Phần I: CẤU TẠO VÀ CÁC QUÁ TRÌNH SỐNG CƠ BẢN CỦA CÁC CƠ THỂ SỐNG Chương I: CÁC DẠNG SỐNG, SỰ TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG I Đặc điểm cấu tạo chức thể sống chưa có cấu tạo tế bào thể đơn bào Virut Virut có kích thước nhỏ, vài chục đến vài trăm nanômet Phải quan sát kính hiển vi điện tử với độ phóng đại từ 10 vạn đến triệu lần thấy Virut có dạng hình que hay hình cầu Virut chưa có cấu tạo tế bào, sống kí sinh tế bào vật chủ, phá vỡ tế bào để xâm nhập vào tế bào mới, gây nhiều bệnh hiểm nghèo cho thực vật, động vật người Virut đơn giản, gồm lõi axit nuclêic (ADN ARN) vỏ bọc prôtêin gọi capsit gồm nhiều capsome 2.Thể ăn khuẩn Thể ăn khuẩn virut kí sinh vi khuẩn, có hình thái khác hẳn virut khác Khi xâm nhập thể vật chủ, chúng gắn đuôi prôtêin vào tế bào vi khuẩn Các enzim đuôi phân huỷ chỗ màng tế bào vi khuẩn để đưa ADN thể ăn khuẩn vào Trong tế bào vi khuẩn chế tự nhân đôi ADN, phiên mã, thể ăn khuẩn sinh sản nhanh phá huỷ tế bào vật chủ tiếp tục xâm nhập vào tế bào vi khuẩn khác Mỗi loại thể ăn khuẩn thường kí sinh loại vi khuẩn định 3.Vi khuẩn Vi khuẩn thể đơn bào nhỏ nhất, trung bình từ đến micrơmet (µm) (1µm=103 mm) Vi khuẩn đa dạng: hình que (trực khuẩn), hình cầu (cầu khuẩn), hình xoắn (xoắn khuẩn) Cấu tạo thể chúng đơn giản, gồm chất nguyên sinh màng, chưa có nhân rõ rệt ADN tập trung phần tế bào chưa có màng ngăn cách với phần tế bào chất xung quanh Đa số vi khuẩn kí sinh gây bệnh cho thực vật, động vật người Ví dụ, trực khuẩn gây bệnh bạch hầu, bệnh thương hàn, bệnh lao; cầu khuẩn gây bệnh lậu; xoắn khuẩn gây bệnh giang mai, bệnh tả Có loại vi khuẩn có ích, vi khuẩn sử dụng công nghiệp lên men, sản xuất kháng sinh, hoocmôn Một số hoại sinh, số có khả tự tổng hợp lấy chất hữu để sống nhờ lượng trình phân giải chất môi trường xung quanh, sử dụng lượng ánh sáng mặt trời chúng có chất tượng tự diệp lục xanh Vi khuẩn sinh sản nhanh, khoảng 20 phút lại phân chia lần theo kiểu trực phân Với tốc độ đó, sau giờ, từ vi khuẩn cho 250000 vi khuẩn điều kiện thuận lợi nhiệt độ 4.Vi khuẩn lam Thuộc nhóm có nhân nguyên thuỷ, có khả quang hợp nhờ có sắc tố, nhóm nguyên thuỷ thực vật có diệp lục 5.Tảo đơn bào Một số tảo đơn bào tảo lục, tảo vỏ có nhân rõ ràng Nhờ có diệp lục mà tảo có khả tự tổng hợp chất hữu để sống sử dụng lượng ánh sáng mặt trời 6.Động vật nguyên sinh Các động vật nguyên sinh có hình dạng kích thước khác nhau; thể cấu tạo tế bào chúng có tổ chức thể phức tạp Trong tế bào, ngồi nhân cịn có nhiều bào quan nằm tế bào chất, giữ nhiệm vụ khác nhau, bảo đảm tiêu hoá, tiết vận động Đa số động vật nguyên sinh sống tự do, có số kí sinh gây bệnh Gặp điều kiện thuận lợi, động vật nguyên sinh sinh sản phát triển nhanh Chúng sinh sản chủ yếu cách phân đôi (trực phân) Khi gặp điều kiện không thuận lợi ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm , chúng kết thành bào xác, tạm thời ngừng hoạt động Khi gặp điều kiện thuận lợi, bào xác vỡ chúng trở lại hoạt động bình thường II Tổ chức sống thể đa bào 1.Tập đoàn đơn bào Tập đoàn đơn bào cầu nối thể đơn bào thể đa bào tập đoàn đơn bào, gồm có tập đồn tảo Panđơrina tập đồn vơnvơc 2.Sự phức tạp hoá tổ chức thể đa bào Cơ thể đa bào có phức tạp hố tổ chức thể: Toàn thể khối thống gồm nhiều hệ quan hoạt động nhịp nhàng, ăn khớp với 3.Cấu tạo tế bào thể đa bào Tế bào thể đa bào có cấu trúc chức sau: a) Màng sinh chất: Được cấu tạo phân tử prôtêin nằm phân tử lipit, dài khoảng 70 – 120Å (1Å=10-7mm) Màng khơng có nhiệm vụ bảo vệ khối sinh chất bên trong, ngăn cách tế bào, mà qua cịn thực trao đổi chất có chọn lọc tế bào với môi trường (quanh tế bào) b) Chất nguyên sinh bào quan: Chất nguyên sinh gồm nội chất (ở gần nhân) lớp ngoại chất (ở gần màng) Trong chất nguyên sinh có nhiều bào quan thực hoạt động sống tế bào * Ti thể: có dạng hình sợi, hình que hay hình hạt Các tế bào có cường độ trao đổi chất cao, hoạt động sinh lí phức tạp có nhiều ti thể (mỗi tế bào có tới 2000 ti thể) Trong ti thể có hệ enzim bảo đảm cho q trình hơ hấp tế bào, tạo lượng cho hoạt động sống chúng * Lạp thể: Chỉ có tế bào thực vật, gồm có lục lạp, sắc lạp bột lạp Trong lục lạp có cấu trúc phức tạp giữ vai trò quan trọng quang hợp * Trung thể: Chỉ có tể bào động vật, nằm gần nhân có vai trị quan trọng phân chia tế bào * Thể Gôngi: Có dạng túi dẹt, nằm gần nhân Nó tập trung chất tiết, chất cặn bã hoạt động sống tế bào chất độc từ đột nhập vào thể để loại khỏi tế bào * Lưới nội chất (màng nội nguyên sinh): Gồm hệ thống xoang ống phân nhánh, nối màng với nhân bào quan với Thành xoang ống có cấu tạo màng sinh chất, gồm hai loại lưới nội chất: Lưới nội chất không hạt (trơn) lưới nội chất có hạt, có ribơxơm đính màng Lưới nội chất tham gia vào trình trao đổi chất nơi tổng hợp nên phân tử prơtêin * Lizơxơm: Có dạng túi nhỏ, chứa nhiều enzim thuỷ phân, có chức hồ tan chất tiêu hoá bào quan hỏng * Thể vùi: Có cấu tạo dạng hạt, chứa chất dự trữ c) Nhân: Có màng ngăn cách chất nhân với chất nguyên sinh Trên màng nhân có nhiều lỗ nhỏ, đường kính 300 – 400 Å , qua thực trao đổi chất nhân với chất nguyên sinh Trong nhân có nhân chất nhiễm sắc Nhân trung tâm điều khiển hoạt động sống tế bào, nơi lưu giữ thông tin di truyền; nhân tạo ribôxôm cho tế bào 4.Sự phân bào thể đa bào Nguyên phân hình thức phân chia tế bào thơng thường phổ biến tế bào (trừ tế bào sinh dục) thể đa bào (kể tế bào thực vật va` động vật) đảm bảo cho thể lớn lên Quá trình nguyên phân trải qua kì a) Kì trung gian Nhiễm sắc thể (NST) dạng sợi mảnh tự tổng hợp nên NST mới, giống hệt tạo thành NST kép đính tâm động kì trung thể tự nhân đôi để chuẩn bị cho phân chia b) Kì đầu Các NST xoắn lại, co ngắn, màng nhân biến Trung thể tách đôi tiến cực tế bào, thoi vơ sắc hình thành, nối trung thể cực c) Kì Các NST kép tập trung mặt phẳng xích đạo thoi vô sắc NST xoắn lại, co lại đến mức ngắn có hình dạng đặc trưng cho lồi, đa số có dạng hình chữ V NST đính với sợi thoi vơ sắc chỗ gấp khúc (tâm động) quay đầu tự ngồi d) Kì sau Các crơmatit NST kép tách tâm động, di chuyển cực tế bào e) Kì cuối Tại cực, NST tháo xoắn duỗi dạng sợi mảnh kì trung gian Thoi vơ sắc biến mất, màng nhân nhân xuất tạo thành nhân mới, có số NST số NST tế bào mẹ Ở tế bào động vật, tế bào mẹ thắt dần phần để tạo thành tế bào Ở tế bào thực vật xuất vách ngăn chia thành tế bào với màng xenlulơzơ bao ngồi Như nhờ chế tự nhân đôi NST phân chia đặn cực tế bào nên NST đặc trưng cho loài giữ nguyên III Trao đổi chất lượng thể sống Trao đổi chất lượng la` điều kiện tồn tại, phát triển thể sống Trao đổi chất lượng la` đặc trưng sống Nhờ có trao đổi chất thường xun với mơi trường bên ngoài, sinh vật tồn tại, phát triển, sinh sản thực hoạt động sống Sinh vật lấy thức ăn từ môi trường vào thể để bu` đắp, thay tế bào chất, vật chất bị phân huỷ, xây dựng tế bào đảm bảo cho thể sinh trưởng phát triển; đồng thời tạo lượng cần thiết cho hoạt động sống thể Nếu trao đổi chất ngừng tiếp diễn sinh vật khơng tồn Sự trao đổi chất qua màng tế bào Sự trao đổi chất tế bào môi trường thực qua màng tế bào theo chế sau: * Khuếch tán dựa vào chênh lệch nồng độ chất hai bên màng tế bào gồm: - Thẩm thấu khuếch tán phân tử dung môi - Thẩm tách khuếch tán chất tan * Hoạt tải qua màng tế bào Màng tế bào sống chủ động hấp thụ thải số chất theo nhu cầu tế bào thể ngược với khuếch tán lý học Đó khả hoạt tải màng tế bào nhờ tải chất mang cần lượng * Ngồi ra, chất có kích thước lớn trao đổi qua màng tế bào theo chế thực bào ẩm bào Quá trình chuyển hoá lượng tế bào * Sự đồng hoá: trình tổng hợp chất đặc trưng tế bào từ hợp chất vô hữu đơn giản tích luỹ lượng Q trình tổng hợp chất đòi hỏi cung cấp lượng Năng lượng lượng mặt trời lượng lấy từ q trình dị hố Vật chất tổng hợp nên có tích lượng dạng Khơng có đồng hố khơng có vật chất sử dụng dị hoá * Sự dị hoá: Là trình phân giải hợp chất hữu (được tổng hợp q trình đồng hố) thành hợp chất đơn giản giải phóng lượng Năng lượng giải phóng dùng cho hoạt động sống tế bào, có tổng hợp chất q trình đồng hố Khơng có dị hố khơng có lượng cung cấp cho q trình đồng hố hoạt động sống tế bào Đồng hoá dị hoá hai trình đối lập (mâu thuẫn) lại gắn bó, liên kết mật thiết với nhau: khơng có đồng hố khơng có dị hố ngược lại Vai trị enzim trao đổi chất lượng Enzim