Mở đầu 1 trang 76 Sinh học 10: 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?

Trả lời:

Những hệ cơ quan đóng vai trò phối hợp hoạt động của tất cả các hệ cơ quan trong cơ thể người và động vật là hệ thần kinh và hệ nội tiết. 

Mở đầu 2 trang 76 Sinh học 10: 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?

Trả lời:

- Con mèo trong hình phát hiện ra con chuột nhờ cơ quan thị giác.

- Sự truyền thông tin trong cơ thể con mèo ở trường hợp này: Thông tin từ cơ quan thị giác → trung ương thần kinh (não bộ) → tuyến trên thận → các tế bào ở gan, tim, phổi, da,… và gây ra một loạt đáp ứng như tăng cường sản xuất glucose sinh năng lượng, tăng nhịp tim, tăng tuần hoàn máu, tăng hô hấp, tăng co cơ,…

I. Khái niệm về thông tin giữa các tế bào

Câu hỏi 1 trang 76 Sinh học 10: 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?

Trả lời:

- Sự trao đổi thông tin qua điện thoại có thể diễn ra dưới hình thức: gọi thoại hoặc tin nhắn dạng văn bản.

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

Câu hỏi 2 trang 76 Sinh học 10: 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?

Trả lời:

Nếu các tế bào trong cơ thể chúng ta hoạt động độc lập và không có sự trao đổi thông tin với nhau thì hoạt động của các tế bào không được điều chỉnh, phối hợp dẫn đến không đảm bảo tính thống nhất của cơ thể, cơ thể sẽ không thể tồn tại được.

Câu hỏi 3 trang 76 Sinh học 10: Ý nghĩa sinh học của thông tin giữa các tế bào là gì?

Trả lời:

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

Câu hỏi 4 trang 77 Sinh học 10: 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?

Trả lời:

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 trả lời 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: 

+ Truyền tin cận tiết: diễn ra trong phạm vi gần, các phân tử tín hiệu được truyền qua khoảng gian bào.

+ Truyền tin nội tiết: diễn ra trong phạm vi xa, các phân tử tín hiệu được truyền qua mạch máu.

b) Quá trình truyền thông tin giữa các tế bào cần có sự tham gia của những yếu tố là: tế bào tiết, tế bào đích, các phân tử tín hiệu.

Vận dụng 1 trang 77 Sinh học 10: 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.

Trả lời:

- Xác định các yếu tố tham gia trong quá trình truyền thông tin trên:

+ Tế bào tiết: Tế bào tuyến giáp.

+ Tế bào đích: Tế bào cơ.

+ Phân tử tín hiệu: Hormone tuyến giáp.

- Sơ đồ mô tả quá trình truyền thông tin trên:

- Quá trình truyền thông tin trên thuộc kiểu truyền tin nội tiết vì các phân tử tín hiệu là hormone được tiết vào máu truyền đến tế bào đích.

II. Quá trình truyền thông tin giữa các tế bào

Câu hỏi 5 trang 77 Sinh học 10: Quan sát hình 12.4 và nêu các giai đoạn của quá trình truyền thông tin giữa các tế bào.

Trả lời:

Quá trình truyền thông tin giữa các tế bào gồm 3 giai đoạn: Tiếp nhận, truyền tin nội bào, đáp ứng.

- Giai đoạn 1: Tiếp nhận. Ở giai đoạn này, các phân tử tín hiệu liên kết với thụ thể đặc hiệu ở tế bào đích.

- Giai đoạn 2: Truyền tin nội bào. Ở giai đoạn này, tín hiệu hóa học được truyền trong tế bào thông qua sự tương tác giữa các phân tử dẫn đến đáp ứng tế bào.

- Giai đoạn 3: Đáp ứng. Ở giai đoạn này, sự truyền tin nội bào dẫn đến những thay đổi của tế bào.

Câu hỏi 6 trang 78 Sinh học 10: Quan sát hình 12.4 và cho biết bằng cách nào tế bào đích tiếp nhận tín hiệu.

Trả lời:

Tế bào đích tiếp nhận tín hiệu nhờ các thụ thể của tế bào: Phân tử tín hiệu sẽ liên kết với thụ thể đặc hiệu ở tế bào đích (mỗi loại phân tử tín hiệu chỉ liên kết với một thụ thể nhất định), làm thay đổi hình dạng của thụ thể dẫn đến sự hoạt hóa thụ thể.

Câu hỏi 7 trang 78 Sinh học 10: Quan sát hình 12.5, cho biết tế bào đích nào tiếp nhận được hormone A, hormone B. Vì sao?

Trả lời:

- Tế bào đích tiếp nhận được hormone A: Tế bào đích 1 và tế bào đích 3. Tế bào đích tiếp nhận được hormone B: Tế bào đích 2 và tế bào đích 3.

- Giải thích: Tế bào đích 1 và tế bào đích 3 có thụ thể phù hợp với hormone A. Tế bào đích 2 và tế bào đích 3 có thụ thể phù hợp với hormone B.

Câu hỏi 8 trang 78 Sinh học 10: 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?

Trả lời:

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

- Nếu một loại phân tử trong chuỗi truyền tin nội bào không được hoạt hoá thì quá trình truyền tin nội bào sẽ bị dừng lại tại vị trí đó. Kết quả dẫn tới tế bào đích không có đáp ứng tế bào tương ứng.

Câu hỏi 9 trang 78 Sinh học 10: Tại sao nói quá trình truyền thông tin từ phân tử tín hiệu là quá trình khuếch đại thông tin?

Trả lời:

Trong quá trình truyền thông tin tế bào, từ một phân tử tín hiệu bên ngoài tế bào có thể hoạt hoá một loạt các phân tử truyền tin bên trong tế bào. Bởi vậy, quá trình truyền thông tin từ phân tử tín hiệu là quá trình khuếch đại thông tin.

Câu hỏi 10 trang 79 Sinh học 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?

Trả lời:

Đáp ứng trong trường hợp trên là tăng cường phiên mã, dịch mã của gene: Phân tử tín hiệu đi qua màng và liên kết với thụ thể nội bào khiến thụ thể nội bào được hoạt hóa. Phức hợp tín hiệu – thụ thể đi vào nhân và tác động đến DNA và hoạt hóa sự phiên mã và dịch mã gene đích.

Vận dụng 2 trang 79 Sinh học 10: 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.

Trả lời:

- Vai trò của insulin: 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.

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

+ Giai đoạn tiếp nhận: Insulin từ tuyến tụy tiết ra gắn với thụ thể màng làm hoạt hóa thụ thể.

+ Giai đoạn truyền tin nội bào: Khi thụ thể màng được hoạt hóa, sẽ hoạt hóa các phân tử truyền tin nội bào thành các chuỗi tương tác liên tiếp tới các phân tử đích trong tế bào. Kết quả hình thành nên túi mang protein vận chuyển glucose.

+ Giai đoạn đáp ứng: Các túi mang protein vận chuyển glucose đến màng tế bào để vận chuyển glucose vào trong tế bào, làm giảm lượng glucose trong máu.

- Những thay đổi trong quá trình truyền thông tin từ insulin dẫn đến triệu chứng của bệnh tiểu đường type 2: Do thiếu insulin và kháng insulin (các phân tử truyền tin nội bào bị tác động) nên thụ thể insulin được hoạt hóa thấp hoặc các phân tử truyền tin nội bào không hoạt động dẫn đến ít hoặc không kích thích được các túi mang protein vận chuyển glucose ra ngoài tế bào để vận chuyển glucose.