Bài 17. Thông tin giữa các tế bào

>> Xem chi tiết: Lý thuyết thông tin giữa các tế bào - Sinh 10 Chân trời sáng tạo

Mở đầu

Bằng cách nào mà hormone insulin và glucagon (do tế bào tuyến tụy tiết ra) có thể kích thích các tế bào gan và cơ thực hiện quá trình chuyển hoá đường, qua đó, điều hoà hàm lượng glucose trong máu?

Hướng dẫn giải:

Khi lượng đường trong máu tăng hoặc giảm so với mức cân bằng, tuyến tụy sẽ tăng tiết hormone insulin hoặc glucagon, các hormone này đến gan và cơ để kích thích sự chuyển hóa đường, từ đó điều chỉnh lượng đường về mức cân bằng.

Lời giải chi tiết:

- Khi nồng độ đường trong máu tăng, tuyến tụy tăng tiết hormone insulin. Insulin đi đến các tế bào gan và cơ, kích thích các tế bào này chuyển hóa glucose thành glycogen, làm giảm lượng đường đến mức cân bằng.

- Khi nồng độ đường giảm, tuyến tụy tăng tiết hormone glucagon đến các tế bào gan và cơ phân giải glycogen thành glucose, giúp tăng lượng đường lên mức cân bằng.

Câu hỏi 

Câu 1: Quan sát Hình 17.1, hãy cho biết thông tin được truyền từ tế bào này đến tế bào khác bằng cách nào?

Câu 2: Tế bào đáp ứng như thế nào với các tín hiệu khác nhau?

Hướng dẫn giải:

- Quan sát hình 17.1 và đưa ra nhận xét.

Lời giải chi tiết:

Câu 1: Các phân tử tín hiệu (A và B) có vai trò truyền thông tin được truyền từ tế bào này đến tế bào khác.

Câu 2: Mỗi tín hiệu có một thông tin nhất định, do đó tế bào đích (tế bào C) sẽ đáp ứng tùy vào thông tin được truyền đến (phân chia khi được truyền thông tin từ phân tử tín hiệu A hoặc biệt hóa khi được truyền thông tin từ phân tử tín hiệu B)

Câu hỏi 

Câu 3: Hãy xác định kiểu truyền thông tin giữa các tế bào trong các trường hợp sau:

a) Các yếu tố sinh trưởng được tiết ra kích thích sự sinh trưởng của các tế bào liền kề.

b) Các phân tử hoà tan trong bào tương được vận chuyển qua cầu sinh chất giữa hai tế bào thực vật.

c) Sự tiếp xúc giữa kháng nguyên và kháng thể.

d) Tuyến yên sản xuất hormone sinh trưởng, hormone này đến kích thích sự phân chia và kéo dài tế bào xương, giúp phát triển xương.

Câu 4: Sự truyền thông tin giữa các tế bào có ý nghĩa gì?

Hướng dẫn giải:

- Các tế bào ở gần nhau có thể truyền thông tin nhờ các mối nối giữa các tế bào, theo kiểu tiếp xúc trực tiếp nhờ các phân tử bề mặt hoặc truyền tin cục bộ.

- Các tế bào ở xa nhau sẽ truyền thông tin qua các phân tử tín hiệu được vận chuyển

nhờ hệ tuần hoàn.

Lời giải chi tiết:

Câu 4: Ý nghĩa của sự truyền tin nội bào:

- Điều hòa, phối hợp các hoạt động giữa các tế bào.

- Giúp tế bào đáp ứng lại các kích thích của môi trường nội bào

Luyện tập

Hai hormone insulin và glucagon được nhắc đến ở tình huống mở đầu đóng vai trò gì trong quá trình truyền thông tin giữa các tế bào?

Hướng dẫn giải:

Các tế bào truyền thông tin với nhau chủ yếu bằng các tín hiệu hoá học. Các tín hiệu hoá học là các phân tử được tổng hợp tại một số tế bào nhất định (gọi là tế bào tiết), được tiết vào tế bào đích, tế bào đích đáp ứng lại các tín hiệu được truyền đến.

Lời giải chi tiết:

Insulin và glucagon trong tình huống mở đầu đóng vai trò các tín hiệu hóa học do tuyến tụy (tế bào tiết) tiết ra và đi đến các tế bào gan, cơ (tế bào đích).

Câu hỏi 

Câu 5: Bằng cách nào mà thông tin từ thụ thể được truyền vào trong tế bào?

Câu 6: Sự đáp ứng có thể thực hiện qua những hoạt động nào của tế bào?

Hướng dẫn giải:

Quá trình truyền thông tin giữa các tế bào gồm 3 giai đoạn:

Giai đoạn tiếp nhận: Là giai đoạn tế bào đích phát hiện ra phân tử tín hiệu từ bên ngoài tế bào. Phân tử tín hiệu này liên kết với protein thụ thể của tế bào đích, làm thụ thể thay đổi hình dạng.

Giai đoạn truyền tin: Sự thay đổi hình dạng của thụ thể là khởi đầu cho quá trình truyền tin. Trong giai đoạn này, một chuỗi các phản ứng sinh hoá diễn ra trong tế bào tạo thành con đường truyền tín hiệu thông qua các phân tử truyền tin.

Giai đoạn đáp ứng: Tín hiệu đã được truyền tin sẽ hoạt hoá một đáp ứng đặc hiệu của tế bào. Sự đáp ứng có thể diễn ra trong nhân hoặc trong tế bào chất.

Lời giải chi tiết:

Câu 5: Thông tin từ thụ thể được truyền vào trong tế bào qua sự liên kết giữa phân tử tín hiệu với protein thụ thể của tế bào đích, làm thụ thể thay đổi hình dạng.

Câu 6: Sự đáp ứng có thể thực hiện dưới nhiều dạng khác nhau như tăng cường phiên mã, dịch mã, tăng hay giảm quá trình chuyển hoá một hoặc một số chất, tăng cường vận chuyển qua màng tế bào, phân chia tế bào,...

Luyện tập 

Dựa vào Hình 17.3, hãy mô tả quá trình hormone insulin tác động đến tế bào gan.

Hướng dẫn giải:

Quá trình truyền thông tin giữa các tế bào:

Đầu tiên, các phân tử tín hiệu này liên kết với protein thụ thể của tế bào đích, làm thụ thể thay đổi hình dạng và hoạt hóa. Thụ thể được hoạt hoá sẽ hoạt hoá các phân tử nhất định trong tế bào theo chuỗi tương tác tới các phân tử đích. Cuối cùng, tín hiệu đã được truyền tin sẽ hoạt hoá một đáp ứng đặc hiệu của tế bào đích.

Lời giải chi tiết:

Insulin được tế bào tuyến tụy tiết ra sẽ di chuyển đến các tế bào gan và cơ, liên kết với thụ thể insulin, hoạt hóa các thụ thể đó và 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.

Vận dụng

Gibberellin (GA) là một loại hormone kích thích sinh trưởng ở thực vật. Một số cây trồng bị thiếu hụt GA nên sinh trưởng kém, chiều cao thấp. Người ta phun bổ sung GA cho các cây này, sau một thời gian, chiều cao của chúng vẫn không tăng thêm. Hãy giải thích nguyên nhân của hiện tượng trên.

Hướng dẫn giải:

Thông tin giữa các tế bào là sự truyền tín hiệu từ tế bào này sang tế bào khác thông qua phân tử tín hiệu để tạo ra các đáp ứng nhất định. Quá trình thông tin giữa các tế bào gồm ba giai đoạn: tiếp nhận, truyền tin nội bào và đáp ứng.

Lời giải chi tiết:

Các tế bào thực vật các cây trồng này không có hấp thu GA do phun bổ sung, do đó GA không thực hiện được vai trò truyền tín hiệu đến các tế bào, nên chiều cao của các cây này không tăng thêm.

Bài tập

Bài 1: Tại sao mỗi loại tế bào thường chỉ thực hiện một chức năng nhất định?

Bài 2: Trường hợp nào sau đây chắc chắn không xảy ra sự đáp ứng tế bào? Giải thích.

a. Sự sai hỏng một phân tử truyền tin.

b. Thụ thể không tiếp nhận phân tử tín hiệu.

Bài 3: Một nhà khoa học đã tiến hành gây đáp ứng tế bào gan bằng hormone insulin để kích thích chuyển hóa glucose thành glycogen. Ông đã tiến hành hai thí nghiệm như sau:

- Thí nghiệm 1: Cho tế bào gan (A) còn nguyên vẹn vào môi trường có chứa insulin và glucose.

- Thí nghiệm 2: Tiêm trực tiếp insulin vào trong tế bào gan (B) rồi cho vào môi trường có chứa glucose.

Sau khi quan sát kết quả, ông nhận thấy glycogen xuất hiện ở một trong hai tế bào trên. Tế bào nào đã xuất hiện glycogen? Tại sao glycogen không xuất hiện ở tế bào còn lại?

Hướng dẫn giải:

Quá trình truyền thông tin giữa các tế bào gồm 3 giai đoạn:

Giai đoạn tiếp nhận: Là giai đoạn tế bào đích phát hiện ra phân tử tín hiệu từ bên ngoài tế bào. Phân tử tín hiệu này liên kết với protein thụ thể của tế bào đích, làm thụ thể thay đổi hình dạng.

Giai đoạn truyền tin: Sự thay đổi hình dạng của thụ thể là khởi đầu cho quá trình truyền tin. Trong giai đoạn này, một chuỗi các phản ứng sinh hoá diễn ra trong tế bào tạo thành con đường truyền tín hiệu thông qua các phân tử truyền tin.

Giai đoạn đáp ứng: Tín hiệu đã được truyền tin sẽ hoạt hoá một đáp ứng đặc hiệu của tế bào. Sự đáp ứng có thể diễn ra trong nhân hoặc trong tế bào chất.

Lời giải chi tiết:

Bài 1: Mỗi loại tế bào thường chỉ thực hiện một chức năng nhất định vì trên các loại tế bào khác nhau có các loại thụ thể khác nhau đặc trưng cho loại tế bào, mỗi thụ thể sẽ kết hợp với phân tử tín hiệu tương ứng, do đó tín hiệu giữa các loại tế bào là khác nhau.

Bài 2: Cả hai trường hợp đều chắc chắn không xảy ra sự đáp ứng tế bào vì:

a. Sự hoạt hoá các phân tử trong tế bào diễn ra theo thứ tự, từ phân tử này đến phân tử kia. Nên sự sai hỏng một phân tử truyền tin sẽ làm dừng chuỗi phản ứng trong tế bào đích, dẫn đến tế bào đích không đáp ứng.

b. Thụ thể không tiếp nhận phân tử tín hiệu thì sẽ không hoạt hóa được thụ thể, chuỗi tương tác không diễn ra nên tế bào đích không đáp ứng.

Bài 3: Thí nghiệm 1 có xuất hiện glycogen do có insulin hoạt hóa các thụ thể màng ở tế bào gan để vận chuyển các phân tử glucose vào trong tế bào, còn thí nghiệm 2 không xuất hiện glycogen do insulin không tiếp xúc với thụ thể màng, dẫn đến không có các phân tử tín hiệu và các tế bào gan không vận chuyển glucose vào trong tế bào, quá trình chuyển hóa glucose không diễn ra.