Ứng dụng của sinh khối vi sinh vật


Công  nghệ  thu  sinh  khối  vi  sinh  vật  là  các  quá  trình  nuôi  cấy  các chủng  thuần khiết hoặc hỗn hợp vài chủng để  thu được khối  lượng  tế bào sau khi sinh trưởng với các mục đích:

- Sinh  khối  giàu  prôtêin  dùng  làm  thực  phẩm  cho  người  và  thức  ăn cho gia súc  là những  tế bào vi sinh vật (kể cả sinh khối  tảo) đã sấy khô và chết,  giàu  prôtêin,  các  vitamin  nhóm B  và  chất  khoáng. Nguồn  sinh  khối này được gọi là prôtêin đơn bào.

Các phương pháp phân lập ADN, gen


Một  số  phương  pháp  phân  lập  gen  để  thực  hiện  kỹ  thuật  tái  tổ  hợp
DNA đã được sử dụng là:
1. Tách các đoạn DNA từ genome
Phương  pháp  này  được  thực  hiện  như  sau:  DNA  hệ  gen  (genomic DNA) của một sinh vật được cắt thành các đoạn nhỏ dài khoảng 20 kb (kích thước thích hợp tùy thuộc vào loại vector nhận chúng) bằng enzyme hạn chế rồi gắn vào vector để xây dựng thư viện genome (genomic library).

2. Sinh tổng hợp cDNA từ mRNA
Đoạn DNA  được  tổng  hợp  dựa  trên  khuôn mẫu mRNA  được  gọi  là cDNA (complementary DNA).

Các vấn đề pháp lí của công nghệ sinh học


Các vấn đề pháp lý của công nghệ sinh học hiện đại

Công nghệ DNA tái tổ hợp đã giúp các nhà khoa học thay đổi cơ chế tiến hóa của tự nhiên, sáng tạo ra sản phẩm của gen, tạo ra các dạng sinh vật mới. Ngày càng có nhiều bằng chứng hiển nhiên về  lợi  ích của công nghệ DNA  tái  tổ hợp. Tuy nhiên,  cũng phải  cân nhắc đến những nguy  cơ  tiềm tàng của nó, và thực tế cũng đã nảy sinh một số vấn đề pháp lý quan trọng buộc chúng ta phải xem xét lại một cách thận trọng.

Ứng dụng của công nghệ sinh học


Các lĩnh vực ứng dụng của công nghệ sinh học
1. Công nghệ sinh học trong nông nghiệp
Lĩnh vực nông nghiệp tuy không phải là mục tiêu phát triển hàng đầu của công nghệ sinh học ở nhiều nước công nghiệp trên thế giới, nhưng trên thực tế  những hoạt động nghiên cứu và phát triển, sản xuất và thương mại hóa ở  lĩnh vực này cũng được nhiều tập đoàn  lớn quan  tâm. Có  thể nêu ba lĩnh vực chính là: 

- Giống cây trồng và vật nuôi nhân vô tính và chuyển gen mang những đặc điểm nông-sinh quý giá mà các phương pháp truyền thống không tạo ra được, đồng thời lại được bảo vệ thông qua bản quyền tác giả.

Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sinh trưởng và sinh sản động vật


1. Nhiệt độ  ảnh hưởng đến sự phát triển của động vật.
- Động vật biến nhiệt. Tốc độ phát triển và số thế hệ trong một năm phụ thuộc vào nhiệt độ. Khi nhiệt độ xuống thấp dưới một mức nào đó thì động vật không phát triển được. Nhưng trên nhiệt độ đó sự trao đổi chất của cơ thể được hồi phục và bắt đầu phát triển. Người ta gọi ngưỡng nhiệt phát triển (hay nhiệt độ thềm phát triển) là nhiệt độ mà ở dưới nhiệt độ này tốc độ phát triển của cơ thể là 0. 

Bằng các thực nghiêm mối quan hệ giữa nhiệt độ và thời gian phát triển của động vật biến nhiệt được thể hiện bằng công thức sau:

Quy luật Bergman, quy luật Allen


- Quy luật Bergman: Trong giới hạn của loài hay nhóm các loài gần gủi đồng nhất thì những cá thể có kích thước lớn hơn thường gặp ở những vùng lạnh hơn (hay những cá thể phân bố ở miền bắc có kích thước lớn hơn ở miền nam), các loài động vật biến nhiệt (cá, lưỡng thể, bò sát ...) thì ở miền nam có kích thước lớn hơn ở miền bắc. 

Quy luật này phù hợp với quy luật nhiệt động học: Bề mặt cơ thể động vật bình phương với kích thước của nó. Trong lúc đó khối lượng tỉ lệ với lập phương kích thước. Sự mất nhiệt tỉ lệ với bề mặt cơ thể và như vậy tỉ lệ đó càng cao, tỉ lệ bề mặt với khối lượng càng lớn, có nghĩa là cơ thể động vật càng nhỏ. Động vật càng lớn và hình dạng cơ thể càng thon gọn thì càng dễ giữ cho nhiệt độ cơ thể ổn định, động vật càng nhỏ quá trình trao đổi chất càng cao.

Sự thích nghi của sinh vật đối với môi trường


Sinh vật phản ứng lên những tác động của điều kiện môi trường xảy ra bằng hai phương thức: hoặc là chạy trốn để tránh những tai họa của môi trường ngoài (phương thức này chủ yếu ở động vật) hoặc là tạo khả năng thích nghi. Thích nghi là khả năng của các sinh hệ, các cơ thể sống phản ứng hợp lý lên những tác động thay đổi của các yếu tố môi trường bên ngoài để tồn tại và phát triển.
Sự thích nghi của các cơ thể sinh vật đến tác động của các yếu tố môi trường có thể có hai khả năng: thích nghi hình thái và thích nghi sinh lý.

Các quy luật sinh thái


1. Quy luật tác động tổng hợp.
Môi trường bao gồm nhiều yếu tố có tác động qua lại, sự biến đổi các nhân tố này có thể dẫn đến sự thay đổi về lượng, có khi về chất của các yếu tố khác và sinh vật  chịu ảnh hưởng sự biến đổi đó. Tất cả các yếu  tố đều gắn bó chặt chẽ với nhau tạo thành một tổ hợp sinh thái. Ví dụ như chế độ chiếu sáng trong rừng thay đổi thì nhiệt độ, độ ẩm không khí và đất sẽ thay đổi và sẽ ảnh hưởng đến hệ động vật không xương sống và vi sinh vật đất, từ đó ảnh hưởng đến chế độ dinh dưỡng khoáng của thực vật.

Vai trò của môi trường đối với con người


Đối với sinh vật nói chung và con người nói riêng thì môi trường sống có các chức năng cơ bản sau:

1. Môi trường là không gian sống cho con người và thế giới sinh vật
 Trong cuộc sống hàng ngày, mỗi một người  đều cần một không gian nhất định để phục vụ cho các hoạt động sống như: nhà ở, nơi nghỉ, nơi để sản xuất...Như vậy chức năng này đòi hỏi môi trường phải có một phạm vi không gian thích hợp cho mỗi con người. Không gian này lại đòihỏi phải đạt đủ những tiêu chuẩn nhất định về các yếu tố vật lý, hoá học, sinh học, cảnh quan và xã hội.  

Câu hỏi trắc nghiệm sinh thái học

Tuyển tập những câu hỏi trắc nghiệm sinh thái học


1. Sống trên các vùng cực. những con chim cánh cụt đôi cánh khoẻ, nhưng chân lại ngắn vì chúng thích nghi với:
    A. Lối bay giỏi.
    B.  Lối bơi giỏi.
    C. Đi trên băng tuyết đỡ bị trượt.
    D. Dễ cho việc ấp trứng.
    E.  Để làm phương tiện đánh nhau khi tranh giành nơi đẻ trứng.

2. Sếu có chân cao, cổ dài để thích nghi:
    A. Phát hiện và chạy trốn kẻ thù.
    B.  Tạo dáng cân đối khi bay.
    C. Để sống nơi đầm lầy.
    D. Rỉa lông.
    E.  Dễ bắt những con mồi đậu trên lau sậy ở đầm lầy.

Công nghệ sinh học truyền thống và hiện đại


1. Công nghệ sinh học truyền thống (traditional biotechnology)
Bao gồm: 
+ Thực phẩm lên men truyền thống (food of traditional fermentations)
+ Công nghệ lên men vi sinh vật (microbial fermentation technology)
+  Sản  xuất  phân  bón  và  thuốc  trừ  sâu  vi  sinh  vật  (production  of microbial fertilizer and pesticide)
+ Sản xuất sinh khối giàu prôtêin (prôtêin-rich biomass production)
+ Nhân  giống  vô  tính  bằng  nuôi  cấy mô  và  tế  bào  thực  vật  (plant micropropagation)
+ Thụ tinh nhân tạo (in vitro fertilization)

Các cơ chế sửa sai ADN


1. Quang phục hoạt (Photoreactivation)
 Quang phục hoạt (photoreactivation) hay sửa sai nhờ ánh sáng (light repair). Sau khi xử lý tia tử ngoại gây đột biến, nếu đưa ra ánh sáng thì phần lớn sai hỏng được phục hồi nhờ enzyme photolyase. Enzyme này gắn vào photodimer cắt nó thành các monomer dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời có bước sóng 320-370 nm. Sau  đó phục hồi các base ban  đầu (hình 4.5).

2. Sửa chữa bằng cắt bỏ (excision repair)
Phần lớn các cơ chế sửa sai khác thực hiện theo lối cắt bỏ (excistion repair) không cần ánh sáng nhờ các nuclease, sau  đó thay vào các base đúng. Có thể xảy ra theo nhiều cách:

PCR - Phản ứng chuỗi trùng hợp


1. PCR là gì?
PCR là chữ viết tắt của cụm từ Polymerase Chain Reaction (tạm dịch là phản ứng chuỗi trùng hợp nhờ polymerase. PCR là một kỹ thuật phổ biến trong sinh học phân tử nhằm khuyếch đại (tạo ra nhiều bản sao) một đoạn DNA mà không cần sử dụng các sinh vật sống như E. coli hay nấm men. PCR được sử dụng trong các nghiên cứu sinh học và y học phục vụ nhiều mục đích khác nhau như: phát hiện các bệnh di truyền, nhận dạng vân tay DNA, chẩn đoán bệnh, tách dòng gene, xác định huyết thống v.v.

2. Nguyên tắc và quy trình
PCR là một kỹ thuật cho phép khuyếch đại nhanh một mẩu DNA cụ thể trong ống nghiệm (hơn là trong các tế bào sống như là E. coli). Với quy trình này người ta có thể tạo ra vô số bản sao của một phân tử DNA đơn. Quy trình "tạo dòng in vitro" này được tóm tắt như sau:

Đặc điểm sinh sản của vi khuẩn


Vi khuẩn sinh sản bằng cách chia đôi (binary fission) hay  trực phân (amitosis). Mặc dù không có hình thức sinh sản hữu tính (chỉ là sinh sản cận hữu tính, parasexual reproduction), các biến đổi di truyền vẫn xảy ra trong từng tế bào vi khuẩn thông qua các hoạt động tái tổ hợp di truyền.

Có ba kiểu tái tổ hợp di truyền đã được phát hiện ở vi khuẩn:
+ Biến nạp (transformation): chuyển DNA trần từ một tế bào vi khuẩn sang tế bào khác thông qua môi trường lỏng bên ngoài, hiện tượng này gồm cả vi khuẩn chết.

Các tính trạng di truyền theo quy luật Menden ở người


Sự di truyền Mendel ở người
 Cũng như ở đậu Hà Lan, ruồi giấm hay mèo, ở người có rất nhiều tính trạng di truyền theo các quy luật Mendel. Chẳng hạn, theo thống kê của Victor A.McKusick năm 1994, có 6.678 tính trạng và các bệnh đơn gene.

Cho đến ngày 8/2/2005, các số liệu về số lượng gene và kiểu hình được nêu ở bảng 1.4 (OMIM 2005). 

Tính độc đáo trong nghiên cứu di truyền của Menden


 Tính chất  độc  đáo của phương pháp nghiên cứu Mendel thể hiện  ở chỗ: 
(1) Chọn các dòng thuần (pure lines) khác nhau bằng cách cho tự thụ phấn liên tiếp nhiều thế hệ dùng làm dạng bố mẹ trong các phép lai; 
(2) Theo dõi trước tiên kết quả di truyền riêng biệt của từng tính trạng qua vài thế hệ, trong đó thế hệ cây lai thứ nhất hay F1 sinh ra do giao phấn giữa hai dạng bố mẹ thuần chủng khác nhau, còn thế hệ cây lai thứ hai hay F2 sinh ra từ sự tự thụ phấn của các cây lai F1, rồi sau  đó mới tiến hành 
nghiên cứu sự di truyền đồng thời của hai hoặc nhiều tính trạng; 
(3) Khái quát và lý giải các kết quả thí nghiệm thu được bằng toán thống kê và xác suất; và (4) Kiểm tra lại một cách cẩn thận các giả thuyết khoa học bằng các phép lai thuận nghịch (reciprocal matings) và lai phân tích (testcross).  

DOWNLOAD:

Tại sao Menden chọn đậu Hà Lan làm đối tượng thí nghiệm


 Mendel chọn đậu Hà Lan (Pisum sativum) làm đối tượng nghiên cứu vì chúng có hai đặc điểm cơ bản là sai khác nhau về nhiều tính trạng tương phản dễ quan sát (hình 1.2a) và sinh sản bằng lối tự thụ phấn. Ngoài ra, đậu có hoa khá lớn nên thao tác dễ dàng (hình 1.2b); có khả năng cho số lượng đời con nhiều; và nhiều giống đậu lúc bấy giờ có giá trị kinh tế cao. 

Tìm hiểu về Menden


Gregor Mendel sinh năm 1822, lớn lên ở trang trại của cha mình tại một tỉnh của Austria (Áo). Vì gia  đình nghèo nên ông phải vào tu viện để tiếp tục việc học của mình. Trong khoảng thời gian này, Mendel nghiên cứu vật lý và toán là những môn học giúp ông nhiều trong các thí nghiệm di truyền sau này. Ông đã được gởi tới Đại học Vienna để thi lấy bằng giáo viên chính thức, nhưng không  đỗ và quay về tu viện "dạy học" trong nhiều năm.

Tinh trùng - trứng


Sự phát triển của cá thể mới được bắt đầu từ sự hình thành tế bào sinh dục ở thế hệ bố mẹ.
Có hai loại tế bào sinh dục: Tế bào sinh dục đực thường là tinh trùng được hình thành tại tinh hoàn và tế bào sinh dục cái được tạo thành tại buồng trứng.

1. Tinh trùng
Tinh trùng là một tế bào nhỏ, có khả năng di động. Cấu tạo điển hình của tinh trùng gồm:
cấu tạo tinh trùng

- Phần đầu:
Chứa một nhân lớn choán gần hết thể tích của đầu, xung quanh được bao bằng một lớp bào tương rất mỏng và không có bào quan. Phía trước đầu có một khối nguyên sinh chất nhỏ là thể đầu chủ yếu do bộ máy Golgi của tinh tử tạo thành. Phía trước thể đầu chất nguyên sinh đặc lại và dày lên hình chóp nhọn (mũ) có tác dụng như một cái khoan để di chuyển kiểu xoáy vào môi trường nước. Phần này có chứa lysine và hyaluronidase có tác dụng dung giải màng ngoài của trứng khi thụ tinh và một số chất khác giúp cho sự tiếp xúc với màng sinh chất của trứng và tham gia cả chức năng hoạt hóa.

Cấu tạo và chức năng của màng tế bào

1. Cấu trúc màng tế bào
Mọi tế bào đều được bao bọc bởi màng tế bào. Về bản chất nó là một màng sinh chất giống như những màng khác bên trong tế bào.

Hình hiển vi điện tử cho thấy màng tế bào là một màng mỏng, khoảng 100A0 gồm hai lớp sẫm song song kẹp giữa là một lớp nhạt. Mỗi lớp dày khoảng từ 25 đến 30 A0. Lớp nhạt là lớp phân tử kép lipit còn hai lớp sẫm là do đầu của các phân tử prôtêin lồi ra khỏi lớp phân tử kép lipit tạo  nên.

Sự điều chỉnh hoạt tính enzim

Tại sao enzim pepsin của dạ dày không phân giải các prôtêin của chính dạ dày? 


Một số enzyme có khả năng phá hoại nếu nó trở nên có hoạt tính không đúng chỗ do đó cần có các túi bao gói chúng lại.

Pepsin là một loại enzyme tiêu hóa protein rất mạnh, có thể phá vỡ cấu trúc nội bào--> Các tế bào dạ dày đã sản xuất pepsin dưới dạng pepsinogen - chất này chỉ có hoạt tính khi rơi vào nơi pH axit mạnh. Các tế bào lót xoang dạ dày được bảo vệ khỏi axit và enzyme bằng một lớp nhầy và do đó sự tiêu hóa thức ăn xảy ra an toàn. Hệ thống enzyme trong lysosom cũng tương tự.

Các nhân tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzim



1. Nhiệt độ
Khi nhiệt độ tăng, tăng năng lượng động học ( tần số va chạm phát triển) tần số phức hợp enzyme -  cơ chất phát triển trên một đơn vị thời gian do đó tốc độ phản ứng tăng và tăng sản phẩm.

Với nhiều loại phản ứng, kể cả phản ứng xúc tác vô cơ, sự tăng này có thể tiếp diễn vô hạn.  Tuy nhiên trong phản ứng do enzyme kiểm soát nhiệt độ tối ưu nhanh chóng đạt đến tương ứng với tốc độ cực đại của phản ứng. Cao hơn nhiệt độ tối ưu ( tốc độ phản ứng giảm nhanh vì nhiệt độ cao đã làm enzyme (protein) bị biến tính. Trung tâm hoạt động mất đi cấu hình chuẩn và không còn phù hợp được với cơ chất --> làm mất vai trò xúc tác. Nếu nhiệt độ thấp --> tốc độ phản ứng chậm.
Cá biệt có những enzyme chịu được nhiệt độ cao như amylase trong công nghiệp dệt chịu được nhiệt độ hơn 100oC.   Loài cá băng ở Nam cực có enzyme hoạt động hiệu quả ở -2oC.

Chất điều hòa sinh trưởng và trạng thái ngủ


 1. Chất điều hòa sinh trưởng thực vật và trạng thái ngủ
 - ABA gây trạng thái ngủ: Hàm lượng ABA trong hạt, lá và mầm chồi cao đều dẫn đến sự ngủ. Tuy nhiên cũng có trường hợp trong điều kiện ngày ngắn gây ra sự ngủ trong vài loài lại không có sự gia tăng ABA nội sinh. Việc xử lý ABA ngoại sinh lên mầm chồi và lên hạt đã kích thích trạng thái ngủ của chúng.

- Gibberellin: làm mất  đi một số loại TRạng thái ngủ bao gồm TRạng thái ngủ do sinh lý, TRạng thái ngủ do ánh sáng và TRạng thái ngủ do nhiệt.

Vai trò của các hocmon thực vật trong sự hình thành rễ


Sự thành lập rễ bất định từ cành giâm
 Khả năng của nhiều loài cây và nhiều phần của của cây có khả năng tạo rễ bằng cách giâm dưới những  điều kiện thích hợp là yếu tố quan trọng trong việc nhân giống của nhiều loài. Thân, rễ hoặc lá có thể dùng làm nguồn cho việc nhân giống khi được kết hợp với hóa chất thích hợp, tác nhân cơ học và những điều kiện môi trường. Một trong những lợi điểm chính của phương pháp nhân giống vô tính này là cây mới được tạo thành giống như cây cha mẹ.

  Von Sachs (1882) cho rằng có một chất hay những chất nào đó trong lá, nụ và tử diệp của cây đã di chuyển đến rễ và kích thích sự tạo rễ. Hormone này đã được Bouillene và Went (1933) gọi là zhizocaline và cho đến ngày nay vẫn là một chất mang tính chất giả thuyết. Những nhóm kích thích sinh trưởng như auxin, cytokinin, gibberellin,  ethylene, brassinolide cũng như những chất  ức chế như abscisic acid, những chất hoãn sinh trưởng, và phenolic đều có  ảnh hưởng lên sự khởi sinh rễ. Ngày nay, auxin được biết là nhóm có ảnh hưởng lớn nhất trên sự tạo rễ và đã được thương mại hóa. Có những yếu tố liên quan đến sự tạo rễ và chất sinh trưởng thực vật được liệt kê sau:

Các chất điều hòa sinh trưởng ảnh hưởng đến sự nảy mầm

Điều khiển sự nảy mầm của hạt và sự phát triển của cây con
  Để hiểu rõ những yếu tố điều hòa sự nảy mầm và quá trình sinh trưởng sau đó của cây con, trước nhất chúng ta cần hiểu rõ những quá trình liên quan trong suốt giai đoạn này. Nhân giống bằng hạt là phương pháp chính của quá trình sinh sản trong tự nhiên và là phương pháp được áp dụng trên diện rộng trong nông nghiệp do tính hiệu quả cao của nó. Hạt là một noãn đã chín, khi rụng khỏi cây mẹ nó chứa phôi và chất dự trữ được bao bọc bởi vỏ hạt. Sự nảy mầm của hạt có thể được định nghĩa như một loạt sự kiện xảy ra khi những hạt khô không hoạt động hút nước, kết quả là gia tăng hoạt động trao đổi chất và khởi tạo một cây con từ phôi. Để khởi đầu sự nảy mầm, những tiêu chuẩn sau cần phải có:

Những động vật có thể thay đổi giới tính

Trong thế giới động vật, cấu tạo và hành vi của các loài động vật rất khác nhau, đặc biệt khi đề cập đến vấn đề giới tính. Có nhiều loài có khả năng chuyển từ giới đực sang giới cái hoặc ngược lại. 


Có ít nhất 22 loài cá khác nhau có khả năng thay đổi giới tính trong suốt cuộc đời mình. Phổ biến là các loài: cá biển đầu xanh, cá bống đầu xanh, cá bống nhật, cá thần tiên, cá vẹt, ... và nhiều loài thuộc ốc, tôm đều có khả năng này.

Tất cả các trường hợp thay đổi giới tính ở cá đều thuộc một trong các dạng sau:

- Ban đầu là cá cái, sau đó chuyển đổi thành cá đực, đây là hình thức phổ biến gặp ở cá san hô.

- Ban đầu là cá đực, sau đó chuyển thành cá cái, hình thức này ít phổ biến hơn.

- Cá có thể thay đổi luân phiên 2 giới

- Cá có 2 giới tính cùng lúc

- Cá không thay đổi giới tính khi trưởng thành nhưng có thể thay đổi giới tính khi tiếp xúc với hóa chất, hocmon trong quá trình phát triển của chúng.


Lợi ích của sự thay đổi giới tính:

- Các nhà nghiên cứu tin rằng sự thay đổi giới tính vì lí do cơ hội. Ví dụ nếu một đàn cá san hô chỉ có một cá đực, nếu con cá đực chết, con cá cái lớn nhất sẽ chuyển thành cá đực. Tương tự như vậy, các loài cá ở biển sâu, xác suất để bắt gặp bạn tình thường rất thấp do vậy khả năng thay đổi giới tính giúp chúng tăng khả năng giao phối để đảm bảo sự tồn tại cho loài. 

Nguyên nhân của sự thay đổi giới tính
Lý do tại sao và làm thế nào mà các loài cá có thể thay đổi giới tính trên cơ sở thay đổi sinh lí và giải phẫu một cách dễ dàng vẫn chưa được xác định. Các nhà nghiên cứu tin rằng hệ thống nội tiết, hệ thống sản xuất và giám sát hocmon trong cơ thể động vật chịu trách nhiệm cho sự thay đổi đó. Tuy nhiên, nó không phải là nhân tố duy nhất tác động tới quá trình này. 

Ngoài ra các nhà nghiên cứu chưa hiểu rõ di truyền có vai trò như thế nào trong sự thay đổi này. 

Những tác động khác:

Một số nghiên cứu chỉ ra rằng sự ô nhiễm nước có thể ảnh hưởng đến tỉ lệ đực : cái ở cá.

- Một nghiên cứu năm 2004 tại Boulder, Colorado nhận thấy các loài cá ở vùng lân cận nhà máy xử lí nước thải có sự thay đổi giới tính từ đực thành cái với một số lượng rất lớn. Họ phát hiện ra rằng một lượng nước nhỏ từ nhà máy có thể làm biến đổi con đực thành con cái, họ kết luận rằng hocmon người trong nước thải bằng cách nào đó đã tác động làm thay đổi cá đực. 

- Tỉ lệ oxi trong nước thấp cũng là nguyên nhân làm giảm tỉ lệ cá cái. Tỉ lệ oxi thấp trong nước biển thường gây ra bởi sự ô nhiễm, chúng có thể gây ra sự biến đổi giới tính trong phôi cá, làm cho tỉ lệ phôi nở ra thành cá đực nhiều hơn số phôi nở thành cá cái.


1. Cá hề

Mặc dù cá hề là đơn tính nhưng cá đực có thể thay đổi giới tính thành cá cái khi cá cái bị chết hay bị bắt. Con đực biến đổi thành con cái sẽ tìm một con cá đực khác để tạo thành cặp sinh sản. 
cá hề

Chất ức chế sinh trưởng thực vật


1. Axit abxixic
a. Sinh tổng hợp axit abxixic

Axit abxixic (ABA) là một sesquiterpenoid 15 carbon của 3  đơn vị isoprene (hình 3.11) được sản sinh cục bộ trong lục lạp và những bào quan khác theo con đường chu trình mevalonic acid. Có hai con đường để tạo thành ABA sau khi mevalonic tạo thành isopentenyl pyrophosphate như trong hình 3.6. Con đường thứ nhất là sự biến đổi của isopentenyl pyrophosphate qua nhiều bước để tạo thành farnesyl pyrophosphate mới sinh ra ABA. Con  đường thứ hai là từ isopentenyl pyrophosphate tạo thành carotenoid rồi qua một loạt biến đổi để sinh ra ABA.

Chất kích thích sinh trưởng thực vật Cytokinin (Xitokinin)

  Cytokinin là những hợp chất adenin được thay thế, nó kích thích sự phân hia tế bào và những chức năng  điều hòa sinh trưởng khác giống như kinetin (6-furfurylaminopurine).

 Cytokinin đầu tiên được phân lập từ DNA tinh trùng cá trích được thanh trùng và được gọi là kinetin bởi vì nó có khả năng kích thích sự phân chia tế bào hay sự phân bào (cytokinensis) trong mô lõi thuốc lá. Cytokinin có nguồn gốc tự nhiên  được phân lập  đầu tiên từ hột bắp non và  được gọi là zeatin (6-(4-hydroxy-3-methyl-trans-2-butenyl-amino)purine). Ngày nay, hầu hết cytokinin được tìm thấy trong cây là zeatin (hình 3.9).

Chất kích thích sinh trưởng thực vật Gibberellin (GA)


Gibberellin là một nhóm chất  điều hòa sinh trưởng thực vật có sườn ent-gibberellane (hình 3.5) và kích thích sự phân chia tế bào hoặc sự vươn dài tế bào. Ngoài ra chúng còn có những chức năng  điều hòa khác tương tự như gibberellic acid (GA3).

GA3 là gibberellin được thương mại hóa đầu tiên và đã được dùng cho một hệ thống sinh trắc nghiệm chuẩn. Chính vì vậy nó được xem như là chất đại diện cho 136 gibberellin đã được phát hiện. Gibberellin được phân lập đầu tiên từ nấm Gibberella fujikuroi. Từ khi  được phát hiện, nó  đã  được tìm thấy trên nhiều loài thực vật như thực vật hột kín, thực vật hột trần, dương xỉ, tảo nâu, tảo lục, nấm và vi khuẩn. 

Chất kích thích sinh trưởng thực vật Auxin


Auxin là thuật ngữ chung đại diện cho lớp của những hợp chất được đặc tính hóa bởi khả năng gây ra sự vươn dài trong tế bào chồi trong vùng gần đỉnh và giống như indole-3-acetic acid (IAA) trong hoạt động sinh lý. Auxin cũng có những ảnh hưởng khác bên cạnh sự vươn dài, nhưng sự vươn dài được xem là then chốt nhất. Auxin nói chung mang tính acid với một nhân không bảo hòa hoặc những dẫn xuất của chúng.

1. Sinh tổng hợp auxin
 Sau khi phát hiện ra IAA, nhiều hợp chất gốc indole cũng đã được phát hiện. Tuy nhiên hoạt tính của những chất này được xem như là sự chuyển hóa của nó thành IAA. Nói chung người ta chấp nhận rằng IAA  được tổng hợp từ tryptophan, một amino acid, trong hạt phấn và những mô sinh trưởng hoạt động như  mô phân sinh chồi, khối sơ khởi của lá, lá non đang lớn, hột đang phát triển và trái qua con đường khử amin, khử carboxy và oxy hóa.  

Các khái niệm về chất điều hòa Sinh trưởng thực vật



1. Hormone thực vật (Plant hormone, phytohormone)
  Hormone thực vật là một sản phẩm sinh hóa của một tế bào hoặc một mô đặc biệt gây ra một sự thay đổi hoặc một tác động trong một tế bào hoặc mô nào đó trong một cơ quan. Hormone thường di chuyển bên trong thực vật từ nơi sản xuất đến nơi hoạt động.

2. Chất sinh trưởng thực vật (Plant growth subtance)
 Thuật ngữ hormone thực vật đã được dùng nhiều năm, nhưng ngày nay người ta có khuynh hướng thay thế bằng thuật ngữ chất sinh trưởng thực vật (plant growth subtance) hay chất  điều hoà sinh trưởng thực vật (plant growth regulator). Tổ chức quốc tế nghiên cứu về những chất này được gọi là Hiệp Hội Chất Sinh Trưởng Thực Vật Quốc Tế (International Plant Growth Substances Association). Tổ chức này nhóm họp 3 năm một lần.

Sinh học 12 [Mở rộng]: Ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái lên đời sống sinh vật

a, Ánh sáng
Thực vật và các sinh vật có màu tiếp nhận năng lượng ánh sáng. Ánh sáng được xem là nhân tố cơ bản của môi trường tự nhiên, chi phối mọi nhân tố khác như nhiệt độ, khí áp, gió...


- Ánh  sáng, nhiệt độ, độ ẩm, gió... là những nhân tố của khí hậu. Chúng thay đổi theo chu kì xác định, tạo nên chiếc "đồng hồ sinh học".



- Ánh sáng phân bố không đều theo không gian và thời gian. Ở các cực ánh sáng yếu nhất, còn ở xích đạo, mặt đất nhận được ánh sáng rất cao. Ở nước, cường độ ánh sáng giảm đi nhanh chóng theo độ sâu. Dưới khoảng 200m, khối nước sâu trở nên tăm tối. Ánh sáng biến đổi theo ngày đêm và theo mùa rất rõ rệt, nhất là ở các vĩ độ cao.

Sinh học 12 [Mở rộng]: Nguồn gốc loài người

1. Sơ đồ phát sinh loài người theo kiểu phân nhánh
Dựa vào các bằng chứng hóa thạch (xương, công cụ lao động..) và sinh học phân tử, hiện nay các nhà khoa học giả thiết là loài người được được phát sinh từ một dạng người trải qua 4 giai đoạn theo kiểu phân nhánh (chứ không phải theo kiểu bậc thang theo quan niệm trước đây) trong đó con người hiện đại đứng ở đỉnh cao nhất của một nhánh. Bốn giai đoạn đó là: Giai đoạn vượn người hóa thạch (Dryopithecus), giai đoạn người vượn hóa thạch (Australopithecus), giai đoạn người cổ (Homo erectus), giai đoạn người hiện đại (Homo sapiens) theo sơ đồ phân nhánh. 

Sinh học 12: Bằng chứng về nguồn gốc động vật của loài người

1. Sự giống nhau giữa người và thú
- Đều có lông mao, tuyến sữa, bộ răng phân hóa thành răng cửa, răng nanh và răng hàm.
- Đều đẻ con, có nhau thai và nuôi con bằng sữa. 
- Giai đoạn phôi sớm của người giống phôi của động vật có vú như: vành tai nhọn, có đuôi, có nhiều đôi vú, lông phủ khắp thân...
- Người có các cơ quan lại tổ giống thú như: ruột thừa, vành tai nhọn, có đuôi, nhiều đôi vú, có lông rậm khắp thân...


2. Sự giống và khác nhau giữa người và vượn người

a, Giống nhau:
- Vượn người có hình dạng, kích thước cơ thể gần với người, không có đuôi, có thể đứng thẳng bằng hai chân. Bộ xương có 12 - 13 đôi xương sườn, 5 - 6 đốt sống cùng, có 32 chiếc răng.
- Vượn người và người đều có 4 nhóm máu A, B, AB, O, có hêmôglôbin giống nhau.
- Bộ gen tinh tinh giống bộ gen người trên 98%.
- Đặc tính sinh sản giống nhau về: Kích thước, hình dạng tinh trùng; cấu tạo nhau thai; chu kì kinh nguyệt 28 ngày; thời gian mang thai 270 -275 ngày; mẹ cho con bú đến 1 năm.
- Vượn người có một số đặc tính giống người như: biết biểu lộ tình cảm buồn, vui, giận dữ... biết dùng cành cây để lấy thức ăn.
--> Những đặc điểm giống nhau trên đây chứng tỏ vượn người và người có quan hệ gần gũi.
b, Khác nhau

Đặc điểm
Vượn người
Người
Bộ xương và hình dạng chung
- Cột sống hình cung.
- Lồng ngực rộng theo hướng trước sau.
- Xương chậu hẹp.
- Tay dài hơn chân.
- Chân có gót cao và kéo dài, co ngón cái đối diện với các ngón khác.




- Lồi cằm chưa phát triển.

- Xương hàm to, góc quai hàm lớn, răng thô, có răng nanh phát triển.
- Cột sống hình chữ S.
- Lồng ngực rộng ngang.

- Xương chậu rộng.
- Chân dài hơn tay.
- Gót chân không kéo dài, ngón chân ngắn, ngón cái không đối diện các ngón khác.
Tay phân hóa khác chân, tay có ngón cái lớn đối diện với các ngón khác và linh hoạt.
- Lồi cằm phát triển chứng tỏ tiếng nói phát triển.
- Bộ răng bớt thô, răng nanh kém phát triển, xương hàm dưới có lồi cằm.
Não
- Não bé, ít nếp nhăn, thúy trán chưa phát triển, sọ mặt dài hơn sọ não.
- Não không có vùng nói và hiểu tiếng nói.
- Não lớn, nhiều nếp nhăn, thúy trán phát triển, phần sọ não lớn hơn sọ mặt.
- Não có vùng nói và hiểu tiếng nói.


--> Những đặc điểm khác nhau giữa người và vượn người chứng tỏ vượn người không phải là tổ tiên trực tiếp của loài người mà người và vượn người là hai nhánh của một gốc chung nhưng tiến hóa theo hai hướng khác nhau.

DOWNLOAD:

Sinh học 12: Môi trường và các nhân tố sinh thái

Bài 1: Môi trường sống và các nhân tố sinh thái

1. Môi trường 
- Môi trường sống bao gồm tất cả những nhân tố bao quanh sinh vật, có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên sinh vật, làm ảnh hưởng đến sự tồn tại, sinh trưởng, phát triển và các hoạt động khác của sinh vật.
Các loại môi trường chủ yếu của sinh vật:
- Môi trường trên cạn: Bao gồm mặt đất và các lớp khí quyển là nơi sống của phần lớn sinh vật trên Trái Đất.
- Môi trường nước: Bao gồm những vùng nước ngọt, nước mặn, nước lợ có các sinh vật thủy sinh.
- Môi trường đất: Gồm các lớp đất có độ sâu khác nhau trong đó có sinh vật sinh sống.
- Môi trường sinh vật: Gồm thực vật, động vật và con người là nơi sống của các sinh vật khác như vật kí sinh, hội sinh. 

Quang hợp


I. Những khái niệm chung về quang hợp

1. Khái niệm quang hợp
Quang hợp là một khái niệm tổng quát về quá trình sử dụng năng lượng ánh sáng để tổng hợp chất hữu cơ từ CO2 xảy ra trong cơ thể thực vật.
Phương trình tổng quát của quang hợp là:
phương trình tổng quát của qung hợp

Trong đó:  X là S đối với sinh vật quang khử.
                   X là O2 đối với sinh vật quang hợp.
Dựa vào bản chất của quá trình, người ta  chia quang hợp ra hai giai đoạn:
- Giai đoạn xảy ra cần ánh sáng → pha sáng.  
- Giai đoạn xảy không cần ánh sáng → pha tối.

Quá trình photphorin hóa và lý thuyết hóa thẩm

1. Liên kết giàu năng lượng và ATP

Trong tế bào các chất hữu cơ đều chứa năng lượng, khi phân huỷ năng lượng đó sẽ được giải phóng. Năng lượng của các phân tử được cố định trên các liên kết. Các liên kết thường có năng lượng khoảng 0,3 - 3,0 Kcalo/M. Ngoài các liên kết bình thường, một số phân tử còn chứa các liên kết có năng lượng lớn hơn, đó là liên kết cao năng. Những liên kết có năng lượng dự trữ ≥ 6 Kcalo/M thuộc dạng liên kết cao năng, được ký hiệu bằng dấu ∼. Có 3 dạng liên kết cao năng phổ biến:

- Liên kết O ∼ P: đây là dạng liên kết cao năng phổ biến và có vai trò quan trọng nhất trong tế bào. Liên kết cao năng dạng này có trong các phân tử đường - photphat (A 1,3 PG, APEP ...), cacbanyl - P, đặc biệt là trong các nucleotid di, tri - photphat (ADP, ATP, GDP, GTP...). Trong đó quan trọng nhất là ATP.

- Liên kết C ∼ S: là dạng liên kết cao năng có trong các acyl - CoA(acetyl - CoA, sucxinyl - CoA...)

Quá trình trao đổi năng lượng trong tế bào

Hô hấp là nguồn cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống của cơ thể. Qua hô hấp, năng lượng được chuyển từ dạng năng lượng hoá học tích trữ trong các hợp chất hữu cơ khó sử dụng sang dạng năng lượng chứa đựng trong phân tử ATP dễ sử dụng.

Trong quá trình hô hấp, glucose bị phân huỷ hoàn toàn sẽ giải phóng năng lượng 674Kcalo/M. Khi đốt cháy glucose cũng giải phóng năng lượng tương ứng. Tuy nhiên, bản chất hai quá trình hô hấp và đốt cháy khác nhau.

Quang hô hấp (Hô hấp sáng)

Ngoài hình thức hô hấp phổ biến trên, ở thực vật còn có hình thức hô hấp đặc biệt, hô hấp chịu ảnh hưởng trực tiếp của ánh sáng. Đó là hô hấp sáng hay quang hô hấp.

Có thể  phân biệt quang hô hấp với hô hấp tối nhờ tính nhạy cảm của quang hô hấp với các yếu tố môi trường.
- Quang hô hấp luôn đồng biến với ánh sáng, còn hô hấp tối hầu như không chịu ảnh hưởng của ánh sáng.
- Quang hô hấp giảm khi nồng độ oxy thấp (< 2%), nồng độ oxy càng cao, quang hô hấp càng mạnh và đạt cực đại ở nồng độ O2 100%.
- Tăng hàm lượng CO2 gây ức chế quang hô hấp, còn hàm lượng CO2 cao ít ảnh hưởng đến hô hấp tối.
- Quang hô hấp nhạy cảm với nhiệt độ hơn hô hấp tối.

Hô hấp kị khí



Hô hấp kỵ khí là quá trình phân huỷ glucose trong điều kiện không có O2 tham gia. Giai đoạn đầu của hô hấp kỵ khí là đường phân. Tuy nhiên trong hô hấp kỵ khí, đường phân chỉ xảy ra giai đoạn phân huỷ lucose thành acid pyruvic và NADH - H+, còn giai đoạn NADH - H+ thực hiện chuỗi hô hấp không xảy ra vì không có O2. Bởi vậy, kết quả đường phân trong hô hấp kỵ khí là:
C6H12O6   →  2 CH3COCOOH + 2NADH+H+

Giai đoạn hai của hô hấp kỵ khí là biến đổi acid pyruvic thành các sản phẩm như etanol, acid  lactic... Giai đoạn này còn được gọi là lên enzyme. Có nhiều quá trình lên enzyme khác nhau, phổ biến nhất là lên enzyme rượu, lên enzyme lactic ...

Hô hấp hiếu khí

Hô hấp hiếu khí là quá trình hô hấp xảy ra trong môi trường có O2, với sự tham gia của O2 trong hô hấp. Hô hấp hiếu khí xảy ra với nhiều con đường khác nhau:
- Đường phân - chu trình Crebs.
- Chu trình Pentozo photphat.
- Đường phân - chu trình Glioxilic (ở thực vật).
- Oxy hoá trực tiếp (ở VSV).

1. Đường phân - chu trình Crebs
Hô hấp hiếu khí theo con đường đường phân - chu trình Crebs là con đường chính của hô hấp tế bào xảy ra phổ biến ở mọi sinh vật, ở mọi tế bào. Hô hấp hiếu khí theo con đường này xảy ra qua 3 giai đoạn:
- Đường phân tiến hành trong tế bào chất.
- Chu trình Crebs tiến hành trong cơ chất ty thể.
- Chuỗi hô hấp tiến hành trên màng trong ty thể.

Hô hấp tế bào


Hô hấp là quá trình phân huỷ các chất hữu cơ để giải phóng năng lượng cung cấp cho cơ thể hoạt động. Từ năng lượng giải phóng do phân huỷ các chất hữu cơ sẽ được tích lại trong phân tử ATP để cung cấp cho các hoạt động sống cần năng lượng của cơ thể.

Ở sinh vật có 2 dạng hô hấp tuỳ thuộc sự có mặt O2 hay không, đó là hô hấp hiếu khí và hô hấp kỵ khí. Hô hấp hiếu khí là sự phân huỷ chất hữu cơ, trước hết là glucose, trong điều kiện có O2 để tạo CO2 và H2O. 

Sinh học 12: Câu hỏi trắc nghiệm sinh thái

Hãy chọn phương án trả lời đúng. Mối quan hệ giữa tò vò và nhện được mô tả trong câu ca dao "Tò vò mà nuôi con nhện, về sau nó lớn nó quyện nhau đi; tò vò ngồi khóc tỉ tê; Nhện ơi! Nhện hỡi nhện đi đường nào" là
A. quan hệ kí sinh
B. quan hệ hội sinh
C. quan hệ con mồi - vật ăn thịt
D. quan hệ ức chế - cảm nhiễm
Đáp án đúng là C. Để hiểu rõ hơn các bạn hãy đọc bài viết của Giáo sư Nguyễn Lân Dũng ở sau:

Ý nghĩa thực sự của bài "Tò vò mà nuôi con nhện"

tò vò nuôi con nhện

Sự trao đổi chất qua màng tế bào


TRAO 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.

Các chất đi qua màng có thể là thụ động do các tác nhân lý hoá mà không cần đến năng lượng, hoặc có thể là tích cực nghĩa là cần có năng lượng; ngoài ra còn có kiểu vận chuyển thực bào và uống bào.

1. Sự vận chuyển thụ động
a. 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 đối với môi trường. Nghĩa là màng giữ cho tế bào có áp suất thẩm thấu cố định. Tính chất thẩm thấu đó của màng gọi là tính thấm (osmos). Như vậy, chính gradien áp suất thẩm thấu 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 thấu của tế bào.
Ví dụ: nếu ta cho tế bào thực vật vào dung dịch đẳng trương thì tế bào chất không thay đổi.

b) Dung dịch nhược trương (hypotonic): có áp suất thẩm thấu thấp hơn áp suất thẩm thấu của tế bào. 
Ví dụ: nếu cho tế bào thực vật vào dung dịch này thì nước sẽ đi vào tế bào, tế bào trương lên.

c) Dung dịch ưu trương (hypertonic): có áp suất thẩm thấu cao hơn áp suất thẩm thấu của tế bào. 
Ví dụ: nếu cho tế bào thực vật vào dung dịch này thì nước từ tế bào đi ra và làm cho 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 tế bào. Trong thực nghiệm sinh lý, người ta dùng các dung dịch sinh lý có áp suất thẩm thấu bằng 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 tan trong nước đi qua nhiều hơn so với các chất khác. Vì vậy mà áp suất thẩm thấu được giữ ổn 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 ta thường dùng hằng số thẩm thấu tính bằng thể tích nước đi qua một đơn vị diện tích của màng trong 1 đơn vị thời gian với sự sai khác áp suất thẩm thấu nội bào và ngoại bào bằng 1. Hằng số thẩm thấu có thể tính bằng công thức:

hằng số thẩm thấu

Sự điều hòa tổng hợp prôtêin

 Điều hoà tổng hợp prôtêin
Sự điều hoà tổng hợp prôtêin đảm bảo cho sự cung cấp prôtêin đúng theo yêu cầu của tế bào. Sự điều hoà tổng hợp prôtêin ở nhân sơ và ở nhân thực có những nét khác nhau nhưng đều diễn ra ở cả ba giai đoạn
- Điều hoà phiên mã.
- Điều hoà dịch mã.
- Điều hoà bài tiết prôtêin.
Trong đó quan trọng nhất là điều hoà phiên mã.

1. Điều hoà phiên mã 
Điều hoà tổng hợp prôtêin ở giai đoạn phiên mã thực hiện qua operon. Điều hoà qua operon được Monod và Jacob phát hiện ra năm 1965.

* Khái niệm operon. Năm 1965, J.Monod và E.Jacob  đưa ra khái niệm operon: operon là một đoạn ADN, trên đó có một nhóm gen hoạt động phối hợp với nhau để điều hoà sự tổng hợp một nhóm prôtêin.
Thành phần operon gồm có:
- Một gen khởi động - promotor (P).
- Một gen tác động - operator (O).
- Một số gen cấu trúc - Sistor (Z).
Mỗi gen cấu trúc mã hoá một prôtêin. Ví dụ operon -lac có 3 gen cấu trúc là X, Y, Z, trong operon-Trip có 4 gen cấu trúc là Trip E, Trip D, TripC, Trip B và Trip A.

Điều hòa hoạt động gen


Trong các hình thức trên thì điều hoà âm tính phổ biến hơn.
* Điều hoà cảm ứng âm tính. 
Operon lac

Quá trình dịch mã tổng hợp prôtêin


 Dịch mã - Tổng hợp prôtêin

     Quá trình dịch mã để tổng hợp prôtêin là chặng cuối của quá trình truyền đạt thông tin di truyền để từ đó biểu hiện ra tính trạng. Đây là quá trình rất phức tạp và cũng vô cùng quan trọng nên đã được nhiều nhà khoa học tập trung nghiên cứu.
Quá trình tổng hợp prôtêin diễn ra tại ribosome với sự tham gia của nhiều thành phần khác nhau.


1. Các thành phần tham gia quá trình dịch mã
      Có nhiều yếu tố tham gia quá trình tổng hợp prôtêin. Mỗi yếu tố có cấu trúc và chức năng riêng tham gia vào một vài khâu của quá trình, nhưng tất cả các yếu tố đó đều cùng phối hợp nhịp nhàng,  ăn khớp nhau chặt chẽ bảo  đảm cho quá trình tổng hợp prôtêin xảy ra nhanh chóng, chính xác.

* ADN
      Phân tử ADN chứa đựng thông tin cấu trúc của phân tử prôtêin ở dạng mã hoá bởi mã bộ ba. Thành phần nucleotide của ADN quyết định thành phần acid amin của prôtêin do nó mã hoá.
- ADN của nhân sơ gồm các nucleotide tham gia mã hoá acid amin. Bởi vậy, ở nhân sơ, thành phần trật tự các nucleotide trên ADN (trong 1 gen) qui định thành phần trật tự của phân tử prôtêin được gen đó mã hoá.
- ADN của eucariote gồm có các đoạn chứa các nucleotide mã hoá các acid amin (exon) xen kẽ các nucleotide không mã hoá acid amin (intron). Bởi vậy, không phải tất cả các nucleotide trên              ADN mã hoá phân tử prôtêin mà chỉ có các nucleotide trong các đoạn exon mới tham gia mã hoá prôtêin.
Chú ý: ADN chỉ tham gia gián tiếp vào quá trình dịch mã thông qua ARN.

* mARN.
      Thông tin cấu trúc của phân tử prôtêin được mã hoá trên gen (một đoạn của ADN) được phiên mã sang phân tử mARN. Thường một phân tử ADN chứa đựng thông tin cấu trúc cho nhiều phân tử prôtêin. Một gen mã hoá một phân tử prôtêin. Bởi vậy, khi 1 phân tử ADN phiên mã sẽ cho nhiều mARN. Mỗi gen cấu trúc phiên mã ra một mARN và thực hiện việc tổng hợp một phân tử prôtêin.

Trên mARN chứa dựng các mã bộ ba, đó là bộ ba mã hoá, chúng được sao từ bộ ba mã gốc của ADN.

* tARN. Làm nhiệm vụ vận chuyển acid amin từ tế bào chất đến ribosome, đồng thời nhận biết vị trí của bộ ba mã hoá trên mARN nhờ bộ ba đối mã trên ARNt để đặt đúng vị trí acid amin trên chuỗi polypeptid. tARN là cầu nối trung gian giữa mARN với polypeptid, là chìa khoá để giải mã. Mỗi acid amin có vài loại iARN, đó là các izoaceptor tARN.

 * rARN. Tham gia cấu trúc ribosome. Trong ribosome có nhiều loại rARN khác nhau để cùng với prôtêin cấu trúc nên các phần của ribosome, đặc biệt là tạo nên 2 vị trí A và P trong tiểu phần lớn của ribosome để thực hiện cơ chế giải mã ở đó. Trong tiểu phần bé của ribosome có loại rARN (như ArRN  - 16S ở nhân sơ, ARNr  - 28S ở eucariote) - loại rARN này có 1 đoạn ngắn có cấu trúc bổ sung với đoạn không mã hoá nằm trước mã mở đầu của mARN. Nhờ tính chất bổ sung của 2 loại ARN đó mà đặt đúng vị trí mARN ở
giai đoạn mở đầu sao cho bộ ba mở đầu của mARN nằm vào đúng vị trí P của ribosome.

* Các enzyme tham gia dịch mã:
-  Aminoacyl - tARN - sintetase là loại enzyme xúc tác quá trình hoạt hóa acid amin, gắn acid amin vào với ARNt tạo phức aminoacyl - tARN để đi đến ribosome. Mỗi acid amin có loại enzyme tương ứng xúc tác.

-  Peptidyl - transferase là enzyme xúc tác phản ứng cắt liên kết ester giữa chuỗi polypeptid đang được tổng hợp với tARN ở vị trí P của ribosome, đồng thời vận chuyển chuỗi polypeptid  đó từ vị trí P sang vị trí A và tổng hợp lại liên kết peptid giữa chuỗi polypeptid với acid amin đang có ở vị trí A.

- Translocase là enzyme xúc tác sự di chuyển của ribosome trên mARN theo chiều 5' - 3'. Mỗi lần di chuyển ribosome đi được 3 nucleotide. Sau khi ribosome di chuyển, phức hệ tARN mang chuỗi polypeptid từ vị trí A được chuyển sang vị trí P, còn vị trí A không có acid amin nào nên sẵn sàng tiếp nhận phức hệ tARN mang acid amin mới vào để tiếp tục quá trình tổng hợp. 

* Các yếu tố tham gia dịch mã:

Trong quá trình tổng hợp prôtêin có nhiều yếu tố tham gia vào cơ chế dịch mã như vai trò của chất kích thích, chất hỗ trợ.

- Yếu tố mở  đầu: Tham gia vào giai  đoạn mở  đầu quá trình tổng hợp chuỗi polypeptid, có nhiều loại yếu tố mở đầu:
+ Ở nhân sơ có IF1, IF2, IF3.
+ Ở eucariote có eIF1, eIF2, eIF3, eIF4 .... 

- Yếu tố kéo dài: tham gia vào giai đoạn kéo dài chuỗi polypeptid ở ribosome có nhiều yếu tổ kéo dài với chức năng khác nhau.

- Yếu tố kết thúc hay yếu tố giải phóng tham gia vào giai đoạn kết thúc tổng hợp chuỗi polypeptid và giải phóng chuỗi polypeptid khỏi ribosome.

2. Cơ chế dịch mã
b. Hoạt hóa acid amin
      Tự acid amin không di chuyển được đến ribosome mà phải nhờ tARN. Để gắn vào tARN, acid amin phải được hoạt hoá. Sự hoạt hoá acid amin nhờ có ATP cung cấp năng lượng, enzyme amino.acyl - tARN - sintetase xúc tác. Quá trình diễn ra qua 2 giai đoạn:
- Hoạt hoá acid amin, tạo aminoacyl - adenilat:
hoạt hóa axit amin

Quá trình phiên mã

 Phiên mã
Phiên mã là quá trình tổng hợp ARNm. Mã di truyền chứa đựng trong phân tử ADN được chuyển sang cho ARNm để ARNm trực tiếp thực hiện chức năng truyền đạt thông tin di truyền đến cấu trúc phân tử prôtêin trong quá trình giải mã. Phiên mã là quá trình sao bản mã gốc trên gen sang bản mã hoá trên mARN. Quá trình phiên mã ở nhân sơ và nhân thực cơ bản giống nhau nhưng cũng có một số đặc trưng riêng.
so sánh phiên mã của nhân sơ và nhân thực, phân biệt phiên mã nhân sơ và nhân thực

So sánh quá trình nhân đôi ADN ở nhân sơ và nhân thực

Giống nhau: Đều có chung cơ chế nhân đôi ADN
- Đều theo nguyên tắc bổ sung, bán bảo toàn.
- Đều cần nguyên liệu là ADN khuôn, các loại enzim sao chép, nucleotit tự do.
- Đều tổng hợp mạch mới theo chiều 5' - 3'
Khác nhau:
Đặc điểm so sánh
Nhân sơ
Nhân thực
Thời gian sao chép
Nhanh
Chậm
Tốc độ sao chép
Nhanh hơn
Chậm hơn
Số đơn vị sao chép
1
Nhiều
Số loại enzim tham gia sao chép
Ít
Nhiều
Quá trình sao chép ADN
Diễn ra liên tục và đồng thời với quá trình phiên mã và dịch mã
Diễn ra trong pha S của chu kì tế bào



DOWNLOAD:

Xem bài giảng TẠI ĐÂY

Nhân đôi ADN (tái bản, tái sinh, tổng hợp ADN)


 Quá trình tái bản ADN
        Một trong những chức năng quan trọng của ADN là lưu trữ và truyền đạt thông tin di truyền từ tế bào này sang tế bào khác, từ thế hệ này sang thế hệ khác. Thực hiện được chức năng đó là nhờ vào khả năng tái sinh của ADN. Tái sinh ADN là quá trình tổng hợp ra 2 phân tử ADN con từ 1 phân tử ADN mẹ. Hai phân tử ADN được tạo ra giống nhau và giống phân tử ADN mẹ.

       Bằng phương pháp dùng đồng vị phóng xạ N15 trong NH4Cl dùng để nuôi cấy vi khuẩn làm nguồn cung cấp nguyên liệu cho sự tái sinh ADN sau khi vi khuẩn nuôi trong môi trường chứa N thường (N14).
Dùng phương pháp ly tâm phân đoạn với CsCl để so sánh tỷ trọng của các thế hệ ADN được tạo ra trong quá trình tái sinh Frank và Matheu Meselson đã xác định được hình thức tái sinh bán bảo toàn của ADN.

1. Các thành phần tham gia tái sinh ADN

Tham gia vào quá trình tái sinh ADN có các thành phần:
- ADN mẹ dùng làm khuôn.
- Nguyên liệu: các nucleotide - Tri - photphat (dATP, dGTP, cDTP  và dTTP). Các nucleotide - Tri P vừa có chức năng làm nguyên liệu vừa làm chức năng cung cấp năng lượng. Khi tiến hành gắn nucleotide vào chuỗi, liên kết cao năng  được giải phóng  để cung cấp năng lượng cho phản ứng tạo liên kết ester kéo dài chuỗi:
dATP → dAMP + H3PO4        ΔG' = - 7,3 Kcalo/M

- Enzyme tham gia tái sinh ADN có nhiều loại:
+ AND - polymerase làm nhiệm vụ xúc tác quá trình kéo dài chuỗi poly nucleotide theo chiều 5' →  3'. Có 3 loại AND - polymerase khác nhau. + Topoizomerase làm nhiệm vụ mở xoắn của ADN làm cho phân tử ADN duỗi thẳng ra.
+ Helicase làm nhiệm vụ phân huỷ các liên kết hydro  để tách 2 chuỗi polynucleotide rời nhau ra.
+ AND - ligase làm nhiệm vụ nối các đoạn AND - okasaki lại.
+ ARN - polymerase (primase) xúc tác tổng hợp đoạn ARN mồi.

- Các loại protein: tham gia tái sinh ADN có nhiều loại protein đặc hiệu như protein
SSB, protein Dna ....

2. Cơ chế tái bản ADN
Nhân đôi ADN