So sánh cấu tạo và chức năng của tế bào nhân sơ và tế bào nhân thực. Qua đó, giải thích vì sao tế bào nhân thực có khả năng thực hiện các hoạt động sống phức tạp hơn.

Dưới đây là bảng so sánh tổng quan về cấu tạo và chức năng giữa tế bào nhân sơ (prokaryote) và tế bào nhân thực (eukaryote), cùng lời giải thích vì sao tế bào nhân thực thực hiện được các hoạt động sống phức tạp hơn: 1. CẤU TẠO – Kích thước • Tế bào nhân sơ: thường nhỏ (0,2–5 µm). • Tế bào nhân thực: lớn hơn (10–100 µm). – Nhân và vật chất di truyền • Nhân sơ: không có màng nhân; DNA tồn tại dưới dạng vòng mạch kép nằm tự do trong vùng nhân tối (nucleoid). • Nhân thực: có màng nhân kép bao bọc; DNA sắp xếp theo nhiễm sắc thể, kết hợp với protein histone. – Bộ máy nội màng và bào quan • Nhân sơ: không có hệ thống nội màng phân ngăn; hầu như không có bào quan màng kép. • Nhân thực: có lưới nội chất (trơn, hạt), bộ Golgi, ti thể, lục lạp (thực vật), lysosome, peroxisome… – Màng sinh chất và thành tế bào • Nhân sơ: màng sinh chất + đa số có thành tế bào peptidoglycan (vi khuẩn) hoặc khác (archaea). • Nhân thực: màng sinh chất + ở thực vật có thành tế bào cellulose; nấm có chitin. – Khung xương tế bào (cytoskeleton) • Nhân sơ: cấu trúc đơn giản, chủ yếu filaments actin-like. • Nhân thực: đầy đủ vi ống (microtubule), vi sợi (microfilament), sợi trung gian, giúp vận chuyển bào quan, phân chia tế bào… 2. CHỨC NĂNG – Di truyền và sinh sản • Nhân sơ: sao chép đơn giản, phân đôi nhanh (sinh sản vô tính). • Nhân thực: sao chép và phân bào có kỳ (nguyên phân, giảm phân), có khả năng sinh sản hữu tính. – Trao đổi chất và sản xuất năng lượng • Nhân sơ: hô hấp xảy ra ngay trên màng sinh chất, hiếu khí hoặc kỵ khí. • Nhân thực: hô hấp hiếu khí chủ yếu ở ti thể, hiệu suất cao; thực vật còn quang hợp ở lục lạp. – Vận chuyển và điều hòa nội bào • Nhân sơ: trao đổi chất qua màng sinh chất bằng khuếch tán hoặc bơm chủ động. • Nhân thực: vận chuyển qua các khoang bào quan, hệ thống túi bọc (vesicle), giúp cô lập và điều hòa môi trường phản ứng. – Chuyên hóa và tương tác • Nhân sơ: đa phần sống đơn bào, ít chuyên hóa. • Nhân thực: có khả năng phân hóa thành nhiều loại tế bào, mô, cơ quan; giao tiếp tế bào-phần lớn nhờ tín hiệu nội tiết, tiếp hợp tế bào… 3. TẠI SAO TẾ BÀO NHÂN THỰC PHỨC TẠP HƠN? – Phân vùng chức năng rõ ràng: Nhân, lưới nội chất, Golgi, ti thể… mỗi bào quan thực hiện một số phản ứng chuyên biệt, giảm cạnh tranh chất nền và tăng hiệu quả sinh hóa. – Hệ gen lớn và phức tạp: Số lượng gen nhiều hơn (phân mảnh trên nhiều nhiễm sắc thể), có intron–exon, cơ chế điều hòa gien tinh vi (promoter, enhancer…), tạo điều kiện cho biểu hiện đa dạng. – Khả năng sinh sản hữu tính và tái tổ hợp gen: Giúp tạo biến dị, tăng khả năng thích nghi và tiến hóa phức tạp. – Khung xương tế bào phát triển: Cho phép tế bào định hình, di chuyển, phân chia có kiểm soát, đồng thời tham gia vận chuyển bào quan, tín hiệu nội bào. – Giao tiếp và tín hiệu hóa học tinh vi: Hệ thống thụ thể màng, chất trung gian thứ hai (second messenger) cho phép tế bào nhân thực tiếp nhận và phản ứng với nhiều loại kích thích khác nhau. Nhờ những ưu thế về ngăn chia không gian nội bào, điều hòa biểu hiện gen và bào quan chuyên biệt, tế bào nhân thực có thể thực hiện các quá trình sinh học đồng thời, có độ phức tạp và hiệu suất cao, đáp ứng nhu cầu hoạt động sống ở mức độ đa bào, mô – cơ quan và cơ thể hoàn chỉnh.