BÀI 12 - THÔNG TIN TẾ BÀO

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?

Đáp án chuẩn:

Trong cơ thể người và động vật, hệ thần kinh và hệ nội tiết là hai hệ cơ quan quan trọng:

- Hệ thần kinh điều khiển và phối hợp hoạt động của các cơ quan và hệ cơ quan trong cơ thể.

- Hệ nội tiết truyền thông tin nội bộ bằng các hormone.

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 con mèo?

Đáp án chuẩn:

- Con mèo phát hiện con chuột qua thị giác và khứu giác. 

- Thông tin từ các cơ quan này được truyền đến não bộ, kích thích tuyến thượng thận tiết hormone adrenaline. Adrenaline tác động đến các cơ quan như gan, tim, phổi, da, gây tăng sản xuất glucose, tăng nhịp tim, tăng lưu thông máu, và tăng hô hấp. Kết quả là con mèo đuổi bắt được con chuột.

I. KHÁI NIỆM VỀ THÔNG TIN GIỮA CÁC TẾ BÀO

Câu 1: 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?

Đáp án chuẩn:

- Trong trao đổi thông tin qua điện thoại, có thể thông qua SMS, MMS, Zalo, Facebook, Gmail, cuộc gọi điện, hoặc bản ghi âm. 

- Thông tin dưới dạng chữ viết hoặc tiếng nói được mã hóa thành tín hiệu điện và truyền qua mạng điện thoại đến người nhận.

Câu 2: 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?

Đáp án chuẩn:

- Tính thống nhất trong cơ thể bị phá vỡ, các chức năng trong cơ thể có thể rối loạn dẫn đến cơ thể không thể tồn tại, sinh trưởng và phát triển.

Câu 3: Ý nghĩa sinh học của thông tin giữa các tế bào là gì?

Đáp án chuẩn:

Ý nghĩa sinh học của thông tin giữa các tế bào là tạo ra cơ chế điều chỉnh và phối hợp hoạt động để đảm bảo tính thống nhất của cơ thể, từ đó đảm bảo sự tồn tại, sinh trưởng, phát triển, và sinh sản của cơ thể.

Câu 4: Quan sát hình 12.3, hãy:

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

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

Đáp án chuẩn:

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

• Giống nhau:
• Đều là quá trình tế bào tiếp nhận, xử lí và Đáp án chuẩn các tín hiệu được tạo ra từ các tế bào.
• Đều có sự truyền tin của các phân tử tín hiệu từ tế bào tiết đến tế bào đích.
• Tế bào đích đều thu nhận tín hiệu từ các phân tử tín hiệu thông qua các thụ thể tiếp nhận.
• Khác nhau:

Vận dụng 1: Hormone từ tế bào tuyến giáp được vận chuyển trong 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 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.

Đáp án chuẩn:

- Tế bào tiết: Tế bào tuyến giáp.

- Tế bào đích: Tế bào cơ.

- Phân tử tín hiệu: Hormone tuyến giáp.

- Mô tả quá trình: Hormone tuyến giáp được vận chuyển trong máu đến các tế bào cơ để tăng cường hoạt động phiên mã.

Quá trình truyền thông tin này thuộc kiểu truyền tin nội tiết vì các phân tử tín hiệu được tiết vào máu và vận chuyển đến tế bào đích ở xa (từ tế bào tuyến giáp đến các tế bào cơ).

II. QUÁ TRÌNH TRUYỀN THÔNG TIN GIỮA CÁC TẾ BÀO

Câu 5: Quan sát hình 12.4 và nêu các giai đoạn của quá trình truyền thông tin giữa các tế bào.

Đáp án chuẩn:

- Giai đoạn 1: Tiếp nhận. Phân tử tín hiệu kết nối với thụ thể đặc hiệu trên tế bào đích.

- Giai đoạn 2: Truyền tin nội bào. Tín hiệu hóa học truyền trong tế bào thông qua tương tác phân tử, dẫn đến đáp ứng tế bào.

- Giai đoạn 3: Đáp ứng. Truyền tin nội bào dẫn đến các thay đổi trong tế bào.

Câu 6: Quan sát hình 12.4 và cho biết bằng cách nào tế bào đích tiếp nhận tín hiệu.

Đáp án chuẩn:

- Tế bào đích tiếp nhận tín hiệu bằng cách phân tử tín hiệu sẽ liên kết với thụ thể đặc hiệu ở tế bào đích, làm thay đổi hình dạng của thụ thể dẫn đến hoạt hoá thụ thể:

  - Đối với thụ thể bên trong tế bào: Phân tử tín hiệu đi qua màng và kết nối với thụ thể, tạo thành phức hợp tín hiệu-thụ thể.

  - Đối với thụ thể màng: Phân tử tín hiệu liên kết với thụ thể ở bên ngoài tế bào.

Câu 7: Quan sát hình 12.5, cho biết tế bào đích nào tiếp nhận được hormone A, hormone B. Vì sao?

Đáp án chuẩn:

- Tế bào đích 1 chỉ tiếp nhận hormone A vì chỉ có một loại thụ thể đặc hiệu với hormone A.

- Tế bào đích 2 chỉ tiếp nhận hormone B vì chỉ có một loại thụ thể đặc hiệu với hormone B.

- Tế bào đích 3 tiếp nhận cả hormone A và hormone B vì có cả hai loại thụ thể đặc hiệu với cả hormone A và hormone B.

Câu 8: 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 hóa?

Đáp án chuẩn:

- Quá trình truyền tin nội bào đối với thụ thể màng là khi thụ thể màng được kích hoạt, các phân tử truyền tin nội bào như enzyme, protein,… sẽ thành các chuỗi tương tác liên tiếp tới các phân tử đích trong tế bào.

- Nếu một phân tử trong chuỗi truyền tin nội bào không được kích hoạt, quá trình truyền tin nội bào sẽ bị ngừng trệ và không gây được đáp ứng tế bào.

Câu 9: Tại sao nói quá trình truyền thông tin từ phân tử tín hiệu là quá trình khuếch đại thông tin?

Đáp án chuẩn:

Quá trình truyền thông tin từ phân tử tín hiệu là quá trình khuếch đại thông tin vì từ một phân tử tín hiệu bên ngoài tế bào có thể kích hoạt một chuỗi các phân tử truyền tin bên trong tế bào.

Câu 10: 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?

Đáp án chuẩn:

- Quan sát hình 12.6 cho thấy khi thụ thể bên trong tế bào được hoạt hóa, phức hợp tín hiệu-thụ thể đi vào nhân và tác động đến DNA dẫn đến hoạt hóa sự phiên mã và dịch mã của gene → Đáp ứng là tăng cường phiên mã, dịch mã của gene.

Vận dụng 2: Insulin là hormone nội tiết từ tuyến tụy tác động đến các tế bào như gan, cơ, mỡ khi nồng độ glucose trong máu tăng lên do tiêu hóa 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:

• Nêu vai trò của insulin trong điều hòa lượng đường trong máu.
• Nêu các giai đoạn của quá trình truyền thông tin từ tín hiệu insulin.
• Nêu những thay đổi trong quá trình truyền thông tin từ insulin dẫn đến triệu chứng của bệnh tiểu đường type 2.

Đáp án chuẩn:

* Vai trò của insulin: Khi nồng độ glucose trong máu tăng, insulin kích thích sự hoạt động của các thuỷ thể insulin trên màng tế bào, dẫn đến vận chuyển glucose từ máu vào trong tế bào và giảm nồng độ glucose trong máu.

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

- Giai đoạn 1 - Tiếp nhận: Insulin từ tuyến tuỵ gắn với thuỷ thể màng bên ngoài tế bào, kích hoạt thuỷ thể.

 - Giai đoạn 2 – Truyền tin nội bào: Khi thuỷ thể màng được hoạt động, các phân tử truyền tin nội bào tương tác với các phân tử đích trong tế bào, như là các túi mang protein vận chuyển glucose.

  - Giai đoạn 3 – Đáp ứng: Các túi mang protein vận chuyển glucose từ máng tế bào vào trong tế bào, làm giảm nồng độ glucose trong máu.

* Những thay đổi trong quá trình truyền thông tin từ insulin dẫn đến triệu chứng của bệnh tiểu đường type 2: Bệnh nhân tiểu đường type 2 thiếu insulin và có sự kháng insulin, dẫn đến ít hoặc không kích thích được các túi mang protein vận chuyển glucose ra khỏi tế bào. Điều này làm tăng nồng độ glucose trong máu và trong nước tiểu.