị lớn và tiểu đơn vị nhỏ. Bình thường 2 tiểu đơn vị này tách rời nhau ra, chỉ khi thực hiện chức năng tổng hợp protein thì mới gắn với nhau.

- Trung thể tham ra vào quá trình phân bào của tế bào động vật.

- Vai trò của trung thể trong phân bào: Trung thể là bào quan hình thành nên thoi phân bào giúp NST di chuyển, đảm bảo sự phân chia vật chất di truyền khi tế bào phân chia. 

Cấu tạo của trung thể:

- Trung thể gồm hai trung tử nằm vuông góc với nhau.

- Trung tử gồm nhiều bộ ba vi ống xếp thành vòng. Xung quanh trung tử có chất quan trung tử.

Thành phần cấu tạo của trung thể đóng vai trò quan trọng trong sự phân chia tế bào là các vi ống. Các vi ống xung quanh trung tử phát triển thành thoi phân bào trong quá trình phân chia tế bào.

- Các thành phần cấu tạo của bộ khung tế bào: Vi sợi, sợi trung gian, vi ống được cấu tạo từ các phân tử protein. Các thành phần này kết nối với nhau tạo thành mạng lưới.

- Chức năng của bộ khung tế bào: Bộ khung tế bào đóng vai trò như “bộ xương” của tế bào làm nhiệm vụ nâng đỡ, duy trì hình dạng của tế bào và tham gia sự vận động của tế bào. Ngoài ra, sợi trung gian còn có chức năng neo giữ các bào quan và vi ống tham gia vận chuyển bào quan.

Hình dạng tế bào lá rong đuôi chồn

- Mô tả hình dạng, cấu tạo: Tế bào lá rong đuôi chồn có hình đa giác, xếp sát nhau, bên trong tế bào chứa nhiều lục lạp.

- Các bào quan quan sát được: lục lạp.

• Vẽ và mô tả hình dạng, cấu tạo của tế bào niêm mạc miệng mà em đã quan sát.

Hình dạng tế bào niêm mạc miệng

- Mô tả hình dạng và cấu tạo: có hình dạng khác nhau không đều; quan sát được màng sinh chất, tế bào chất, nhân.

• So sánh hình dạng, cấu tạo tế bào thực vật và động vật mà em quan sát được.

- Về hình dạng: Tế bào lá rong đuôi chồn có hình dạng đa giác, tương đối đồng đều. Còn tế bào niêm mạc miệng có hình dạng khác nhau không đều.

- Về cấu tạo: Tế bào lá rong đuôi chồn có thành tế bào và lục lạp còn tế bào niêm mạc miệng thì không có 2 cấu trúc này.