Mở đầu trang 73 Sinh học 10: Hình bên minh họa sự truyền các phân tử tín hiệu hóa học giữa hai tế bào thần kinh qua một khe hở được gọi là synapse (khớp thần kinh). Nếu sự giao tiếp này bị ngưng trệ trong tích tắc, tính mạng chúng ta sẽ bị đe dọa. Vậy quá trình các tế bào truyền tín hiệu và nhận tín hiệu diễn ra như thế nào?
Lời giải:
Quá trình các tế bào truyền tín hiệu và nhận tín hiệu diễn ra như sau:
- Tế bào tiếp nhận tín hiệu bằng các protein thụ thể trên màng tế bào hoặc thụ thể nằm trong tế bào chất. Mỗi loại thụ thể liên kết với một tín hiệu phù hợp như chìa khóa với ổ khóa.
- Truyền tín hiệu trong tế bào là sự chuyển đổi tín hiệu giữa các phân tử trong con đường truyền tin của tế bào: Phân tử tín hiệu đến từ tế bào khác được thụ thể của tế bào tiếp nhận dẫn đến cấu hình của thụ thể bị biến đổi. Sự biến đổi cấu hình của thụ thể khiến nó thay đổi trạng thái từ bất hoạt sang hoạt động. Thụ thể hoạt động lại tác động tới phân tử liền kề gây hoạt hóa phân tử đó. Cứ như vậy, sự thay đổi trạng thái của phân tử này làm biến đổi cấu hình dẫn đến hoạt hóa hay bất hoạt phân tử kế tiếp cho tới khi đến phân tử đích cuối cùng.
Dừng lại và suy ngẫm (trang 74)
Câu hỏi 1 trang 74 Sinh học 10: Thế nào là truyền tin giữa các tế bào?
Lời giải:
Truyền tin tế bào là sự phát tán và nhận các phân tử tín hiệu qua lại giữa các tế bào. Truyền tin tế bào có thể thực hiện giữa các tế bào của cùng một cơ thể, hoặc giữa các tế bào của cá thể cùng loài cũng như khác loài.
Câu hỏi 2 trang 74 Sinh học 10: Thông tin mà các tế bào truyền cho nhau có thể là gì?
Lời giải:
Thông tin mà các tế bào truyền cho nhau rất đa dạng, trong đó chủ yếu là các tín hiệu hóa học. Tín hiệu có thể là amino acid, peptid ngắn, phân tử protein lớn, nucleotide, hormone, thậm chí chất khí như NO.
Câu hỏi 3 trang 74 Sinh học 10: Các tế bào trong cơ thể đa bào có thể truyền tin cho nhau bằng cách nào?
Lời giải:
Trong cơ thể đa bào, tín hiệu truyền từ tế bào này tới tế bào khác qua bốn cách chủ yếu: truyền tin trực tiếp, truyền tin cận tiết, truyền tin nội tiết và truyền tin qua synapse.
- Truyền tin trực tiếp: Các tế bào truyền tín hiệu trực tiếp cho nhau qua cầu sinh chất.
- Truyền tin cận tiết: Tế bào truyền tin cho các tế bào liền kề.
- Truyền tin nội tiết: Tín hiệu hormone được tiết vào máu truyền tới các tế bào đích ở xa.
- Truyền tin qua synapse: Tín hiệu là chất dẫn truyền xung thần kinh được truyền qua khe synapse giữa tế bào thần kinh và tế bào đích.
Dừng lại và suy ngẫm (trang 75)
Câu hỏi 1 trang 75 Sinh học 10: Thụ thể là gì? Có những loại thụ thể nào?
Lời giải:
- Thụ thể là các phân tử tiếp nhận tín hiệu của tế bào. Thụ thể là các protein kênh xuyên trên màng, các enzyme, các loại protein tham gia vào quá trình hoạt hóa gene hoặc nhiều loại protein kết hợp cặp với enzyme.
- Thụ thể được chia thành 2 loại: thụ thể trong tế bào và thụ thể trên bề mặt tế bào.
+ Thụ thể trong tế bào được chia làm 2 loại thụ thể bào tương và thụ thể nhân tế bào.
+ Dựa vào cơ chế truyền tín hiệu, các thụ thể trên bề mặt tế bào được chia làm ba loại: Thụ thể liên kết kênh ion, thụ thể liên kết với protein G (G protein-coupled receptor – GPCR) và thụ thể liên kết với enzyme.
Câu hỏi 2 trang 75 Sinh học 10: Tín hiệu từ bên ngoài truyền đến tế bào được chuyển đổi như thế nào bên trong tế bào?
Lời giải:
Truyền tín hiệu trong tế bào là sự chuyển đổi tín hiệu giữa các phân tử trong con đường truyền tin của tế bào: Phân tử tín hiệu đến từ tế bào khác được thụ thể của tế bào tiếp nhận dẫn đến cấu hình của thụ thể bị biến đổi. Sự biến đổi cấu hình của thụ thể khiến nó thay đổi trạng thái từ bất hoạt sang hoạt động. Thụ thể hoạt động lại tác động tới phân tử liền kề gây hoạt hóa phân tử đó. Cứ như vậy, sự thay đổi trạng thái của phân tử này làm biến đổi cấu hình dẫn đến hoạt hóa hay bất hoạt phân tử kế tiếp cho tới khi đến phân tử đích cuối cùng.
Luyện tập và vận dụng (trang 76)
Câu 1 trang 76 Sinh học 10: Vì sao cùng một tín hiệu nhưng các tế bào khác nhau của cùng một cơ thể lại có thể tạo ra các đáp ứng khác nhau?
Lời giải:
- Cùng một tín hiệu nhưng có thể gây nên những đáp ứng khác nhau. Ví dụ: Epinephrine kích thích tế bào gan phân giải glycogen thành glucose nhưng cũng kích thích tế bào cơ tim co bóp mạnh làm tim đập nhanh hơn.
- Nguyên nhân dẫn đến sự đáp ứng khác nhau với cùng một tín hiệu của các tế bào là do các loại thụ thể, con đường truyền tín hiệu và các protein đáp ứng ở các tế bào khác nhau. Trong tế bào, các tế bào chuyên hóa có các nhóm gene khác nhau hoạt động nên có các protein thụ thể tiếp nhận tín hiệu, protein truyền tin cũng như protein tham gia vào đáp ứng là khác nhau.
Câu 2 trang 76 Sinh học 10: Khi thụ thể tiếp nhận tín hiệu nằm trong tế bào chất thì phân tử tín hiệu thường là loại gì để có thể đi được qua màng sinh chất? Cho ví dụ.
Lời giải:
- Khi thụ thể tiếp nhận tín hiệu nằm trong tế bào chất thì phân tử tín hiệu thường là các phân tử nhỏ, tan trong lipid để có thể đi được qua màng sinh chất.
- Ví dụ: Các loại hormone steroid khác nhau như hormone progesterone, estrogen, corticosteroid,…
