Lý thuyết trao đổi chất qua màng tế bào - Sinh 10 Kết nối tri thức
Quá trình trao đổi chất qua màng tế bào diễn ra như thế nào?
I. Khái niệm trao đổi chất qua màng tế bào
Trao đổi chất qua màng tế bào thực chất là quá trình vận chuyển chất ra, vào tế bào qua màng tế bào.
Các phân tử nhỏ ra, vào tế bào chủ yếu qua sự khuếch tán. Tốc độ khuếch tán phụ thuộc vào kích thước, bản chất phân tử, nhiệt độ, áp suất của môi trường và quan trọng nhất là sự chênh lệch nồng độ của chất khuếch tán.
Các phân tử lớn không thể khuếch tán qua màng, tế bào có các cơ chế đặc biệt để vận chuyển chúng.
II. Các cơ chế trao đổi chất qua màng tế bào
1. Vận chuyển thụ động
Là sự khuếch tán các chất từ nơi có nồng độ chất tan cao đến nơi có nồng độ chất tan thấp (xuôi chiều gradient nồng độ) và không tiêu tốn năng lượng của tế bào.
Gồm có ba hình thức: khuếch tán đơn giản, khuếch tán tăng cường và thẩm thấu.
Thẩm thấu: sự khuếch tán các phân tử nước qua màng tế bào gọi là sự thẩm thấu. Tốc độ thẩm thấu của nước phụ thuộc vào áp suất thẩm thấu của tế bào.
Áp suất thẩm thấu của tế bào cao hay thấp phụ thuộc vào nồng độ chất tan trong tế bào. Dựa vào nồng độ chất tan trong dung dịch có dung môi là nước, người ta chia môi trường bên trong và bên ngoài tế bào thành 3 loại: ưu trương, đẳng trương và nhược trương.
2. Vận chuyển chủ động
Là kiểu vận chuyển qua màng từ nơi có nồng độ chất tan thấp tới nơi có nồng độ chất tan cao (ngược chiều gradient nồng độ) và cần tiêu tốn năng lượng.
Các phân tử được vận chuyển qua bơm protein, muốn bơm hoạt động, tế bào phải cung cấp cho nó ATP.
VD: các tế bào thận sử dụng 90% năng lượng để lọc máu và bơm các amino acid và glucose từ nước tiểu trở lại máu.
3. Vận chuyển vật chất nhờ biến dạng màng tế bào
Là hình thức vận chuyển các đại phân tử như protein, đường đa, DNA, … không thể đi qua protein xuyên màng. Tế bào lấy các chất này vào bằng cách thực bào (đối với chất không tan) và ẩm bào (với chất tan) và tiêu tốn năng lượng.
a) Thực bào và ẩm bào
Tế bào lấy vào các phân tử có kích thước lớn, hoặc thậm chí là cả một tế bào nhờ sự biến dạng màng tế bào, bọc lấy vật cần chuyển và hình thành bóng chứa tách khỏi màng và di chuyển vào trong.
b) Xuất bào
Là hình thức vận chuyển các chất có kích thước lớn, có thể là các sản phẩm tiết, chất độc hại, chất thải … ra khỏi tế bào. Bóng chứa chất này tiến lại gần màng tế bào và liên kết với màng tế bào, giải phóng chất ra bên ngoài.
Sơ đồ tư duy trao đổi chất qua màng sinh chất:
