Tế bào nhân sơ (như tế bào vi khuẩn) có các đặc điểm như không có màng nhân, ADN dạng vòng, và cấu trúc tế bào đơn giản. Chúng không có các bào quan được bao bọc bởi màng. Với tóm tắt lý thuyết Sinh 10 Bài 7: Tế bào nhân sơ hay nhất, ngắn gọn sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Sinh học 10.
Mục lục bài viết
1. Tế bào nhân sơ là gì?
Tế bào nhân sơ (hay còn gọi là tế bào procaryote) là một loại tế bào có cấu trúc đơn giản, không có nhân tế bào được bao quanh bởi màng nhân. Đây là nhóm tế bào đặc trưng cho các sinh vật như vi khuẩn và một số loại vi khuẩn cổ (archaea).
2. Tìm hiểu chi tiết về tế bào nhân sơ:
2.1. Đặc điểm chung của tế bào nhân sơ:
+ Có kích thước nhỏ, từ khoảng 1-10 micromet, so với tế bào nhân thực (eukaryote) có kích thước lớn hơn nhiều.
+ Không có màng nhân bao bọc nhân tế bào. Vật liệu di truyền của tế bào (DNA) thường nằm tự do trong một khu vực gọi là nucleoid, không được bao bọc bởi màng nhân.
+ Có khả năng trao đổi chất với môi trường nhanh chóng, khả năng sinh trưởng và sinh sản cũng nhanh.
+ Không có các bào quan màng kép như ti thể, lưới nội chất (ER), hay bộ máy Golgi, những bào quan này chỉ xuất hiện trong tế bào nhân thực.
+ Thường sinh sản thông qua quá trình phân chia tế bào gọi là gián phân (binary fission), trong đó tế bào phân chia thành hai tế bào con giống hệt nhau, nhanh chóng tạo ra một quần thể lớn.
+ DNA của tế bào nhân sơ thường là một phân tử DNA dạng vòng, nằm trong khu vực nucleoid, và không có sự phân chia rõ rệt như trong tế bào nhân thực.
+ Tế bào nhân sơ có cấu trúc đơn giản, có nhiều hình dạng khác nhau, phổ biến nhất là hình cầu, hình que và hình xoắn.
2.2. Cấu tạo của tế bào nhân sơ:
* Màng tế bào (Plasma membrane):
Là lớp màng bao quanh tế bào, kiểm soát sự trao đổi chất giữa tế bào và môi trường bên ngoài.
Màng tế bào chủ yếu được cấu tạo từ lipid và protein. Màng này có tính thẩm thấu chọn lọc, giúp duy trì cân bằng nội môi cho tế bào.
* Vách tế bào (Cell wall):
+ Nhiều tế bào nhân sơ có một lớp vách tế bào bên ngoài màng tế bào, giúp bảo vệ tế bào và duy trì hình dạng.
+ Ở vi khuẩn (Bacteria), vách tế bào chủ yếu được cấu tạo từ peptidoglycan.
+ Ở vi khuẩn cổ (Archaea), vách tế bào có thể cấu tạo từ các polymer khác như pseudomurein hoặc không có vách tế bào, tùy loại vi khuẩn.
* Cytoplasm (Tế bào chất):
+ Là chất lỏng trong suốt, chứa các thành phần khác như ribosome, enzym và các phân tử nhỏ tham gia vào các phản ứng sinh hóa.
+ Trong tế bào nhân sơ, tất cả các hoạt động sinh lý diễn ra trong tế bào chất, vì tế bào này không có các bào quan màng kép như trong tế bào nhân thực.
* Nucleoid (Vùng nhân):
+ Là khu vực trong tế bào nơi chứa DNA (vật liệu di truyền). DNA của tế bào nhân sơ thường có dạng vòng và không được bao bọc bởi màng nhân.
+ Khu vực này không có màng bao quanh nên không thể gọi là nhân thực sự, mà chỉ là một vùng không gian trong tế bào, được gọi là nucleoid.
* Ribosome:
+ Ribosome là cấu trúc quan trọng để thực hiện tổng hợp protein trong tế bào.
+ Ribosome trong tế bào nhân sơ có kích thước nhỏ (70S), khác với ribosome trong tế bào nhân thực (80S). Tuy nhỏ nhưng chúng vẫn thực hiện chức năng tổng hợp protein rất hiệu quả.
* Plasmid:
Là các phân tử DNA nhỏ, dạng vòng, ngoài DNA chính trong nucleoid. Plasmid có thể mang các gen bổ sung, chẳng hạn như gen kháng thuốc kháng sinh, và có thể di chuyển giữa các vi khuẩn trong quá trình chuyển gen ngang.
* Flagella (roi) và Pili (lông mao):
+ Flagella là các sợi dài, mảnh, giúp tế bào di chuyển trong môi trường. Các tế bào nhân sơ có thể có một hoặc nhiều roi, tùy loài. Roi hoạt động như một cánh quạt giúp tế bào di chuyển.
+ Pili là các sợi nhỏ và ngắn, thường có mặt trên bề mặt tế bào. Pili giúp tế bào bám vào bề mặt, hoặc tham gia vào quá trình trao đổi gene giữa các tế bào thông qua một quá trình gọi là conjugation.
* Glycocalyx (Vỏ nhầy):
Một số tế bào nhân sơ, đặc biệt là vi khuẩn, có một lớp vỏ nhầy bao quanh tế bào gọi là glycocalyx. Lớp này có thể giúp tế bào bám vào các bề mặt hoặc tạo ra sự bảo vệ chống lại hệ miễn dịch của vật chủ. Glycocalyx có thể tồn tại dưới dạng một lớp capsule (màng nhầy) hoặc slime layer (lớp nhầy lỏng).
2.3. So sánh giữa tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực:
Đặc điểm | Tế bào nhân sơ | Tế bào nhân thực |
Màng nhân | Không có | Có |
Kích thước | Nhỏ (1-10 µm) | Lớn (10-100 µm) |
DNA | Không có màng bao bọc | Có màng nhân bao bọc |
Bào quan màng kép | Không có | Có (ti thể, lưới nội chất) |
Ribosome | Nhỏ (70S) | Lớn (80S) |
Sinh sản | Gián phân | Phân baog |
3. Bài tập Sinh học 10 Kết nối tri thức Bài 7:
Mở đầu trang 44 Sinh học 10:
Mọi sinh vật đều được cấu tạo từ tế bào. Có hai loại tế bào: tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực. Sinh vật nhân sơ có thể phân bố hầu như mọi nơi trên Trái Đất. Số lượng sinh vật nhân sơ có trên cơ thể người gấp hàng chục lần số lượng tế bào của cơ thể người. Tại sao các sinh vật nhân sơ lại có các đặc điểm thích nghi kì lạ đến vậy?
Hướng dẫn trả lời:
Sinh vật nhân sơ thường được cấu tạo từ một tế bào nhân sơ. Tế bào nhân sơ có kích thước nhỏ. Kích thước nhỏ đem lại ưu thế cho tế bào nhân sơ: Tỉ lệ diện tích bề mặt trên thể tích tế bào lớn dẫn đến tốc độ trao đổi chất với môi trường nhanh, nhờ đó tốc độ chuyển hóa vật chất năng lượng và sinh sản nhanh, khả năng biến đổi và chất di truyền nhanh. Điều đó giúp cho các sinh vật nhân sơ thích nghi được hầu hết mọi nơi trên trái đất.
Câu hỏi 1 trang 45 Sinh học 10:
Nêu các đặc điểm chung của tế bào nhân sơ. Vì sao loại tế bào này được gọi là tế bào nhân sơ?
Hướng dẫn trả lời:
+ Có kích thước nhỏ, từ khoảng 1-10 micromet, so với tế bào nhân thực (eukaryote) có kích thước lớn hơn nhiều.
+ Không có màng nhân bao bọc nhân tế bào. Vật liệu di truyền của tế bào (DNA) thường nằm tự do trong một khu vực gọi là nucleoid, không được bao bọc bởi màng nhân.
+ Có khả năng trao đổi chất với môi trường nhanh chóng, khả năng sinh trưởng và sinh sản cũng nhanh.
+ Không có các bào quan màng kép như ti thể, lưới nội chất (ER), hay bộ máy Golgi, những bào quan này chỉ xuất hiện trong tế bào nhân thực.
+ Thường sinh sản thông qua quá trình phân chia tế bào gọi là gián phân (binary fission), trong đó tế bào phân chia thành hai tế bào con giống hệt nhau, nhanh chóng tạo ra một quần thể lớn.
+ DNA của tế bào nhân sơ thường là một phân tử DNA dạng vòng, nằm trong khu vực nucleoid, và không có sự phân chia rõ rệt như trong tế bào nhân thực.
+ Tế bào nhân sơ có cấu trúc đơn giản, có nhiều hình dạng khác nhau, phổ biến nhất là hình cầu, hình que và hình xoắn.
Câu hỏi 2 trang 45 Sinh học 10:
Loại vi khuẩn A có kích thước trung bình là 1 µm, loại vi khuẩn B có kích thước trung bình là 5 µm. Theo lí thuyết, loại nào sẽ có tốc độ sinh sản nhanh hơn? Giải thích.
Hướng dẫn trả lời:
Kích thước càng nhỏ thì tỉ lệ sinh sản sẽ lớn để giúp tế bào trao đổi chất với môi trường một cách nhanh chóng, nhờ đó tốc độ chuyển hóa vật chất và năng lượng nhanh, làm cho tế bào sinh trưởng và sinh sản nhanh hơn so với những tế bào có cùng hình dạng nhưng có kích thước lớn hơn.
Câu hỏi 1 trang 46 Sinh học 10:
Phân biệt lông và roi ở tế bào vi khuẩn.
Hướng dẫn trả lời:
Lông | Roi |
+ Lông ngắn hơn nhưng có số lượng nhiều roi hơn. + Lông giúp các tế bào vi khuẩn bám dính, tiếp hợp với nhau hoặc bám vào bề mặt tế bào của sinh vật khác. | + Roi dài hơn, các tế bào vi khuẩn có thể có một hoặc một vài roi. + Roi là cơ quan vận động, có chức năng giúp vi khuẩn di chuyển về phía trước. |
Câu hỏi 2 trang 46 Sinh học 10:
Nêu cấu tạo và chức năng của thành tế bào và màng tế bào ở nhân sơ.
Hướng dẫn trả lời:
* Cấu tạo và chức năng của thành tế bào:
Cấu tạo:
+ Thành tế bào của vi khuẩn được cấu tạo chủ yếu từ peptidoglycan, một polymer gồm các chuỗi đường và peptide.
+ Ở vi khuẩn Gram dương, thành tế bào dày và chứa nhiều lớp peptidoglycan.
+ Ở vi khuẩn Gram âm, thành tế bào mỏng hơn và có thêm một lớp màng ngoài chứa lipopolysaccharide.
Chức năng:
+ Bảo vệ tế bào khỏi các tác động cơ học và hóa học từ môi trường bên ngoài.
+ Duy trì hình dạng của tế bào.
+ Ngăn chặn sự xâm nhập của các chất độc hại và vi khuẩn khác.
+ Đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân chia tế bào.
* Cấu tạo và chức năng của màng tế bào:
Cấu tạo:
+ Màng tế bào được cấu tạo từ lớp kép phospholipid và protein.
+ Các protein trong màng tế bào có thể là protein xuyên màng hoặc protein bề mặt.
Chức năng:
+ Điều chỉnh sự trao đổi chất giữa tế bào và môi trường bên ngoài, cho phép các chất cần thiết như nước, ion, và chất dinh dưỡng đi vào tế bào và các chất thải ra ngoài.
+ Tham gia vào các quá trình chuyển hóa vật chất và năn+ Tế bào chất của tế bào nhân sơ là vùng nằm giữa màng sinh chất và vùng nhân.
+ Thành phần chính của tế bào chất là bào tương, một dạng keo lỏng chứa nước, các hợp chất hữu cơ và vô cơ khác nhau.
+ Không có hệ thống nội màng, khung xương tế bào, hoặc các bào quan có màng bao bọc. Chỉ có các hạt dự trữ (đường, lipid) và nhiều ribosome.
Câu hỏi 1 trang 46 Sinh học 10:
Tế bào chất và vùng nhân của tế bào nhân sơ có cấu trúc và chức năng như thế nào?
Hướng dẫn trả lời:
* Cấu trúc và chức năng của tế bào chất:
Cấu trúc:
+ Tế bào chất của tế bào nhân sơ là vùng nằm giữa màng sinh chất và vùng nhân.
+ Thành phần chính của tế bào chất là bào tương, một dạng keo lỏng chứa nước, các hợp chất hữu cơ và vô cơ khác nhau.
+ Không có hệ thống nội màng, khung xương tế bào, hoặc các bào quan có màng bao bọc.
Chỉ có các hạt dự trữ (đường, lipid) và nhiều ribosome.
Chức năng: Là nơi diễn ra các phản ứng hóa sinh, đảm bảo duy trì các hoạt động sống của tế bào.
* Cấu trúc và chức năng của vùng nhân:
Cấu trúc:
+ Vùng nhân không được bao bọc bởi các lớp màng nhân.
+ Thường chỉ chứa một phân tử ADN dạng vòng, mạch kép.
Chức năng: Mang thông tin di truyền và điều khiển mọi hoạt động sống của tế bào vi khuẩn.
Câu hỏi 2 trang 46 Sinh học 10:
Tại sao lại gọi là vùng nhân mà không phải là nhân tế bào?
Hướng dẫn trả lời:
Ở tế bào nhân sơ, nhân chưa có màng nhân bao bọc, vật chất di truyền chưa được bao bọc bởi màng ngăn cách với tế bào chất mà nằm lẫn trong tế bào chất. Vậy nên, vùng chứa vật chất di truyền ở loại tế bào này được gọi là vùng nhân chứ chưa phải nhân.
Câu hỏi 3 trang 46 Sinh học 10:
Phân biệt DNA vùng nhân và plasmid.
Hướng dẫn trả lời:
DNA vùng nhân | Plasmid |
+ Có kích thước lớn hơn. + Thường chỉ có 1 phân tử DNA vùng nhân trong 1 tế bào. + Là thành phần bắt buộc phải có đối với tế bào vi khuẩn. + Vai trò: Mang thông tin di truyền quy định toàn bộ các hoạt động sống của tế bào. | + Có kích thước nhỏ hơn. + Thường có nhiều plasmid trong 1 tế bào. + Là thành phần không bắt buộc phải có đối với vi khuẩn. + Vai trò: Thường mang thông tin quy định một số đặc tính của vi khuẩn như tính kháng thuốc kháng sinh. |
Câu 1 trang 47 Sinh học 10:
Hoàn thành bảng cấu trúc và chức năng các thành phần của tế bào nhân sơ theo bảng mẫu sau:
Hướng dẫn trả lời:
Thành phần | Cấu trúc | Chức năng |
Thành tế bào | + Thành tế bào của vi khuẩn được cấu tạo chủ yếu từ peptidoglycan, một polymer gồm các chuỗi đường và peptide. + Ở vi khuẩn Gram dương, thành tế bào dày và chứa nhiều lớp peptidoglycan. + Ở vi khuẩn Gram âm, thành tế bào mỏng hơn và có thêm một lớp màng ngoài chứa lipopolysaccharide. | + Bảo vệ tế bào khỏi các tác động cơ học và hóa học từ môi trường bên ngoài. + Duy trì hình dạng của tế bào. + Ngăn chặn sự xâm nhập của các chất độc hại và vi khuẩn khác. + Đóng vai trò quan trọng trong quá trình phân chia tế bào. |
Màng tế bào | + Màng tế bào được cấu tạo từ lớp kép phospholipid và protein. + Các protein trong màng tế bào có thể là protein xuyên màng hoặc protein bề mặt. | + Điều chỉnh sự trao đổi chất giữa tế bào và môi trường bên ngoài, cho phép các chất cần thiết như nước, ion, và chất dinh dưỡng đi vào tế bào và các chất thải ra ngoài. + Tham gia vào các quá trình chuyển hóa vật chất và năng lượng của tế bào. + Đóng vai trò quan trọng trong việc nhận biết và phản ứng với các tín hiệu từ môi trường bên ngoài. |
Tế bào chất | + Tế bào chất của tế bào nhân sơ là vùng nằm giữa màng sinh chất và vùng nhân. + Thành phần chính của tế bào chất là bào tương, một dạng keo lỏng chứa nước, các hợp chất hữu cơ và vô cơ khác nhau. + Không có hệ thống nội màng, khung xương tế bào, hoặc các bào quan có màng bao bọc. Chỉ có các hạt dự trữ (đường, lipid) và nhiều ribosome. | Là nơi diễn ra các phản ứng hóa sinh, đảm bảo duy trì các hoạt động sống của tế bào. |
Vùng nhân | + Vùng nhân không được bao bọc bởi các lớp màng nhân. + Thường chỉ chứa một phân tử ADN dạng vòng, mạch kép. | Mang thông tin di truyền và điều khiển mọi hoạt động sống của tế bào vi khuẩn. |
Một số thành phần khác | + Lông: ngắn, có số lượng nhiều. + Roi: dài, thường có 1 hoặc một vài roi. | + Lông giúp các vi khuẩn tăng khả năng bám dính bề mặt. + Roi giúp tế bào di chuyển. |
Câu 2 trang 47 Sinh học 10:
Đặc điểm cấu trúc nào của tế bào vi khuẩn được ứng dụng trong kĩ thuật di truyền để biến nạp gene mong muốn từ tế bào này sang tế bào khác?
Hướng dẫn trả lời:
+ Đặc điểm cấu trúc plasmid của tế bào vi khuẩn được ứng dụng trong kỹ thuật di truyền.
+ Nhờ có kích thước nhỏ, có khả năng nhân lên độc lập với hệ gen của tế bào và mang gen chỉ định (gen kháng kháng sinh), nên trong kỹ thuật chuyển gen, các plasmid thường được sử dụng làm vectơ để biến nạp gen tái tổ hợp từ tế bào này sang tế bào khác.
Câu 3 trang 47 Sinh học 10:
Dựa vào thành phần nào người ta có thể phân biệt được 2 nhóm vi khuẩn Gr-, Gr+? Điều này có ý nghĩa gì đối với y học?
Hướng dẫn trả lời:
+ Dựa vào cấu tạo của thành tế bào, vi khuẩn được chia làm 2 nhóm: vi khuẩn Gram dương (Gr+), có thành dày bắt màu tím khi nhuộm Gram và vi khuẩn Gram âm (Gr-), có thành mỏng bắt màu đỏ khi nhuộm Gram.
+ Việc phân biệt được 2 nhóm vi khuẩn Gr-, Gr+ có ý nghĩa to lớn đối với y học: Thành tế bào ảnh hưởng đến mức độ mẫn cảm của vi khuẩn đối với kháng sinh. Do đó, căn cứ vào đặc điểm của thành tế bào ở 2 nhóm vi khuẩn, người ta có thể sử dụng loại kháng sinh phù hợp. Ví dụ: Một số loại kháng sinh như penicillin diệt khuẩn bằng cách ngăn không cho vi khuẩn tạo được thành tế bào, đặc biệt đối với vi khuẩn Gr+. Thuốc này không có tác dụng phụ đối với người vì tế bào người không chứa peptidoglycan.
THAM KHẢO THÊM:
