Tế bào là gì? Tìm hiểu cấu trúc và chức năng của tế bào trong Sinh học lớp 6

1. Tế bào là gì?

Tế bào là đơn vị cấu trúc cơ bản và quan trọng nhất của mọi sinh vật sống. Số lượng tế bào trong mỗi cơ thể khác nhau, với cơ thể người chứa hàng nghìn tỷ tế bào, khoảng 75 nghìn tỷ. Mỗi tế bào có hình dạng và kích thước khác nhau, từ hình que, hình cầu đến hình sao, và đảm nhận những chức năng riêng biệt.

Tế bào tạo nên cấu trúc cơ thể và điều khiển các quá trình sống cơ bản, dù kích thước rất nhỏ. Chúng hấp thụ dinh dưỡng từ thức ăn, chuyển hóa thành năng lượng và thực hiện các quá trình trao đổi chất qua những chức năng chuyên biệt.

Tế bào chứa ADN, các vật chất di truyền của cơ thể, có khả năng tự nhân đôi để tạo ra các bản sao của chính nó.

Giống như con người, tất cả các sinh vật sống như cây xanh, cá, cáo, vượn, gia súc, gia cầm, thực vật đều được cấu thành từ tế bào, hoạt động một cách đồng bộ. Ngoài ra, các dạng sinh vật đơn bào như động vật nguyên sinh cũng được hình thành từ tế bào đơn lẻ. Những tế bào này thường quá nhỏ để nhìn thấy bằng mắt thường, cần sử dụng kính hiển vi để quan sát.

Tế bào bao gồm nhiều thành phần, mỗi thành phần đảm nhiệm một chức năng riêng. Một số cấu trúc này được gọi là bào quan, chúng chịu trách nhiệm cho các chức năng đặc thù của tế bào.

Tế bào có 4 thành phần chính: màng sinh chất, tế bào chất, nhân, và vật chất di truyền.

2. Những bộ phận chính của tế bào

Tế bào được hình thành từ các thành phần cơ bản sau:

2.1. Tế bào chất là gì?

Tế bào chất (cytoplasm) là một bào quan bao gồm chất keo lỏng dạng thạch (gọi là dịch bào) và các cấu trúc khác xung quanh nhân.

Tế bào chất chứa từ 70 đến 90% nước, không có màu sắc. Nó cũng chứa nhiều loại muối khác nhau, tạo nên một môi trường dẫn điện tuyệt vời, cần thiết cho các hoạt động sống của tế bào.

Ở các sinh vật prokaryote, tế bào chất khá tự do. Tuy nhiên, trong tế bào eukaryote, nó chứa nhiều bào quan và bộ khung tế bào. Chất nguyên sinh chứa các chất dinh dưỡng hòa tan, tạo ra hiện tượng dòng chảy nguyên sinh khi di chuyển vật chất trong tế bào. Nhân tế bào có thể thay đổi hình dạng khi tế bào di chuyển.

2.2. Khung xương tế bào là gì?

Khung xương tế bào (Cytoskeleton) là một mạng lưới gồm vi ống, vi sợi và sợi trung gian, tạo nên cấu trúc vững chắc cho tế bào, giúp duy trì hình dạng, bảo vệ tế bào và hỗ trợ sự di chuyển của nó.

Đây là một cấu trúc giống như bộ xương của động vật, nằm lơ lửng trong tế bào chất.

2.3. Mạng lưới nội chất là gì?

Mạng lưới nội chất (ER) là một hệ thống các xoang và túi màng trong tế bào nhân thực, có thể gắn ribosome (lưới nội chất hạt) hoặc không (lưới nội chất trơn).

Mạng lưới nội chất có hai loại:

• Lưới nội chất hạt (Rough ER) có ribosome gắn trên bề mặt, bao gồm nhiều túi dẹp thông với nhau và kết nối với vùng quanh nhân và màng tế bào. Phần không có hạt được gọi là đoạn chuyển tiếp.
• Lưới nội chất trơn (Smooth ER) không có ribosome, là một hệ thống ống chia nhánh với các kích thước khác nhau.

Lưới nội chất trơn kết nối với lưới nội chất hạt, không liên thông với vùng quanh nhân và có mối liên kết chặt chẽ với bộ máy Golgi.

2.4. Bộ máy Golgi là gì?

Bộ máy Golgi là một phần của tế bào được tạo thành từ các lớp màng. Đây là bào quan màng đơn, được tìm thấy trong hầu hết các tế bào nhân chuẩn, bao gồm cả động vật và thực vật, nhưng không có ở nấm. Bộ máy Golgi bao gồm các hệ thống túi màng dẹp, xếp chồng lên nhau nhưng tách biệt, có hình dạng vòng cung.

2.5. Lysosome và peroxisome là gì?

- Lysosome (tiêu thể) là một bào quan của tế bào nhân thực, nơi sản xuất enzyme mạnh giúp tiêu hóa và loại bỏ các chất và bào quan bị hư hỏng. Lysosome được tạo ra từ bộ máy Golgi thông qua quá trình nảy chồi.

