Mục lục bài viết

 

1. Khái niệm tế bào là gì trong sinh học

Tế bào là đơn vị cấu trúc và chức năng cơ bản của mọi cơ thể sống. Nói cách khác, hầu hết sinh vật trên Trái đất, từ vi khuẩn, nấm, thực vật đến động vật và con người, đều được cấu tạo từ tế bào. Một số sinh vật chỉ gồm một tế bào, được gọi là sinh vật đơn bào; những sinh vật khác gồm rất nhiều tế bào liên kết và phối hợp với nhau, được gọi là sinh vật đa bào.

Tế bào được xem là đơn vị cấu trúc vì cơ thể sinh vật được hình thành từ sự sắp xếp của các tế bào. Ở cây xanh, rễ, thân, lá, hoa và quả đều được cấu tạo từ nhiều loại tế bào khác nhau. Ở người, da, cơ, xương, máu, thần kinh và các cơ quan nội tạng cũng được tạo nên từ tế bào.

Tế bào còn là đơn vị chức năng vì các hoạt động sống cơ bản đều diễn ra ở cấp độ tế bào. Tế bào có khả năng trao đổi chất với môi trường, tiếp nhận và sử dụng chất dinh dưỡng, chuyển hóa năng lượng, sinh trưởng, phản ứng với các kích thích và tạo ra tế bào mới. Ở cơ thể đa bào, hoạt động sống của toàn cơ thể là kết quả của sự phối hợp giữa hàng triệu, hàng tỷ hoặc hàng nghìn tỷ tế bào.

Có thể hình dung cơ thể sinh vật như một ngôi nhà, trong đó mỗi tế bào là một viên gạch. Tuy nhiên, tế bào không phải là viên gạch vô tri mà là một “đơn vị sống” có khả năng tự duy trì, tự điều chỉnh và thực hiện nhiều hoạt động sinh học phức tạp.

Tế bào có kích thước rất nhỏ, phần lớn chỉ có thể quan sát bằng kính hiển vi. Kích thước của nhiều tế bào thường nằm trong khoảng vài micromet đến vài chục micromet. Tuy nhiên, hình dạng và kích thước tế bào rất đa dạng, phụ thuộc vào chức năng mà tế bào đảm nhiệm.

Ví dụ:

  • Tế bào hồng cầu có dạng đĩa lõm hai mặt, giúp tăng diện tích tiếp xúc và vận chuyển khí hiệu quả.
  • Tế bào cơ thường dài, có khả năng co và giãn để tạo ra vận động.
  • Tế bào thần kinh có nhiều nhánh dài để tiếp nhận và truyền tín hiệu.
  • Tế bào biểu bì thực vật thường xếp khít nhau, giúp bảo vệ bề mặt của cây.
  • Một số tế bào trứng có kích thước lớn hơn nhiều tế bào khác do chứa chất dự trữ nuôi phôi.

Tế bào thường có kích thước nhỏ vì kích thước nhỏ giúp tăng tỉ lệ diện tích bề mặt so với thể tích. Nhờ đó, tế bào có thể trao đổi chất với môi trường nhanh và hiệu quả hơn. Nếu tế bào quá lớn, màng tế bào sẽ khó cung cấp đủ chất dinh dưỡng và loại bỏ chất thải cho toàn bộ phần bên trong.

 

2. Cấu tạo chi tiết của tế bào: Các thành phần cơ bản

Mặc dù tế bào rất đa dạng, phần lớn tế bào đều có ba thành phần cơ bản là màng tế bào, tế bào chất và nhân hoặc vùng nhân.

Màng tế bào

Màng tế bào, còn gọi là màng sinh chất, là lớp màng mỏng bao bọc bên ngoài tế bào. Màng tế bào tạo ra ranh giới giữa tế bào và môi trường xung quanh, giúp duy trì hình dạng tương đối ổn định cho tế bào.

Màng tế bào có các chức năng chủ yếu sau:

  • Bao bọc và bảo vệ tế bào.
  • Kiểm soát các chất đi vào và đi ra khỏi tế bào.
  • Tiếp nhận một số tín hiệu từ môi trường.
  • Góp phần duy trì môi trường bên trong tế bào ổn định.

Màng tế bào không ngăn cản hoàn toàn mọi chất mà có tính thấm chọn lọc. Một số chất cần thiết như nước, khí ô-xi, chất dinh dưỡng có thể đi vào tế bào theo cơ chế phù hợp. Các chất thải như khí cac-bô-níc hoặc sản phẩm chuyển hóa được đưa ra ngoài.

Tế bào chất

Tế bào chất là phần nằm giữa màng tế bào và nhân ở tế bào nhân thực. Tế bào chất gồm chất nền và các bào quan. Đây là nơi diễn ra phần lớn các hoạt động trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng của tế bào.

Một số bào quan quan trọng trong tế bào chất gồm:

  • Ti thể: thực hiện hô hấp tế bào và cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống.
  • Ribôxôm: tham gia tổng hợp prôtêin.
  • Lưới nội chất: vận chuyển và tham gia tổng hợp một số chất.
  • Bộ máy Gôngi: chế biến, đóng gói và phân phối một số sản phẩm của tế bào.
  • Không bào: chứa dịch tế bào, chất dự trữ hoặc chất thải; ở tế bào thực vật thường có không bào lớn.
  • Lục lạp: có ở tế bào thực vật và một số sinh vật quang hợp, là nơi thực hiện quang hợp.

Có thể hình dung tế bào chất như một khu vực sản xuất và vận hành của tế bào. Mỗi bào quan thực hiện một nhiệm vụ nhất định nhưng luôn phối hợp với các bào quan khác để duy trì hoạt động chung.

Nhân tế bào và vùng nhân

Nhân tế bào là bào quan có màng bao bọc, thường có ở tế bào nhân thực. Trong nhân chứa vật chất di truyền, chủ yếu là ADN. Vật chất di truyền mang thông tin quy định đặc điểm cấu tạo, hoạt động và sự phát triển của tế bào.

Nhân tế bào có những vai trò chính:

  • Lưu giữ thông tin di truyền.
  • Điều khiển nhiều hoạt động sống của tế bào.
  • Quy định quá trình tổng hợp prôtêin.
  • Tham gia điều khiển sự sinh trưởng và phân chia tế bào.

Ở tế bào nhân sơ, vật chất di truyền không nằm trong nhân có màng bao bọc mà tập trung tại một vùng gọi là vùng nhân. Vì vậy, vùng nhân không hoàn toàn giống nhân tế bào của tế bào nhân thực.

Một số thành phần riêng của tế bào thực vật

Tế bào thực vật có các thành phần cơ bản giống tế bào động vật nhưng thường có thêm một số cấu trúc đặc trưng.

Thành tế bào nằm bên ngoài màng tế bào, được cấu tạo chủ yếu từ xen-lu-lô. Thành tế bào giúp bảo vệ, nâng đỡ và duy trì hình dạng tương đối cố định cho tế bào thực vật.

Lục lạp chứa chất diệp lục, có khả năng hấp thụ năng lượng ánh sáng để thực hiện quang hợp. Nhờ lục lạp, thực vật có thể tự tổng hợp chất hữu cơ từ nước và khí cac-bô-níc dưới tác dụng của ánh sáng.

Không bào ở tế bào thực vật thường lớn, chứa dịch tế bào và góp phần duy trì sức trương, giúp cây giữ được hình dạng và đứng vững.

So sánh khái quát tế bào thực vật và tế bào động vật:

  • Cả hai đều có màng tế bào, tế bào chất, nhân và nhiều bào quan chung.
  • Tế bào thực vật có thành tế bào, lục lạp và không bào lớn.
  • Tế bào động vật không có thành tế bào và lục lạp.
  • Tế bào thực vật thường có hình dạng tương đối cố định.
  • Tế bào động vật thường mềm dẻo và có hình dạng đa dạng hơn.

Tế bào là gì? Cấu tạo và chức năng của tế bảo Sinh học lớp 6

 

3. Chức năng của tế bào đối với cơ thể sống

Tế bào thực hiện nhiều chức năng khác nhau, bảo đảm sự tồn tại của bản thân tế bào và của toàn bộ cơ thể.

Trao đổi chất và năng lượng

Tế bào tiếp nhận các chất cần thiết từ môi trường, sử dụng chúng để tạo năng lượng và tổng hợp các chất mới. Đồng thời, tế bào loại bỏ các sản phẩm thải ra môi trường.

Ở tế bào động vật và người, chất hữu cơ được phân giải trong quá trình hô hấp tế bào để giải phóng năng lượng. Ở tế bào thực vật, lục lạp giúp thực hiện quang hợp, tạo ra chất hữu cơ và cung cấp nguồn thức ăn cho nhiều sinh vật khác.

Sinh trưởng

Tế bào có thể lớn lên nhờ hấp thụ chất dinh dưỡng, tổng hợp thêm các thành phần mới và tăng kích thước. Sự lớn lên của cơ thể đa bào là kết quả của sự lớn lên của tế bào kết hợp với sự gia tăng số lượng tế bào.

Ví dụ, cây con lớn dần thành cây trưởng thành nhờ các tế bào ở rễ, thân và lá liên tục lớn lên và phân chia. Trẻ em cao lớn theo thời gian cũng nhờ sự lớn lên và tăng số lượng của nhiều loại tế bào trong cơ thể.

Phân chia và sinh sản

Khi đạt đến kích thước nhất định, tế bào có thể phân chia để tạo ra các tế bào con. Trước khi phân chia, vật chất di truyền được nhân đôi, sau đó phân chia tương đối đều cho các tế bào con.

Ở tế bào động vật, màng tế bào thắt lại ở giữa để tạo thành hai tế bào con. Ở tế bào thực vật, một vách ngăn mới hình thành ở giữa tế bào mẹ, chia tế bào thành hai phần.

Sự phân chia tế bào giúp:

  • Cơ thể sinh trưởng.
  • Thay thế các tế bào già hoặc bị tổn thương.
  • Chữa lành vết thương.
  • Tạo ra tế bào sinh dục trong quá trình sinh sản.
  • Duy trì nòi giống ở sinh vật đơn bào.

Điều hòa hoạt động sống

Nhờ thông tin di truyền trong nhân hoặc vùng nhân, tế bào có thể điều chỉnh quá trình trao đổi chất, tổng hợp prôtêin và phản ứng với các thay đổi của môi trường. Một số tế bào có thể nhận biết tín hiệu hóa học, ánh sáng, nhiệt độ hoặc tác động cơ học.

Chuyên hóa chức năng

Trong cơ thể đa bào, các tế bào có thể chuyên hóa để thực hiện những chức năng khác nhau. Tế bào thần kinh truyền tín hiệu, tế bào cơ tạo ra vận động, tế bào hồng cầu vận chuyển khí, tế bào biểu bì bảo vệ cơ thể, còn tế bào tuyến tiết ra các chất cần thiết.

Sự chuyên hóa giúp cơ thể thực hiện nhiều hoạt động phức tạp nhưng vẫn bảo đảm tính thống nhất.

Tạo nên các cấp tổ chức của cơ thể

Các tế bào có cấu tạo và chức năng tương tự nhau tập hợp thành mô. Nhiều mô phối hợp tạo thành cơ quan. Nhiều cơ quan cùng thực hiện một quá trình sống tạo thành hệ cơ quan. Các hệ cơ quan phối hợp tạo thành cơ thể hoàn chỉnh.

Có thể khái quát các cấp tổ chức như sau:

Tế bào → mô → cơ quan → hệ cơ quan → cơ thể.

Ví dụ, các tế bào cơ tạo thành mô cơ; mô cơ kết hợp với mô thần kinh và mô liên kết tạo thành cơ quan; nhiều cơ quan phối hợp tạo thành hệ vận động hoặc các hệ cơ quan khác.

 

4. Phân loại tế bào: Tế bào sinh dưỡng và các loại tế bào khác

Tế bào có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau. Không nên nhầm lẫn giữa cách phân loại theo cấu tạo, theo nguồn gốc và theo chức năng.

 

Phân loại theo đặc điểm cấu tạo

Tế bào nhân sơ

Tế bào nhân sơ có cấu tạo đơn giản, chưa có nhân hoàn chỉnh. Vật chất di truyền nằm ở vùng nhân, không được bao bọc bởi màng nhân. Tế bào nhân sơ thường không có các bào quan có màng bao bọc như ti thể hoặc lục lạp.

Vi khuẩn là đại diện phổ biến của sinh vật có tế bào nhân sơ. Một số tế bào nhân sơ có thành tế bào, màng tế bào, tế bào chất, ribôxôm và roi giúp di chuyển.

Tế bào nhân thực

Tế bào nhân thực có nhân hoàn chỉnh được bao bọc bởi màng nhân. Tế bào chất chứa nhiều bào quan chuyên hóa như ti thể, lưới nội chất, bộ máy Gôngi và không bào.

Tế bào của động vật, thực vật, nấm và nhiều sinh vật nguyên sinh là tế bào nhân thực.

 

Phân loại theo nhóm sinh vật

Tế bào thực vật có thành tế bào, lục lạp và không bào lớn. Nhiều tế bào thực vật có hình dạng tương đối ổn định và có khả năng quang hợp.

Tế bào động vật không có thành tế bào và lục lạp. Tế bào động vật thường có hình dạng linh hoạt, phù hợp với khả năng vận động và thực hiện nhiều chức năng chuyên hóa.

Tế bào nấm có thành tế bào nhưng không có lục lạp. Nấm không tự quang hợp mà lấy chất dinh dưỡng từ môi trường.

 

Phân loại theo chức năng trong cơ thể đa bào

Tế bào sinh dưỡng

Tế bào sinh dưỡng là những tế bào cấu tạo nên cơ thể, ngoại trừ tế bào sinh dục hoặc tế bào trực tiếp tham gia vào quá trình tạo giao tử. Ở người và nhiều động vật, tế bào sinh dưỡng tạo nên da, cơ, xương, máu, thần kinh và các cơ quan khác.

Đặc điểm chung của tế bào sinh dưỡng:

  • Tạo nên phần lớn cơ thể.
  • Có thể được chuyên hóa để thực hiện chức năng riêng.
  • Thường phân chia bằng hình thức nguyên phân để tạo ra các tế bào mới giống tế bào ban đầu.
  • Ở nhiều loài, tế bào sinh dưỡng mang hai bộ nhiễm sắc thể, được gọi là tế bào lưỡng bội.

Ví dụ: tế bào da, tế bào cơ, tế bào thần kinh, tế bào gan, tế bào biểu bì lá.

Tế bào sinh dục hoặc giao tử

Tế bào sinh dục là những tế bào tham gia vào quá trình sinh sản hữu tính. Ở động vật, giao tử đực thường là tinh trùng, giao tử cái là trứng. Khi tinh trùng kết hợp với trứng, hợp tử được hình thành và phát triển thành cơ thể mới.

Giao tử thường chỉ mang một bộ nhiễm sắc thể, được gọi là tế bào đơn bội. Khi hai giao tử kết hợp, số lượng nhiễm sắc thể đặc trưng của loài được khôi phục trong hợp tử.

Tế bào mầm

Tế bào mầm là các tế bào có khả năng phát triển thành nhiều loại tế bào khác nhau. Ở cơ thể đang phát triển, tế bào mầm có thể tạo ra tế bào cơ, tế bào thần kinh, tế bào máu hoặc các loại tế bào chuyên hóa khác.

Tế bào mầm có ý nghĩa quan trọng trong sự phát triển cơ thể, tái tạo mô và nghiên cứu y học.

Tế bào chuyên hóa

Tế bào chuyên hóa là những tế bào đã có cấu tạo và chức năng riêng biệt. Ví dụ, tế bào hồng cầu chuyên vận chuyển khí, tế bào cơ chuyên co rút, tế bào thần kinh chuyên truyền tín hiệu.

Sự chuyên hóa giúp các tế bào thực hiện nhiệm vụ hiệu quả hơn, nhưng thường làm giảm khả năng thực hiện một số chức năng khác.

Cần phân biệt rõ tế bào sinh dưỡng với tế bào nhân sơ. “Sinh dưỡng” là cách phân loại dựa trên chức năng và vai trò trong cơ thể; còn “nhân sơ” là cách phân loại dựa trên đặc điểm cấu tạo của tế bào. Vì vậy, hai khái niệm này không cùng một tiêu chí.

 

5. Giải đáp các thắc mắc thường gặp về tế bào

Câu hỏi 1: Tất cả sinh vật đều được cấu tạo từ tế bào phải không?

Trong chương trình sinh học phổ thông, mọi cơ thể sống đều được xem là được cấu tạo từ một hoặc nhiều tế bào. Tuy nhiên, vi-rút thường được xem là dạng đặc biệt không có cấu tạo tế bào hoàn chỉnh và chỉ biểu hiện đặc tính sống khi ký sinh trong tế bào chủ.

Câu hỏi 2: Tế bào nào cũng có nhân không?

Không. Tế bào nhân thực có nhân được màng nhân bao bọc, còn tế bào nhân sơ không có nhân hoàn chỉnh mà chỉ có vùng nhân chứa vật chất di truyền.

Câu hỏi 3: Tế bào thực vật và tế bào động vật giống nhau ở điểm nào?

Cả hai đều có màng tế bào, tế bào chất, vật chất di truyền và nhiều bào quan chung. Cả hai đều có khả năng trao đổi chất, sinh trưởng, phân chia và thực hiện các hoạt động sống cơ bản.

Câu hỏi 4: Vì sao tế bào thực vật có thành tế bào?

Thành tế bào giúp bảo vệ, nâng đỡ và duy trì hình dạng cho tế bào thực vật. Vì cây không có hệ xương như động vật, thành tế bào kết hợp với sức trương của tế bào giúp cây đứng vững.

Câu hỏi 5: Vì sao tế bào động vật không có lục lạp?

Động vật không tự tổng hợp chất hữu cơ bằng quang hợp nên tế bào động vật không cần lục lạp. Động vật phải lấy chất hữu cơ từ thức ăn do các sinh vật khác tạo ra.

Câu hỏi 6: Tế bào có thể nhìn thấy bằng mắt thường không?

Phần lớn tế bào có kích thước rất nhỏ nên không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Cần sử dụng kính hiển vi để quan sát. Tuy nhiên, một số tế bào đặc biệt, chẳng hạn một số tế bào trứng có kích thước lớn, có thể quan sát dễ hơn so với các tế bào thông thường.

Câu hỏi 7: Tại sao các tế bào trong cùng một cơ thể lại có hình dạng khác nhau?

Mỗi loại tế bào đảm nhiệm một chức năng riêng nên có cấu tạo và hình dạng thích nghi với chức năng đó. Tế bào thần kinh có sợi dài để truyền tín hiệu; tế bào cơ có cấu tạo phù hợp với sự co rút; tế bào hồng cầu có dạng lõm hai mặt để vận chuyển khí hiệu quả.

Câu hỏi 8: Cơ thể lớn lên có phải chỉ do tế bào lớn lên không?

Không. Cơ thể lớn lên là kết quả của cả sự lớn lên và sự phân chia tế bào. Ở sinh vật đa bào, số lượng tế bào tăng lên, các tế bào tiếp tục lớn lên và một số tế bào chuyên hóa thành những loại tế bào khác nhau.

Câu hỏi 9: Vì sao vết thương có thể lành lại?

Khi bị thương, một số tế bào bị tổn thương hoặc chết. Các tế bào khỏe mạnh ở vùng xung quanh tăng cường phân chia để tạo ra tế bào mới thay thế. Đồng thời, cơ thể hình thành các mô liên kết và mạch máu mới để phục hồi vùng bị tổn thương.

Câu hỏi 10: Tế bào sinh dưỡng có giống tế bào sinh dục không?

Không. Tế bào sinh dưỡng tạo nên phần lớn cơ thể và thực hiện các chức năng sống thông thường. Tế bào sinh dục tham gia vào sinh sản hữu tính và kết hợp với giao tử khác để hình thành hợp tử.

Câu hỏi 11: Có phải tế bào càng lớn thì càng hoạt động tốt không?

Không. Tế bào quá lớn sẽ gặp khó khăn trong việc trao đổi chất vì diện tích màng không tăng nhanh bằng thể tích bên trong. Kích thước nhỏ giúp tế bào tiếp nhận chất dinh dưỡng và thải chất cặn bã hiệu quả hơn.

Câu hỏi 12: Học về tế bào có ý nghĩa gì trong đời sống?

Kiến thức về tế bào giúp con người hiểu cơ thể sinh vật hoạt động như thế nào, vì sao cơ thể lớn lên, vì sao vết thương lành lại và bệnh tật có thể phát sinh ra sao. Đây cũng là nền tảng để tiếp cận các lĩnh vực như y học, nông nghiệp, công nghệ sinh học và bảo vệ môi trường.

Bên cạnh đó, quý bạn đọc cũng có thể tham khảo thêm: