Giáo trình Sinh học thực vật (Phần 1)

Nội dung text: Giáo trình Sinh học thực vật (Phần 1)

1. tính này bị ảnh hưởng của tác động môi trường bên ngoài như khi bị đun nóng ở nhiệt độ cao thì tế bào chất mất khả năng chuyển hóa thuận nghịch từ sol sang gel và ngược lại và do đó tế bào sẽ chết. 2.2.2. Tính chất sinh lý của tế bào chất Tế bào chất thường làm thành lớp mỏng sát màng tế bào, luôn chuyển động vòng (Brown) hay chuyển động qua lại từ nhân ra phía ngoài màng và ngược lại (chuyển động tia). Môt số tác nhân bên ngoài (kích thích cơ học, các chất hóa học hay nhiệt độ) cũng tham gia gây sự chuyển động hay làm thay đổi tốc độ chuyển động của tế bào. Trong cơ thể thực vật đa bào, tế bào chất của các tế bào ở cạnh nhau liên hệ nhau nhờ các sợi liên bào là những sợi mảnh tế bào chất xuyên qua vách tế bào, giữa các tế bào luôn có sự giao lưu để dẫn truyền các sản phẩm trao đổi chất hay dẫn truyền kích thích của các nhân tố bên ngoài vào sâu trong cơ quan. 2.3. Nhân Câu hỏi: 1. Mô tả cấu trúc và đặc tính sinh học của nhân. 2. Đối với tế bào chân hạch, nhân là trung tâm kiểm soát sự di truyền của tế bào. Theo bạn có đúng không? Ở tế bào sơ hạch có di truyền tế bào hay không? Và do cấu trúc nào đảm nhận 2.3.1. Số lượng, hình dạng và kích thước Nhân là một bào quan lớn nhất có màng bao được nhà Vạn vật học người Anh R. Brown tìm thấy đầu tiên (1831). Tế bào sống - thực vật cũng như động vật - thường chỉ có một nhân, tuy nhiên một số lớn sợi nấm bậc cao có hai nhân, một số sợi nấm bậc thấp và tảo có nhiều nhân, đặc biệt tế bào ống sàng là tế bào sống dẫn truyền chất hữu cơ là không có nhân; ngoài ra nhóm tiền nhân (Procaryota) chưa có nhân hoàn chỉnh do chưa có màng nhân. Hình dạng của nhân rất khác nhau: hình cầu trong các tế bào có kích thước đồng đều, trong tế bào dài, hẹp thì nhân có hình dẹp, thấu kính hay dài. Hình dạng nhân có thể thay đổi dưới ảnh hưởng chuyển động của tế bào chất, cũng có khi nhân có hình dạng phức tạp, điều này có thể liên quan đến bệnh lý của tế bào. Nhân thường to, kích thước trung bình từ 5-500 µm. Nhân nhỏ nhất ở nấm mốc và rong khoảng 1 µm, ngược lại ở những cây họ Tuế (Cycadaceae) nhân to đến 600 µm. Kích thước của nhân phụ thuộc vào kích thước của tế bào, tế bào to có nhân to và ngược lại. Tỉ lệ giữa thể tích nhân và thể tích tế bào thường không đổi và đặc sắc cho từng loại tế bào: ở tế bào non tỉ lệ này cao nhứt là 1/3, tỉ lệ này giảm dần khi tế bào lớn lên. Vị trí của nhân trong tế bào cũng không cố định. Khi tế bào còn non thì nhân nằm gần trung tâm tế bào, khi tế bào trưởng thành cùng với sự hình thành một hoặc một số không bào thì nhân cùng với tế bào chất chuyển ra chung quanh sát với màng tế bào, đôi khi nhân bị di chuyển theo chuyển động Brown của tế bào chất. Trong tế bào lông hút của rễ cây, nhân nằm ở đầu ngọn lông hút nơi mà sự hấp thu nước và chất khoáng xảy ra mạnh mẽ nhất. Nhân gồm có: màng nhân, nhân chất, acid nhân, nhân con 11
2. H.1.3. Nhân: trung tâm kiểm soát di truyền 2.3.2. Cấu trúc 2.3.2.1. Màng nhân Bao bọc và ngăn cách nhân với tế bào chất, là một màng đôi gồm 2 lớp lipoprotein có chiều dày khoảng 30-50nm, khoảng cách giữa 2 lớp khoảng 10- 30nm, mặt trong màng tiếp xúc với nhân chất, màng ngoài có những nơi thông với mạng nội chất của tế bào, mặt ngoài của màng ngoài tiếp xúc với tế bào chất và thường chứa nhiều hạt ribo thể. Giữa 2 màng của màng nhân có một khoảng trống dày từ 150-300A được gọi là vùng ngoại vi. Màng nhân không liên tục và thông với mạng lưới nội chất qua những lỗ nhân, mỗi lỗ nhân được viền bởi một phức hợp gồm 8 protein, sự trao đổi chất xuyên qua các lỗ này được chọn lọc rất cao. Màng nhân có tính thấm đối với nhiều chất kể cả protein, các chất có phân tử lượng dưới 500 xuyên qua dễ dàng (Feldherer & Harding, 1964), ngoài ra màng nhân còn là nơi để hai đầu nhiễm sắc thể bám vào. H.1.4. Sơ đồ thể nhân H.1.5. Màng nhân 2.3.2.2. Nhân chất (nucleoplasm) Chiếm gần hết phần phía trong màng nhân, gồm dịch nhân và chất nhiễm sắc; dưới kính hiển vi, dịch nhân có nhiều vùng đậm đặc chứa DNA. - - Dịch nhân là hệ thống chất keo háo nước, chứa các acid nhân, các chất hòa tan như các vật liệu để tổng hợp acid nhân, các enzim Thành phần hóa học của dịch nhân có các protein đơn giản và các ion Ca2+, Mg2+. - Nhiễm sắc thể là do các chất nhiễm sắc tập hợp thành, tùy theo nhân ở giai đoạn phân chia hay không mà thể nhiễm sắc tồn tại dưới dạng khác nhau. Ở giai đoạn nghỉ không phân chia nhiễm sắc thể là những sợi dài, mảnh (sợi nhiễm 12
3. sắc), khi nhân vào giai đoạn phân chia, các sợi xoắn lại, co ngắn, dày lên và quan sát rõ dưới kính hiển vi quang học. Thể nhiễm sắc có cấu trúc sợi xoắn vặn. Trên lát cắt mỏng của tế bào, chỉ thấy từng đoạn ngắn của nhiễm sắc thể dưới dạng hạt, dấu phẩy hoặc hình que, sợi chính là các DNA và protein. Mỗi nhiễm sắc thể thường có phần thắt eo chia làm 2 phần bằng nhau hay không và tạo nên các kiểu thể nhiễm sắc khác nhau. Hình dạng và số lượng nhiễm sắc thể cố định đối với mỗi loài sinh vật, sự thay đổi thể nhiễm sắc sẽ gây ra những biến đổi về hình thái và chức năng của cơ thể. 2.3.2.3. Acid nhân Hai acid nhân DNA và RNA có vai trò quan trọng trong sự tồn tại, hoạt động và sinh sản của sinh vật. Cách khác, là nơi tồn trữ tín hiệu di truyền hay gene và thông qua chúng, các tín hiệu này được sử dụng để điều khiển sự tổng hợp tất cả protein của tế bào, và như vậy, chúng kiểm soát toàn bộ hoạt động và sự di truyền của sinh vật. 2.3.2.4. Nhân con / hạch nhân Trong mỗi nhân thường có 1-2 khối hình cầu nhỏ, chiết quang hơn chất nhân, đó là hạch nhân. Hạch nhân không có màng ngăn cách với dịch nhân bao quanh, thường có cấu tạo sợi (mỗi sợi do các hạt nhỏ dính lại với nhau như chuỗi hạt) xếp thành một khối xốp nằm trong chất nền trong suốt. Các nhân con chứa DNA, RNA, protein, lipid, enzim, acid nucleic, một số khoáng chất như Zn, Fe, P, K, Ca. Nhân con có lẽ là một trung tâm tổng hợp acid ribonucleic rất đắc lực, nhân con có vai trò trong quá trình phân bào: ở tế bào phân cắt đắc lực, hạch nhân rất to, trái lại hạch nhân rất nhỏ ở các tế bào không tiến hóa nữa, ngoài ra nhân con là nơi tạo ra các ribosome. 2.3.3. Nhiệm vụ của nhân Nhân có vai trò rất quan trọng trong tế bào, nó điều khiển mọi quá trình tổng hợp diễn ra bên trong tế bào cũng như các quá trình sinh trưởng, sinh sản và các hoạt động sinh lý khác. Nhưng có thể nói vai trò quan trọng bậc nhất của nhân là kiểm soát di truyền của tế bào; DNA của nhân là bản thiết kế chương trình di truyền của tế bào, nó qui định tính đặc trưng của protein được tổng hợp nên. Ngoài ra, nhân có vai trò chủ đạo trong sự sinh sản của tế bào, do trong nhân mang các yếu tố di truyền xác định các đặc điểm của thế hệ con cháu của chúng. Nhân chỉ có các vai trò nêu trên khi nó được gắn liền với tế bào chất, nếu tế bào mà không có nhân thì đời sống không kéo dài được, và ngược lại nhân không có tế bào chất cũng không thể tồn tại. Điều đó cho thấy tế bào là một hệ thống duy nhất, trong đó mỗi thành phần đều có liên quan chặt chẽ với nhau. 2.4. Mạng lưới nội chất (Endoplasmic reticulum) Câu hỏi: Sự phân các ngăn bên trong tế bào nhờ mạng lưới nội chất có giúp gì được cho tế bào? Mạng nội chất được phát hiện bằng kính hiển vi điện tử vào năm 1945 và được K.R.Porter đặt tên vào năm 1953. Ngay từ năm 1942, G.W.Searth đã quan sát được màng này bằng kính hiển vi thường ở tế bào thực vật. 13
4. 2.4.1. Hình dạng và kích thước Mạng nội chất có ở tất cả tế bào chân hạch, gồm hệ thống các ống và túi có hình dạng phức tạp xếp hổn độn hay thành mảng song song hay hình tròn đồng trục. Thường mạng nội chất phân tán khắp tế bào, nhưng ở một số tế bào khác, mạng nội chất gồm các túi hay phiến mang các hạt lipid hay các tinh thể protein. Các thay đổi về hình dạng và vật chất chứa trong mạng nội chất tùy thuộc vào loại tế bào và tùy thuộc từng giai đoạn phát triển cũng như sinh lý trong tế bào: mạng lưới nội chất rất mịn ở tế bào phôi nên tế bào chất có vẽ như đậm đặc, lưới phù to ở tế bào già và tế bào chất có vẽ loãng; các túi có vách dày khoảng 50A. Mạng nội chất trổ ra ngoài ở màng ngoại chất, ở bên trong chúng thông với thủy thể (không bào), thông với nhân và nhiều quan sát cho rằng màng nhân chỉ là một phần của mạng nội chất. Theo Buvat thì mạng nội chất khi phù to ra sẽ thành thủy thể. 2.4.2. Màng của mạng nội chất Màng của mạng nội chất là màng đôi chứa các protein, vừa là thành phần cấu trúc mạng nội chất vừa là enzim xúc tác các phản ứng hóa học, cách khác mạng nội chất là một phiến có màng liên tục bao quanh một nội dung bên trong gọi là lumen, màng của mạng nội chất nối liền với màng ngoài của nhân, do đó chỉ còn màng trong của nhân phân chia lumen với nhân chất. 2.4.3. Vùng sần và vùng láng trên mạng nội chất Ở một số vùng mạng nội chất gồm nhiều phiến dẹp chồng lên nhau gọi là cisternae tạo thành vùng mạng nội chất sần, trong khi ở vùng khác, mạng nội chất chia thành mạng lưới nhiều ống nhỏ không chứa các hạt cisternae và gọi là vùng láng. 14
5. 2.4.4. Nhiệm vụ của mạng nội chất Trên bề mặt một số màng của mạng nội chất có những hạt rất nhỏ là vi thể hay ribosome (đường kính từ 10-15nm), bên trong nó chứa nhiều RNA (khoảng 50%), protein. Mạng nội chất là cơ cấu chính trong hoạt động sinh học của tế bào: vừa thông với thủy thể, với nhân và với môi trường ngoài, nên mạng nội chất là một hệ thống dẫn truyền đắc lực không những trong một tế bào mà còn giữa cả hai tế bào liên kề. Thành của mạng nội chất là nơi tổng hợp lipid và có lẽ cả vách celuloz, khi chứa ribo thể, mạng nội chất là nơi tổng hợp đắc lực protein. Ngoài ra, mạng nội chất còn tạo các enzim xúc tác sự tổng hợp các phospholipid và cholesterol dùng để tạo ra các màng mới. Hơn nữa, nó còn làm gia tăng diện tích bề mặt trao đổi toàn phần của tế bào chân hạch. H.1.9. Hệ màng nội chất Hình 1.9. minh họa các túi vận chuyển sinh ra trong lưới nội chất và hệ Golgi hoà nhập với màng tế bào chất và góp màng của chúng vào màng tế bào chất nầy. 2.5. Bộ máy Golgi Đặt vấn đề: Có phải bộ máy Golgi có vai trò trong sự thành lập cách thể? Như vậy, cách thể là gì và có vai trò như thế nào trong tế bào? Bộ máy Golgi (Golgi apparatus) được nhà sinh học người Ý Camillo Golgi phát hiện đầu tiên năm 1.898 khi ông nghiên cứu tế bào thần kinh. Đó là một hệ bọc và túi màng chuyên tích trữ, điều chỉnh và phân phối các sản phẩm của hệ lưới nội chất. Một tế bào có thể có vài hoặc hàng trăm khối Golgi. 2.5.1. Hình dạng và kích thước Bộ Golgi là một khối nhiều túi do các màng nội chất hình thành; các túi có hai lớp màng có bề dày không đồng nhất, cấu tạo bằng các phân tử lipid xếp đối nhau chứa nhiều phân tử protein phân bố khắp màng; màng dày khoảng 70-90A bao quanh các phiến cisternae hình dĩa dẹp ở giữa và hơi phình ra ở rìa. Các cisternae có mặt hơi cong và xếp thành chồng giống như chồng dĩa, số cisternae trong mỗi chồng thay đổi tùy loài; các cisternae đưa mặt lồi (mặt Cis) về phần láng của mạng nội chất, mặt lõm hay mặt Trans hướng về màng tế bào chất. 15
6. Chung quanh hệ thống Golgi gần mặt Cis và Trans có rất nhiều hạt nhỏ có màng bao, đó là các túi chuyên chở (transport vesicle) vật liệu đến hay đi khỏi bộ máy Golgi. 2.5.2. Nhiệm vụ Bộ máy Golgi chứa nhiều enzim xúc tác nhiều loại phản ứng hóa học khác nhau, một trong những chức năng của bộ máy Golgi là tiếp nhận và chế biến lại các protein tổng hợp bởi ribo thể trên màng của mạng nội chất trước khi chuyển các protein này đến màng tế bào chất, hay tiết ra khỏi tế bào hoặc chuyển đến các cấu trúc khác bên trong tế bào như lyso thể. Bên cạnh đó, bộ máy Golgi còn có vai trò trong sự thành lập cách thể sau sự hạch phân, ở thực vật, bộ máy Golgi cũng tham gia vào việc tổng hợp các chất polyssacharide như hemiceluloz và pectin vào vách tế bào, như vậy màng phospholipid luôn được đổi mới. H.1.10. Hệ thống ống và túi của bộ máy Golgi 2.6. Ty thể bộ (Mitochondrion) Câu hỏi: Vì sao người ta cho rằng "ty thể" chính là "vi khuẩn" ? Ty thể bộ được nhận diện vào năm 1886 (La Vallette Saint-Georges) và có ở khắp tế bào động vật hay thực vật. 2.6.1. Sự phân bố, hình dạng và kích thước Dưới kính hiển vi thường, ty thể là những thể nhỏ (bào quan) có nhiều hình dạng khác nhau: hình que, hình cầu hay hình sợi Ty thể hình cầu có đường kính trong khoảng 0,5-5µ, hình que có đường kính 0,2µ và dài có khi đến 10µ. Thường phải nhuộm màu đặc biệt bằng lục Janus, hematoxylin, fuschin acid mới quan sát thấy ty thể. Số lượng ty thể khác nhau trong từng loại tế bào và trong các trạng thái sinh lý khác nhau của tế bào. Tế bào non đang phát triển có số lượng ty thể rất lớn, tế bào đã chuyên hóa có số lượng ty thể ít hơn. Ty thể thường phân bố đều trong tế bào có khi cũng tập trung ở từng chỗ nhứt định tùy yêu cầu chuyển hóa năng lượng của tế bào. 2.6.2. Cấu trúc Cũng như với các vi cấu trúc của các bào quan khác, cấu trúc của ty thể phù hợp với chức năng của chúng. Dưới kính hiển vi điện tử, ty thể gồm một màng đôi bao bọc bên ngoài cơ chất, 2 màng cách nhau một khoảng trống, mỗi màng dày từ 5- 6µ và mỏng hơn màng tế bào chất. 16
7. - Màng ngoài hay ngoại mạc trơn láng chứa 50% lipid và 50% protein. - Màng trong hay nội mạc chứa 20% lipid và 80% protein, nằm song song với màng ngoài, nhưng có nhiều chổ gấp nếp tạo thành các nếp gấp (crista) ăn sâu vào cơ chất làm gia tăng rất nhiều diện tích màng trong; hình dạng và số lượng của cristae ty thể thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào loại tế bào. Các phân tử enzym đảm trách tạo ATP được vùi vào trong các cristae và nhờ các cristae làm tăng diện tích màng nên tăng khả năng sinh ATP của ty thể; hơn nữa màng còn chứa nhiều enzym chuyên chở các chất trung gian nhỏ là đối tượng tác động của các enzym nằm trong cơ chất. Trong vài trường hợp, dưới kính hiển vi điện tử cho thấy màng đôi mang những hạt rất nhỏ hình cầu gọi là oxid thể hay oxysomes, các hạt ở màng ngoài không cọng, các hạt ở màng trong và nội mạc có cọng (H. Fernandez-Moran). Năm 1964, nhà bác học Mỹ Green phát hiện ở màng trong của ty thể phủ những hạt cực nhỏ, nơi tập trung nhiều enzim làm chất xúc tác trong quá trình oxy hóa và giải phóng năng lượng trong phân tử ATP được hình thành trên ty thể. - Chất nền (matrix) là một vùng vật chất không định hình (amorphous) chứa nhiều cấu trúc đặc biệt và hàng trăm loại enzyme tham gia tổng hợp ATP, tham gia vào các phản ứng oxid hoá pyruvat và các acid béo, các enzyme của chu trình Krebs. Ty thể được cấu tạo bởi các lipoprotein mà trong đó protein chiếm 65-70%, lipid từ 25-30%, phosphatid, cholesterol, nhiều enzyme cuả sự hoàn nguyên (citocrom - oxidaz, sucinodeshidaz, phosphorilaz), các chất chuyên chở hydrogen như DPN, TPN. Lipid, enzyme của sự hoàn nguyên và của sự phosphoril-hóa có mặt chủ yếu trong màng và các tấm răng lược, chất nền có lẽ chứa các phân hóa tố của chu trình Krebs và phân hóa tố oxid-hóa lipid, còn protein có trong mọi cấu trúc. Trong chất nền có nhiều phân tử DNA và gọi là mDNA, được phát hiện năm 1963 do Nass khi nghiên cứu kiến trúc của phôi gà. H.1.11. Ty thể và chi tiết một Crista 2.6.3. Nhiệm vụ Ty thể là trung tâm hô hấp và cung cấp năng lượng dưới dạng hóa năng ATP cho toàn thể tế bào nhất là cho nhân. Ngoài ra, trong ty thể có chứa RNA và DNA riêng của nó (mDNA), sự hiện diện của DNA làm cho ty thể có thể di truyền độc lập với nhân, điều này giải thích thuyết di truyền tế bào chất và sự tham gia của ty thể trong việc tổng hợp các RNA và các protein đặc trưng. 17
8. 2.7. Ribo thể (Ribosomes) Là những hạt rất nhỏ đường kính khoảng 17-23nm; không có màng bao và nằm tự do trong tế bào chất hay bên trong một số cấu trúc như lục lạp, ty thể bộ, hoặc ở trạng thái tự do hay bám vào mặt ngoài của mạng lưới nội chất hay mặt ngoài của màng ngoài của nhân, có khi ribo thể cũng được tìm thấy trong nhân và chúng chỉ được quan sát dưới kính hiển vi điện tử. Các nghiên cứu gần đây cho thấy ribo thể được thành lập trong nhân, sau đó sẽ ra ngoài nhân nhờ những lổ của màng nhân. Mỗi ribo thể gồm hai bán đơn vị (30S và 50S), bên trong chứa nhiều RNA và protein. Nhiều Ribo thể tập hợp thành chuỗi hay thành chùm gọi là polyribosomes / polysomes gắn trên mặt ngoài của màng nhân, chính các polysomes là trung tâm tổng hợp protein của tế bào. H.1.12. Nguồn gốc của ribo thể (Bonner, 1955) 2.8. Lạp bộ (Plastidome) Lạp bộ rất quan hệ và đặc sắc của tế bào thực vật, có vai trò quan trọng trong quá trình dinh dưỡng của tế bào. Gồm có lục lạp (chloroplasts) chứa các sắc tố cần thiết cho sự quang tổng hợp, sắc lạp (chromoplastes) tạo ra sắc tố trừ diệp lục tố, bột lạp (amyloplastes) tạo ra tinh bột, du lạp tạo ra lipid, đạm lạp tạo ra protid. Loại lạp này có thể biến thành loại lạp khác tùy theo điều kiện của tế bào: lục lạp có thể tạo tinh bột hay cho caroten, bột lạp trở nên xanh, 2.8.1. Lục lạp Câu hỏi: 1. Hãy giải thích vai trò của lục lạp trong sự quang hợp? . 2. Bạn biết gì về cây C3, cây C4 và cây CAM. Không thể không nói đến tầm quan trọng của lục lạp do hầu hết sinh giới vận hành được là nhờ năng lượng do quá trình quang hợp cung cấp. 2.8.1.1. Lục lạp ở thực vật xanh bậc cao ∗ Vị trí: lục lạp nằm trong tế bào chất và một trong những mặt phẳng của chúng hướng về phía màng tế bào, đặc biệt có nhiều hạt nằm gần các gian bào chứa đầy không khí. Vị trí của lục lạp trong tế bào thay đổi, phụ thuộc trước hết vào điều kiện chiếu sáng và chúng sắp xếp thế nào để nhận ánh sáng tốt nhất cũng như tránh ánh sáng chiếu trực tiếp. Trong một số lá cây ở ánh sáng khuếch tán thì lục 18
9. lạp phân bố chủ yếu ở vách của tế bào về phía bề mặt ngoài của cơ quan, ở ánh sáng chói chang thì chúng lại tập trung ở các vách bên hoặc bên mép. Lục lạp có khi chuyển động dưới các tác dụng kích thích như nhiệt độ, hóa chất, cơ học ∗ Hình dạng và kích thước: lục lạp thường có dạng hình hạt thấu kính lồi, bên trong không có hạch lạp, đường kính trung bình 3-10µ, dài khoảng 7µ. Các hạt lục lạp phân bố chủ yếu ở phần xanh của cây nơi có ánh sáng rọi đến nhất là ở lá cây. Trung bình trong mỗi tế bào lục mô chứa từ 40-50 hạt lục lạp, nhờ số lượng nhiều mà bề mặt quang hợp của lá được tăng lên nhiều lần. Sự phân phối của lục lạp trên lá cây thuộc nhóm C3 khác với nhóm C4. Có nhiều bằng chứng cho thấy lục lạp di chuyển trong tế bào chứ không đứng yên một chỗ. ∗ Cấu tạo: dưới kính hiển vi điện tử, lục lạp gồm: - Màng đôi bao quanh chất nền (stroma) dày khoảng 6 µ và cách nhau một khoảng ngoại vi dày 10-20 µ Đây là màng bán thấm có màng ngoài trơn láng, màng trong gấp nếp nhiều lần và các nếp gấp hướng vào bên trong stroma tạo thành các phiến lamella, thỉnh thoảng các phiến này phình thành túi dẹp gọi là thylakoid, có khi các thylakoid xếp song song nhau phân bố đều khắp, hoặc chuyên hóa thành các dĩa tròn và xếp chồng chất lên nhau làm thành hạt grana hình thấu kính rất nhỏ trong stroma; tất cả grana và lamella ăn thông với nhau. - Stroma là vùng dịch chất gần như đồng nhất, cấu tạo bằng lipoprotein chứa nhiều hợp chất tan trong nước như enzim của lộ trình Calvin, nhiều phân tử DNA, các ribo thể, RNA và các phân tử khác cần thiết cho sự tổng hợp hợp protein của lục lạp. - Màng thylakoid chứa hơn 60 loại phân tử protein khác nhau nằm xen vào màng đôi lipid, ngoài ra còn có một số lượng lớn các sắc tố chlorophyl liên kết chặt chẽ với một số phân tử protein. Carbohydrat hiện diện trong màng thylakoid dưới dạng kết hợp với lipid tạo ra chất glycolipid. - Sắc tố quang hợp chủ yếu gồm diếp lục tố a (C55H72O5N4Mg), diệp lục tố b (C55H70O6N4Mg) và một số sắc tố phụ carotenoid gắn trên màng thylakoid. Màu của carotenoid bị màu của Chl. a và Chl. b che lấp, các carotenoid là sắc tố chính ở hoa và trái, khi lá già, lượng Chl. giảm nên màu của carotenoid lộ ra tạo màu sắc rực rỡ, nhứt là ở rừng ôn đới vào mùa thu. - Lục lạp chứa DNA, RNA riêng của lục lạp. Sự hiện diện của DNA và RNA trong lạp chứng tỏ ở lạp có sự di truyền riêng biệt với nhân. 19
10. H.1.14. Cấu tạo hạt lục lạp ở lá cây bắp (Zea mays) dưới kính hiển vi điện tử 2.8.1.2. Lục lạp ở tảo lục Ở tảo lục, lục lạp có nhiều hình dạng khác nhau: phiến mỏng hình vuông dài choán hết cả tế bào như ở Mougeotia, ở Chlamydomonas lục lạp hình chuông dính sát vào vách tế bào, lục lạp hình dãy xoắn ốc ở Spirogyra, hình sao hay chia nhánh ở Zygnema. Lục lạp thường có hạch lạp (pyrenoide), quanh hạch lạp là các hạt tinh bột. H.1.15. Một số dạng lục lạp (A) ở tảo Spirogyra, (B) Zygnema, (C) Oedogonium 2.8.1.3. Thuyết về nguồn gốc của lục lạp và ty thể Hiện nay, nhiều nhà sinh vật chấp nhận ty thể và lục lạp là hai bào quan chỉ có trong tế bào chân hạch, có nguồn gốc từ những sinh vật sơ hạch sống nội cộng sinh trong tế bào sinh vật chủ dựa vào các đặc tính sau: * Sự dị biệt giữa ty thể, lạp thể và nguyên sinh chất chung quanh: - Ở ty thể và lục lạp, sự sao chép (replication) của DNA độc lập với nhân. - Ribo thể của lục lạp và ty thể bị cloramphenicol ngăn chận sự tổng hợp protein còn ribo thể của tế bào thì không. - Ty thể và lục lạp có màng đôi, các bào quan khác có màng đơn. - Nhiều RNA chuyên chở gặp ở ty thể nhưng không gặp ở tế bào chất. * Ty thể và lục lạp rất gần với vi khuẩn và thanh tảo: - Kích thước chúng tương tự nhau vào khoảng 1-5µ. - Ty thể và lục lạp có nhiễm sắc thể riêng, các nhiễm sắc thể này giống với nhiễm sắc thể của tế bào sơ hạch là có dạng vòng không liên kết với thể nhân protein và không có màng bao. - Các tổ chức bên trong của gene ở ty thể và lục lạp giống như ở tế bào sơ hạch và các bào quan này tự sinh sản (autoreproducteurs). - Ribo thể của ty thể và lục lạp giống ribo thể của tế bào sơ hạch hơn. - Nội mạc của ty thể giống ở vi khuẩn vì màng nguyên sinh chất ở vi khuẩn cũng uốn vào trong và cũng giống các thylakoid ở lục lạp. Ở vi khuẩn quang dưỡng, các sắc tố cũng dính trên túi và phiến như ở thanh tảo. - Nhiều thanh tảo cộng sinh không có vách tế bào riêng. 20