+ Các enzyme quan trọng trong tiêu thể:

• Lipase có chức năng phân hủy chất béo
• Carbohydrase phân hủy các loại đường
• Protease phân hủy protein
• Nuclease phân hủy axit nucleic

- Peroxisome (thể peroxi), còn được gọi là vi thể, là bào quan có trong tất cả các tế bào của sinh vật nhân chuẩn. Chúng tham gia vào quá trình chuyển hóa các axit béo mạch dài, axit béo mạch nhánh,... Thể peroxi chiếm khoảng 10% hoạt tính của hai enzyme quan trọng trong chu trình pentose phosphate, đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất.

+ Chúng có màng đơn bao quanh, tách biệt với các chất lỏng bên trong tế bào, chứa các protein màng đặc biệt.

2.6. Ty thể là gì?

Ty thể (Mitochondrion) là bào quan có cấu trúc phức tạp đặc biệt, thường có hình thuôn dài hoặc bầu dục, được bao bọc bởi hai lớp màng. Màng ngoài trơn nhẵn, còn màng trong có các nếp gấp hình thành mào, chứa chất nền và enzyme tham gia vào quá trình hô hấp, giải phóng năng lượng để tạo ra ATP.

Bên trong ty thể có chất nền chứa ADN và ribosome. Những tế bào cần nhiều năng lượng sẽ có số lượng ty thể nhiều hơn.

2.7. Ribosome là gì?

Ribosome là bào quan có số lượng lớn trong tế bào sống, chuyên sản xuất protein. Ribosome không có màng, tổng hợp chuỗi polypeptide dựa trên mã khuôn ARN thông tin. Chúng có thể tự do trôi nổi trong tế bào chất hoặc kết nối với lưới nội chất.

Ribosome bao gồm hai tiểu đơn vị chính: tiểu đơn vị nhỏ đọc mRNA và tiểu đơn vị lớn liên kết các axit amin để tạo chuỗi polypeptide. Mỗi tiểu đơn vị chứa một hoặc nhiều phân tử RNA ribosome và nhiều protein.

• Các tiểu đơn vị ribosome của sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân thực có sự tương đồng đáng kể.
• Ribosome được tìm thấy trong lục lạp và ty thể của sinh vật nhân thực có tiểu đơn vị lớn và nhỏ kết hợp với protein, hình thành hạt 70S.
• Mặc dù khác nhau về kích thước, các ribosome vẫn có cấu trúc cốt lõi tương đồng.

2.8. Nhân tế bào là gì?

Nhân tế bào (Nucleus) là một bào quan hình cầu, được bao bọc bởi màng nhân, tồn tại bên trong các tế bào nhân thực. Sinh vật nhân thực thường chỉ có một nhân. Nhân tế bào chứa bộ gen, ngoại trừ ADN của ty thể, được cuộn thành các chuỗi ADN kết hợp với protein.

Nhân nằm ở trung tâm tế bào, chứa toàn bộ nhiễm sắc thể mang thông tin di truyền.

Nhân chứa ADN, vật liệu di truyền của tế bào, được bảo vệ bởi màng bao nhân (màng kép), ngăn cách nhân với các phần khác của tế bào. Màng nhân có các lỗ nhỏ cho phép các phân tử di chuyển vào và ra khỏi nhân.

Dịch nhân chứa các nhiễm sắc thể (ADN và protein) cùng với nhân con.

2.9. Màng tế bào là gì?

Màng tế bào (membrane), hay còn gọi là màng sinh chất, là lớp màng sinh học phân tách môi trường nội bào với môi trường ngoại bào, đóng vai trò là lớp ngoài của tế bào.

- Màng tế bào bao gồm hai thành phần chính: phospholipid và protein. Nó liên quan đến các quá trình của tế bào như kết nối tế bào, dẫn truyền ion và nhận tín hiệu.

- Các lỗ nhỏ li ti trên màng tế bào là nơi diễn ra quá trình trao đổi chất giữa tế bào và môi trường xung quanh.

3. Các chức năng của các bộ phận trong tế bào

4. Tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực

- Điểm tương đồng: Cả hai loại đều có màng tế bào và tế bào chất.

- Điểm khác biệt:

+ Tế bào nhân sơ: không có nhân hoàn chỉnh, không có màng nhân ngăn cách giữa chất nhân và tế bào chất.

+ Tế bào nhân thực: có nhân hoàn chỉnh, vật chất di truyền được bao bọc bởi màng nhân.

5. Tế bào động vật và tế bào thực vật

- Những điểm giống nhau: Cả hai loại tế bào đều có các thành phần cơ bản như màng sinh chất, tế bào chất, và nhân. Chúng đều chứa các bào quan như ty thể, mạng lưới Golgi, và lưới nội chất mang ribosome. Trong nhân có nhân con và chất nhiễm sắc.

- Những điểm khác nhau:

+ Tế bào động vật: không có vách xenlulozơ, không có lục lạp nên không thể tổng hợp chất hữu cơ. Không có không bào chứa dịch, chỉ có không bào tiêu hóa và không bào bài tiết.

+ Tế bào thực vật và động vật khác nhau ở chỗ tế bào thực vật có lục lạp, cho phép thực hiện quá trình quang hợp.