chất xúc tác sinh học cho phản ứng tổng hợp phân giải chất xảy liên tục tế bào Về chất, enzim phân tử prôtêin Trong tế bào sống thể chứa nhiều loại enzim khác loại tham gia phản ứng định Ngoài prơtêin, số enzim cịn có thêm phần tử hữu nhỏ gọi cơenzim chứa vitamin Cơenzim có vai trò làm cầu nối enzim chất tham gia phản ứng Cơenzim cịn ion kim loại Mg++, Fe++, Zn++, Cu++, Các chất tham gia phản ứng, chịu tác dụng enzim gọi chất Cơ chế hoạt động enzim: đầu, enzim liên kết với chất để tạo thành hợp chất trung gian gọi “enzim – chất” Cuối phản ứng, hợp chất cho phân huỷ sản phẩm phản ứng giải phóng enzim nguyên vẹn Enzim giải phóng lại xúc tác phản ứng chất Đặc tính enzim la` đẩy mạnh tốc độ phản ứng, có hoạt tính cao có tính chun hố cao Các phương thức trao đổi chất lượng sinh vật Toàn sinh giới chia thành hai nhóm chính: sinh vật tự dưỡng sinh vật dị dưỡng a) Sinh vật tự dưỡng: gồm tất xanh, số vi khuẩn tảo có khả sử dụng lượng ánh sáng mặt trời lượng từ phản ứng hoá học tạo để tổng hợp chất hữu cần thiết cho thể từ chất vô đơn giản Năng lượng sử dụng trình tổng hợp lượng ánh sáng mặt trời (quang năng) nhờ có chất diệp lục (cây xanh ) lượng tạo từ phản ứng hoá học (hoá năng) số vi khuẩn thực Sinh vật tự dưỡng chia làm nhóm Đó là: - Nhóm sinh vật quang tổng hợp: xanh, vi khuẩn lam tảo - Nhóm sinh vật hố tổng hợp: số vi khuẩn b) Sinh vật dị dưỡng: gồm tất động vật, số nấm, virut phần lớn vi khuẩn Chúng khơng có khả tự tổng hợp chất hữu cần thiết cho thể mà phải lấy chất hữu có sẵn sinh vật tự dưỡng chế tạo, cung cấp cách trực tiếp hay gián tiếp Năng lượng để tổng hợp chất hữu đặc trưng cho thể lấy từ lượng tích luỹ thức ăn có nguồn gốc xanh Các sinh vật dị dưỡng chia thành nhiều nhóm: - Nhóm dị dưỡng tồn phần gồm: sinh vật ăn thực vật, sinh vật ăn động vật sinh vật ăn tạp - Nhóm cộng sinh - Nhóm hoại sinh - Nhóm kí sinh Quá trình quang hợp Quang hợp chuỗi dài phản ứng phức tạp, tóm tắt cách tổng quát sau: 6CO2 + 6H2O + lượng ánh sáng → C6H12O6 + 6O2 Nhờ lấy lượng ánh sáng (khoảng 674kcal), tổng hợp phân tử glucô từ phân tử H2O phân tử CO2 Quá trình quang hợp gồm chuỗi phản ứng: phản ứng sáng, xảy grana phản ứng tối, xảy strôma a) Chuỗi phản ứng sáng (cần ánh sáng nước) Năng lượng ánh sáng làm số điện tử diệp lục bị bật khỏi quĩ đạo quen thuộc, để bắt đầu chuỗi di chuyển qua loạt chất truyền điện tử Sự di chuyển tạo Một phần dùng để tổng hợp phân tử ATP (ađenozin triphophat) Các điện tử bị bật khỏi diệp lục cách liên tục, thay điện tử lấy từ nước bị ánh sáng “quang phân” b) Chuỗi phản ứng tối ( cần khí CO2) Đó “phản ứng enzim” nhằm sử dụng lượngdo ATP cung cấp để tổng hợp glucô (hoặc tinh bột) từ CO2 lấy khí trời qua chu trình gọi “chu trình Canvin” Hố tổng hợp Cũng quang tổng hợp, hố tổng hợp q trình tổng hợp chất hữu cần thiết cho thể sinh vật tự dưỡng từ chất vô đơn giản môi trường xung quanh Tuy nhiên, lượng sử dụng quang tổng hợp xanh (có diệp lục) lấy từ ánh sáng Cịn lượng sử dụng hoá tổng hợp lại phản ứng hoá học tạo số loại vi khuẩn Ví dụ: - Các vi khuẩn nitrit hố, vi khuẩn Nitrơzơmơnat, ơxi hố amơniac thành axit nitrơ để lấy lượng: 2NH3 + 3O2 → 2HNO2 + 2H2O + 158kcal Axit nitrơ gặp bazơ đất cho muối nitrit - Các vi khuẩn nitrat hoá, Nitrơbacte, ơxi hố nitrit thành muối nitrat hồ tan, dạng thực vật hấp thụ NaNO2 + ½O2 → NaNO3 + 38 kcal - Vi khuẩn lưu huỳnh ơxi hố sunfua hiđrơ thành axit sunfuric, thành muối sunfat 2H2S + O2 → 2H2O + 2S + 115 kcal Năng lượng giải phóng phản ứng trên, vi khuẩn sử dụng để tạo glucôzơ từ CO2 Chẳng hạn, vi khuẩn lưu huỳnh: 12H2S + 6CO2 → C6H12O6 + 6H2O + 12S Hô hấp lên men Hô hấp trình phân giải hợp chất hữu (chủ yếu glucơzơ) để giải phóng lượng cung cấp cho hoạt động sống thể sinh vật Chuỗi phản ứng phức tạp hơ hấp tóm tắt phản ứng: C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 674kcal Năng lượng giải phóng q trình hơ hấp thường chuyển thành dạng dễ sử dụng chứa hợp chất có liên kết cao ATP Lên men (hơ hấp yếm khí): số vi sinh vật có khả phân giải glucơzơ giải phóng lượng mà khơng cần ơxi Đó vi sinh vật lên men thối, vi sinh vật lên men rượu vi sinh vật lên men lactic Khi có đủ ơxi nhóm vi sinh vật ơxi hố glucôzơ thành CO2 H2O hô hấp thu nhiều lượng để đẩy mạnh tổng hợp chất sống Tuy nhiên, mơi trường yếm khí, vi sinh vật chuyển hố đường thành rượu êtylic CO2 theo phương trình: C6H12O6 → 2CO2 + 2C2H5OH + 25kcal (glucôzơ) (rượu) Cũng điều kiện yếm khí, nhóm vi sinh vật khác chuyển hố glucơzơ thành phân tử axit lactic giải phóng 38 kcal: C6H12O6 → 2C3H6O3 + 38kcal (glucơzơ) (axit lactic) Trong trường hợp trên, lượng thu 1/20 so với ơxi hố đường Chương II: SINH TRƯỞNG, PHÁT TRIỂN, SINH SẢN VÀ CẢM ỨNG I Sự sinh trưởng, phát triển thực vật va` động vật Khái niệm sinh trưởng phát triển a) Sự sinh trưởng Sinh trưởng tăng kích thước khối lượng sinh vật giai đoạn lớn lên theo chế nguyên phân Quá trình sinh trưởng sinh vật nhanh chậm tuỳ theo thời kỳ Sinh trưởng q trình kép: gồm phân bàođảm bảo tăng kích thước khối lượng thể phân hoá tế bào để đảm nhiệm chức (của tế bào, quan ) thể b) Sự phát triển Phát triển làm biến đổi khơng hình thái mà chức sinh lý theo giai đoạn đời sinh vật Ví dụ, tằm dâu, phân biệt giai đoạn trứng, ấu trùng, sau thành nhộng cuối bướm c) Quan hệ sinh trưởng phát triển Sinh trưởng phát triển liên quan mật thiết với nhau, nhiều khó phân biệt Sinh trưởng la` điều kiện phát triển phát triển lại làm thay đổi sinh trưởng Ví dụ, giai đoạn phát dục, thể sinh vật thường lớn nhanh; đến giai đoạn trưởng thành ngừng sinh trưởng va` đến giai đoạn ngừng sinh sản thể bắt đầu suy thối Sự sinh trưởng phát triển thực vật Đời sống thể thực vật thực nối tiếp giai đoạn giai đoạn thể giao tử giai đoạn thể bào tử Hai giai đoạn khác chủ yếu số nhiễm sắc thể tế bào(thể bào tử lưỡng bội, thể giao tử đơn bội) dạng phân bào để sinh a) Giai đoạn thể giao tử Thể giao tử phát sinh từ bào tử đơn bội lớn lên nhờ lần nguyên phân liên tiếp, nên thể gồm tế bào đơn bội (n) Khi thể giao tử trưởng thành, quan sinh sản, có tế bào phát triển thành giao tử (noãn cầu) đơn bội tế bào khác phát triển thành giao tử đực (tinh trùng) đơn bội Sự kết hợp giao tử giao tử đực (thụ tinh) tạo nên hợp tử lưỡng bội b) Giai đoạn thể bào tử Thể bào tử phát sinh từ hợp tử lưỡng bội Thể bào tử lớn lên nhờ lần nguyên phân liên tiếp nên thể gồm tế bào lưỡng bội Khi thể bào tử trưởng thành, quan sinh sản, có tế bào lưỡng bội chuyển sang giảm phân, tế bào sinh bào tử đơn bội Trong sinh trưởng phát triển thực vật có xen kẽ giai đoạn Như vậy, bào tử đơn bội phát triển thành thể giao tử đơn bội, thể giao tử sinh giao tử đực giao tử cái; thụ tinh tạo thành hợp tử Hợp tử lưỡng bội phát triển thành thể bào tử lưỡng bội; thể bào tử giảm phân để sinh bào tử đơn bội Vòng đời tiếp diễn với mốc phân bào giảm nhiễm (để sinh bào tử chuyển từ hệ lưỡng bội sang hệ đơn bội) thụ tinh (để kết hợp giao tử chuyển từ hệ đơn bội sang hệ lưỡng bội) c) Sự tương quan giai đoạn Tuỳ loại thực vật, mà tỉ lệ thời gian tầm quan trọng giai đoạn nói thay đổi Trong trình tiến hố xuất dạng thực vật có giai đoạn thể giao tử chiếm ưu (rêu), sau chúng nhường chỗ dần cho dạng thực vật có giai đoạn thể bào tử chiếm ưu (cây có hoa) * Chu trình phát triển rêu Cây rêu màu lục ta thường thấy giao tử thể đơn bội, có thân giữa, xanh chứa diệp lục xung quanh “rễ giả” mọc sâu vào đất Rễ hút nước và, muối khoáng từ đất, cịn quang hợp để tạo chất sống, nên thể giao tử dạng sống độc lập Lúc rêu trưởng thành, quan sinh sản đực (túi tinh) tạo nhiều tinh trùng nhỏ có roi; quan sinh sản (túi noãn) chứa noãn cầu Noãn cầu thụ tinh thành hợp tử Sự sinh trưởng phát triển động vật a) Sự sinh trưởng Ở động vật, trứng thụ tinh thành hợp tử Hợp tử lúc đầu nhỏ trứng thực chất tế bào đơn độc Sau hợp tử bắt đầu phân chia liên tiếp nhiều lần, số tế bào tăng dần, làm cho kích thước khối lượng thể tăng dần Sự sinh trưởng động vật có đặc điểm: - Tốc độ sinh trưởng thể khơng đều, lúc chậm, lúc nhanh, có lúc nhanh - Tốc độ sinh trưởng phận, quan, mô khác thể khơng giống Nói chung, động vật khơng có giai đoạn ngừng hẳn sinh trưởng thời gian dài (tiềm sinh) thực vật giai đoạn hạt Tuy nhiên, gặp điều kiện môi trường bất lợi, số động vật tạm ngừng lớn (hiện tượng ngủ đơng ; đình dục sâu bọ ) Sự ngừng sinh trưởng phận thể có mức độ khác vào thời kỳ khác Khi đến tuổi trưởng thành, loại động vật có kích thước (độ lớn) giới hạn b) Sự phát triển Trong đời sống lồi động vật phân biệt nhiều giai đoạn phát triển Mỗi giai đoạn phát triển có đặc điểm hình thái, sinh lí đặc trưng Người ta vào sinh trưởng cá thể non hình thái thể để phân chia giai đoạn phát triển động vật Các nhân tố ảnh hưởng đến sinh trưởng phát triển sinh vật a) Ảnh hưởng nhân tố bên * Tính di truyền: Tính di truyền định đặc điểm sinh trưởng phát triển đặc trưng cho loài đặc biệt tốc độ lớn giới hạn lớn Có lồi lớn nhanh, đẻ sớm có lồi lớn chậm đẻ muộn * Giới tính: Trong lồi, đực có sức lớn vịng đời khác Nói chung, giữ chức sinh sản để trì nịi giống, nên thường lớn nhanh đực thường sống lâu * Các hoocmôn sinh trưởng phát triển: Sự sinh trưởng phát triển thực vật va` động vật chịu ảnh hưởng chất thể tạo để điều khiển sinh trưởng phát triển , gọi hoocmơn sinh trưởng phát triển Ví dụ, thú, tuyến não tiết nhiều loại hoocmơn phối hợp với hoocmôn tuyến giáp để gây lùn khổng lồ b) Ảnh hưởng nhân tố bên ngồi * Ảnh hưởng mơi trường: Các điều kiện nhiệt độ, độ ẩm ảnh hưởng mạnh lên sinh trưởng phát triển sinh vật Ảnh hưởng nhiệt độ thường rõ Ví dụ, cá rô phi lớn nhanh nhiệt độ 30oC; nhiệt độ xuống 18oC, cá ngừng lớn ngừng đẻ Một số động vật dơi, ếch, gấu, ốc “ngủ đông” trời trở rét, chúng ngừng ăn, ngừng lớn gầy nhanh * Ảnh hưởng thức ăn: Thức ăn ảnh hưởng nhiều đến sinh trưởng phát triển sinh vật Ví dụ, lợn cai sữa, tăng hàm lượng lizin từ 0,45% đến 0,85%, lợn lớn nhanh (từ 80g/ngày đến 210g/ngày, tăng gần gấp lần) * Ảnh hưởng sinh vật: Trong mơi trường, lồi sinh vật thích nghi với mật độ sống chung xác định tương ứng với nguồn thức ăn điều kiện ngoại cảnh khác Mật độ tăng “mức chịu đựng” gây tác hại kìm hãm sinh trưởng phát triển: - Sự cạnh tranh để giành thức ăn, vốn có hạn, gay gắt - Tình trạng “q đơng”sẽ dẫn đến tranh giành lẫn điều kiện sống hạn chế lẫn nên lớn chậm - Khối lượng phế thải tăng, gây ô nhiễm môi trường sống c) Tác động người lên sinh trưởng phát triển sinh vật Để tăng suất vật nuôi, trồng, người vận dụng qui luật sinh trưởng, phát triển sinh vật chăn nuôi, trồng trọt Cụ thể là: cải tạo giống di truyền, cải tạo môi trường tác động trực tiếp lên sinh vật, làm cho chúng sinh trưởng, phát triển tốt Hợp tử phát triển thành thể bào tử Thể bào tử thân nhỏ, màu nâu, khơng lá, kí sinh thể giao tử cách mọc “chân” vào mô thể giao tử để hút chất dinh dưỡng Thể bào tử có túi nhỏ đỉnh, tế bào mẹ lưỡng bội giảm phân bào tử đơn bội Bào tử rơi xuống đất lại tạo thành thể giao tử đơn bội Như rêu, dạng sinh trưởng phát triển mạnh thể giao tử đơn bội * Chu trình phát triển có hoa Ngược với rêu, có hoa thể bào tử lưỡng bội, có đủ thân, lá, rễ sống độc lập Thể bào tử sinh trưởng phát triển mạnh, có cao hàng trăm mét Trái lại, thể giao tử xuất thời gian ngắn vào lúc hoa Nhờ giảm phân, hoa sinh loại bào tử đơn bội: bào tử nhỏ phát triển thành thể giao tử đực (hạt phấn), chứa nhân sinh sản đực bào tử lớn phát triển thành thể giao tử cái, chứa noãn cầu Sự thụ tinh lại tái tạo thể bào tử lưỡng bội, tức dạng quen thuộc Ở có hoa, dạng sinh trưởng phát triển mạnh thể bào tử lưỡng bội II Các hình thức sinh sản sinh vật Sinh sản vơ tính Sinh sản vơ tính hình thức sinh sản mà khơng có kết hợp yếu tố đực yếu tố (khơng qua thụ tinh) Có hình thức sinh sản vơ tính a) Sự phân đơi: hình thức sinh sản phổ biến sinh vật bậc thấp (vi khuẩn, thực vật va` động vật đơn bào) Cơ thể mẹ tự co thắt tách làm phần giống nhau, phần lớn dần lên lúc mẹ Sự phân đôi tế bào bao gồm chất nguyên sinh, bào quan nhân Nhân cá thể giữ nguyên số nhiễm sắc thể 2n, mẹ b) Sự sinh sản sinh dưỡng: hình thức sinh sản thể đa bào mà cá thể sinh từ phận sinh dưỡng thể mẹ * Ở động vật: có dạng sinh sản sinh: - Sự nảy chồi phần nhỏ thể mẹ lớn nhanh vùng lân cận, để trở thành thể Sau đó, thể tiếp tục sống bám thể mẹ tách hẳn thành cá thể độc lập Ví dụ, nảy chồi thuỷ tức Ở thực vật, bèo sinh sản nảy chồi - Sự tái sinh khả mọc lại (tái tạo) phần (đuôi, chi, ) số động vật Khả tái sinh đạt mức độ cao, xem dạng sinh sản vơ tính Ví dụ, bọt biển, thuỷ tức, biển, đỉa biển Planaria bị cắt thành nhiều mảnh vụn, mảnh mọc phần thiếu để tạo lại ,một thể nguyên vẹn * Ở thực vật: Trong thiên nhiên, thực vật bậc cao có khả tạo thể từ phần thân bò (rau má), thân rễ (cỏ gấu), thân củ (khoai tây), thân hành (củ hành), rễ củ (khoai lang), (cây bỏng) Đó hình thức sinh sản sinh dưỡng tự nhiên Trong trồng trọt, người ta thường nhân giống nhờ tượng sinh sản sinh dưỡng thực vật, cách cắt rời phần nhỏ mẹ để tạo thành Đó sinh sản sinh dưỡng nhân tạo Có dạng sinh sản sinh dưỡng nhân tạo giâm, chiết ghép Ngoài ra, phương pháp nuôi cấy mô phương pháp nhân giống vơ tính người sử dụng để nhân giống quí c) Sinh sản bào tử hình thức mà thể sinh từ tế bào gọi bào tử Bào tử hình thành từ tế bào thể mẹ (tảo lục đơn bào) từ quan riêng biệt thể mẹ gọi túi bào tử (dương xỉ) Bào tử khơng di động được, chúng phát tán nhờ gió, nước; di chuyển nước nhờ roi Khi gặp điều kiện thuận lợi, bào tử nảy mầm thành thể Với hình thức sinh sản bào tử, cá thể mẹ sinh nhiều cá thể Các cá thể giống có NST “sao chép” nguyên vẹn từ NST thể mẹ nên lặp lại tính chất thể mẹ Sự sinh sản hữu tính Sinh sản hữu tính hình thức sinh sản cần có kết hợp tế bào gọi giao tử Các giao tử chưa phân hố rõ rệt phân hoá rõ rệt thành trứng tinh trùng Sự kết hợp giao tử tạo thành hợp tử Hợp tử phát triển thành thể a) Hiện tượng giảm phân hình thành giao tử Khác với nguyên phân (phân bào nguyên nhiễm), giảm phân (phân bào giảm nhiễm) xảy tế bào sinh dục Tế bào mẹ lưỡng bội (2n) phân chia lần tạo tế bào đơn bội (n) Cơ quan sinh dục đực sinh giao tử đực (tinh trùng), quan sinh dục sinh giao tử (trứng) * Giao tử đực: Tinh trùng gồm phần: đầu, thân va` (roi) có khả chuyển động để tìm đến giao tử (trứng) * Giao tử cái: Các giao tử (trứng động vật, noãn cầu thực vật) lớn nhiều so với giao tử đực lồi, khơng di chuyển b) Sự thụ tinh Sự thụ tinh động vật hay thực vật hoà làm giao tử đực để tạo thành hợp tử Đối với sinh vật bậc thấp nước, thụ tinh xảy mơi trường nước (cầu gai, sị, hến, rong biển ), với sinh vật bậc cao, sống cạn, thụ tinh xảy quan sinh dục c) Sự sinh sản hữu tính thực vật * Tiếp hợp hình thức sinh sản hữu tính sơ khai thực vật Cơ quan sinh sản chưa phân hố rõ ràng Ví dụ: Sự tiếp hợp tảo xoắn Hai sợi tảo (đơn bội) áp sát Trên tế bào đối diện, xuất u nhỏ mọc xích lại gần nối liền với thành ống thông tế bào Nhân tế bào chất tế bào tràn vào ống hoà vào nhân tế bào chất tế bào tạo thành hợp tử (2n) Hợp tử phân chia lần liên tiếp để tạo thành nhân đơn bội (n) Sau đó, nhân bị thối hố, nhân lại tạo thành tế bào mầm đơn bội (n) tiếp tục lớn lên theo chế nguyên phân * Ở thực vật bậc cao (từ rêu trở lên), sinh sản hữu tính khâu khơng thể thiếu vòng đời chúng Sự xen kẽ hệ (thể giao tử thể bào tử) xen kẽ sinh sản vơ tính bào tử sinh sản hữu tính giao tử * Ở xanh có hoa: - Cơ quan sinh sản đực (nhị): Nhị gồm bao phấn, mọc đầu cuống nhị Bao phấn có ngăn Mỗi ngăn chia thành túi phấn chứa hạt phấn Khi túi phấn chín mở để phóng thích hạt phấn ngồi Mỗi hạt phấn thường gồm tế bào có lớp màng; lớp dày lớp mỏng Hạt phấn hình thành từ tế bào mẹ hạt phấn (2n) Mỗi tế bào mẹ cho bào tử, tức hạt phấn đơn bội (n), kết phân chia giảm nhiễm Mỗi hạt phấn chứa nhân (một nhân sinh dưỡng nhân sinh dục), bao quanh chất nguyên sinh ngồi có vỏ bao bọc - Cơ quan sinh sản (nhụy): Nhụy gồm phần phình to bầu phần bầu vịi chứa mơ ni dưỡng Đầu vịi phình to thành khối hình cúc áo, giàu chất dinh dưỡng nhựa dính để giữ ni hạt phấn Bầu chứa nỗn Nỗn có nhiều dạng khác (thẳng, cong ) Mỗi noãn gồm khối tế bào bọc lớp màng bảo vệ có lỗ thơng (lỗ nỗn), có phận quan trọng liên quan đến chức sinh sản túi phôi Túi phôi tạo thành từ tế bào mẹ (2n) qua lần phân bào liên chế giảm phân để tạo tế bào đơn bội (n) Nhưng có tế bào bị thối hố, tế bào phân chia liên tiếp để kết thành túi phơi Túi phơi chứa nhiều nhân, có nhân tham gia vào q trình thụ tinh noãn cầu đơn bội (n) nhân phụ - Sự thụ phấn Thụ phấn trình chuyển vận hạt phấn từ nhị sang đầu vòi nhụy hoa loài Sự thụ phấn trực tiếp (tự thụ phấn), hạt phấn rơi đầu nhụy hoa hay hoa khác Sự thụ phấn gián tiếp (thụ phấn chéo) hạt phấn rơi đầu nhụy khác loài Sự thụ phấn chéo thường xảy hoa đơn tính lưỡng tính, nhị nhụy khơng chín lúc Tác nhân thụ phấn trọng lực, gió, nước, sâu bọ (thụ phấn tự nhiên) hay người (thụ phấn nhân tạo) - Sự nảy mầm hạt phấn Hạt phấn rơi vào đầu nhụy gặp điều kiện thuận lợi nảy mầm mọc ống phấn Ống phấn theo vòi nhụy vào bầu Nhân tế bào ống phấn chuyển đầu ống, nhân tế bào phát sinh tạo thành tinh tử có n nhiễm sắc thể nằm ống phấn, ống phấn mang tới noãn - Sự thụ tinh Khi ống phấn đến noãn, qua lỗ noãn tới túi phôi; đầu ống phấn vỡ ra, tinh tử kết hợp với noãn cầu thành hợp tử (2n), sau phát triển thành phơi, cịn tinh tử thứ kết hợp với nhân thứ cấp 2n (nhân phụ) để hình thành nên nội nhũ 3n Như thực vật hạt kín, có giao tử đực tham gia vào thụ tinh nên gọi thụ tinh kép Sau thụ tinh, noãn biến đổi thành hạt Hạt gồm có phơi, phơi nhũ vỏ bọc ngồi d) Sự sinh sản hữu tính động vật * Ở động vật đơn bào ( tiếp hợp) Hình thức sinh sản hữu tính đơn giản động vật tiếp hợp trùng đế giày Trùng đế giày vốn có nhân (1 nhân lớn, nhân bé) lưỡng bội Khi sinh sản, trùng đế giày áp sát vào Nhân bé giảm phân cho nhân nhỏ đơn bội, số có nhân thối hố cịn nhân nguyên phân lần nhân đơn bội Một nhân di chuyển sang trùng đế giày đối diện, nhân cịn lại hồ hợp làm (thụ tinh) với nhân bé từ trùng đế giày di chuyển sang, tạo thành nhân bé lưỡng bội Hai nhân lớn trùng đế giày tiêu biến Nhân bé hình thành nguyên phân nhân bé nhân lớn Sau trùng đế giày tách rời Mỗi trùng đế giày lại nguyên phân lần trùng đế giày Như tiếp hợp trùng đế giày có đủ q trình giảm phân thụ tinh, đặc trưng cho sinh sản hữu tính * Ở động vật đa bào bậc thấp Tất động vật đa bào (lưỡng bội – 2n) khơng qua q trình giảm phân hình thành giao tử đơn bội (n) qua trình thụ tinh tạo thành hợp tử (2n) Hợp tử nguyên phân liên tiếp để trở thành thể có NST lưỡng bội (2n) Trong q trình tiến hố giới động vật thể rõ: hoàn thiện dần quan sinh sản có liên quan đến hồn thiện dần hình thức thụ tinh, bảo vệ phơi chăm sóc non - Sự hoàn thiện quan sinh sản: + Từ chỗ chưa có quan sinh sản đến chỗ có quan sinh sản chuyên biệt + Từ chỗ chưa phân hoá tính đực – (chưa phân biệt giao tử đực giao tử cái) đến chỗ phân hoá rõ ràng thành giao tử đực (tinh trùng) giao tử (trứng) + Từ chỗ lưỡng tính (cơ quan sinh sản đực nằm thể) giun dẹt, giun đất đến chỗ đơn tính (các quan sinh sản nằm thể khác nhau) hầu hết loài động vật - Sự hoàn thiện hình thức thụ tinh: + Thụ tinh ngồi mơi trường nước (con đẻ trứng, đực phóng tinh trùng vào đám trứng) hiệu thấp đến thụ tinh (nhờ quan giao cấu) đảm bảo xác suất thụ tinh cao + Từ chỗ tự thụ tinh đến thụ tinh chéo tạo thay đổi vật chất di truyền làm nguyên liệu cho q trình chọn lọc tiến hố - Sự bảo vệ phơi chăm sóc con: + Từ chỗ phôi trứng phát triển điều kiện môi trường tự nhiên (sâu bọ, bò sát) đến chỗ bớt lệ thuộc vào môi trường xung quanh (chim, thú) + Từ chỗ non sinh không bảo vệ chăm sóc đến chỗ bảo vệ, chăm sóc ni dưỡng thời gian định tuỳ theo loài Như vậy, q trình tiến hố động vật, hồn thiện quan sinh sản, hình thức thụ tinh đảm bảo tỉ lệ sống sót non ngày cao Số giao tử hợp tử tỉ lệ nghịch với xác suất sống sót cá thể sinh III Tính cảm ứng sinh vật Tính cảm ứng thực vật động vật đơn bào a) Khái niệm: Khả nhận biết đổi thay môi trường để phản ứng kịp thời, gọi tính cảm ứng Các đổi thay gây phản ứng sinh vật gọi kích thích Hiện tượng cảm ứng gồm khâu chủ yếu: - Tiếp nhận kích thích - Phân tích_tổng hợp kích thích để định hình thức mức độ phản ứng - Thực phản ứng Hiệu phản ứng phụ thuộc vào mức tiến hoá sinh vật Sinh vật có tổ chức cao, phản ứng xác, mau lẹ tinh tế b) Tính cảm ứng thực vật * Tính cảm ứng thực vật có đặc điểm: - Phản ứng khó nhận thấy, phải qua nghiên cứu phát - Phản ứng chậm, có phải hàng ngày, hàng tháng hàng năm phát * Một số dạng cảm ứng thực vật - Tính hướng sáng (hướng sáng dương hướng sáng âm) - Tính hướng đất (hướng đất dương hướng đất âm) - Cảm ứng va chạm mạnh - Cảm ứng theo nhịp ngày, đêm c) Tính cảm ứng động vật đơn bào Mọi động vật đơn bào có khả nhận biết trả lời kích thích từ mơi trường sống Ví dụ, amip biết tránh ánh sáng chói chiếu thẳng; trùng roi (Euglena) biết bơi tới chỗ sáng để quang hợp tốt hơn; trùng đế giày (Paramecium) bơi tới chỗ có nhiều ôxi Tính cảm ứng động vật đa bào a) Đặc điểm Tính cảm ứng động vật đa bào thể rõ nét mau lẹ thực vật Các hình thức phản ứng động vật đa dạng Có thể phân biệt dạng tiêu biểu dạng vận động dạng tiết b) Các mức độ cảm ứng Trong trình tiến hố, động vật hình thành quan cảm ứng chuyên tiếp nhận kích thích trả lời Ta phân biệt mức độ thể tính cảm ứng, qua tiến hố hệ thần kinh * Hệ thần kinh lưới: Các động vật đa bào bậc thấp có hệ thần kinh cịn thơ sơ (hệ thần kinh lưới), nên chúng thu nhận kích thích phản ứng khắp bề mặt thể Như vậy, cần có kích thích tồn thân phản ứng (lan toả), khơng có khu vực phản ứng rõ rệt, trả lời khơng xác Ví dụ, thuỷ tức, hệ thần kinh gồm tế bào cảm giác phân bố khắp bề mặt thể, bị kích thích thuỷ tức co rúm toàn thân * Hệ thần kinh chuỗi: Ở động vật cao giun đốt, tế bào thần kinh xếp thành chuỗi hạch chạy dọc theo chiều dài thành bụng (hệ thần kinh chuỗi) nên cảm ứng bước đầu định khu chuỗi hạch Ví dụ, giun đốt, cảm ứng định khu đốt * Hệ thần kinh hạch: Ở mức tiến hoá cao sâu bọ, có kết hợp đốt thể thành phần: đầu, ngực bụng nên yếu tố thần kinh tập trung thành khối hoạt động cảm ứng phức tạp xác * Hệ thần kinh ống: Ở động vật có xương sống, tế bào thần kinh kết hợp thành ống Từ cá đến thú, thành ống dày dần số tế bào thần kinh tăng, kèm với tượng tập trung cao độ tế bào thần kinh não (sự đầu hoá) Ở động vật có xương sống bậc cao, hệ thần kinh nói chung gồm phần rõ rệt: - Phần ngoại biên: gồm quan chuyên làm nhiệm vụ thu nhận kích thích từ mơi trường ngồi từ mơi trường Đó quan thụ cảm - Phần trung ương: Đây nơi làm nhiệm vụ xử lý thông tin đưa về, gồm não tuỷ sống - Phần liên lạc: Bộ phận làm nhiệm vụ truyền thông tin não tuỷ sống (đường cảm giác), từ não tuỷ sống phận thể (đường vận động) Đó dây thần kinh Tóm lại, dạng thần kinh hình ống, nhờ có tượng “đầu hố” nên thơng tin kích thích từ khắp nơi thể não tổng hợp, phân tích lựa chọn cách phản ứng thích hợp Do đó, phản ứng thể kết xử lý thông tin trung ương thần kinh, nhằm bảo đảm thống nội thể thể với môi trường cách chặt chẽ Hiện tượng phản xạ a) Khái niệm: Phản xạ trả lời động vật kích thích mơi trường Trả lời vận động hay tượng tiết b) Cơ chế phản xạ: có chế chủ yếu, tuỳ theo phương tiện thông tin sử dụng * Cơ chế thể dịch Thực qua đường máu, nhờ chất mơi giới hố học hoocmơn Ví dụ, axêtincơlin làm tim đập chậm yếu, ngược lại, ađrênalin làm tim đập nhanh mạnh * Cơ chế thần kinh Thực qua hệ thần kinh, nhờ xung thần kinh Về chất xung điện, lan truyền nơron Ví dụ, ta dùng điện kế cực nhạy ghi dòng điện chạy dây thần kinh sóng điện não c) Các dạng phản xạ: có dạng phản xạ chủ yếu động vật * Phản xạ không điều kiện Phản xạ vốn bẩm sinh, di truyền, chung cho lồi có tính bền vững, khơng địi hỏi phải học tập, rèn luyện đời sống Ví dụ, nóng làm tốt mồ hơi, lạnh gây run da gà * Phản xạ có điều kiện Khác với phản xạ không điều kiện, phản xạ có điều kiện hình thành đời sống cá thể, vốn học được, không di truyền, không bền vững, gặp cá thể học phản xạ dễ thay đổi hồn cảnh sống thay đổi Ví dụ, người dạy động vật làm xiếc, dạy chó trinh sát, dạy voi vận tải d) Cách thành lập phản xạ có điều kiện Muốn thành lập phản xạ có điều kiện, ta cần thực bước sau: - Xác định mục tiêu phản xạ muốn thành lập - Tìm kích thích đặc trưng có hiệu cao - Kết hợp nhiều lần kích thích khơng điều kiện có điều kiện  ... cho loài giữ nguyên III Trao đổi chất lượng thể sống Trao đổi chất lượng la` điều kiện tồn tại, phát triển thể sống Trao đổi chất lượng la` đặc trưng sống Nhờ có trao đổi chất thường xuyên với... tích luỹ lượng Quá trình tổng hợp chất địi hỏi cung cấp lượng Năng lượng lượng mặt trời lượng lấy từ q trình dị hố Vật chất tổng hợp nên có tích lượng dạng Khơng có đồng hố khơng có vật chất sử... diễn sinh vật không tồn Sự trao đổi chất qua màng tế bào Sự trao đổi chất tế bào môi trường thực qua màng tế bào theo chế sau: * Khuếch tán dựa vào chênh lệch nồng độ chất hai bên màng tế bào