Ngành đơn bào có khoảng 25.000 loài, phần lớn sống tự do ở ngoại cảnh, ở những nơi có nước và đất ẩm. Một số loài sống trong máu và trong các tổ chức mô lỏng của động vật và thực vật.
Đơn bào là những động vật có cấu trúc cơ thể chỉ là một tế bào, nhưng có đầy đủ chức năng của một đơn vị sống độc lập như: dinh dưỡng, chuyển hoá, sinh sản, chuyển động, đáp ứng với các kích thích…
Sự khác biệt giữa động vật đơn bào và tế bào của động vật cấp cao ở chỗ: các tế bào của động vật cao cấp chỉ đảm nhiệm một vài chức năng nhất định.
Ví dụ: tế bào hồng cầu của động vật cao cấp chỉ làm nhiệm vụ vận chuyển O2 và CO2.
Cấu tạo của đơn bào.
Kích thước của đơn bào rất khác nhau, đa số các loài có kích thước rất nhỏ phải quan sát bằng kính hiển vi, tuy nhiên cũng có những loài khá lớn có thể nhìn bằng mắt thường như: Gregarina…
Hình thể của đơn bào rất đa dạng, nhưng có đặc điểm cấu tạo chung: màng tế bào, bào tương [nguyên sinh chất] và nhân.
Màng tế bào:
Màng của đơn bào là phần dày lên của lớp bào tương ngoài, màng rất mỏng có kích thước khoảng 75 A0.
Màng của đơn bào có tính thấm chọn lọc để trao đổi chất với môi trường. Khác với màng của thực vật và vi khuẩn có cấu trúc sợi nhiều lớp [từ hai đến năm lớp].
Bào tương:
Gồm có lớp bào tương ngoài và bào tương trong.
Bào tương ngoài:
Là lớp nguyên sinh chất đặc hơn lớp bào tương trong. Bào tương ngoài trong suốt và triết quang vì lớp này có ít hạt nguyên sinh chất.
Chức năng của lớp bào tương ngoài là cùng với màng tế bào hình thành các bộ phận chuyển động của đơn bào như: chân giả, lông, roi…và tham gia vào quá trình dinh dưỡng, tiêu hoá như: thực bào, ẩm bào, thẩm thấu hoặc thực hiện các chức năng: hô hấp, bài tiết, bảo vệ…
Bào tương trong:
Là lớp nguyên sinh chất bao quanh nhân, có nhiều hạt nguyên sinh chất, và chứa các cơ quan có chức năng khác nhau đảm bảo sự sống của đơn bào như:
Không bào tiêu hoá: chứa thức ăn, tiêu hoá và bài tiết các chất thừa sau khi đã trao đổi chất.
Không bào co bóp: điều hoà áp lực làm cho tế bào không bị vỡ.
Các thể nhiễm sắc: là thức ăn tổng hợp được dữ trữ dưới dạng glycogen hay protit.
Các ti thể [mitochondri]: có nhiệm vụ phân giải các gluxit và axit béo thành CO2 và H2O.
Các riboxom: là nơi tổng hợp phần lớn các protit của tế bào.
Ngoài ra còn các thành phần khác: các thể gonji, lizoxom…
Nhân:
Tùy theo từng loại đơn bào mà nhân có hình dạng, kích thước, và số lượng khác nhau. Đây cũng là một trong những đặc điểm thường được sử dụng để chẩn đoán phân biệt giữa các loại đơn bào.
Nhìn chung nhân của đơn bào thường có hình tròn hay bầu dục. Cấu tạo của nhân gồm: màng nhân và hạt nhân [trung thể].
Màng nhân là lớp vỏ bao quanh nhân. Hạt nhân nằm ở giữa nhân các hạt nhiễm sắc nằm rải rác ở trong nhân và màng nhân, các sợi nhiễm sắc nối từ hạt nhân tới màng nhân.
Vai trò của nhân là đảm bảo sự sinh trưởng, sinh sản và các yếu tố di truyền của đơn bào.
Đặc điểm sinh học của đơn bào.
Sinh lí:
Quá trình sinh lí của đơn bào xảy ra ở phạm vi tế bào, vì vậy quá trình này rất phức tạp, có thể khái quát ở một số đặc trưng sau:
Dinh dưỡng và chuyển hoá:
Đơn bào có các hình thức lấy thức ăn và chất dinh dưỡng như: thực bào, ẩm bào, thẩm thấu - ngấm qua màng tế bào vào cơ thể đơn bào.
Một số đơn bào lấy chất dinh dưỡng từ môi trường qua một vị trí nhất định trên thân, vị trí đó gọi là bào khẩu [cytostome].
Hầu hết các loại đơn bào không có khả năng tổng hợp chất hữu cơ từ vô cơ. Vì vậy đối với các đơn bào sống tự do, chúng sử dụng các chất hữu cơ có sẵn ở môi trường hoặc đã do vi khuẩn phân giải.
Đối với các loại đơn bào sống hội sinh và kí sinh ở động vật và thực vật thì chúng sử dụng các chất hữu cơ của vật chủ.
Các loại đơn bào có hệ thống men rất phát triển để phân giải các chất hữu cơ chiếm được thành chất dinh dưỡng cho chúng.
Quá trình hô hấp của đơn bào không phức tạp do chúng sống ở các môi trường lỏng nên có thể nhận O2 và thải CO2 bằng cách khuếch tán.
Quá trình bài tiết của đơn bào cũng thực hiện đơn giản như vậy.
Sinh sản:
Đơn bào có nhiều hình thức sinh sản: vô tính, hữu tính và tiếp hợp. Có loại đơn bào chỉ sinh sản bằng một hình thức, nhưng có loại đơn bào có thể sinh sản bằng nhiều hình thức tùy theo từng giai đoạn.
Sinh sản vô giới:
Đây là hình thức đơn giản nhất, đơn bào tăng số lượng bằng cách chia đôi cơ thể. Có nhiều hình thức phân chia:
Chia thân theo trục dọc [lớp trùng roi].
Chia thân theo trục ngang [lớp trùng lông].
Phân chia không theo mặt phẳng, không theo trục đo đạc [lớp chân giả].
Hình thức sinh sản phân liệt [kí sinh trùng sốt rét].
Sinh sản hữu giới:
Hình thức sinh sản bằng bào tử. Đó là sự kết hợp giữa hai giao tử đực và cái, để hình thành một trứng thụ tinh.
Trứng này phát triển theo hình thức sinh sản vô giới tạo thành nhiều cá thể mới. Như vậy có sự luân phiên giữa hai hình thức sinh sản hữu giới và vô giới trong một quá trình phát triển của đơn bào [hình thức sinh sản của những đơn bào thuộc lớp trùng bào tử].
Sinh sản tiếp hợp:
Hình thức sinh sản này thường gặp ở trùng lông.
Có tác giả cho đây là một hình thức sinh sản hữu giới.
Sinh thái:
Đối với các loại đơn bào sống tự do ở ngoại cảnh, chịu những tác động của các yếu tố tự nhiên: độ ẩm, ánh sáng, nhiệt độ, pH của môi trường, nguồn thức ăn…
Đối với những đơn bào sống hội sinh và kí sinh ở động vật, thực vật thì chịu ảnh hưởng của sự thay đổi trong cơ thể động vật, thực vật.
Nhìn chung khả năng chịu đựng và thích nghi đối với các điều kiện không thuận lợi của những đơn bào sống tự do cao hơn những đơn bào sống hội sinh và kí sinh.
Những đơn bào sống ở đường tiêu hoá của người và động vật khi gặp những điều kiện bất lợi như: phân từ lỏng chuyển thành rắn, pH của môi trường trong ruột thay đổi, mật độ kí sinh trùng quá cao, thiếu hoặc quá thừa chất dinh dưỡng, thiếu hoặc thừa O2…
Những thể hoạt động [trophozoite] co tròn lại, thoát nước dẫn đến màng của kí sinh trùng dày lên hình thành bào nang [cyst].
Bào nang hay còn gọi là thể kén có khả năng tồn tại lâu dài trong những điều kiện không thuận lợi của môi trường.
Khi gặp điều kiện thuận lợi [vào được cơ thể vật chủ] đơn bào lại xuất kén trở thành thể hoạt động.
Vòng đời của đơn bào:
Động vật đơn bào sống kí sinh hay hội sinh trong cơ thể vật chủ, muốn tồn tại và phát triển, chúng bắt buộc phải thay đổi vật chủ.
Có ba hình thức chuyển vật chủ của đơn bào:
Chuyển vật chủ ở thể hoạt động:
Những loại đơn bào này không thấy hình thành bào nang, chúng chuyển từ vật chủ này sang vật chủ khác dưới dạng thể hoạt động, ví dụ: Entamoeba gingivalis [qua nước bọt], Trichomonas vaginalis [qua đường sinh dục]…
Chuyển ở thể bào nang.
Những đơn bào này chuyển vật chủ phải qua giai đoạn ngoại cảnh. Muốn tồn tại được ở ngoại cảnh đơn bào phải hình thành bào nang, rồi từ thể bào nang mới xâm nhập vào vật chủ khác qua đường tiêu hoá như: Entamoeba histolytica, Lamblia intestinalis…
Chuyển qua vật chủ trung gian:
Những loại đơn bào này có vòng đời phức tạp, nhất thiết phải có giai đoạn phát triển ở vật chủ trung gian thì mới xâm nhập được vào vật chủ khác.
Ở vật chủ trung gian đơn bào có thể vừa sinh sản hữu giới vừa sinh sản vô giới như: Plasmodium sp., Toxoplasma… hoặc chỉ có sinh sản vô giới:
Trypanosoma, Leishmania…
Phân loại.
Ngành động vật đơn bào [Protozoa] được chia thành nhiều lớp. Trong đó có 4 lớp liên quan đến y học:
Lớp chân giả [Rhizopoda]:
Gồm những đơn bào chuyển động bằng chân giả. Sinh sản vô giới, phân chia thân không theo mặt phẳng, không theo trục đo đạc.
Lớp trùng roi [Flagellata]:
Những đơn bào thuộc lớp này chuyển động bằng roi, sinh sản vô giới bằng cách chia thân theo chiều dọc.
Lớp trùng lông [Cilliata]:
Gồm những đơn bào chuyển động bằng lông, sinh sản vô giới bằng cách chia thân theo trục ngang. Ngoài ra còn có hình thức sinh sản tiếp hợp.
Lớp trùng bào tử [Sporozoa]:
Những đơn bào thuộc lớp này nói chung không có bào quan chuyển động. Riêng bào tử đực có roi để chuyển động trong giai đoạn sinh sản hữu giới. Có hình thức sinh sản bằng bào tử.
Quá trình quang hợp cung cấp O2 cho con người và sinh vật tồn tại trên Trái Đất. Không những thế, các sinh vật sử dụng sản phẩm của quá trình quang hợp phục vụ cho quá trình sinh dưỡng của chúng… Trong bài viết này chúng ta sẽ tìm hiểu đầy đủ quang hợp là gì cùng với những yếu tố ảnh hưởng, đặc điểm của quá trình quang hợp và vai trò, ý nghĩa của quang hợp đối với sự sống.
– Quang hợp còn được gọi với tên là quá trình quang tổng hợp. Quang hợp là quá trình thu nhận và chuyển hóa năng lượng mặt trời của thực vật, tảo và một số vi khuẩn. Trong quá trình quang hợp, năng lượng ánh sáng mặt trời đã được diệp lục hấp thụ để tổng hợp cacbonhidrat và giải phóng oxy từ khí cacbonic và nước.
– Phương trình tổng quát của quá trình quang hợp:
6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
Quá trình quang hợp đóng vai trò quan trọng đối với sự sống của các sinh vật trên Trái Đất. Toàn bộ sự sống trên hành tình chúng ta đều phụ thuộc vào quá trình quang hợp. Dưới đây là 3 vai trò quan trọng nhất của quá trình quang hợp ở các nhóm thực vật.
– Tổng hợp chất hữu cơ. Sản phẩm của quang hợp tạo ra nguồn chất hữu cơ làm thức ăn cho mọi sinh vật, là nguyên liệu cho công nghiệp và làm ra thuốc chữa bệnh cho con người.
– Cung cấp năng lượng. Năng lượng trong ánh sáng mặt trời được hấp thụ và chuyển thành hóa năng trong các liên kết hóa học. Đây là nguồn cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động sống của các sinh vật.
– Cung cấp O2. Quá trình quang hợp ở cây xanh hấp thụ khí CO2 và giải phóng khí O2 giúp điều không khí, giảm hiệu ứng nhà kính đem lại không khí trong lành cho Trái Đất và cung cấp dưỡng khí cho các sinh vật khác.
– Diện tích bề mặt lớn giúp lá hấp thụ nhiều tia sáng
– Phiến lá mỏng thuận lợi cho khí khuếch tán vào và ra được dễ dàng.
– Trong lớp biểu bì của lá có chứa tế bào khí khổng để khí CO2 khuếch tán vào bên trong lá đến lục lạp.
– Tế bào có hình mô giậu chứa nhiều diệp lục phân bố ngay dưới lớp biểu bì ở mặt trên của lá để trực tiếp hấp thụ ánh sáng chiếu lên mặt trên của lá.
– Tế bào mô xốp chứa ít chất diệp lục hơn các tế bào mô giậu, nằm ở mặt dưới của lá. Trong mô xốp có nhiều khoảng trống rỗng để khí oxy dễ dàng khuếch tán đến các tế bào chứa sắc tố quang hợp.
– Hệ gân lá có mạch dẫn, gồm mạch gỗ và mạch rây, xuất phát từ bó mạch ở cuống lá đến tận từng tế bào như mô của lá, giúp cho nước và ion khoáng đến từng tế bào để thực hiện chức năng quang hợp và vận chuyển sản phẩm của quang hợp.
– Trong lá có nhiều tế bào chứa diệp lục, đó là bào quan quang hợp.
Thực vật quang hợp như thế nào? Đó là nhờ vào chất diệp lục có trong hệ sắc tố quang hợp ở lá cây cùng với Carotenoit. Bề mặt lá hấp thụ ánh sáng mặt trời giúp các sắc tố diệp lục hấp thụ được năng lượng và thực hiện quá trình quang hợp ở cây xanh. Hệ sắc tố quang hợp của lá gồm có 2 thành phần chính là diệp lục và carotenoit.
Ở nhóm tảo và thực vật thủy sinh thì có thêm sắc tố phụ phycobilin. Phicobilin là nhóm sắc tố quan trọng đối với tảo và thực vật thủy sinh. Phicobilin hấp thụ ánh sáng trong vùng lục [550 nm] và vàng [612 nm].
Chất diệp lục là một sắc tố hấp thụ ánh sáng xanh lam [430 nm] và đỏ [662 nm]. Diệp lục rất quan trọng trong quá trình quang hợp để hấp thụ được các ánh sáng có màu xanh lam và đỏ. Chất diệp lục gồm 2 nhóm:
Diệp lục a. Đây vốn là những phân tử P700 và P680 có trong chất diệp lục a. Những phân tử này sẽ tham gia trực tiếp vào quá trình hấp thụ năng lượng ánh sáng chuyển thành năng lượng trong ATP và NADPH.
Diệp lục b. Chất diệp lục b sẽ kết hợp với chất diệp lục a còn lại hỗ trợ các phân tử P700 và P680 tại trung tâm qua cách truyền năng lượng của ánh sáng và hấp thụ cho chúng.
Carotenoit được biết đến là một chất có tác dụng truyền các năng lượng cho chất diệp lục a và diệp lục b. Carotenoid gồm có xantophin và caroten [đây chính là các sắc tố phụ của quá trình quang hợp]. Caroten hấp thụ ánh sáng có bước sóng từ 446 – 476 nm, xantophin hấp thụ ánh sáng có bước sóng từ 451 -1 481 nm. Trong trường hợp ánh nắng có cường độ cao thì carotenoid còn có công dụng bảo vệ các hệ thống quang hợp không bị cháy nắng
Sơ đồ truyền năng lượng:
Carotenoit 🡪 Diệp lục b 🡪 diệp lục a 🡪 diệp lục a tại trung tâm phản ứng.
| Diệp lục | Carotenoit | |
| Cấu tạo | – diệp lục a: C55H72O5N4Mg – diệp lục b: C55H72O6N4Mg | – Carotin C40H56 – Xantophyl C40H56On |
| Vai trò | – Làm cho lá cây có màu xanh – Hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời – Vận chuyển năng lượng ánh sáng đến trung tâm phản ứng – Tham gia biến đổi năng lượng ánh sáng hấp thụ được thành năng lượng trong các liên kết hóa học ATP, NADPH | – làm cho lá cây, củ, quả có màu vàng, cam, đỏ – Chỉ hấp thụ năng lượng ánh sáng và truyền năng lượng đó tới trung tâm phản ứng – Tham gia lọc ánh sáng và bảo vệ diệp lục. |
Trong chuỗi thức ăn tự nhiên, các sinh vật sống bằng nguồn năng lượng do quang hợp thường là nhân tố đầu tiên. Các sinh vật còn lại sẽ sử dụng sản phẩm của quá trình quang hợp để phục vụ cho nhu cầu tồn tại của chúng.
Có thể nói, quang hợp chính là chuỗi phản ứng hóa học quan trọng không thể thiếu. Nó tạo ra năng lượng cho sự sống. Bù đắp lại những chất hữu cơ đã bị sử dụng trong quá trình sống. Giúp cân bằng khí O2 và CO2 trong không khí.
Quá trình quang hợp ở thực vật chủ yếu được thực hiện nhờ diệp lục. Sắc tố này thường chứa trong các bào quan gọi là lục lạp. Hầu hết các phần của nhiều loài thực vật đều có màu xanh, năng lượng của quá trình quang hợp chủ yếu được thu nhận từ lá. Quá trình quang hợp của thực vật, tảo và vi khuẩn lam sử dụng chlorophyll và sản sinh ra oxy.
Quang hợp và hô hấp là hai khái niệm thường đi cùng với nhau. Đôi khi có sự nhầm lẫn giữa hai khái niệm này, vậy thông qua bảng dưới đây để chúng ta làm rõ từng khái niệm.
| Quang hợp | Hô hấp | |
| Khái niệm | – Là quá trình sử dụng chất diệp lục để hấp thụ ánh sáng. Sử dụng các năng lượng này để tạo ra các chất hữu cơ. | – Là quá trình oxy hóa các chất hữu cơ thành khí cacbonic và nước. Giải phóng năng lượng cần thiết cho các hoạt động sống của cây. |
| Phương trình | 6 CO2 + 12 H2O → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O | C6H12O6 + 6H2O → 6CO2 + 6H2O + Năng lượng |
| Sản phẩm tạo ra | Đường và O2 | CO2 và năng lượng |
| Nơi thực hiện | Lục lạp | Các tế bào và ti thể của mọi tế bào sống |
| Cơ chế | – Diễn ra ở pha sáng và pha tối | – Quá trình phân giải đường – Hô hấp yếm khí – Chu kỳ Crep – Chuỗi truyền điện tử |
– Phân tích thành phần hoá học các sản phẩm cây trồng có: C chiếm 45%, O chiếm 42%, H chiếm 6,5%. Tổng 3 nguyên tố này chiếm 90 – 95% [lấy từ CO2 và H2O thông qua quá trình quang hợp], phần còn lại 5 – 10% là các nguyên tố khoáng. Quang hợp quyết định năng suất cây trồng.
+ Năng suất sinh học là tổng lượng chất khô tích luỹ được mỗi ngày trên 1 ha gieo trồng trong suốt thời gian sinh trưởng của cây.
+ Năng suất sinh học là tổng lượng chất khô tích luỹ được mỗi ngày trên 1 ha gieo trồng trong suốt thời gian sinh trưởng của cây.
– Cách tăng năng suất cây trồng thông qua điều khiển quang hợp:
a] Tăng diện tích lá
– Tăng diện tích lá hấp thụ ánh sáng là tăng diện tích quang hợp dẫn đến tăng tích lũy chất hữu cơ trong cây và tăng năng suất cây trồng.
– Các biện pháp để tăng diện tích lá: áp dụng các biện pháp nông sinh như bón phân, tưới nước hợp lí, thực hiện kĩ thuật chăm sóc phù hợp với giống và loài cây trồng.
b] Tăng cường độ quang hợp
– Cường độ quang hợp là chỉ số thể hiện hiệu suất hoạt động của bộ máy quang hợp [lá].
– Điều khiển hoạt động quang hợp của lá bằng cách áp dụng các biện pháp kĩ thuật nông sinh như cung cấp nước, bón phân, chăm sóc hợp lí…. có thể tăng quang hợp
– Tuyển chọn và tạo mới các giống cây trồng có cường độ quang hợp cao.
c] Tăng hệ số kinh tế
– Tuyển chọn các giống cây có sự phân bố sản phẩm quang hợp vào các bộ phận có giá trị kinh tế [hạt, củ, quả, lá… ] với tỉ lệ cao.
– Các biện pháp nông sinh [như bón phân hợp lí].
Có vai trò quan trọng đối với sinh vật trên Trái Đất, quang hợp tạo ra oxy là năng lượng thông qua quá trình quang hợp và nhờ đến chất diệp lục. Nói tóm lại, nếu không có quang hợp của thực vật thì khó có thể có sự tồn tại của sinh vật như hiện nay. Với thông tin trên, bạn đã hiểu được khái niệm quang hợp là gì và vai trò của nó, lessonopoly hy vọng bạn có thể chung tay đóng góp thêm mảng xanh thực vật để giúp cho sự sống ngày tồn tại và phát triển.