Bài 10. Trao đổi chất qua màng tế bào

a) Mô hình khảm động

• Màng tế bào được cấu tạo theo mô hình khảm động (fluid mosaic model).
• Lớp kép phospholipid với các protein xuyên màng và bám màng.
• Phospholipid có đầu ưa nước (hydrophilic) và đuôi kỵ nước (hydrophobic).
• Màng có tính lỏng, các phân tử có thể di chuyển trong màng.

b) Các thành phần của màng

• Phospholipid: Thành phần chính, tạo lớp kép.
• Protein màng: Protein xuyên màng, protein ngoại vi.
• Cholesterol: Ổn định màng (tế bào động vật).
• Glycocalyx: Lớp carbohydrate nhận diện tế bào.

c) Đặc tính

• Tính chọn lọc: Chỉ cho một số chất đi qua.
• Tính bán thấm: Cho nước và một số phân tử nhỏ đi qua.

a) Khái niệm

• Vận chuyển thụ động là sự di chuyển các chất qua màng theo gradient nồng độ mà không cần năng lượng.
• Năng lượng đến từ chuyển động nhiệt của các phân tử.

b) Khuếch tán đơn giản

• Các phân tử nhỏ, không phân cực (O₂, CO₂, N₂) khuếch tán trực tiếp qua lớp lipid kép.
• Tốc độ phụ thuộc vào kích thước, độ tan trong lipid.

c) Khuếch tán được tạo điều kiện

• Các phân tử phân cực, ion (glucose, ion) đi qua nhờ protein kênh hoặc protein vận chuyển.
• Protein kênh: Tạo kênh nước (aquaporin) cho nước và ion đi qua.
• Protein vận chuyển: Thay đổi hình dạng để vận chuyển chất.

d) Thẩm thấu

• Khuếch tán nước qua màng bán thấm.
• Nước đi từ nơi có nồng độ chất tan thấp đến nơi có nồng độ cao hơn.
• Áp suất thẩm thấu: Áp lực cần để ngăn nước đi vào.

a) Khái niệm

• Vận chuyển chủ động là sự di chuyển các chất ngược gradient nồng độ, cần năng lượng (ATP).
• Thực hiện bởi protein vận chuyển chủ động (pump).

b) Bơm Na⁺/K⁺

• Protein vận chuyển 3 ion Na⁺ ra ngoài và 2 ion K⁺ vào trong tế bào.
• Duy trì gradient nồng độ ion, điện thế màng.
• Chiếm ~25% năng lượng ATP của tế bào.

c) Vận chuyển chất lớn

• Exocytosis: Đưa chất ra ngoài tế bào (tiết protein, hormone).
• Endocytosis: Đưa chất vào trong tế bào.

d) Endocytosis

• Pinocytosis: Uống chất lỏng.
• Phagocytosis: Ăn các hạt rắn lớn (vi khuẩn, mảnh vụn).
• Receptor-mediated endocytosis: Nhận diện đặc hiệu qua thụ thể.

a) Gradient nồng độ

• Tăng gradient = tăng tốc độ vận chuyển thụ động.
• Vận chuyển chủ động có thể tạo gradient ngược.

b) Kích thước phân tử

• Phân tử nhỏ khuếch tán nhanh hơn.
• Quá lớn không đi qua được màng.

c) Độ tan trong lipid

• Chất tan trong lipid khuếch tán nhanh qua màng.
• Chất phân cực cần protein vận chuyển.

• Tăng nhiệt độ → tăng chuyển động nhiệt → tăng tốc độ khuếch tán.

• Iôn mang điện bị hút hoặc đẩy bởi điện thế màng.
• Ảnh hưởng đến vận chuyển ion.

a) Thành tế bào và áp suất trương

• Thành tế bào cellulose cứng ngăn cản sự phồng lên của tế bào.
• Tạo áp suất trương (turgor pressure) giúp duy trì hình dạng.

• Khí O₂ và CO₂ khuếch tán qua khí khổng.
• Quá trình quang hợp và hô hấp cần trao đổi khí.

• Nước vào tế bào qua thẩm thấu và aquaporin.
• Khi thiếu nước, tế bào mất áp suất trương, lá héo.