Bài 12. Thông tin giữa các tế bào

>> Xem chi tiết: Lý thuyết thông tin tế bào - Sinh 10 Cánh diều

Mở đầu 

Câu 1: Trong cơ thể người và động vật, những hệ cơ quan nào đóng vai trò phối hợp hoạt động của tất cả các hệ cơ quan? 

Câu 2: Quan sát hình 12.1 và cho biết: Con mèo phát hiện ra con chuột nhờ cơ quan nào? Thông tin về con chuột được truyền qua các cơ quan nào trong cơ thể mèo?

Hướng dẫn giải: 

Vai trò của các hệ cơ quan:

- Hệ tuần hoàn: Bơm và dẫn truyền máu đi lại giữa cơ thể (vòng tuần hoàn lớn) và phổi (vòng tuần hoàn nhỏ)

- Hệ tiêu hóa: tiêu hoá và xử lý thức ăn thành các chất dinh dưỡng dễ hấp thu.

- Hệ hô hấp: Giúp cơ thể lấy O2 từ bên ngoài vào để cung cấp cho quá trình oxy hóa các chất trong tế bào, đồng thời thải CO2 ra bên ngoài.

- Hệ bài tiết: Thải chất dư thừa, chất độc sinh ra do chuyển hóa và duy trì cân bằng nội môi.

- Hệ thần kinh: Điều khiển, điều hòa, phối hợp hoạt động các cơ quan, hệ cơ quan trong cơ thể.

- Hệ vận động: nâng đỡ, bảo vệ kết cấu cơ thể người, vận động hay giữ nguyên tư thế và sinh ra nhiệt.

- Hệ nội tiết: liên lạc thông tin bên trong cơ thể bằng các nội tiết tố tạo ra bởi các tuyến nội tiết.

Lời giải chi tiết:

Câu 1: Trong cơ thể người và động vật, hệ thần kinh có vai trò chuyển điều khiển, điều hòa, phối hợp các cơ quan, hệ cơ quan trong cơ thể; hệ nội tiết có vai trò liên lạc thông tin bên trong cơ thể, do đo hệ thần kinh và hệ nội tiết có vai trò phối hợp hoạt động của tất cả các hệ cơ quan.

Câu 2: Mèo phát hiện chuột thông qua thính giác và khứu giác, sau đó truyền đến thị giác để quan sát đường đi của chuột; đến các chi để đuổi và bắt chuột; tim, phổi, gan,... để tăng cường trao đổi chất.

Câu hỏi  

Sự trao đổi thông tin qua điện thoại có thể diễn ra dưới những hình thức nào? Trong quá trình đó thông tin được truyền như thế nào?

Hướng dẫn giải: 

Chúng ta sử dụng điện thoại để truyền thông tin dưới nhiều hình thức như gọi điện, nhắn tin,...

Lời giải chi tiết:

Sự trao đổi thông tin qua điện thoại có thể thông tin dưới những hình thức như gọi điện, nhắn tin, gửi bản ghi âm. Thông tin được người gửi gửi thông qua đường sóng đến người nhận.

Câu hỏi

Câu 1: Điều gì sẽ xảy ra nếu các tế bào trong cơ thể chúng ta hoạt động độc lập và không có sự trao đổi thông tin với nhau? 

Câu 2: Ý nghĩa sinh học của thông tin giữa các tế bào là gì? 

Lời giải chi tiết:

Câu 1: Nếu các tế bào trong cơ thể chúng ta hoạt động độc lập và không có sự trao đổi thông tin với nhau thì cơ thể sẽ không thể vận hành một cách bình thường, các chức năng trong cơ thể sẽ rối loạn, có thể dẫn đến tử vong chi sinh vật.

Câu 2: Thông tin giữa các tế bào chi phối các hoạt động cơ bản của một hoặc nhiều tế bào cũng như tạo cơ chế điều chỉnh, phối hợp hoạt động, đảm bảo tính thống nhất.

Câu hỏi

Quan sát hình 12.3, hãy: 

Câu 1: So sánh hai kiểu thông tin giữa các tế bào: truyền tin cận tiết và truyền tin nội tiết.

Câu 2: Quá trình truyền thông tin giữa các tế bào cần có sự tham gia của những yếu tố nào? 

Hướng dẫn giải: 

Quan sát các yếu tố tham gia ở hình 12.3 và mối quan hệ giữa các yếu tố đó.

Lời giải chi tiết:

Câu 1:

Câu 2: Các yếu tố tham gia truyền thông tin tế bào: 

- Tế bào tiết: Có nhiệm vụ tiết ra các phân tử tín hiệu 

- Tế bào đích: Tiếp nhận các phân tử tín hiệu thông qua thụ thể gắn trên tế bào

- Phân tử tín hiệu.

Vận dụng

Hormone từ tế bào tuyến giáp đi theo đường máu đến các tế bào cơ làm tăng cường hoạt động phiên mã, dịch mã và trao đổi chất ở các tế bào cơ. Xác định và vẽ sơ đồ kết quả mô tả các yếu tố tham gia trong quá trình truyền thông tin đó. Cho biết quá trình truyền thông tin trên thuộc kiểu truyền tin nội tiết hay cận tiết.

Hướng dẫn giải: 

- Truyền tin cận tiết là sự truyền thông tin đến các tế bào ở xa, có ở các tế bào nội tiết sản xuất các hoocmon.

- Truyền tin nội tiết là sự truyền thông tin đến các tế bào lân cận thông qua protein màng hoặc lipid liên kết màng.

- Cơ chế truyền tin: Tế bào tiết tiết ra các phân tử tín hiệu vào khoang giữa các tế bào và được các thụ thể ở tế bào đích tiếp nhận.

Lời giải chi tiết:

- Các yếu tố tham gia: Tế bào tuyến giáp (tế bào tiết), hormone (phân tử tín hiệu), tế bào cơ (tế bào đích)

- Kết quả: Tăng cường hoạt động phiên mã, dịch mã và trao đổi chất ở các tế bào cơ.

- Sơ đồ: 

Câu hỏi 

Quan sát hình 12.4 và nêu các giai đoạn của quá trình truyền thông tin giữa các tế bào.

Hướng dẫn giải: 

Cơ chế truyền tin tế bào: Tế bào tiết tiết ra các phân tử tín hiệu vào khoang giữa các tế bào và được các thụ thể ở tế bào đích tiếp nhận.

Lời giải chi tiết:

Truyền tin tế bào được diễn ra theo 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1 (Tiếp nhận): Thụ thể ở tế bào đích tiếp nhận các phân tử tín hiệu và đưa các phân tử tín hiệu đi qua màng tế bào.

- Giai đoạn 2 (Truyền tin nội bào): Các phân tử được di chuyển vào tế bào chất.

- Giai đoạn 3 (Đáp ứng): Sự truyền tin dẫn đến những sự thay đổi của tế bào.

Câu hỏi

Câu 1: Quan sát hình 12.4 và cho biết bằng cách nào tế bào dịch tiếp nhận tín hiệu. 

Câu 2: Quan sát hình 12.5, cho biết tế bào dịch nào tiếp nhận được hormone A hormone B. Vi sao?

Hướng dẫn giải: 

Tế bào tiếp nhận các phân tử tín hiệu bằng các liên kết với thụ thể đặc hiệu ở tế bào đích và mỗi loại phân tử tín hiệu chỉ liên kết với một thụ thể nhất định.

Lời giải chi tiết:

Câu 1: Tế bào tiếp nhận các phân tử tín hiệu liên kết với thụ thể đặc hiệu ở tế bào đích, làm thay đổi hình dạng dẫn đến sự hoạt hóa thụ thể.

Câu 2: 

- Tế bào đích 1 có thể tiếp nhận hormone A, vì có thụ thể thích hợp với hormone A.

- Tế bào đích 2 có thể tiếp nhận hormone B, vì có thụ thể thích hợp với hormone A.

- Tế bào đích 1 có thể tiếp nhận cả hormone A và hormone B vì có thụ thể thích hợp với cả hormone A và hormone B.

Câu hỏi 

Câu 1: Quan sát hình 12.4 và mô tả quá trình truyền tin nội bào đối với thụ thể màng. Điều gì sẽ xảy ra nếu một loại phân tử trong chuỗi truyền tin nội bào không được hoạt hoá.

Câu 2: Tại sao nói quá trình truyền thông tin từ phân tử tín hiệu là quá trình khuếch đại thông tin?

Hướng dẫn giải: 

Truyền tin nội bào là quá trình tín hiệu hóa học được truyền trong tế bào thông qua sự hoạt hóa theo thứ tự các phân tử truyền tin nội bào dẫn đến sự đáp ứng tế bào.

Lời giải chi tiết:

Câu 1: 

- Phân tử tín hiệu liên kết với thụ thể đặc hiệu ở màng tế bào đích, làm thay đổi hình dạng dẫn đến sự hoạt hóa thụ thể màng. Sau đó các tín hiệu hóa học được truyền trong tế bào thông qua hoạt hóa các phân tử truyền tin nội bào theo thứ tự, gây nên sự thay đổi trong tế bào đích.

- Sự hoạt hóa các phân tử trong tế bào được diễn ra theo thứ tự, nên nếu một loại phân tử trong chuỗi truyền tin nội bào không được hoạt hóa, sự tương tác giữa các phân tử truyền tin sẽ không còn, sự truyền tin tế bào sẽ dừng lại.

Câu 2: Từ một phân tử ở ngoài tế bào có thể hoạt hóa một loạt các phân tử truyền tin trong tế bào, nên quá trình truyền thông tin từ phân tử tín hiệu là quá trình khuếch đại thông tin.

Câu hỏi 

Dựa vào sơ đồ quá trình truyền thông tin qua thụ thể bên trong tế bào (hình 12.6 ), cho biết đáp ứng của tế bào trong trường hợp này là gì?

Hướng dẫn giải: 

Đáp ứng tế bào là kết quả của quá trình truyền tin tế bào thông qua sự tương tác giữa các phân tử truyền tin nội bào.

Lời giải chi tiết:

Đáp ứng tế bào trong trường hợp ở hình 12.6 là tăng cường phiên mã, dịch mã.

Vận dụng 

Insulin là hormone nội tiết từ tuyến tuỵ tác động đến các tế bào như gan, cơ, mỡ khi nồng độ glucose trong máu tăng lên do tiêu hoá thức ăn. Một quá trình truyền thông tin từ insulin ở tế bào được thể hiện ở hình 12.7. Insulin kích thích sự huy động các protein vận chuyển glucose ở trên màng sinh chất, từ đó làm tăng sự vận chuyển glucose từ máu vào trong tế bào và giảm lượng glucose trong máu. Bệnh tiểu đường type 2 do thiếu insulin và kháng insulin (các phân tử truyền tin nội bào bị tác động) dẫn đến triệu chứng điển hình là tăng lượng glucose trong máu và trong nước tiểu. Dựa vào các thông tin ở trên và hình 12.7, hãy :

Câu 1: Nêu vai trò của insulin trong điều hòa lượng đường trong máu.

Câu 2: Nêu các giai đoạn của quá trình truyền thông tin từ tín hiệu insulin. 

Câu 3: Nêu những thay đổi trong quá trình truyền thông tin từ insulin dẫn đến triệu chứng của bệnh tiểu đường type 2.

Hướng dẫn giải: 

Quan sát hình 12.7 và các thông tin đã cho và đưa ra nhận xét.

Lời giải chi tiết:

Câu 1: Vai trò của insulin trong điều hòa lượng đường trong máu : Insulin giúp kích thích các protein vận chuyển glucose ở trên màng sinh chất, từ đó làm tăng sự vận chuyển glucose từ máu vào trong tế bào và giảm lượng glucose trong máu.

Câu 2: Các giai đoạn của quá trình truyền thông tin từ tín hiệu insulin:

- Giai đoạn 1: Insulin từ tuyến tụy tiết ra gắn với thụ thể màng và hoạt hóa thụ thể insulin.

- Giai đoạn 2: Insulin kích thích các túi mang protein vận chuyển glucose trong tế bào chất.

- Giai đoạn 3: Các túi vận chuyển đến màng tế bào để vận chuyển glucose ra khỏi tế bào

Câu 3: Bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường type 2 bị thiếu insulin và kháng insulin, nên thụ thể insulin được hoạt hóa thấp hoặc không có, dẫn đến ít/ không kích thích được các túi protein vận chuyển glucose ra ngoài tế bào, do đó, lượng glucose trong máu nhiều và được thải thông qua đường nước tiểu.