Issuu

THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

vectorstock.com/23503038

Ths Nguyễn Thanh Tú eBook Collection DẠY KÈM QUY NHƠN BIOLOGY PHÁT TRIỂN NỘI DUNG

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH (MỤC TIÊU, CƠ SỞ KHOA HỌC, THIẾT BỊ – HÓA CHẤT– MẪU VẬT, TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM, PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO) WORD VERSION | 2020 EDITION ORDER NOW / CHUYỂN GIAO QUA EMAIL TAILIEUCHUANTHAMKHAO@GMAIL.COM Tài liệu chuẩn tham khảo Phát triển kênh bởi Ths Nguyễn Thanh Tú Đơn vị tài trợ / phát hành / chia sẻ học thuật : Nguyen Thanh Tu Group Hỗ trợ trực tuyến Fb www.facebook.com/DayKemQuyNhon Mobi/Zalo 0905779594

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

10 BÀI THÍNGHIỆM THỰC HÀNH SINH

Bài 1. Nhận biết một số thành phần hóa học của tế bào I. MỤC TIÊU 1. Pha chế vàsử dụng một số thuốc thử, hóa chất thông dụng trong hóa sinh học: thuốc thử Lugol, Fehling. 2. Nhận biết protein, amino axit bằng một số thuốc thử đặc trưng (ninhydrin, Biuret, HNO2), chứng minh một số tính chất của protein: phản ứng màu với một số thuốc thử, kết tủa thuận nghịch vàkhông thuận nghịch. 3. Nhận biết tinh bột, saccharide, phân biệt đường no và đường không no (đường còn và không còn tí nh khử). 4. Nhận biết lipid, chứng mình một số tính chất của triglyceride. 5. Rèn các kỹ năng thực hành: -

Kỹ năng thực hành thínghiệm, đức tính kiên nhẫn, để đạt được mục đích của mình.

Kỹ năng quan sát, ghi chép kết quả thínghiệm

Kỹ năng thao tác thí nghiệm, bố tríthínghiệm

Kỹ năng phân tích kết quả thínghiệm

Kỹ năng báo cáo kết quả thực hành

II. CƠ SỞ KHOA HỌC A. Nhận biết protein Kết tủa protein bằng muối trung tí nh (kết tuả thuận nghịch) + (NH4)2SO4 làmuối trung tính, vừa cótác dụng trung hòa điện (các ion tác dụng tương hỗ với các nhóm tích điện trái dấu), vừa loại bỏ lớp vỏ hydrat của phần tử keo protein, do đó làm kết tủa protein. Phản ứng kết tủa này làkết tủa thuận nghịch, các protein khác nhau bị kết tủa ở các nồng độ muối khác nhau. + So với albumin, globulin có độ tan kém hơn nên kết tủa trước, khi hòa tan sẽ tan chậm hơn. Kết tủa protein bằng axit hữu cơ (Kết tủa không thuận nghịch) + TCA (tricloacetic acid) làmột muối hữu cơ có tác dụng làm biến tính protein (thay đổi tí nh tan, hoạt tính sinh học, cấu trúc,...), khi đó protein bị đông tụ lại thành dạng keo không hòa tan (kết tủa không thuận nghịch). Các nhân tố khác cũng có thể gây biến tính protein như nhiệt độ cao, axit vô cơ đặc, một số axit hữu cơ, kiềm đặc, muối kim loại nặng nồng độ cao,... + Phản ứng này được sử dụng rộng rãi trong thực tế để phát hiện hoặc loại bỏ protein khỏi dung dịch, phát hiện protein trong nước tiểu (độ nhạy lên tới 0,0015%). B. Nhận biết tinh bột, saccharid

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

Phản ứng màu của tinh bột với iod : + Amilose trong tinh bột cókhả năng tương tác tạo phức với tinh bột, hình thành cấu trúc xoắn giữ các phân tử iod ở giữa (phức này có màu xanh đặc trưng). Sự tương tác này dễ dàng bị phávỡ khi đun nóng. Phân biệt đường đơn (glucozơ) và đường đôi (sacarozơ ) + Phản ứng với thuốc thử Fehling, Benedict hay tráng gương đều lànhững phản ứng chứng minh glucose cótính khử, phân biệt glucose với sucrose. Phản ứng Benedict và tráng gương có thể thực hiện dễ dàng, hóa chất dễ chuẩn bị (chú ý tránh để AgNO3 dây ra tay). Thuốc thử Fehling khó chuẩn bị (muối segnette). Khi thực hiện phản ứng tráng gương có thể thực hiện thêm với sucrose. Phản ứng với thuốc thử Fehling + Trong thuốc thử Fehling, muối tactrat có vai trò tạo phức với Cu2+ tạo ion phức [Cu(C4H4O6)2]2– (khiến Fehling có màu xanh lơ) nhằm ngăn cản sự tạo thành kết tủa Cu(OH)2 trong thuốc thử. + Ống nghiệm I: khi tác dụng với glucose (HO–CH2–(CHOH)4–CH=O, có chứa gốc andehyte) hoặc các chất chứa gốc andehyte, thuốc thử này tạo kết tủa Cu2O đỏ. Phản ứng xảy ra khi đun nóng: 2Na2[Cu(C4H4O6)2] + NaOH + R–CHO + H2O → Cu2O + R–COONa + 2H2C4H4O6 + 2Na2C4H4O6 + Ống nghiệm II: không tạo kết tủa vì sucrose (đường đôi) không có tính khử nên không có phản ứng với Fehling.

Sucrose: Phản ứng Benedict + Phản ứng xảy ra hoàn toàn tương tự như với thuốc thử Fehling. + Phản ứng này rất nhạy, chỉ cần sử dụng glucose 0,1% là đã tạo kết tủa Cu2O đỏ gạch, tuy nhiên kết tủa lẫn với dung dịch màu xanh dương nên dung dịch chuyển sang màu xanh đậm. + Nếu sử dụng glucose 1% thì lượng kết tủa sinh ra lớn, sẽ nhì n thấy rõkết tủa Cu2O (lẫn với màu xanh của dung dịch nên không thấy màu đỏ gạch màchuyển sang đỏ nâu, gần như đen). Phản ứng tráng gương + Khi mới cho NH3 xảy ra phản ứng tạo vàhòa tan kết tủa AgNO3 + NH3 + H2O → AgOH↓ + NH4NO3 AgOH + 2NH3 → [Ag(NH3)2]OH + Khi cho glucose 5% vào và đun nóng:

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

HO – CH2 – (CHOH)4 – CH = O + 2[Ag(NH3)2]OH → HO – CH2– (CHOH)4– COONH4 + 2Ag↓ + 3NH3↑ + H2O C. Nhận biết lipid Thínghiệm về sự nhũ tương hóa + Bì nh thường mỡ không hòa tan trong nước + Khi cóchất tạo nhũ tương (axit mật, xàphòng,...),mỡ bị phân ra thành các giọt nhỏ, gọi làhiện tượng nhũ tương hóa. Thínghiệm chứng minh mỡ chứa gốc glyceryl (trong triglycerid) + Khi đun nóng dầu với chất lấy nước, glyceryl tự do được giải phóng, chất này mất nước tạo thành acrolein có mùi khét đặc biệt, dễ nhận biết: HO – CH2 – CHOH – CH2 – OH → CH2= CH–CH= O + H2O + Khi cho giấy lọc tẩm AgNO3/NH3 vào miệng ống sẽ xảy ra phản ứng tráng bạc: CH2=CH–CH=O + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → CH2=CH–COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag↓ * Chú ý: Nếu thay dầu lạc bằng lipid không chứa glyceryl (như sáp) thì sẽ không có phản ứng này. Phản ứng xàphòng hóa + Dưới tác dụng của kiềm NaOH, triglycerid bị xàphòng hóa

+ Khi thêm CaCl2 vào sẽ tạo thành kết tủa canxi của muối hữu cơ. Sự tạo thành axit béo tự do + Thêm H2SO4 vào dung dịch xàphòng, dung dịch trở nên đục do axit béo được tạo thành. 2R – COONa + H2SO4 → 2R – COOH + Na2SO4 Khi đun nóng, axit béo nổi lên trên bề mặt dung dịch. + Khi thêm NaOH vào ống nghiệm chứa axit béo xảy ra phản ứng trung hòa: R – COOH + NaOH → R – COONa + H2O + Khi dư NaOH, dung dịch có môi trường bazơ làm phenol phtalein không màu chuyển sang màu hồng. + Thêm dung dịch axit béo xảy ra phản ứng trung hòa NaOH dư làm màu hồng nhạt dần, tiến tới không màu.

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

III. THIẾT BỊ – HÓA CHẤT- MẪU VẬT 1. Dụng cụ + Ống nghiệm, pipet, cốc đong, ống đong 50ml, bình nón 50ml, đũa thủy tinh. + Giá đựng ống nghiệm, kẹp gỗ. nh sắc ký. + Bản sứ 6 giếng, cối chày sứ, chén thủy tinh, bì + Giấy lọc, giấy quỳ, giấy sắc ký, giấy thấm, bông. + Đèn cồn. 2. Thiết bị + Bếp điện, tủ ấm 370C, tủ lạnh, nồi cách thủy. + Máy đo pH, đồng hồ, cân hóa chất. 3. Nguyên liệu, hóa chất + Lòng trắng trứng, tinh bột, dầu lạc, mỡ động vật

+ Ethanol 96%, ether ethylic

+ Glucose, sucrose

+ Tricloacetic acid (CCl3–COOH), H2SO4 đặc

+ Tinh thể (NH4)2SO4, KI, I2, CuSO4.5H2O, muối Segnette (kali natri tactrat,NaOOC– CHOH–CHOH–COOK.4H2O hay C4H4O6NaK.4H2O), NaOH, KHSO4, CaCl2 + Bột Na2CO3, natri citrat HOOC–CH2–C(OH)(COOH)–CH2–COONa + AgNO3/NH3, xà phòng IV. TIẾN HÀNH THÍNGHIỆM 1. Nhận biết protein 1.1.Kết tủa protein bằng muối trung tí nh (kết tuả thuận nghịch) – Chuẩn bị: + Lòng trắng trứng pha loãng: Lấy lòng trắng của 01 quả trứng cho vào 0,5 lít nước cất, cho thêm 3gram NaOH tinh khiết, khuấy đều. + Chuẩn bị dung dịch (NH4)2SO4 bão hòa: Cân 08 gram tinh thể amoni sun-phát (NH4)2SO4, hòa tan từ từ trong 10ml nước cất cho tới khi tinh thể không bị hòa tan. Lọc bằng giấy lọc. + Ống nghiệm, pipet, đũa thủy tinh, giấy lọc. – Tiến hành: + Cho vào ống nghiệm: 10ml lòng trắng trứng pha loãng, 10ml dung dịch (NH4)2SO4 bão hòa, lắc đều (cóthể dùng đũa thủy tinh khuấy), thấy xuất hiện kết tủa. + Để 5 phút, lọc thu riêng kết tủa ra 1 ống nghiệm, dịch thu được đưa sang ống nghiệm khác (chú ý: trước khi lọc phải thấm ướt giấy lọc bằng dung dịch (NH4)2SO4). + Cho vào dịch lọc 3g tinh thể (NH4)2SO4, thấy tiếp tục xuất hiện kết tủa. + Lọc, thu lấy kết tủa vào 1 ống nghiệm khác. + Thêm vào mỗi ống nghiệm (chứa các kết tủa thu được) khoảng 3ml nước cất, lắc đều, so sánh sự hòa tan kết tủa. (Chú ý: để khách quan, nên lấy lượng kết tủa tương đối bằng nhau, do kết tủa globulin bao giờ cũng nhiều hơn albumin).

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

1.2. Kết tủa protein bằng axit hữu cơ (Kết tủa không thuận nghịch) – Chuẩn bị: + Dung dịch lòng trắng trứng 5%, tricloacetic acid (CCl3–COOH) 10% + Ống nghiệm, pipet – Tiến hành: + Cho 1ml dung dịch lòng trắng trứng 5% vào ống nghiệm + Thêm 5–10 giọt dung dịch tricloacetic acid (TCA) 10%, lắc đều. Quan sát hiện tượng. – Kết quả: ? – Giải thí ch: 2. Nhận biết tinh bột, saccharid 2.1. Phản ứng màu của tinh bột với iod – Chuẩn bị: + Dung dịch tinh bột 5%: Hòa tan 0,5g tinh bột trong một ít nước cất, thêm nước cất đang sôi vào, khuấy đều, tiếp tục đun đến sôi, để nguội, tiếp tục thêm nước cất đến đủ 100ml. + Thuốc thử Lugol: Hòa tan 2,5g KI trong 20ml nước cất, thêm 1g iod, lắc cho tan hết, thêm nước cất đến 100ml. + Ống nghiệm, pipet, đèn cồn. – Tiến hành: + Lấy 2–3ml dung dịch tinh bột vào ống nghiệm. + Thêm vài giọt thuốc thử Lugol, quan sát màu. + Đun nóng ống nghiệm tới khi dung dịch vừa mất màu. + Làm lạnh ống nghiệm, quan sát hiện tượng. + Đun nóng ống nghiệm tới khi dung dịch mất màu thì đun tiếp khoảng 30 giây. + Làm lạnh ống nghiệm trở lại, quan sát hiện tượng. – Kết quả:? – Giải thí ch:? 2.2.Phân biệt đường đơn (glucôse) và đường đôi (sucrôse) 2.2.1. Phản ứng với thuốc thử Fehling – Chuẩn bị: + Dung dịch glucose 1%, sucrose 1%, NaOH, tinh thể CuSO4.5H2O, muối segnette (kali natri tactrat, NaOOC–CHOH–CHOH–COOK.4H2O hay C4H4O6NaK.4H2O). + Pha thuốc thử Fehling: Dung dịch Fehling A: hòa tan 0,4g CuSO4.5H2O trong 10ml nước cất (nếu dung dịch đục thìcần lọc). Dung dịch Fehling B: hòa tan 0,2g C4H4O6NaK.4H2O và 1,5g NaOH trong 10ml nước cất. Thuốc thử Fehling (chỉ pha ngay trước khi sử dụng để hạn chế sự tạo thành kết tủa Cu(OH)2): trộn 1 thể tí ch Fehling A và1 thể tí ch Fehling B, lắc đều, thu được dung dịch trong, xanh biếc.

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

+ Ống nghiệm, pipet, đèn cồn. – Tiến hành: + Cho vào ống nghiệm A: 1ml glucose 1%, ống nghiệm B: 1ml sucrose 1% + Thêm vào mỗi ống 1ml thuốc thử Fehling + Lắc đều các ống, đun đến khi bắt đầu sôi, quan sát hiện tượng. – Kết quả:? ch:? – Giải thí 2.2.2. Phản ứng Benedict Phản ứng này rất đặc trưng và nhạy với đường khử hơn phản ứng với thuốc thử Fehling. – Chuẩn bị: + Dung dịch glucose 0,1%, CuSO4 17,3%, bột Na2CO3, bột natri citrat HOOC–CH2– C(OH)(COOH)–CH2–COONa + Pha thuốc thử Benedict: hòa tan 17,3g natri citrat trong 70ml nước cất đun sôi, thêm 10g Na2CO3 khan, làm lạnh, thêm từ từ 10ml dung dịch CuSO4 17,3%, thêm nước đến đủ 100ml, dung dịch có màu xanh dương. + Ống nghiệm, pipet, nồi cách thủy 1000C – Tiến hành: + Cho 5ml thuốc thử Benedict và8 giọt dung dịch glucose 0,1% vào ống nghiệm + Đặt ống nghiệm vào nồi cách thủy đang sôi trong 5 phút, quan sát dung dịch. – Kết quả:? – Giải thí ch: ? 2.2.3.Phản ứng tráng gương Chúý: Khi tiến hành thínghiệm cần cẩn thận, tránh để AgNO3 dây ra tay. – Chuẩn bị: + Dung dịch NH3, AgNO3, glucose 5% + Ống nghiệm, pipet, đèn cồn – Tiến hành: + Cho vào ống nghiệm 1ml dung dịch AgNO3 5% + Thêm từng giọt NH3, tạo thành kết tủa + thêm NH3 đến khi kết tủa vừa tan + Thêm 3ml glucose 5% và đun, quan sát hiện tượng. – Kết quả: ? – Giải thí ch:? 3. Nhận biết lipid 3.1.Thínghiệm về sự nhũ tương hóa – Chuẩn bị:

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

+ Dầu lạc, dung dịch xàphòng loãng hoặc mật động vật + Ống nghiệm, pipet – Tiến hành: + Lấy 2 ống nghiệm, cho vào mỗi ống 4ml nước cất + Thêm 3–5 giọt dầu lạc vào mỗi ống + Thêm 0,5ml dung dịch xàphòng loãng (hoặc vài giọt dịch mật) vào ống B + Lắc đều cả 2 ống, quan sát hiện tượng. – Kết quả: ? – Giải thí ch:? 3.2.Thínghiệm chứng minh mỡ chứa gốc glyceryl (trong triglycerid)

– Chuẩn bị: + Dầu lạc, tinh thể KHSO4, dung dịch AgNO3/NH3 + Ống nghiệm, pipet, giấy lọc, ống nghiệm – Tiến hành: + Cho vào ống nghiệm 2–3 giọt dầu lạc + Thêm một ítKHSO4 (khoảng 200mg) + Lắc đều, đun nóng mạnh tới khi cókhói trắng thoát ra + Lấy giấy lọc tẩm AgNO3/NH3 hơ vào miệng ống nghiệm đang thoát khói, quan sát hiện tượng. – Kết quả:? – Giải thí ch: ? 3.3.Phản ứng xàphòng hóa – Chuẩn bị: + Dầu lạc, dung dịch NaOH 0,5M trong ethanol 50%, dung dịch CaCl2 1%. + Ống nghiệm, pipet, bình nón 50ml, nồi cách thủy 1000C, bếp điện. – Tiến hành: + Cho 0,5ml dầu lạc vào bình nón 50ml + Thêm 10ml dung dịch NaOH/C2H5OH + Khuấy đều và đun cách thủy 1 giờ, nếu chưa cạn thìlấy ra đun đến khi cạn khô + Lấy sản phẩm ra, để nguội, thêm 20–30ml nước cất, lắc đều, quan sát + Lấy 2–3ml dung dịch trên vào ống nghiệm, thêm 1ml CaCl2 1%, lắc đều, quan sát hiện tượng. – Kết quả: ? – Giải thí ch: ? 3.4.Sự tạo thành axit béo tự do – Chuẩn bị:

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

+ Dịch xàphòng trong bình nón 50ml còn thừa ở thínghiệm trên, H2SO4 đặc, ether ethylic, NaOH 0,01%. + Ống nghiệm, pipet, giấy quỳ, đèn cồn. – Tiến hành: + Thêm vài giọt H2SO4 đặc vào dung dịch xàphòng trong bì nh nón cho tới khi môi trường cópH axit (thử pH bằng giấy quỳ tím), quan sát hiện tượng. + Đun hỗn hợp đến sôi, xuất hiện lớp chất lỏng nổi trên bề mặt. + Tách riêng lớp chất lỏng nổi đó, hòa tan trong 5ml ether ethylic. + Lấy 1ml dịch trên cho vào ống nghiệm, thêm vài giọt phenol phtalein, thêm NaOH 0,01% tới khi dung dịch cómàu hồng. + Thêm từ từ dung dịch hòa tan trong ether ở trên, quan sát sự đổi màu dung dịch. – Kết quả: ? – Giải thí ch: ? V. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍNGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO 1. Nhận biết protein 1.1.Kết tủa protein bằng muối trung tí nh (kết tuả thuận nghịch) – Gợi ýphân tích kết quả: + Cả 2 lần thêm dung dịch (NH4)2SO4 bão hòa vàtinh thể (NH4)2SO4 có thu được kết tủa hay không? Kết tủa ở lần nào nhiều hơn? + Khi lắc kết tủa với nước cất thìhiện tượng xảy ra làgì ? + Kết tủa thu được ở lần nào tan dễ dàng hơn? – Giải thích các kết quả thu được. Tại sao trước khi lọc phải thấm ướt giấy lọc bằng dung dịch (NH4)2SO4? – Kết luận rút ra làgì? – Nếu trong thínghiệm ta thay dung dịch (NH4)2SO4 bão hòa bằng nước cất thì thu được kết quả thế nào? Ý nghĩa của thínghiệm này làgì ? 1.2.Kết tủa protein bằng axit hữu cơ – Gợi ýphân tích kết quả: Xuất hiện kết tủa protein. – Giải thí ch kết quả thu được. – Kết luận rút ra làgì? 2. Nhận biết tinh bột, saccharid 2.1.Phản ứng màu của tinh bột với iod – Gợi ýphân tích kết quả: + Khi thêm thuốc thử Lugol vào dung dịch hồ tinh bột, xuất hiện màu gì ? + Sự thay đổi màu như thế nào khi đun nóng; khi làm lạnh ống nghiệm chứa dung dịch?

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

+ Nếu đun nhẹ rồi lại làm lạnh thìsự biến đổi màu diễn ra thế nào? Thínghiệm lặp lại đến khoảng lần thứ 7–10 thìkết quả có thay đổi không? (Lưu ý: số lần cóthể lặp lại phụ thuộc vào việc đun nhẹ nhàng hay không). + Khi đun nóng kĩ dung dịch, làm lạnh trở lại, dung dịch cócòn màu xanh không? – Giải thí ch kết quả thu được. – Kết luận rút ra làgì? 2.2. Phân biệt đường đơn (glucose) và đường đôi (sucrose) – Gợi ýphân tích kết quả: + Ống nào (A hay B) xuất hiện kết tủa? Màu kết tủa làmàu gì ? ? Tại sao thực tế màu kết tủa lại khác? + Theo lýthuyết thìmàu kết tủa làmàu gì – Giải thí ch kết quả thu được. – Kết luận rút ra làgì? 2.3. Phản ứng Benedict – Gợi ý phân tích kết quả: Dung dịch chuyển màu như thế nào? Nếu sử dụng glucose 1% thìcóthể thấy kết tủa màu gì? – Giải thí ch kết quả thu được. – Kết luận rút ra làgì? (Lưu ý: Phản ứng này rất đặc trưng và nhạy với đường khử hơn phản ứng với thuốc thử Fehling). 3. Nhận biết lipid 3.1.Thínghiệm về tính tan của mỡ – Gợi ýphân tích kết quả: Ống nghiệm

Nguyên liệu, hóa chất

Ống A

2ml nước cất + dầu lạc

Ống B

2ml ethanol + dầu lạc

Ống C

2ml benzen + dầu lạc

Tí nh tan

Màu của dung dịch

Tí nh tan

Kết quả thí nghiệm

– Giải thí ch kết quả thu được. – Kết luận rút ra làgì? 3.2. Thínghiệm về sự nhũ tương hóa – Gợi ýphân tích kết quả: Ống nghiệm

Nguyên liệu, hóa chất

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

Ống A

4ml nước cất + 3 – 5 giọt dầu lạc

Ống B

4ml nước cất + 3 – 5 giọt dầu lạc + 0,5ml xàphòng 2%

– Giải thí ch kết quả thu được. – Kết luận rút ra làgì? 3.3. Thínghiệm chứng minh mỡ chứa gốc glyceryl (trong triglycerid)

– Gợi ýphân tích kết quả: + Khi đun nóng dầu với chất lấy nước, có mùi gì đặc biệt ? Tại sao cókhói trắng thoát ra? + Chúýquan sát màu sắc trên tờ giấy lọc tẩm AgNO3/NH3 hơ vào miệng ống nghiệm đang thoát khói. + Nếu thay dầu lạc bằng lipid không chứa glyceryl (như sáp) thì sẽ có phản ứng này hay không? Tại sao? – Giải thí ch kết quả thu được. – Kết luận rút ra làgì? 3.4. Phản ứng xàphòng hóa – Gợi ýphân tích kết quả: + Sau khi đun cạn khô bình nón, thêm nước cất vào lắc sẽ được dung dịch có màu như thế nào? Cótạo bọt không? Đó là dung dịch gì ? + Thêm CaCl2 vào dung dịch đó thì có tạo thành kết tủa hay không? ch kết quả thu được. – Giải thí – Kết luận rút ra làgì?

Bài 2. Ảnh hưởng nhiệt độ, pH, các chất kìm hãm lên hoạt độ của enzyme - Xác định hoạt độ của một số enzyme I. MỤC TIÊU 1. Tìm hiểu ảnh hưởng nhiệt độ, pH, các chất kìm hãm, các chất ức chế,... lên hoạt độ của enzyme. 2. Sử dụng phương pháp chuẩn độ để xác định hoạt độ của một số enzyme. 3. Rèn các kỹ năng thực hành: -

Kỹ năng quan sát

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

Kỹ năng đo đếm thời gian cho các phản ứng xúc tác bởi enzyme

Kỹ năng chuẩn độ

Kỹ năng phân tích kết quả thínghiệm

Kỹ năng báo cáo kết quả thực hành

II. CƠ SỞ KHOA HỌC A. Tính đặc hiệu của enzyme + Tính đặc hiệu của enzyme thể hiện ở chỗ mỗi enzyme chỉ tác dụng lên một hoặc một số chất cùng kiểu cấu trúc vàchuyển hóa cơ chất theo một kiểu phản ứng nhất định. Tính đặc hiệu của urease + Urease được xem là có tính đặc hiệu tuyệt đối: chỉ tác dụng lên urea, ngoài ra hầu như không tác dụng lên các hợp chất khác. Do tính đặc hiệu của urease chỉ xúc tác cho phản ứng thủy phân urea nên ở ống A cóxảy ra phản ứng tạo NH3, làm giấy quỳ chuyển sang xanh, còn ống B không xảy ra phản ứng. Tính đặc hiệu của α–amylase nước bọt vàsucrase nấm men + Sucrase được xem là có tính đặc hiệu tương đối: nó không chỉ thủy phân liên kết β– glycozit của sucrose màcòn thủy phân liên kết β–glycozit của nhiều hợp chất khác như trong rafinose. + α–amylase chỉ thủy phân liên kết α–1,4-glycosid, trong khi sucrase chỉ thủy phân liên kết α–1,2-glycosid của đường sucrose. + Ở tinh bột, liên kết giữa các phân tử glucose ở amylose (thành phần tạo phản ứng màu với I2 trong thuốc thử Lugol) là α–1,4-glycosid, trong khi ở amylopectin là α–1,4-glycosid (mạch thẳng) và α–1,6-glycosid (vị tríphân nhánh). + Ống A và B: α–amylase nước bọt thủy phân liên kết α–1,4-glycosid ở amylose của tinh bột thành các dextrin từ lớn đến nhỏ, cuối cùng làglucose, trong khi sucrase không thủy phân được tinh bột, do đó ống A cho màu vàng (hoặc đỏ vàng, đỏ nâu tùy độ mạnh của α–amylase) với thuốc thử Lugol (âm tính), trong khi ống B cho màu xanh tím (dương tính). + Ống C vàD: sucrase không thủy phân được tinh bột, nhưng thủy phân liên kết α–1,2glycosid của đường sucrose tạo thành đường glucose cótí nh khử, do đó ống C âm tí nh với thuốc thử Fehling, còn ống D xuất hiện kết tủa Cu2O đỏ gạch. B. Ảnh hưởng nhiệt độ, pH, các chất kìm hãm lên hoạt độ của enzyme Ảnh hưởng của nhiệt độ + Các enzyme tách từ cơ thể động vật máu nóng hoạt động mạnh nhất ở 37–400C, ngoài giới hạn này hoạt độ đều giảm, đặc biệt khi đun nóng trên 700C các enzyme đều bị bất hoạt hoàn toàn.

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

+ Do đó nếu tinh bột không bị thủy phân sẽ tạo phức màu xanh tím với iod trong thuốc thử Lugol. + Nếu tinh bột bị thủy phân dần thành các dextrin từ lớn đến nhỏ, sẽ không tạo thành phức màu tím với iod trong thuốc thử Lugol. Ảnh hưởng của pH môi trường + Mỗi enzyme hoạt động mạnh nhất ở một pH nhất định, ở các pH khác hoạt độ enzyme giảm. nh (gần 7) do + pH thích hợp cho hoạt độ của enzyme α–amylase nước bọt ở vùng trung tí đó trong khoảng này (6,8–7,2), tinh bột bị thủy phân sẽ cho phản ứng âm với thuốc thử Lugol. Ảnh hưởng của các chất kích thí ch vàkì m hãm + Các ion kim loại nặng, kim loại trung bình (như Cu2+) cótác dụng kìm hãm hoạt độ của ch hoạt độ α–amylase nước bọt, trong khi các ion kim loại kiềm (như Na+) có tác dụng kích thí α–amylase nước bọt. C. Xác định hoạt độ của một số enzyme Xác định hoạt độ của catalase – Nguyên tắc: + Catalase làenzyme xúc tác cho phản ứng: 2H2O2 → O2 + 2H2O (1) + Ta định lượng catalase bằng KMnO4 để xác định lượng H2O2 trước vàsau khi enzyme tác dụng theo phương trình phản ứng: 5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + K2SO4 + 5O2 + 8H2O (2) + Số mg H2O2 bị phân giải bởi enzyme trong 1g khoai tây (X): X=

(A – B) x(1,7)x V1 V2 x a

Trong đó: A, B – thể tích KMnO4 0,1N dùng để chuẩn độ H2O2 trong bình A, B. V1, V2 – thể tích enzyme ban đầu vàlấy để xác định. a – Số gam nguyên liệu lấy nghiên cứu. 1,7 – Hệ số phản ứng tính theo H2O2 tí nh theo phản ứng (2) + Số đơn vị catalase trong 1g khoai tây trên 1 micromol H2O2 bị phân giải sau 1 phút: Y=

X 30 x(0,034)

Trong đó: 30 – Thời gian enzyme tác dụng 0,034 – Khối lượng 1μmol H2O2

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

+ Trong thínghiệm này sử dụng phương pháp chuẩn độ ngược, dùng dung dịch KMnO4 0,1N để xác định lượng H2O2 trước vàsau khi enzyme tác dụng, từ đó tính được lượng H2O2 đã bị phân giải 5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + K2SO4 + 5O2 + 8H2O Chuẩn độ cho tới khi xuất hiện màu hồng bền chí nh làmàu KMnO4 dư. + Bì nh thínghiệm cho enzyme tác dụng, còn bình đối chứng với enzyme bị bất hoạt, không xảy ra phản ứng phân giải H2O2 Xác định hoạt độ của urease – Nguyên tắc: Dùng phương pháp chuẩn độ để xác định lượng NH3 được tạo thành từ urea dưới tác dụng của urease. + 1ml HCl 0,1N tương ứng với 1,4mg N2. Hoạt độ urease được giải phóng từ urea dưới tác dụng của urea có trong lượng dung dịch enzyme đã dùng trong 1 phút và được tí nh theo công thức: X=

(A – B) x(1,4) 30

Trong đó: A, B – Thể tích HCl 0,1N đã dùng để chuẩn độ bì nh A, B 30 – Thời gian phản ứng (phút) 1,4 – Hệ số chuyển thành nitr + Hoạt độ của nguyên liệu ban đầu (trên 1g mẫu): Y=

X x V1 m x V2

Trong đó: V1, V2 – Thể tích dung dịch enzyme thu được và xác định hoạt độ. m – Khối lượng bột chiết để tách enzyme III. THIẾT BỊ – HÓA CHẤT- MẪU VẬT 1. Dụng cụ + Ống nghiệm, pipet, bình nón, buret, bình định mức, cốc đong, ống đong, đũa thủy inh + Giá đựng ống nghiệm, kẹp gỗ, giá đỡ buret + Bản sứ 6 giếng, cối chày sứ + Giấy lọc, phễu lọc Buchner, giấy quỳ, giấy sắc ký, giấy thấm, bông + Đèn cồn 2. Thiết bị + Bếp điện, tủ ấm 370C, tủ lạnh, nồi cách thủy + Máy đo pH, đồng hồ, cân hóa chất, máy hút chân không, máy ly tâm

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

3. Nguyên liệu, hóa chất, mẫu vật + Khoai tây, đậu tương, bột CaCO3 + Dung dịch tinh bột, sacaroza, sacaroza nấm men + Dung dịch urea, Pb(CH3COO)2, KMnO4, H2O2 trong đệm phosphate, NaCl, CuSO4, Na2HPO4, KH2PO4, + Dung dịch HCl đặc, H2SO4 đặc + Giấy quỳ tím, phenol phtalein, thuốc thử Lugol, thuốc thử Fehling + Acetamit. IV. TIẾN HÀNH THÍNGHIỆM 1. Tính đặc hiệu của enzyme 1.1.Tính đặc hiệu của urease – Chuẩn bị: + Urease (bột đậu tương), dung dịch urea 5%, dung dịch acetamit 5% + Ống nghiệm, pipet, giấy quỳ, nút bấc ống nghiệm, tủ ấm 370C – Tiến hành: + Lấy 2 ống nghiệm sạch, cho vào ống A: 4ml urea 5%, ống B: 4ml acetamit 5% + Thêm vào mỗi ống 1g bột đậu tương, lắc đều. + Đặt trên miệng mỗi ống một mẩu giấy quỳ, đậy miệng 2 ống bằng nút bấc + Cóthể đặt cả 2 ống vào 370C trong 5 – 10 phút, quan sát hiện tượng. – Kết quả:? – Giải thí ch: ? 1.2.Tính đặc hiệu của α–amylase nước bọt vàsaccarozơ nấm men: – Chuẩn bị: + Dung dịch α–amylase nước bọt, sucrase nấm men, tinh bột 1%, saccarozơ 1%, thuốc thử Lugol, thuốc thử Fehling + Ống nghiệm,pipet, đèn cồn – Tiến hành: + Lấy 4 ống nghiệm, cho vào ống A vàB: 2ml dung dịch tinh bột/ống; ống C vàD: 2ml dung dịch saccarozơ/ống. + Thêm vào ống A vàC: 0,5ml dung dịch nước bọt; ống B vàD: 0,5ml dung dịch sucrase nấm men. + Lắc đều các ống, giữ ở 37–400C trong 10 phút. + Làm lạnh ống A vàB, thêm vài giọt thuốc thử Lugol vàquan sát hiện tượng. + Thêm thuốc thử Fehling vào ống C và D, đun nóng và quan sát hiện tượng. – Kết quả: ?

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

– Giải thí ch: ? 2. Tí nh chất của enzyme 2.1.Ảnh hưởng của nhiệt độ – Chuẩn bị: + Dung dịch nước bọt pha loãng 10 lần, dung dịch tinh bột 1%, thuốc thử Lugol. + Ống nghiệm, pipet, nồi cách thủy 1000C, tủ ấm 370C, nước đá. – Tiến hành: + Lấy 3 ống nghiệm, cho vào mỗi ống 2ml dung dịch tinh bột 1%. + Đặt ống A vào nồi cách thủy đang sôi, đặt ống B vào tủ ấm 370C, đặt ống C lên nước đá, giữ các ống ở nhiệt độ tương ứng trong 15 phút. + Trong thời gian này lấy 3 ống nghiệm khác, cho 0,5ml dung dịch nước bọt vào mỗi ống, đặt các ống vào nồi cách thủy đang sôi, tủ ấm 370C vànước đá. + Sau 15 phút cho dịch nước bọt vào các ống A, B, C với nhiệt độ tương ứng. + Sau 10 phút đưa các ống về nhiệt độ phòng, cho vào mỗi ống vài giọt thuốc thử Lugol, quan sát. – Kết quả: Ống A vàC cómàu xanh tím, ống B màu vàng (hoặc đỏ vàng) – Giải thích: 2.2.Ảnh hưởng của pH môi trường – Chuẩn bị: + Dung dịch nước bọt pha loãng 20 lần, Na2HPO4 1/15M, KH2PO4 1/15M, dung dịch tinh bột 0,5% trong NaCl 0,1%, thuốc thử Lugol. + Ống nghiệm, pipet, bản sứ 6 giếng. – Tiến hành: + Lấy 7 ống nghiệm sạch (kýhiệu từ A đến G), cho vào các ống thể tí ch Na2HPO4 1/15M vàKH2PO4 1/15M như ghi trong bảng, lắc đều. Ố ng nghiệm A

Thể tích Na2HPO4 (ml)

Thể tí ch NaH2PO4 (ml)

0,1

4,9

5,3

0,3

4,7

5,6

1,0

4,0

6,2

2,5

6,8

3,5

1,5

7,2

4,5

0,5

7,7

4,9

0,1

8,4

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

+ Cho vào mỗi ống 1ml dung dịch tinh bột 0,5%/NaCl 0,1%, lắc đều. + Thêm vào mỗi ống 1ml dung dịch nước bọt pha loãng 20 lần, lắc đều. + Sau 3 phút lấy 0,2ml dung dịch mỗi ống cho lên bản sứ để thử phản ứng màu với Lugol, cứ mỗi 5 phút thử 1 lần cho tới khi có 1 ống cho phản ứng âm tí nh với Lugol thìcho vào mỗi ống 3 giọt thuốc thử Lugol, lắc đều. – Kết quả: Sau 13 phút? ch: ? – Giải thí 2.3.Ảnh hưởng của các chất kích thí ch vàkìm hãm – Chuẩn bị: + Dung dịch nước bọt pha loãng 20 lần, dung dịch tinh bột 0,5%, NaCl 1%, CuSO4 1%, thuốc thử Lugol. + Ống nghiệm, pipet. – Tiến hành: + Chuẩn bị 3 ống nghiệm, cho vào ống A: 1ml nước cất, ống B: 0,8ml nước cất và0,2ml NaCl 1%, ống C: 0,8ml nước cất và0,2ml CuSO4 1%. + Thêm vào mỗi ống 1ml dung dịch nước bọt pha loãng 20 lần, 1ml dung dịch tinh bột 0,5%, lắc đều. + Sau 10 phút, thêm vào mỗi ống vài giọt thuốc thử Lugol, quan sát. – Kết quả:? – Giải thí ch: ? 3. Xác định hoạt độ của một số enzyme 3.1.Xác định hoạt độ của catalase – Chuẩn bị: + Khoai tây, cát, bột CaCO3, KmnO4 0,1N, H2SO4 10%, H2O2 0,1% trong đệm phosphate pH = 7,0. + Ống nghiệm, pipet, cối, chày sứ, buret 50ml, bình định mức 100ml, bì nh nón 250ml, nồi cách thủy 1000C, buret 20ml. + Chuẩn bị dung dịch catalase: cân 2g khoai tây cho vào cối, nghiền cùng cát, thêm từ từ 2– 3ml nước vàmột ít CaCO3 để trung hòa dung dịch chiết (đến khi ngừng tạo bọt CO2), chuyển toàn bộ mẫu đã nghiền vào bình định mức, thêm nước cất đến 100ml, lắc đều, để lắng khoảng 30 phút, lọc thu dịch trong. – Tiến hành: + Cho vào 1 bình nón (bình A) 20ml dung dịch enzyme, thêm tiếp 25ml H2O2 0,1%, giữ ở 30 C trong 30 phút, thêm 5ml H2SO4 10% vàchuẩn độ bằng KmnO4 0,1N đến khi xuất hiện màu 0

hồng bền trong 1 phút.

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

+ Cho vào bình nón thứ hai (bình B) 20ml dung dịch enzyme, đặt vào nồi cách thủy đang sôi trong 5 phút để bất hoạt enzyme, lấy ra để nguội, thêm tiếp 25ml H2O2 0,1% vàtiếp tục làm như bình A. – Kết quả: ? – Giải thí ch: ? 3.2.Xác định hoạt độ của urease – Chuẩn bị: + Dung dịch urease, urea 2%, Pb(CH3COO)2 5%, HCl 0,1N, chỉ thị hỗn hợp + Ống nghiệm, pipet, buret 20ml, bì nh nón 100ml, tủ ấm 300C, nồi cách thủy 1000C – Tiến hành: + Lấy hai bình nón 100ml, cho vào mỗi bình 10ml urease. + Giữ nguyên bình A, đun sôi bình B 2–3 phút rồi hạ xuống nhiệt độ phòng. + Cho vào mỗi bình 10ml urea 2%, lắc đều. + Để vào tủ ấm 300C trong 30 phút. + Thêm vào mỗi bình 5ml Pb(CH3COO)2 5%, 3–5 giọt chỉ thị hỗn hợp, lắc đều. + Chuẩn độ cả 2 bình đến khi dung dịch cómàu tím nhạt. – Kết quả: ? ch: ? – Giải thí V. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍNGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO 1. Nhận biết một số enzyme Nhận biết amylase – Gợi ýphân tích kết quả: + Khi thử bằng Lugol: quan sát sự biến đổi màu dần dần ở dãy giếng trên bản sứ lấy hỗn hợp phản ứng từ ống A vàdãy giếng trên bản sứ lấy hỗn hợp phản ứng từ ống B rồi ghi kết quả vào bảng sau: Ống nghiệm Ống A

01 phút ?

02 phút ?

04 phút ?

06 phút ?

08 phút ?

10 phút ?

Ống B

So sánh kết quả ở các mẫu nước bọt khác nhau, cùng một thời gian nhưng màu sắc có giống nhau không? Nguyên nhân của hiện tượng đó làgì ? + Thử bằng Fehling: ống nào xuất hiện kết tủa? Màu sắc kết tủa làmàu gì ? Giải thí ch kết quả thu được. – Kết luận rút ra làgì?

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

2. Tính đặc hiệu của enzyme 2.1. Tính đặc hiệu của urease – Gợi ýphân tích kết quả: Ống nghiệm

Thínghiệm

Hiện tượng xảy ra

4ml urea 5% + 1g bột đậu tương, lắc Ống A

đều. Đặt trên miệng ống một mẩu giấy

quỳ, đậy miệng ống bằng nút bấc. Đặt ống vào 370C trong 5–10 phút. 4ml acetamit 5% + 1g bột đậu tương, lắc Ống B

đều. Đặt trên miệng ống một mẩu giấy

quỳ, đậy miệng ống bằng nút bấc. Đặt ống vào 370C trong 5–10 phút. – Giải thí ch kết quả thu được. – Kết luận rút ra làgì? 2.2.Tính đặc hiệu của α–amylase nước bọt vàsucrase nấm men – Gợi ýphân tích kết quả: Ống nghiệm

Thínghiệm

Hiện tượng xảy ra

2ml dung dịch tinh bột + 0,5ml dung dịch Ống A

nước bọt. Lắc đều, giữ ở 37 – 400C trong 10

phút. Làm lạnh. Thêm vài giọt thuốc thử Lugol. 2ml dung dịch tinh bột + 0,5ml dung dịch Ống B

sacaroza nấm men. Lắc đều, giữ ở 37 –

400C trong 10 phút. Làm lạnh. Thêm vài giọt thuốc thử Lugol. 2ml dung dịch sacaroza + 0,5ml dung dịch Ống C

nước bọt. Lắc đều, giữ ở 37 – 400C trong 10

phút. Thêm thuốc thử Fehling. Đun nóng. 2ml dung dịch sacaroza +0,5ml dung dịch Ống D

sacaroza nấm men. Lắc đều, giữ ở 37 – 400C trong 10 phút. Thêm thuốc thử Fehling. Đun nóng.

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

– Giải thí ch kết quả thu được. – Kết luận rút ra làgì? 2.3. Tí nh chất của enzyme 2.3.1.Ảnh hưởng của nhiệt độ – Gợi ýphân tích kết quả: Ống nghiệm Ống A

Thínghiệm

Hiện tượng

2ml dung dịch tinh bột 1% . Đặt ống A

xảy ra ?

vào nồi cách thủy đang sôi, giữ ống ở nhiệt độ tương ứng trong 15 phút. 2ml dung dịch tinh bột 1% . Đặt ống B

Ống B

vào tủ ấm 370C, giữ ống ở nhiệt độ tương ứng trong 15 phút. 2ml dung dịch tinh bột 1% . Đặt ống C

Ống C

lên nước đá, giữ ống ở nhiệt độ tương ứng trong 15 phút.

– Giải thí ch kết quả thu được. – Kết luận rút ra làgì? 2.3.2.Ảnh hưởng của pH môi trường – Gợi ýphân tích kết quả:

0,1

4,9

5,3

Màu với thuốc thử Lugol sau 3 phút ?

0,3

4,7

5,6

1,0

4,0

6,2

2,5

6,8

3,5

1,5

7,2

4,5

0,5

7,7

4,9

0,1

8,4

Ống nghiệm

Thể tích Na2HPO4 (ml)

Thể tí ch NaH2PO4 (ml)

– Sau 3 phút lấy 0,2ml dung dịch mỗi ống cho lên bản sứ để thử phản ứng màu với Lugol thì thu được kết quả như thế nào? Cứ mỗi 5 phút thử 1 lần thìống nào cho phản ứng âm tí nh với Lugol? Khi cho vào mỗi ống 3 giọt thuốc thử Lugol, lắc đều sau 13 phút thu được kết quả như thế nào?

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

– Giải thí ch kết quả thu được. – Kết luận rút ra làgì? 2.3.3.Ảnh hưởng của các chất kí ch thí ch vàkì m hãm – Gợi ýphân tích kết quả: Ống nghiệm

Thínghiệm

Hiện tượng xảy ra

1ml nước cất + 1ml dung dịch nước bọt A

pha loãng 20 lần + 1ml dung dịch tinh

bột 0,5%, lắc đều. Sau 10 phút, thêm vào vài giọt thuốc thử Lugol. 0,8ml nước cất và0,2ml NaCl 1%+ 1ml B

dung dịch nước bọt pha loãng 20 lần +

1ml dung dịch tinh bột 0,5%, lắc đều. Sau 10 phút, thêm vào vài giọt thuốc thử Lugol. 0,8nl nước cất và0,2ml CuSO4 1% + 1ml C

dung dịch nước bọt pha loãng 20 lần +

1ml dung dịch tinh bột 0,5%, lắc đều. Sau 10 phút, thêm vào vài giọt thuốc thử Lugol. – Giải thí ch kết quả thu được. – Kết luận rút ra làgì?

Bài 3. Quan sát tế bào dưới kính hiển vi Thínghiệm co vàphản co nguyên sinh I. MỤC TIÊU 1- Học sinh biết cách làm tiêu bản tạm thời của tế bào thực vật để quan sát hì nh dạng tế bào. 2- Học sinh có thể quan sát được các thành phần chính của tế bào, hiện tượng co nguyên sinh vàphản co nguyên sinh củng cố kiến thức về sự trao đổi chất qua màng tế bào. 3- Học sinh cóthể làm được thínghiệm quan sát hiện tượng co vàphản co nguyên sinh ở tế bào thực vật, củng cố kiến thức về sự trao đổi chất qua màng tế bào. 4- Rèn luyện kĩ năng sử dụng kính hiển vi quang học. 5- Rèn cho học sinh tính cẩn thận, tỉ mỉ trong thao tác thínghiệm. II. CƠ SỞ KHOA HỌC

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

1. Thẩm thấu làcách vận chuyển nước thụ động, đó là sự khuếch tán của các phân tử nước qua màng bán thấm chọn lọc. 2. Mỗi tế bào đều chứa dung dịch nội bào có áp suất thẩm thấu nhất định vàmàng tế bào chất cótí nh thấm nước nên các phân tử nước cóthể đi vào hay đi ra khỏi tế bào - Tính trương của dung dịch làkhả năng dung dịch làm cho tế bào lấy thêm hoặc mất nước. Tính trương của dung dịch một phần phụ thuộc vào nồng độ các chất tan không thể đi qua màng tế bào của nóso với nồng độ các chất đó bên trong tế bào. - Dung dịch ưu trương là dung dịch cónồng độ chất tan cao hơn so với dịch nội bào nên áp suất thẩm thấu cao hơn và có sức hút dung môi nước lớn hơn. - Dung dịch nhược trương là dung dịch cónồng độ các chất tan thấp hơn nên áp suất thẩm thấu thấp hơn và sức hút nước kém hơn - Dung dịch đẳng trương là dung dịch cónồng độ chất tan bằng với dung dịch trong tế bào nên áp suất thẩm thấu bằng nhau và do đó sức hút nước cân bằng với dung dịch tế bào 3. Hiện tượng co nguyên sinh vàphản co nguyên sinh phản ánh sự cân bằng nước ở tế bào thực vật (tế bào cóthành tế bào) - Co nguyên sinh là khi đặt tế bào thực vật trong dung dịch ưu trương thì tế bào bị mất nước vàkhối tế bào chất bị co lại, nhăn nhúm và tách ra khỏi thành tế bào. - Khi đặt tế bào trong dung dịch nhược trương thì do nồng độ dịch bào cao hơn nên đã hút nước từ ngoài vào làm nguyên sinh chất trương phồng trở lại như lúc đầu, đó là hiện tượng phản co nguyên sinh. III. THIẾT BỊ – HÓA CHẤT- MẪU VẬT 1. Thiết bị: Kí nh hiển vi với các vật kính 10X, 40X, lam kính, lamen, kim mũi mác, đèn cồn, cốc thủy tinh, đĩa đồng hồ, giấy thấm. 2. Hoáchất: Nước cất, dung dịch NaCl 1% và0,9%. Nếu chuẩn bị các dung dịch ưu trương khác (KNO3 hoặc đường) thì không nên để nồng độ quácao sẽ làm co nguyên sinh quánhanh không kịp quan sát 3. Mẫu vật: Củ hành tươi (hoặc láthài lài tí a). IV. TIẾN HÀNH THÍNGHIỆM 1. Qui trình sử dụng vàbảo quản kính hiển vi. - Kỹ thuật lấy ánh sáng: Nếu là kí nh hiển vi dùng nguồn sáng ngoài thìcần điều chỉnh gương chiếu sáng; nếu làkính hiển vi dùng điện thì hướng dẫn các em vị trícông tắc và nút điều chỉnh cường độ ánh sáng

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

- Đặt vàcố định tiêu bản trên bàn kí nh sao cho mẫu vật nằm đúng trung tâm, dùng kẹp giữ tiêu bản. - Quan sát: mắt nhìn vào thị kính (nếu làkính 2 mắt thìcần phải quan sát bằng cả 2 mắt), dùng tay điều chỉnh ốc sơ cấp (ốc to) sao cho quan sát thấy rõvật cần quan sát. Lưu ý, không để cho tiêu bản chạm vào vật kính (có thể dùng ốc hãm, hoặc chỉnh ốc sơ cấp cho vật kí nh xuống gần chạm vào tiêu bản thìdừng lại rồi bắt đầu vừa quan sát vừa chỉnh vật kí nh lên cho tới khi quan sát rõmẫu vật). Dể nhìn rõnhất hì nh ảnh của mẫu vật co thể điều chỉnh ốc vi cấp (ốc nhỏ). - Nghiêm cấm học sinh không được sờ tay vào vật kí nh vàthị kính, không được để bộ phận này tiếp xúc với nước hay hóa chất hoặc bất cứ thứ gì để tránh làm hư hỏng các bộ phận này. - Sau khi sử dụng cần lau kính bằng khăn sạch rồi chụp bao nilon hay cho vào hộp bảo quản. Luôn bêkính bằng 2 tay (một tay cầm, một tay đỡ phía dưới) 2. Cách làm tiêu bản tế bào thực vật - Dùng kim mũi mác bóc một lớp tế bào biểu bì hành. Để thínghiệm quan sát được rõcần tách lớp biểu bìcàng mỏng càng tốt, nếu không tách được mỏng thìcác lớp tế bào chồng lên nhau rất khóquan sát. - Đặt miếng biểu bì trên lam kính đã nhỏ sẵn một giọt nước, đậy lamen vàquan sát cấu trúc tế bào. Lưu ý học sinh kỹ thuật đậy lamen để tiêu bản không bị lẫn nhiều bọt khívàvị trícủa mẫu ở vị trítrung tâm của lam kính 3. Quan sát hiện tượng co nguyên sinh vàphản co nguyên sinh - Nhỏ vào mép lamen một giọt nước muối NaCl 1%. Giữ nguyên tiêu bản ở vị trínày, dùng ống hút nhỏ một giọt nước ở mép lamen, đồng thời dùng miếng giấy thấm đặt ở phía bên kia lamen để hút hết phần nước cho đến khi dung dịch muối thay thế hoàn toàn. Sau 1 – 2 phút ta thấy màng tế bào tách khỏi lớp vỏ xenlulozơ  thể tích tế bào chất bị thu hẹp lại. Đó là hiện tượng co sinh chất. - Giữ nguyên tiêu bản ở vị trínày, dùng ống hút nhỏ một vài giọt nước ở một mép lamen và ở mép lamen phía đối diện, dùng giấy thấm hút hết dung dịch muối ra, quan sát sẽ thấy hiện tượng ngược lại với co nguyên sinh chất: Thể tí ch của tế bào chất vàcác không bào dần dần mở rộng trở về vị trí ban đầu do nước được hút ngược trở lại. Đó là hiện tượng phản co nguyên sinh. 4. Thínghiệm đối chứng Giết chết tế bào bằng cách hơ lam kính trên ngọn lửa đèn cồn vàlặp lại thínghiệm, sau đó quan sát, nhận xét hiện tượng. Cũng cách làm tương tự trên, ta cho tế bào trong dung dịch NaCl 0,9%. Quan sát hiện tượng xảy ra vàgiải thích. V. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍNGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO 1. Học sinh vừa quan sát vàvẽ

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

- Hì nh dạng tế bào vàchúthích các thành phần cấu trúc chí nh của tế bào - Hì nh dạng của tế bào khi xảy ra hiện tượng co nguyên sinh vàphản co nguyên sinh 2. So sánh kết quả thínghiệm trong 2 trường hợp mẫu không xử lý nhiệt và đã qua xử lý nhiệt. Từ kết quả so sánh ở phần trên yêu cầu học sinh rút ra kết luận về đặc điểm sống của tế bào.

Bài 4. Lên men etilic I. MỤC TIÊU 1- Học sinh hiểu rõ hơn bản chất của quátrì nh lên men. 2- Giúp học sinh rèn kỹ năng sắp xếp vàbố tríthínghiệm, tiến hành được các bước của thí nghiệm. II. CƠ SỞ KHOA HỌC 1. Lên men bao gồm đường phân vàcác phản ứng tái sinh NAD+ nhờ chuyển electron từ NADH đến pyruvat hoặc các dẫn xuất của pyruvat. Sau đó NAD+ có thể dùng lại để oxi hóa đường nhờ đường phân từ đó sinh 2 ATP theo con đường phophorin hóa mức cơ chất. Cónhiều kiểu lên men, chỉ khác nhau ở sản phẩm cuối cùng, hai kiểu phổ biến làlên men etilic (lên men rượu) vàlên men lactic. 2. Lên men làkiểu hôhấp khác với các kiểu hôhấp khác làsản phẩm tạo ra làcác hợp chất hữu cơ và năng lượng tạo ra rất ít. 3. Trong quátrình lên men etilic, pyruvat bị biến đổi thành ethanol theo hai bước. Bước đầu làgiải phóng CO2 từ pyruvat vàpyruvat bị biến đổi thành hợp chất có2-cacbon acetaldehyt, ethanol. 4. Nhiều vi khuẩn tiến hành lên men rượu trong điều kiện kị khívànấm men rượu cũng lên men rượu. III. THIẾT BỊ – HÓA CHẤT- MẪU VẬT Cho 1 nhóm thínghiệm: - Bì nh thủy tinh 500 – 1000 ml - 3 ống nghiệm, có đánh số - Bánh men được giãnhỏ làlấy phần bột mịn (2 – 3g) - Dung dịch đường kính (sacaroz) 10% - 200 ml nước lã đun sôi để nguội IV. TIẾN HÀNH THÍNGHIỆM

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

1. Yêu cầu học sinh pha 200 – 500 ml dung dịch đường 8% - 10% chuẩn bị vào bì nh thủy tinh hì nh trụ. 2. Giáo viên cần chuẩn bị một bộ thínghiệm gồm 3 ống nghiệm để làm mẫu trước khi cho học sinh thínghiệm khoảng 4 h trước theo trình tự: - Cho vào đáy mỗi ống nghiệm số 2 vàsố 3 khoảng 1g bột bánh men - Đổ nhẹ theo thành ống 10 ml dung dịch đường vào mỗi ống 1 và2 - Đổ nhẹ theo thành ống 10 ml nước sôi để nguội vào ống nghiệm 3 - Dùng giấy mềm hoặc nilon buộc kí n miệng các ống nghiệm. 3. Giáo viên cho học sinh quan sát bộ thínghiệm đã chuẩn bị trước và yêu cầu học sinh quan sát hiện tượng xảy ra. 4. Giới thiệu các dụng cụ thínghiệm vàyêu cầu học sinh bố tríthínghiệm từ các dụng cụ vànguyên vật liệu trên nhằm mục đích quan sát các hiện tượng của quá trình lên men etilic như đã quan sát. 5. Học sinh làm thínghiệm. V. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍNGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO 1. Viết phương trình lên men etilic 2. Quan sát thínghiệm và điền các nhận xét vào bảng (có+; không có-) Nhận xét

ống nghiệm 1

ống nghiệm 2

ống nghiệm 3

Cóbọt khí

Có mùi rượu

Cómùi bánh men

Cóvị đường

3. Yêu cầu học sinh kết luận về các điều kiện của quátrì nh lên men vànêu nguyên liệu vàsản phẩm của quátrình lên men etilic. Bài 5. TÌM HIỂU HOẠT ĐỘNG CỦA TIM ẾCH I. MỤC TIÊU 1. Quan sát tim ếch hoạt động theo chu kì, phân biệt các pha của một chu kì tim. 2. Tìm và kích thích dây thần kinh giao cảm – đối giao cảm để hiểu cơ chế điều hòa thần kinh đối với hoạt động của tim. 3. Thấy được tác động của adrenalin lên hoạt động của tim để hiểu cơ chế điều hòa thể dịch đối với hoạt động của tim. II. CƠ SỞ KHOA HỌC Tim co giãn nhịp nhàng đều đặn theo chu kì. Mỗi chu kì hoạt động của tim bắt đầu từ pha tâm nhĩ co, tiếp đó là pha tâm thất co và cuối cùng là pha giãn chung (cả tâm nhĩ và tâm thất

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

cùng giãn). Tiếp đó lại bắt đầu một chu kì tim mới bằng pha tâm nhĩ co. Hoạt động co giãn của tim có thể theo dõi bằng hệ thống cần ghi hoặc ghi lại đồ thị trên trụ ghi. Sự co giãn nhịp nhàng đều đặn theo chu kì của tim là do hoạt động của hệ dẫn truyền tim (bao gồm nút xoang nhĩ, nút nhĩ thất, bó His và mạng Puốc-kin). Tuy nhiên hoạt động của tim được điều hòa bởi thần kinh và thể dịch. Hệ thần kinh sinh dưỡng và tuyến nội tiết tiết ra hoócmôn có thể làm tăng hay giảm nhịp và lực co tim. Có hai đôi dây thần kinh (xuất phát từ trung ương thần kinh) chi phối hoạt động của tim là đôi dây thần kinh giao cảm và đôi dây thần kinh đối giao cảm (dây thần kinh não số X). Ở mỗi phía của tim (trái hoặc phải) đều có một dây thần kinh giao cảm và một dây đối giao cảm. Dây thần kinh giao cảm có sợi trước hạch ngắn và sợi sau hạch dài, dây thần kinh đối giao cảm có sợi trước hạch (có bao mielin) dài và sợi sau hạch ngắn. Riêng ở ếch, dây thần kinh cảm và đối giao cảm ở mỗi phía (trái hoặc phải) của tim nhập lại làm một tạo thành dây thần kinh hỗn hợp (dây thần kinh giao cảm-đối giao cảm). Như vậy có một đôi dây thần kinh hỗn hợp chi phối hoạt động của tim. Trong mỗi dây thần kinh hỗn hợp có cả sợi thần kinh giao cảm và sợi đối giao cảm. Xung thần kinh từ trung ương thần kinh đi theo dây thần kinh giao cảm đến tim làm tim đập nhanh và mạnh lên, ngược lại xung thần kinh từ trung ương thần kinh đi theo dây thần kinh não số X đến tim làm tim đập chậm lại và yếu đi. Adrenalin do phần tủy tuyến thượng thận tiết ra tác dụng lên tim tương tự như tác động của dây giao cảm, làm tim đập nhanh và mạnh lên. III. THIẾT BỊ – HÓA CHẤT- MẪU VẬT -

Ếch.

Dụng cụ mổ (kéo, dao mổ, panh, kim chọc tủy)

Khay mổ, kim găm ếch

Bông thấm nước, móc thủy tinh.

Kẹp tim có buộc một đoạn chỉ.

Hệ thống cần ghi hoặc máy ghi đồ thị (trụ ghi, giá treo, giấy ghi, bút ghi)

Máy kích thích điện, nguồn điện 6 vôn.

Dung dịch sinh lí Rinhgơ dùng cho động vật biến nhiệt (Cách pha: 0,6g NaCl + 0,02g

KCl + 0,02g CaCl2 + 0,02g NaHCO3 + 100ml nước cất). Có thể thay dung dịch sinh lí bằng nước muối sinh lí (cách pha: 0,66g NaCl + 100ml nước cất). -

Dung dịch adrenalin 1/100 000 hoặc 1/50 000.

IV. TIẾN HÀNH THÍNGHIỆM 1. Quan sát hoạt động của tim ếch

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

Phá hủy tủy sống để làm ếch bất động. Cách phá tủy sống (hình 1): Cầm ếch bằng tay trái, để mặt lưng lên trên. Tìm nơi tiếp giáp giữa xương sống và hộp sọ, đó là chỗ lõm nằm ở đỉnh của tam giác đều có đáy là đường nối giữa hai mắt ếch. Ấn mạnh kim chọc tủy xuống chỗ lõm và đâm sâu xuống tủy sống, Nếu mũi kim chạm đúng tủy sống thì ếch sẽ có phản ứng lấy hai chi trước che mặt. Nghiêng cán kim chọc tủy về phía đầu, chiều dài kim thẳng hàng với cột sống và điều chỉnh mũi kim đâm sâu vào ống tủy xương sống để phá tủy sống. Nếu phá đúng tủy thì hai chân ếch sẽ duỗi thẳng ra.

Hình 1. Phá hủy tủy sống ếch Ghim ếch nằm ngửa trên khay mổ và mổ lộ tim bằng cách dùng panh và kéo cắt bỏ một mảnh da ngực hình tam giác (có đỉnh là mỏm xương ức và đáy là đường nối hai khớp vai). Tiếp đó dùng panh kẹp vào mỏm sụn xương ức, nhấc thành trước lồng ngực lên và cắt bỏ đi một mảnh lồng ngực theo hình tam giác như đã cắt ở da trước đó, thấy tim lộ rõ trong xoang bao tim. Kéo hai chi trước sang hai bên và ghim lại để vết mổ rộng hơn ra. Dùng panh kẹp nâng màng bao tim lên và dùng kéo cắt đứt màng bao tim. Như vậy tim đã được bộc lộ hoàn toàn. Quan sát trình tự hoạt động của tâm nhĩ và tâm thất, xác định các pha co tim. Dùng kẹp tim kẹp vào mỏm tim và mắc lên hệ thống khuếch đại để theo rõi hoạt động tim phản ánh trên hoạt động của cần ghi. Tiếp đó đếm số nhịp tim trong một phút. Nếu ghi đồ thị hoạt động của tim ếch thì tiến hành như sau: Dùng kẹp tim kẹp vào mỏm tim, kẹp tim được nối với hệ thống bút ghi bằng một sợi chỉ. Điều chỉnh bút ghi vừa sát vào giấy ghi trên trụ ghi rồi cho trụ ghi chạy. Bút ghi sẽ vẽ lên giấy đồ thị hoạt động của tim (hình 3).

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

Hình 3. Sơ đồ ghi đồ thị hoạt động của tim ếch. 1. Trụ ghi

2. Bút ghi

3. Kẹp tim

Lưu ý: - Trong quá trình mổ nếu máu chảy thì dùng bông thấm đẫm dung dịch sinh lí vắt vào chỗ máu chảy để hòa loãng máu, sau đó dùng bông đã vắt kiệt thấm máu đã hòa loãng đó, làm như vậy quan sát tim dễ hơn. - Trong qúa trình thí nghiệm, thường xuyên nhỏ dung dịch sinh lí lên tim để tim không bị khô. 2. Tác động của thần kinh đối với hoạt động của tim ếch Tìm dây thần kinh hỗn hợp (giao cảm - đối giao cảm): Dùng kéo cắt bỏ da, xương ở góc hàm sát chi trên, bên phía muốn tìm dây thần kinh (phía trái hoặc phải). Kéo chân (phía tìm dây thần kinh) sang bên và xuống phía dưới và ghim chân lại, đồng thời dùng ghim cố định đầu ếch. Dùng móc thủy tinh phá bỏ tổ chức liên kết ở góc hàm và chi trước sẽ để lộ ra một hốc sâu. Nhìn xuống đáy hốc để tìm cơ nâng bả. Cơ này có hình tam giác màu trắng hồng đục. Nằm vắt ngang qua cơ này là bó mạch - thần kinh, trong đó có dây thần kinh lớn hơn cả nằm sát mạch máu đó là dây thần kinh hỗn hợp. Dùng móc thủy tinh tách dây thần kinh ra khỏi mạch máu và luồn sợi chỉ xuống phía dưới để có thể nâng dây thần kinh lên và đặt vào điện cực kích thích (hình 4).

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

Hình 4. Dây thần kinh giao cảm - đối giao cảm 1. Dây thần kinh giao cảm-đốigiao cảm 2. Điện cực

3. Đũa thủy tinh

Đếm nhịp tim trong 1 phút. Dùng máy kích thích điện kích thích liên tục dây thần kinh trong khoảng 15 - 20 giây (kích thích theo hệ thống rung của máy). Theo dõi nhịp tim trong khi kích thích và sau khi ngừng kích thích. So sánh nhịp tim trước, trong khi và sau khi kích thích. Có thể ghi đồ thị hoạt động của tim ếch khi kích thích dây thần kinh giao cảm - đối giao cảm. Cách làm như sau: Cầm hai đầu sợi chỉ để nâng dây thần kinh lên và đặt vào điện cực của máy kích thích điện. Dùng kẹp tim kẹp vào mỏm tim, kẹp tim được nối với hệ thống bút ghi bằng một sợi chỉ. Điều chỉnh bút ghi vừa sát vào giấy ghi trên trụ ghi rồi cho trụ ghi chạy để ghi đồ thị hoạt động bình thường của tim, tiếp đó dùng máy kích thích điện kích thích liên tục dây thần kinh (kích thích theo hệ thống rung của máy) trong khoảng thời gian 15 - 20 giây để ghi đồ thị tác động của dây thần kinh giao cảm - đối giao cảm lên hoạt động tim. 3. Tác động của adrenalin lên hoạt động của tim ếch Đếm nhịp tim trong một phút, sau đó nhỏ vài giọt dung dịch adrenalin lên tim ếch và đếm nhịp tim trong một phút, quan sát thêm cường độ co tim. So sánh nhịp tim trước và sau khi nhỏ dung dịch adrenalin lên tim. V. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍNGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO - Ghi lại số nhịp tim ếch trong một phút. - Ghi lại quan sát hoạt động của tim: mô tả trình tự co và giãn của tâm nhĩ và tâm thất trong một chu kì tim. Tại sao trong mỗi chu kì tim trình tự co của tâm nhĩ và tâm thất lại diễn ra như vậy ? Trình tự co giãn của tâm nhĩ và tâm thất có vai trò như thế nào trong vận chuyển máu qua các buồng tim ?

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

- Nếu ghi được đồ thị hoạt động của tim, hãy dán đồ thị vào báo cáo và phân tích đồ thị bằng cách điền các pha co tâm nhĩ, co tâm thất và pha giãn chung của một chu kì tim vào đồ thị. - Giải thích tại sao tim co giãn nhịp nhàng theo chu kì ? Tim co giãn nhịp nhàng như vậy có tác dụng gì ? - Ghi kết quả đếm nhịp tim trước, trong khi và sau khi kích thích dây thần kinh giao cảm-đối giao cảm và giải thích tại sao nhịp tim lại thay đổi ? - Nếu ghi được đồ thị hoạt động của tim ếch khi kích thích dây thần kinh giao cảm-đối giao cảm, hãy dán đồ thị vào báo cáo và phân tích đồ thị bằng cách đánh dấu vị trí tác động của thần kinh đối giao cảm và của giao cảm lên đồ thị. - Dựa vào cấu tạo của dây thần kinh giao cảm và đối giao cảm giải thích tại sao khi kích thích dây thần kinh giao cảm-đối giao cảm ở ếch nhưng thời điểm tác động của chúng lên tim lại khác nhau ? - Ghi lại kết quả đếm nhịp tim trước và sau khi nhỏ vài giọt dung dịch adrenalin lên tim ếch. So sánh nhịp tim trước và sau khi nhỏ dung dịch adrenalin lên tim. Cho biết tác động của adrenalin lên hoạt động của tim ếch Kết luận - Kết luận về hoạt động của tâm nhĩ và tâm thất trong chu kì tim. - Kết luận về tác động của thần kinh giao cảm và đối giao cảm đối với hoạt động của tim. - Kết luận về tác động của adrenalin lên hoạt động của tim.

Bài 6. THÍ NGHIỆM VỀ ĐIỆN SINH HỌC I. MỤC TIÊU Chứng minh sự tồn tại của điện thế nghỉ trên chế phẩm thần kinh - cơ và sự xuất hiện của điện thế hoạt động khi chế phẩm thần kinh - cơ bị kích thích. II. CƠ SỞ KHOA HỌC Mọi tế bào sống đều tích điện, gọi là điện sinh học. Điện sinh học gồm có điện thế nghỉ và điện thế hoạt động. Điện thế nghỉ là sự chênh lệch điện thế giữa hai bên màng tế bào khi tế bào không bị kích thích, mặt ngoài màng tích điện dương so với mặt trong tích điện âm. Điện thế hoạt động là sự biến đổi của điện thế nghỉ khi tế bào bị kích thích. Điện thế hoạt động bao gồm các giai đoạn: mất phân cực, đảo cực, tái phân cực và tái phân cực quá độ. Điện thế hoạt động khi xuất hiện không dừng tại điểm phát sinh mà lan truyền dọc theo sợi thần kinh.

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

Sự lan truyền của điện thế hoạt động trên sợi thần kinh là do mất phân cực, đảo cực, tái phân cực liên tiếp hết vùng này sang vùng khác kề bên. III. THIẾT BỊ – HÓA CHẤT- MẪU VẬT -

Ếch.

Dụng cụ mổ (kéo, dao mổ, panh, kim chọc tủy)

Khay mổ, kim găm ếch

Bông thấm nước, móc thủy tinh.

Máy kích thích điện, nguồn điện 6 vôn.

Dung dịch sinh lí Rinh gơ dùng cho động vật biến nhiệt (Cách pha: 0,6g NaCl +

0,02g KCl + 0,02g CaCl2 + 0,02g NaHCO3 + 100ml nước cất). IV. TIẾN HÀNH THÍNGHIỆM 1. Chuẩn bị chế phẩm thần kinh -cơ Phá hủy tủy sống để làm ếch bất động. Cách phá tủy sống giống như bài “Tìm hiểu hoạt động của tim ếch”. Có thể phá tủy sống bằng cách lấy kéo cắt bỏ hàm trên đầu (vết cắt sau hai mắt), tiếp đó dùng kim chọc tủy chọc thẳng vào ống tủy xương để phá tủy sống. Dùng kéo cắt da vòng quanh bụng ếch và lột bỏ da phần dưới thân. Tay trái cầm thân ếch sao cho đầu ếch chúc xuống dưới và phần mông nhô lên cao. Dùng kéo bấm đứt mỏm cuối xương cùng và cắt đứt các cơ bên phía trái và phải xương cùng, làm như vậy thì xương cùng sẽ nhô lên cao. Dùng kéo cắt bỏ xương cùng để lộ các bó dây thần kinh màu trắng đi từ tủy sống xuống hai chân sau.

Hình 5. Cách làm chế phẩm thần kinh-cơ Cắt tách màng liên cơ phía sau đùi ếch của một bên chân, dùng móc thủy tinh lách xuống tìm dây thần kinh tọa (dây thần kinh sciatic). Tách dây thần kinh tọa từ cột sống cho đến sát khớp đầu gối. Khi tách dây thần kinh tọa, cần chú ý tách dần dây này ra khỏi các mô cơ bao

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

quanh đồng thời cắt đứt các nhánh dây nhỏ từ dây thần kinh tọa đi vào các cơ đùi. Cắt đứt dây thần kinh tọa ngay sát cột sống để dây dài được hơn 2cm. Dùng kéo cắt dứt gân asin của phần cuối cơ bắp chân (cơ gastrocnemian) và kéo ngược cơ bắp chân về phía khớp gối. Cắt đứt xương ở phía trên và phía dưới khớp gối và thu được cơ bắp chân dính liền dây thần kinh tọa. Như vậy đã hoàn thành được một chế phẩm thần kinh-cơ gồm dây thần kinh tọa, cơ bắp chân có dính mẩu xương khớp gối (hình 5). Ngâm chế phẩm thần kinh-cơ vào cốc có chứa dung dịch sinh lí Rinh-gơ để giữ chế phẩm không bị khô. Làm chế phần thần kinh-cơ tiếp theo ở chân ếch còn lại. Chú ý: Khi làm chế phần thần kinh-cơ không để tổn thương dây thần kinh, khớp nối giữa dây thần kinh và cơ. 2. Thí nghiệm về điện thế nghỉ Đặt 2 chế phẩm thần kinh-cơ lên khay mổ. Dùng bông thấm bớt nước dính trên cơ của chế phẩm thần kinh-cơ thứ nhất. Dùng kéo sắc(đã được lau khô) cắt đôi cơ của chế phẩm thần kinhcơ thứ nhất. Dùng dũa thủy tinh đặt dây thần kinh của chế phẩm thần kinh-cơ thứ hai chạm vào hai điểm của nửa cơ bị cắt: một điểm trên bề mặt bắp cơ và điểm kia ở bề mặt vết cắt (hình 6).

Hình 6. Sơ đồ thí nghiệm điện thế nghỉ 1 và 2. Cơ và dây thần kinh của chế phẩm thần kinh - cơ 2 3. Cơ đã bị căt của chế phẩm thần kinh - cơ 1 4. Que thủy tinh Quan sát sự co cơ của chế phẩm thần kinh - cơ thứ hai. Chú ý: Chỉ thấm bớt nước chứ không lau thật khô chế phẩm thần kinh - cơ. 3. Thí nghiệm về điện thế hoạt động Đặt hai chế phẩm thần kinh-cơ lên khay mổ. Dùng bông thấm bớt nước trên hai chế phẩm. Đặt dây thần kinh của chế phẩm 1 vắt ngang bắp cơ của chế phẩm 2. Dùng máy kích thích

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

điện kích thích dây thần kinh của chế phẩm 2 (kích thích ở cường độ trên ngưỡng) (hình 7). Quan sát sự co cơ ở cả hai chế phẩm.

Hình 7. Sơ đồ thí nghiệm điện thế hoạt động 1. Chế phẩm thần kinh-cơ 1 2. Chế phẩm thần kinh-cơ 2 3. Điện cực Nếu dùng máy kích thích điện kích thích lên cơ của chế phẩm 1, điều gì sẽ xảy ra ở cả hai chế phẩm? V. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍNGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO - Ghi kết quả co cơ ở chế phẩm thần kinh - cơ thứ hai khi dây thần kinh của nó chạm vào hai điểm của nửa cơ bị cắt. - Giải thích nguyên nhân co cơ ? - Ghi kết quả co cơ ở cả hai chế phẩm thần kinh - cơ khi kích thích dây thần kinh của chế phẩm 2. - Giải thích nguyên nhân co cơ ? Kết luận - Dựa trên kết quả thí nghiệm đưa ra kết luận về điện thế nghỉ. - Dựa trên kết quả thí nghiệm đưa ra kết luận về điện thế hoạt động.

Bài 7. Chiết rút sắc tố từ lá và xác định tính cảm quang của clorophin I. MỤC TIÊU 1. Quan sát được hỗn hợp sắc tố rút ra từ lá: Nhóm chlorophin có màu xanh lục, nhóm carotenoit có màu vàng. Trong hỗn hợp sắc tố, màu lục của chlorophin lấn át màu vàng của carotenoit, vìchlorophin chiếm tỷ lệ cao về hàm lượng. Do đó hỗn hợp sắc tố này cómàu xanh lục. 2. Củng cố kiến thức đã học về sắc tố quang hợp ở các bài líthuyết

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

3. Rèn kĩ năng thao tác với các dụng cụ vàhoáchất trong phòng thínghiệm, đặc biệt là kĩ năng tách chiết hỗn hợp dung dịch màu và kĩ năng tiến hành các phản ứng hóa học, cũng như kĩ năng quan sát, nhận xét kết quả thínghiệm trong ống nghiệm. II. CƠ SỞ KHOA HỌC 1. Do cónhân Mg trong vòng pyron mang tính tan trong nước vàkết hợp với protein màng, trong khi đó đuôi dài cacbon của gốc rượu phytol lại mang tí nh kị nước và hướng tới cấu trúc lipit của màng tilacoit, nên phân tử clorophin chủ yếu hoàtan trong dung môi hữu cơ. Tuy nhiên để tách tốt clorophin ra khỏi lá, người ta không dùng ête petrol hay benzen, màdùng cồn hay axeton pha với một ít nước để tách được hết phân tử clorophin từ lá. Các sắc tố của nhóm carotenoit cũng được tách chiết theo phương pháp này. 2. Clorophin tách rời khỏi phức hệ sắc tố vẫn cókhả năng hoạt động quang hoá, tức làvẫn cókhả năng bị kích thích bởi ánh sáng và khi đó có thể làm được vai tròchuyển H+ vàe trung gian. Hiện tượng này gọi làtính chất cảm quang của clorophin. Trong bài thực hành này, dịch sắc tố rút từ lá được dùng làm chất truyền điện tử trung gian trong phản ứng oxi hoákhử. Dưới tác dụng của ánh sáng các phân tử clorophin sẽ chuyển proton và điện tử từ chất khử mạnh (axit ascorbic) đến chất oxi hoámạnh (đỏ methyl) làm đỏ methyl mất màu (đỏ methyl ở trạng thái oxi hoá có màu đỏ, khi ở trạng thái bị khử thìmất màu). Phản ứng oxi hóa khử đã xảy ra. Trong khi đó, vì cách xa nhau về thế oxi hóa khử, axit ascorbic không thể chuyển e- trực tiếp cho methyl đỏ vàphản ứng oxi hóa khử không xảy ra. III. THIẾT BỊ – HÓA CHẤT- MẪU VẬT - Lá(lákhoai lang hoặc ládâu, lásắn dây, ...) tươi - Đũa thuỷ tinh; Cồn etilic hoặc axeton 80% ; Giáống nghiệm vàcác ống nghiệm - Phễu lọc ; Pipet loại thông thường, cỡ 10ml ; Kéo ; Giấy lọc ; Cối chày sứ - Dịch chiết sắc tố ; Các ống nghiệm - Axit ascorbic dạng tinh thể (nếu không mua được thìthay bằng vitamin C nghiền nhỏ) - Dung dịch đỏ methyl 0,04 % trong cồn ; Đèn chiếu sáng - Giấy đen để bọc ống nghiệm (giấy nhôm) IV. TIẾN HÀNH THÍNGHIỆM A. Bước 1. Chiết rút sắc tố từ lá Lá tươi (khoảng 2-3 gam) cắt nhỏ cho vào cối sứ (vứt bỏ phần gân lá). Nghiền các mẩu lá cùng với một ít dung môi (cồn hoặc axeton 80% đã chuẩn bị) đến nhuyễn (thành một thể đồng nhất). Thêm dung môi, rửa chày sứ, dùng đũa thuỷ tinh đổ dung dịch vào ống nghiệm qua phễu lọc. Dung dịch sắc tố thu được sẽ được dùng để xác định tính cảm quang của clorophin. B. Bước 2. Xác định tính cảm quang của clorophin

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

Cho vào ống nghiệm 1 và2 một lượng dịch sắc tố như nhau (2 ml). Thêm vào mỗi ống nghiệm một í t tinh thể axit ascorbic cho tới bão hoà(khi thấy còn một í t tinh thể không tan được nữa, lấng xuống đáy ống nghiệm). Tiếp tục thêm vào mỗi ống nghiệm 1 ml dung dịch đỏ methyl. Lắc mạnh hỗn hợp và đặt một ống nghiệm ra ánh sáng, một ống nghiệm trong tối ( hoặc bọc ống nghiệm bằng giấy đen ). Còn ống nghiệm thứ 3, 4 (ống đối chứng) ta cho 2 ml cồn thay cho dịch sắc tố, sau đó cũng cho axit ascorbic và đỏ methyl như 2 ống nghiệm 1 và 2, đặt ống nghiệm 3 ngoài sáng, ống nghiệm 4 trong tối. Sau một thời gian khoảng 30 phút, quan sát sự thay đổi màu ở 4 ống nghiệm, ghi lại kết quả theo thứ tự sau: Ống nghiệm

Thành phần hỗn hợp

Điều kiện

2ml clorophin + axit ascorbic + 1 ml đỏ methyl

sáng

2ml clorophin + axit ascorbic + 1 ml đỏ methyl

tối

2 ml cồn + axit ascorbic + 1 ml đỏ methyl

sáng

2 ml cồn + axit ascorbic + 1 ml đỏ methyl

tối

V. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍNGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO GV giúp HS phân tích kết quả thínghiệm theo các hướng sau : - Khi chiết rút sắc tố từ lácây bằng dung môi hữu cơ, ta chỉ thu được 2 nhóm sắc tố : n thấy dịch chiết cómàu lục, Clorophin cómàu lục và Carotenoit có màu vàng. Nhưng ta chỉ nhì vì Clorophin có hàm lượng lớn hơn Carotenoit hàng chục lần, nên màu của nó lấn át màu của Carotenoit. Sau khi quan sát màu sắc ở các ống nghiệm, sẽ thấy: - Bắt đầu thínghiệm cả 4 ống nghiệm đều có màu đỏ của Methyl ở trạng thái oxi hóa. Nhưng sau thí nghiệm, khoảng 30 phút, thấy ống nghiệm 1 màu đỏ chuyển sang màu lục, còn các ống nghiệm 2,3,4 vẫn giữ màu đỏ. - HS phải giải thích được sự chuyển màu của ống nghiệm 1 là do Clorophin khi được chiếu sáng đã bị kích thích, điện tử bật ra khử Methyl đỏ. Methyl đỏ bị khử đã mất màu đỏ vàmàu lục của Clorophin xuất hiện. Lỗ trống điện tử của Clorophin được lấp đầy bởi điện tử của axit Ascorbic. Gợi ýtổ chức thực hiện * Nội dung: Học sinh cần nắm vững phương pháp chiết rút sắc tố trên cơ sở hiểu biết về khả năng hoà tan trong dung môi hữu cơ khác nhau của các sắc tố khác nhau. * Phương pháp và hình thức tổ chức dạy học:

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

Sau khi giảng xong phần lý thuyết, tuỳ theo trang thiết bị của trường mà chia học sinh thành các nhóm nhỏ để tiến hành thínghiệm. Giáo viên theo dõi các nhóm. Học sinh làm thí nghiệm vàghi chép kết quả vào vở thực tập riêng.

Bài 8. Chứng minh quátrình hôhấp toả nhiệt mạnh I. MỤC TIÊU 1. Minh hoạ bài giảng về hôhấp : Hôhấp làquátrì nh oxi hoácác hợp chất hữu cơ để giải phóng ra năng lượng sinh học (ATP , chứa khoảng > 40 % năng lượng của nguyờn liệu hôhấp) và năng lượng dưới dạng nhiệt. Như vậy rõràng hôhấp làmột quátrì nh toả nhiệt. 2. Rèn luyện kĩ năng thực hiện chí nh xác các thao tác trong phòng thínghiệm. 3. Rèn luyện khả năng phán đoán, tư duy logic trong quá trình tiến hành thínghiệm.

II. CƠ SỞ KHOA HỌC: Trong hạt đang nảy mầm, quátrình hôhấp diễn ra rất mạnh. Bởi vìquátrì nh hôhấp sẽ cung cấp năng lượng vàcác chất trung gian cho quátrì nh hì nh thành mầm rễ, mầm thân vàmột cáthể mới trong tương lai. Tất nhiên quátrình hô hấp chỉ tích lũy được khoảng > 40 % năng lượng trong ATP . Trên một nửa số năng lượng còn lại của nguyên liệu hôhấp được thải ra dưới dạng nhiệt năng. Chính vì vậy, khi hôhấp, đối tượng hôhấp sẽ toả nhiệt mạnh. Phải nắm được nguyên tắc của phương pháp thí nghiệm: - Khi hạt nảy mầm, hô hấp tăng rất mạnh, vì cần phải huy động đến mức tối đa năng lượng ATP và các chất trung gian cho quá trình tổng hợp các chất mới, các yếu tố mới của mầm và của cây con sau này. - Nhưng hô hấp chỉ thu được khoảng > 40% năng lượng trong nguyên liệu hô hấp dưới dạng ATP. Số năng lượng còn lại giải phóng dưới dạng nhiệt. Có thể tính toán lí thuyết để chứng minh vấn đề này bằng hệ số hiệu quả năng lượng hô hấp: số năng lượng tích luỹ trong ATP Hệ số hiệu quả năng lượng hôhấp : --------------------------------------- . 100% số năng lượng chứa trong nguyên liệu hôhấp (7,3 kcal . 38 ATP ) Cụ thể là: HSHQNLHH = -------------------100 % = 41 % 674 kcal

- Như vậy phải bố trí thí nghiệm như thế nào để xác định chính xác được nhiệt độ tăng lên trong quá trình hô hấp, lại phải chứng minh được bằng lí thuyết. Giáo viên cần lưu ý học sinh khi làm bài này phải chú ý hai điều : * Nên lấy một lượng hạt lớn, cókhả năng nảy mầm tốt, để lượng nhiệt toả ra mạnh, dễ xác định.

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

* Hộp xốp giữ nhiệt tốt vànhiệt kế chí nh xác. III. THIẾT BỊ – HÓA CHẤT- MẪU VẬT - Đối tượng : Khoảng 1 kg hạt thóc hay đậu, ngô. ch khoảng 2-3 lí t cónút, một nhiệt kế, - Dụng cụ : Một bình thuỷ tinh miệng rộng cóthể tí một hộp xốp to cách nhiệt tốt để đựng bì nh. IV. TIẾN HÀNH THÍNGHIỆM Cho hạt vào bình thuỷ tinh, đổ nước ngập hạt, ngâm hạt trong nước khoảng 2-3giờ. Sau đó gạn hết nước khỏi bình. Nút kín bì nh vàcắm một nhiệt kế trực tiếp vào khối hạt. Đặt bì nh thuỷ tinh cóchứa hạt ẩm cùng với nhiệt kế vào hộp xốp cách nhiệt. Bước chuẩn bị này cần phải làm trước 1-2 ngày. Theo dõi nhiệt độ lúc bắt đầu cắm nhiệt kế vàsau 30, 60, 90 phút. Ghi kết quả nhiệt độ theo thời gian vàthảo luận, giải thí ch kết quả thínghiệm. Lưu ý : *Từng nhóm học sinh cóthể chuẩn bị một phần công việc ở nhà, để 3 giờ ở lớp chỉ giành cho việc theo dõi kết quả thínghiệm, thảo luận vàviết báo cáo * Nếu có điều kiện, sử dụng nước ngâm hạt là nước ấm (nhiệt độ nước khoảng 35 - 40 o C) thìkết quả thínghiệm sẽ chắc chắn hơn. V. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍNGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO HS báo cáo kết quả thínghiệm : Nhiệt độ hạt trong bì nh thuỷ tinh sau 30 phút, 60 phút, 90 phút. Cho HS thảo luận để giải thí ch kết quả thínghiệm vàviết báo cáo. Cóthể hướng dẫn HS tính hệ số hiệu quả năng lượng hôhấp như sau : Hệ số hiệu quả năng lượng hô hấp làtỉ số (%) giữa số năng lượng tí ch luỹ trong ATP thu được khi hôhấp vàsố năng lượng chứa trong nguyên liệu hôhấp. Kiểm tra vở thực hành của học sinh để đánh giá khả năng quan sát, tính toán, nhận xét và suy luận. Gợi ýnhận xét Sau khi cókết quả thínghiệm, giáo viên cho các nhóm so sánh, nhận xét kết quả, cùng với số liệu tí nh toán, học sinh rút ra kết luận của bài thực hành. Kết luận : Sau khi quan sát vàtheo dõi nhiệt kế, học sinh sẽ đi đến kết luận : Trong quá trì nh hôhấp của hạt, cósự toả nhiệt. Viết thu hoạch GV hướng dẫn học sinh viết báo cáo kết quả thínghiệm dựa vào kết quả cụ thể do quan sát vàdựa vào tí nh toán líthuyết. Gợi ýtổ chức thực hiện Cóhai nội dung trọng tâm cần đạt được của bài thực hành này :

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

Bố tríthành công thínghiệm để chứng minh bằng thực nghiệm rằng: Hô hấp làmột

quátrì nh toả nhiệt Chứng minh bằng líthuyết, trên cơ sở biết cách tí nh Hệ số hiệu quả năng lượng hô

hấp (HSHQNLHH).

Bài 9. QUAN SÁT TIÊU BẢN CỐ ĐỊNH HOẶC TIÊU BẢN TẠM THỜI VỀ BỘ NHIỄM SẮC THỂ BÌNH THƯỜNG HAY ĐỘT BIẾN I - MỤC TIÊU nh 1. Rèn luyện khả năng quan sát, nhận xét về hình thái NST và đếm số lượng NST ở dạng bì thường và đột biến NST. 2. Phân biệt được các dạng đột biến, loại đột biến qua việc quan sát tiêu bản bằng kí nh hiển vi. 3. Làm được tiêu bản tạm thời để quan sát bộ NST ở loài cây có các dạng đột biến số lượng NST. Có hai loài tương đối thuận tiện cho thực hành bài này làcác cây ráy (Alocasia odora) và cây dâu để nuôi tằm (Morus alba). 4. Làm được tiêu bản tạm thời để quan sát NST ở châu chấu đực. 5. Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chí nh xác trong thínghiệm. Rèn kỹ năng thao tác thực hành, đức tí nh kiên nhẫn, để đạt được mục đích của mình: - Kỹ năng quan sát tiêu bản dưới kí nh hiển vi. - Kỹ năng về thao tác lên kính. - Kỹ năng đo đạc, tính toán. - Kỹ năng báo cáo kết quả thực hành. 6. Vẽ được hình thái vàsố lượng NST của các bộ NST đã quan sát vào vở thực hành. II. CƠ SỞ KHOA HỌC 1. Quan sát cấu trúc NST, bộ NST, sắp xếp phân loại các nhóm, kỹ thuật lập kiểu nhân (karyotype) Nguyên tắc: - Bộ NST có tính đặc trưng loài, bộ NST người thuộc loài Homo safien, giống nhau ở mọi gống người trên thế giới. Dị nhiễm sắc giới tí nh nam (dị giao tử). - Tế bào lympho có nhân lưỡng bội gồm 46 NST ghép thành 22 cặp soma và1 cặp giới tí nh.

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

- Kiểu nhân (karyotype) chia bộ nhiễm sắc người làm 6 nhóm, sắp xếp theo chiều NST nhỏ dần từ 1-7-X-8-20-Y-22-21. * Nhóm A: Các NST thuộc cặp 1, 2, 3. * Nhóm B: Các NST thuộc các cặp 4, 5. *Nhóm C: Các NST thuộc các cặp 6, 7, X, 8, 9, 10, 11, 12. * Nhóm D: Các NST thuộc các cặp 16, 17, 18. * Nhóm E: Các NST thuộc các cặp 19, 20. * Nhóm G: Các NST thuộc các cặp 21, 22 vàNST Y. - Kiểu nhân (karyotype), tức đặc điểm phân loại các cặp NST trong bộ NST: * Kích thước tương đối của các cặp NST tương đồng: Độ dài tương đối của NST thứ i = % (li/li), trong đó i là tên NST nào đó trong bộ, li là độ dài NST i đo được, li làtổng độ dài của toàn bộ các NST trong bộ. * Chỉ số tâm động của các cặp NST tương đồng: Chỉ số tâm động NST thứ i = % (pi/li), trong đó pi là kích thước vai ngắn của NST i, li là kích thước toàn bộ NST i. * Bảng sắp xếp trật tự các cặp NST trong bộ theo thứ tự từ cặp số 1 đến NST Y. 2. Quan sát NST, xác định giới tính ở người - Người thuộc nhóm dị nhiễm sắc giới tí nh nam (dị giao tử). - NST X làNST tâm lệch, cóvị tríphân loại nằm sau NST số 7 (nhóm C).

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

Nhóm C gồm 13-14 NST, tương đối giống nhau, nên không thể xác định nhanh NST X, phải làm kiểu nhân mới xác định NST X được. * Trường hợp có5 NST tâm mút nhỏ làtế bào nam (2 NST 21 + 2 NST 22 + 1 NST Y). * Trường hợp có4 NST tâm mút nhỏ làtế bào nữ (2 NST 21 + 2 NST 22). - NST Y làNST tâm mút, cóvị tríphân loại nằm trong nhóm NST tâm mút nhỏ (21, 22, Y). NST Y phân biệt NST 21 vàNST 22 bởi hai đặc điểm, thứ nhất làNST lớn nhất trong nhóm này, thứ hai làNST cóphần mút tù hơn NST 21 và NST 22. 3. Quan sát đột biến số lượng NST: lệch bội, đa bội 3.1. Đột biến lệch bội - Tiêu bản đột biến lệch bội được sản xuất từ tế bào của người dạng thể ba nhiễm (trisomy) cóthể ở cặp NST thường hay cặp NST giới tính. Đột biến lệch bội ở người có thể gây nên các hội chứng: Klinefelter, Turner, Tam nhiễm-X, Jacob, vàhội chứng Down. - Sự không phân ly của cặp NST tương đồng trong giảm phân tạo giao tử (n + 1) NST và giao tử (n – 1) NST. Trong thụ tinh các loại giao tử này kết hợp ngẫu nhiên với các giao tử bì nh thường có(n) NST tạo nên hợp tử có(2n + 1) NST hoặc (2n – 1) NST. 3.2. Đột biến đa bội - Tiêu bản đột biến đa bội được sản xuất từ tế bào lympho người bình thường được xử lý Colchicin. Colchicin có cơ chế ức chế hình thành thoi vô sắc nên đặc trưng của đột biến này là tạo nên các tế bào cóbộ NST với độ bội tăng chẵn (4n; 8n ...).

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

- Do tác động in vitro nên các tế bào trong tiêu bản không cósự đồng đều về độ bội. 4. Nhận dạng đột biến cấu trúc NST: đa tâm, không tâm - NST làmột cấu trúc toàn vẹn, không tự liên kết với nhau vìcócác telomere ở đại đa số các loài sinh vật nhân chuẩn làtrình tự 6 nucleotide TTA GGG lặp lại liên tiếp nhiều lần. Khi phân tử ADN bị tổn thương đứt gãy đôi (double strand break) thìsẽ xuất hiện các “đầu dính”, các đầu này gặp nhau sẽ xảy ra tái liên kết để tạo nên các cấu trúc khác thường được gọi là đột biến cấu trúc NST hay sai hình NST. - Khi 2 mảnh cótâm liên kết với nhau sẽ tạo nên sai hì nh 2 tâm, khi 2 mảnh không tâm liên kết với nhau sẽ tạo nên sai hình mảnh không tâm, khi 1 mảnh không tâm liên kết với 1 mảnh có tâm sẽ tạo nên sai hình chuyển đoạn. - Tiêu bản được cố định ở lần phân bào đầu tiên nên cóhiện tượng bảo hòa đơn vị nhiễm sắc vàgiải thích được theo cơ chế di truyền hình thành sai hình.

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

Kiểm tra lại tính chính xác bằng cách đếm số lượng đơn vị nhiễm sắc trong tế bào: * Trường hợp chỉ có 45 thì đây không phải là đột biến đa tâm mà chỉ làliên kết giả do chồng chéo. * Trường hợp đủ 46 nhưng không có mảnh không tâm thì cũng không phải là đột biến đa tâm mà do đuôi NST bắt chéo (vìtổng tâm động trong bộ NST luôn luôn là46). * Trường hợp đủ 46 vàcó1 mảnh không tâm thìchắc chắn là đột biến đa tâm. * Cũng có trường hợp 47 hoặc 48 mà có 1 đột biến 2 tâm thìphải có2 hoặc 3 mảnh không tâm. * Ngoài các trường hợp nêu trên cóthể còn cónhững trường hợp khác nữa. 5. Xác định bộ NST trisomy 21, nhận dạng bộ NST Down nam, Down nữ. - Tiêu bản người bệnh Down thuộc dạng trisomy 21 (đột biến số lượng NST 21) do đó trong tế bào luôn cósố lượng NST là47. - Bệnh Down được biết làhội chứng di truyền do đột biến số lượng thể ba nhiễm (trisomy) hoặc cấu trúc của cặp NST 21. - Người bị bệnh Down có toàn bộ các tế bào lưỡng bội trong cơ thể đều thể ba nhiễm 21 hoặc đột biến cấu trúc của 1 NST 21. * Trường hợp số lượng tâm mút nhỏ có6 chiếc làDown nam. * Trường hợp số lượng NST tâm mút nhỏ có5 chiếc làDown nữ.

6. Làm tiêu bản tạm thời Bài thực hành này là khó đối với HS, nhưng để rèn kỹ năng thực hành thìphải yêu cầu HS tự làm tiêu bản tạm thời. Khó khăn chủ yếu làcómẫu cây của một loài cócác dạng đột biến số lượng NST. Dạng đột biến có thể tiến hành chủ yếu làdạng đa bội thể. Cây đa bội thể thường gặp trong tự nhiên hoặc cóthể gây tạo. Nhiều loài mang bộ NST 2n cósố lượng lớn không thuận tiện cho thực hành. Có hai loài tương đối thuận tiện cho thực hành bài này là các cây ráy (Alocasia odora) và cây dâu để nuôi tằm (Morus alba). Trong tự nhiên ta cóthể gặp những cây ráy lưỡng bội 2n = 28 NST hoặc các dạng đa bội 3n = 42 hoặc 4n = 56 NST. Các giống dâu lưỡng bội 2n = 28 (dâu HàBắc, Giống Quang Biểu…), dâu tam bội 3n = 42 (giống tam bội số 7, số 11, số 12…), dâu tứ bội 4n = 56 (giống dâu C71A…).

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

GV cho HS thu thập các loại hom dâu cần thiết hoặc các củ ráy. Cần ghi và đánh dấu những giống dâu hoặc địa điểm thu thập củ ráy để trồng riêng vào từng chậu vàthu rễ hoặc lá non trước buổi thực hành làm tiêu bản. cóthể sử dụng rễ của cây khoai sọ hoặc cây khác có dạng đa bội. Cóthể chia nhóm để thu thập từng loại mẫu cây. GV cóthể chuẩn bị mẫu trước, giữ trong dung dịch cố định rồi cung cấp cho HS. III. THIẾT BỊ – HÓA CHẤT - MẪU VẬT 1.Vật liệu - Chồi non hoặc chóp rễ của cây ráy lấy ở các vùng khác nhau hoặc các cây dâu lưỡng bội (2n), tam bội (3n) hoặc tứ bội (4n). Có thể thay thế bằng các loài cây khác có các dạng đa bội. Cóthể sử dụng rễ của khoai sọ hoặc cây khác códạng đa bội. - Nước cất - Cồn 900 - Cồn 700 - Chuẩn bị dung dịch ocxêin 1% trong axit axêtic 45%: + Pha axit axêtic 45%: lấy 45 ml axit axêtic đặc cho vào 55ml nước cất, lắc đều. + Cân 1gram ocxêin cho vào 100 ml axêtic 45% vừa chuẩn bị rồi đun cách thuỷ từ 2 giờ đến 3 giờ, trong quá trình đun cần lưu ý cứ sau 5 đến 10 phút lại lắc một lần. (Nếu muốn NST bắt màu đậm hơn có thể tăng lượng ocxêin lên 4 hay 5 gram). 2.Thiết bị vàdụng cụ - Kí nh hiển vi quang học cóvật kí nh 10x, 40x, thị kí nh 10x. - Lam ; Lamen ; Kéo, dao lam ; Kẹp nhỏ ; Ống nghiệm chịu nhiệt ; Đèn cồn - Tiêu bản cố định về các dạng đột biến NST (Bộ tiêu bản đã được Bộ GDĐT cung cấp). - Bộ tranh, ảnh về các dạng đột biến NST. - Đĩa CD về kỹ thuật làm tiêu bản tạm thời bộ NST châu chấu (đã được Bộ GDĐT cung cấp từ tháng 7/2008). IV - CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH 1.Quan sát cấu trúc NST, bộ NST, sắp xếp phân loại các nhóm, kỹ thuật lập kiểu nhân (karyotype) - Quan sát tiêu bản bộ NST người, tìm kỳ giữa (metapha) cóNST rõràng, hai nhiễm sắc tử còn ở dạng song song, ítchồng chéo nhau. - Đếm số lượng NST, chọn các kỳ giữa (metapha) có đủ 46 đơn vị nhiễm sắc. - Mô tả cấu trúc điển hình của một số NST về các chỉ số quan sát: nhiễm sắc tử, vị trítâm động, eo sơ cấp, vai dài, vai ngắn. - Một số bộ NST mới bước vào kỳ giữa sẽ có các NST tâm mút có thể kèm: xác định thể kèm, eo thứ cấp.

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

- Quan sát, đếm số lượng NST từng nhóm. - Vẽ hình quan sát được vào vở thực hành. 2. Quan sát NST, xác định giới tính ở người - Quan sát tiêu bản, tìm kỳ giữa (metapha) có NST rõ ràng, hai nhiễm sắc tử còn ở dạng song song, í t chồng chéo nhau. - Đếm số lượng NST, chọn các kỳ giữa (metapha) có đủ 46 đơn vị nhiễm sắc. - Quan sát, đếm đủ 6 NST các cặp 13, 14, 15, các NST tâm mút lớn. nh. - Quan sát, đếm các NST nhóm tâm mút nhỏ, xác định giới tí - Quan sát, xác định NST Y. 3. Quan sát đột biến số lượng NST: lệch bội, đa bội 3.1. Đột biến lệch bội - Quan sát tiêu bản, tìm các metapha cóNST rõràng, hai nhiễm sắc tử còn ở dạng song song, í t chồng chéo nhau. - Đếm số lượng NST của 4 – 5 kỳ giữa (metapha) được chọn, tiêu bản của bộ thiết bị là trường hợp nam hoặc nữ thể ba nhiễm (trisomi) 21. - Quan sát số lượng NST nhóm tâm mút nhỏ. Phát hiện lệch bội. 3.2. Đột biến đa bội - Quan sát tiêu bản, tìm các kỳ giữa (metapha) cóNST rõ, í t chồng chéo nhau. - Tìm 3 kỳ giữa (metapha) cócảm nhận số lượng NST khác nhau. Kỳ giữa (metapha) cóNST rõ, 2 nhiễm sắc tử rõ ràng thường làtế bào lưỡng bội, kỳ giữa (metapha) cóNST không phân biệt nhiễm sắc tử vàcósố lượng nhiều thường làtế bào đa bội. - Quan sát, đếm số lượng NST trong kỳ giữa (metapha) để xác định độ bội của tế bào được chọn. 4. Nhận dạng đột biến cấu trúc NST: đa tâm, không tâm - Quan sát tiêu bản, tìm các metapha cóNST rõ, í t chồng chéo nhau. - Tìm các đột biến cấu trúc đa tâm (thường là2 tâm). Kiểm tra lại tính chí nh xác bằng cách đếm số lượng đơn vị nhiễm sắc trong tế bào. - Tìm các đột biến mảnh không tâm: đột biến mảnh không tâm do 1 NST nào đó bị đứt ra nên tổng số đơn vị nhiễm sắc trong tế bào luôn bằng 46 + số lượng mảnh được phát hiện (tránh nhầm với NST tách nhau ở kỳ sau). 5. Xác định bộ NST trisomi 21, nhận dạng bộ NST Down nam, Down nữ. - Quan sát tiêu bản, tìm các kỳ giữa (metapha) cóNST rõràng, hai nhiễm sắc tử còn ở dạng song song, í t chồng chéo nhau. - Quan sát số lượng NST nhóm tâm mút nhỏ. 6. Quan sát tiêu bản tạm thời

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

6.1. Chuẩn bị mẫu - Lấy củ các cây ráy đã cắt hết rễ hoặc các đoạn thân cây dâu (hom dâu) đã ngắt bỏ lá, đem trồng trong chậu cát hoặc đất ẩm. Chờ cho ráy mọc rễ hoặc dâu cóchồi non vàrễ dài 23 cm. Cắt lấy chóp rễ hoặc chồi non, rửa sạch rồi cho vào dung dịch cố định pha theo tỉ lệ 3 phần cồn 90o : 1 phần axit axêtic. Sau khi cố định 12 giờ, đem mẫu rửa bằng cồn 70o. - Đun cách thuỷ mẫu trong dung dịch ocxêin axêtic 1% khoảng 15 phút đến khi mềm mẫu. 6.2. Làm tiêu bản - Lấy 1 hay 2 mẩu chóp rễ hoặc chồi non dài khoảng 2mm đưa lên lam. Nhỏ vài giọt ocxêin axêtic 4-5% lên mẫu. - Đậy lamen. - Ấn nhẹ lên mặt lamen cho tế bào dàn đều vàvỡ để các NST tung ra. Trước khi ấn có thể đặt miếng giấy lọc lên trên để tránh vỡ lamen vàthấm bớt thuốc nhuộm. 6.3. Quan sát - Đưa tiêu bản lên kính hiển vi để quan sát. Lúc đầu sử dụng bội giác bé để xác định vùng có những tế bào tách rời nhau và có NST tung ra tốt. Cần điều chỉnh vùng tế bào có NST tung ra tốt vào giữa hiển vi trường rồi chuyển sang quan sát dưới vật kính lớn hơn. - Tìm các tế bào cóNST tung ra rõvàcóthể đếm được. - Đếm số lượng và quan sát kĩ hình thái từng NST. Bộ NST của loài ráy (Alocasia odora) vàloài dâu (Morus alba) đều có2n = 28. V. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ VÀ LẬP BÁO CÁO 1. Quan sát cấu trúc NST, bộ NST, sắp xếp phân loại các nhóm, kỹ thuật lập kiểu nhân (karyotype) Vẽ bộ NST quan sát rõ và đẹp ở trong một tế bào vào vở. Nên dùng bút chì 2B để vẽ. Đếm và ghi số lượng NST vào vở. Chú ý : Có thể dùng tiêu bản cố định đã làm sẵn về bộ NST ở các đối tượng khác nhau, dùng đĩa CD hoặc tranh, ảnh về bộ NST ở các đối tượng khác nhau để thay thế. Nên cho học sinh làm bài tập 1 ở mục VI (thao tác cắt rời từng NST trong hình rồi sắp xếp theo nhóm). 2. Quan sát NST, xác định giới tí nh ở người Có thể chọn tiêu bản bộ NST ở kỳ giữa của người nam bình thường vàtiêu bản bộ NST ở kỳ giữa của người nữ bình thường rồi yêu cầu học sinh xác định tên cho mỗi tiêu bản. Cũng có thể dùng tranh, ảnh thay cho tiêu bản. 3. Quan sát đột biến số lượng NST: lệch bội, đa bội Cóthể sử dụng bảng sau đây để viết báo cáo thu hoạch: Stt

Đối tượng quan sát

Số NST

Giải thí ch

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

Khoai môn, khoai sọ, ráy 2n

Bình thường

Khoai môn, khoai sọ 3n

Bệnh nhân Đao

4…

…

Cũng có thể cho học sinh phân biệt các tiêu bản đã quan sát xem cái nào là tiêu bản 2n NST; cái nào làtiêu bản (2n + 1) NST hay (2n - 1) NST; cái nào làtiêu bản 3n NST; cái nào là tiêu bản 4n NST. (Gợi ý: Hướng dẫn học sinh chỉ cần đếm số lượng NST có kích thước lớn nhất làcó thể suy ra độ bội thể là3n hay 4n màkhông cần đếm hết số lượng NST trong tiêu bản; tương tự như vậy đếm số lượng NST có kích thước bénhất làcóthể suy ra trisomi 21 ở người lànam hay nữ). 4. Nhận dạng đột biến cấu trúc NST: đa tâm, không tâm Nội dung này rất khó, nên đánh giá kết quả bằng phân tích tranh vẽ hoặc ảnh chụp tiêu bản hiển vi. Vídụ: chọn hình ảnh NST đang tách nhau ở kỳ sau và hình ảnh có đột biến cấu trúc NST tạo các mảnh không tâm rồi yêu cầu học sinh phân biệt. Hoặc có thể cho học sinh quan sát tiêu bản (hay ảnh chụp) có đột biến cấu trúc NST tạo các mảnh không tâm rồi yêu cầu học sinh xác định số lượng mảnh không tâm. 5. Xác định bộ NST trisomi 21, nhận dạng bộ NST Down nam, Down nữ Có thể chọn tiêu bản bộ NST ở kỳ giữa của người (nam và nữ) tam nhiễm (trisomi) 21 rồi yêu cầu học sinh xác định tên cho mỗi tiêu bản. Nên cho so sánh với dạng bình thường để khắc sâu kiến thức. 6. Quan sát tiêu bản tạm thời Đánh giá dựa vào kết quả thu thập mẫu, làm tiêu bản, quan sát, đánh giá tiêu bản và vẽ bộ NST trong vở thực hành. Có thể cho học sinh sử dụng trắc vi vật kính vàtrắc vi thị kính xác định kích thước thực của nhiễm sắc thể theo hướng dẫn như sau:

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

Vị trítrắc vi thị kính

 Lắp trắc vi thị kính vào vật kính

A Trắc vi thị kính (5mm  Quan sát thấy được chia thành 50 phần trên kính hiển vi bằng nhau)

Trắc vi vật kính (1mm đ được chia đều thành 100 phần bằng nhau)

Vị trítrắc vi vật kính

 Đặt trắc vi vật kính lên chính giữa bàn kính. Quan sát vạch chia trên trắc vi vật kính bằng vật kính 40 hoặc 100. Khi các vạch thấy rất rõ, dùng tay xoay trắc vi thị kính để các vạch chia song song dọc theo vạch chia trên trắc vi vật kính. Tìm vạch trùng nhau vàghi lại số vạch trên mỗi trắc vi

Phóng đại phần giữa 1 vạch tương ứng với 001mm = 10micromet

 Cách tính: 1 vạch của trắc vi thị kí nh bằng 10 

5 21

 2,3 8  2,2 4 

Vạch thứ 21 của trắc vi thị kí nh B Mỗi vạch trắc vi vật kính tương ứng với 10 trùng với vạch thứ 5 của trắc vi vật kính Trắc vi thị kính Xác định kích thước vi Lấy trắc vi vật kính ra khỏi kính khuẩn vàthay vào vị trí đó là tiêu bản cần Đường kính của vi khuẩn xác định kích thước hiển vi. Điều A = 2,41,2 = 2,88  2,9 chỉnh kính để xem rõmẫu, đọc số ( ) (vạch) vạch tương ứng với độ lớn mẫu cần Số vạch đo được trên đo trắc vi thị kính là ( 100

Bài 10. Tính độ phong phúcủa loài trong quần xã và kích thước quần thể I. MỤC TIÊU Sau khi làm bài thínghiệm học sinh cóthể: 1. So sánh được mức độ phong phú(mức độ giàu có) của một loài so với các loài khác trong cùng một quần xã. 2. Củng cố kiến thức về tính đa dạng sinh học, qua đó nâng ý thức bảo vệ môi trường. 3. So sánh được mức độ đa dạng loài của quần xãsinh vật này với quần xãsinh vật khác. 4. Tự thiết kế được các thínghiệm nghiên cứu về tính đa dạng loài của quần xãsinh vật, từ đó cónhận thức đúng về tầm quan trọng của đa dạng sinh học vàbảo vệ môi trường. 5. Biết cách lựa chọn phương pháp phù hợp và tính kích thước của một quần thể sinh vật. 6. Củng cố được kiến thức đã học trong bài lýthuyết về kích thước quần thể, qua đó hiểu được ý nghĩa sinh thái học của bảo vệ các loài sinh vật, nâng cao ýthức về bảo vệ môi trường. 7. Biết cách lựa chọn phương pháp phù hợp và tính kích thước của một quần thể sinh vật.

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

8. Củng cố được kiến thức đã học trong bài lýthuyết về kích thước quần thể, qua đó hiểu được ý nghĩa sinh thái học của bảo vệ các loài sinh vật, nâng cao ýthức về bảo vệ môi trường. II. CƠ SỞ KHOA HỌC Tí nh mức độ phong phúcủa một loài trong quần xã Các nhàsinh thái học sử dụng nhiều phương pháp để tí nh mức độ phong phúcủa loài trong quần xã, theo thời gian vàở các địa điểm khác nhau. Độ phong phú(hay mức giàu có) của loài làtỉ lệ (%) số cáthể của một loài so với tổng số cáthể của tất cả các loài cótrong quần xãsinh vật. Độ phong phúcủa loài trong quần xãsinh vật được tí nh theo công thức:

p 

 100 %

N Trong đó, p là độ phong phú(%) của loài trong quần xã; n làsố cáthể của loài i trong quần xã; N làsố cáthể của tất cả các loài trong quần xã. Độ phong phú của loài làmột trong những chỉ số xác định mức độ đa dạng sinh học của quần xã, được đánh giá theo các mức độ khác nhau: í t (kíhiệu +), trung bì nh (+ +), nhiều (+ + +), rất nhiều (+ + + +). Tính toán độ đa dạng của quần xãtheo chỉ số Shannon Độ đa dạng của quần xã được tính toán dựa trên sự phong phú tương đối về số lượng cáthể của tất cả các loài trong quần xã đó. Độ đa dạng loài được thể hiện phổ biến dưới dạng chỉ số Shannon (H) (theo Shannon – Wiener): H = - (pA ln pA) + (pB ln pB) + (pC ln pC) +....  Trong đó, A, B, C... là các loài trong quần xã, p là độ phong phú của mỗi loài (làtỉ lệ % được tính như trong thí nghiệm 1) vàln làlôgarit tự nhiên. Quần xãnào cóchỉ số Shannon (H) cao là có độ đa dạng loài cao hơn. Vídụ: Để minh họa cho phần lýthuyết trên ta cóthể tham khảo vídụ sau về so sánh tính đa dạng loài của 2 quần xã: Quần xã1 vàQuần xã2 (xem hì nh.1). Quần xãnào có đa dạng loài cao hơn? Cách tí nh : -

Với quần xã1: p = 0,25 cho mỗi quần xã,

vậy H = - 4 (0,25 ln 0,25) = 1,39. -

Với quần xã2:

H = - (0,8 ln 0,8) + (0,05 ln 0,05) + (0,05 ln 0,05) + (0,1 ln 0,1) = 0,71. Tí nh toán trên cho chúng ta biết quần xã1 đa dạng hơn quần xã2.

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

Hình 1. Đa dạng loài trong quần xã1 vàquần xã2. Tính kích thước của quần thể thực vật vàcác sinh vật í t di chuyển Kích thước của quần thể là số lượng cáthể, khối lượng hay năng lượng tích luỹ trong các cá thể, phân bố trong khoảng không gian của quần thể. Với những quần thể của cá thể không có khả năng di chuyển (vídụ quần thể cây), kích thước quần thể được tính bằng cách đếm trực tiếp các cáthể trên một không gian nhất định gọi làcác ôtiêu chuẩn. Hì nh 3 minh họa phương pháp chia ôtí nh số lượng các cáthể trong mỗi ô, qua đó tính kích thước của quần thể. Tùy theo kích thước của sinh vật màchia ôto hay nhỏ. Với những sinh vật có kích thước nhỏ, như cây cỏ, kích thước ô thường nhỏ : 1m x 1m (hoặc 2m x 2m). Với những sinh vật có kích thước lớn như cây gỗ, kích thước ôlớn : 100 m x 100 m, hoặc lớn hơn. Trong mỗi ô to, người ta lại chia ra từng ônhỏ hơn và đếm số lượng cáthể trong mỗi ônhỏ. Kích thước quần thể được tính từ giátrị trung bình của mỗi ô nhân với số lượng tất cả các ôtrong không gian của quần thể.

(a)

(b)

Hì nh 3. Sử dụng ôthínghiệm có kích thước 1m x 1m (a) và ô kích thước 2m x 2m (b) để đếm số lượng các cây cỏ. Tính kích thước của quần thể sinh vật di chuyển nhanh Các nhànghiên cứu sinh thái học không thể đếm tất cả các cáthể của quần thể nếu sinh vật di chuyển quánhanh hoặc lẩn trốn. Trong những trường hợp đó, các nhà nghiên cứu có thể tính kích thước quần thể bằng các phương pháp gián tiếp, vídụ như khi tính mật độ tương đối của chuột người ta bịt tất cả các lỗ hang chuột lại sau đó tính số lượng các hang bị phálỗ - đó là các hang thực sự cóchuột. Khi tính mật độ còng (một loài giống loài cua) sống trong các bãi lẫy ven biển người ta dựa vào số lượng các hang do còng đào trên mặt đất. Tuy nhiên phương pháp phổ biết nhất là phương pháp “Bắt, đánh dấu, thả vàbắt lại” hay gọi tắt là phương pháp “Đánh dấu – bắt lại”. Sử dụng công thức (Theo Campbell, 2009):

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

N 

M C R

(1)

(Trong đó, N là số thể hiện kích thước quần thể - kích thước ước lượng của quần thể; M làsố cáthể bắt lần 1 được đánh dấu, C làsố lượng cáthể bắt được lần 2; R làsố lượng cáthể bắt lần 2 có đánh dấu). Trong một số trường hợp công thức trên có thể thay đổi bằng cách nhân (hoặc cộng, trừ..) với hệ số biểu hiện sự thay đổi của môi trường hoặc theo loài nghiên cứu (chỉ số Lincoln). Vídụ công thức tính : N 

M

 1  C  1 R 1

1

(2)

Vídụ 1: Tính kích thước quần thể chuột. Số lượng chuột bẫy được lần 1 là10 con (M = 10). Tất cả các chuột bẫy được đều được đánh dấu như minh họa ở hì nh sau :

Số chuột bẫy được lần thứ 2 là 12 con (C = 12), trong đó có 2 con đã được đánh dấu từ lần 1 (R = 2), như minh họa ở hình sau :

Tính kích thước quần thể theo công thức (1): N = (10 x 12) : 2 = 60 Vậy kích thước ước tính của quần thể chuột là60 cáthể. Vídụ 2: Các nhàkhoa học ở New Zealand đã áp dụng phương pháp “Đánh dấu – Bắt lại” để tính kích thước quần thể loài cáheo Hector quýhiếm (Cephalorhynchu hectori). Đầu tiên các nhàkhoa học bắt ngẫu nhiên một số cáthể cáheo, cẩn thận đánh dấu từng cáthể sau đó thả chúng trở về biển. Đã xác định cótới 180 cáthể cáheo. Sau vài tuần đánh dấu vàthả lại, khi cáheo hòa nhập trở lại quần thể các nhàkhoa học dùng bẫy bắt lại các cáthể của quần thể đó. Ở lần thứ 2 này, các nhàkhoa học đã đếm được 44 cáthể, 7 trong số đó được ghi nhận là đã được đánh dấu ở lần bắt thứ nhất. Kích thước của quần thể (N) tí nh theo công thức (1):

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

N 

M C R

Dựa vào các số liệu thu được, chúng ta tính được kích thước quần thể của cáheo Hector là: (180 x 44) : 7 = 1131 cáthể. Điều kiện cần thiết để phương pháp này thu được kết quả chí nh xác làcác cáthể được đánh dấu và không được đánh dấu cócùng khả năng bị bắt lại hoặc không bị bắt lại, các cáthể bị bắt lần một có khả năng hòa nhập trở lại quần thể và dường như không có cá thể sinh ra, chết đi, nhập cư hoặc xuất cư trong thời gian thực hiện phương pháp đó. III. THIẾT BỊ – HÓA CHẤT- MẪU VẬT 1.Tí nh mức độ phong phúcủa một loài trong quần xã -

01 chén nhỏ

01 chén lớn

Các viên bi màu xanh, màu đen, màu vàng và nhiều bi màu trắng (trong trường hợp

không cóviên bi thìcóthể thay bằng 4 loại hạt đậu với 4 màu khác nhau, bi màu trắng thay bằng hạt gạo). -

05 khay thínghiệm.

2. Tính toán độ đa dạng của quần xãtheo chỉ số Shannon -

Máy tính cầm tay để tính toán

Giáo viên cung cấp các bản vẽ minh họa thành phần vàsố lượng các loài trong quần

xã(vídụ như hình 2 dưới đây).

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

Hì nh. 2: Thành phần vàsố lượng các loài trong 4 quần xã: quần xã1, 2, 3, 4 (Mỗi kíhiệu trong hình tượng trưng cho một loài). 3. Tính kích thước của quần thể thực vật vàcác sinh vật í t di chuyển -

40 cọc nhỏ (cọc dài 20 cm) và dây để chia ô

Chọn một cách đồng để tính kích thước quần thể cây trong đó. (Chú ý không nên

chọn khu vực quálớn sẽ không đủ thời gian thực hành hoặc khu vực quánhỏ số liệu thu được sẽ không đại diện cho số lượng cáthể của một quần thể) 4. Tính kích thước của quần thể sinh vật di chuyển nhanh Tương tự như thí nghiệm 1, phần I: -

01 chén nhỏ

01 chén lớn

Các viên bi màu xanh, màu đen, màu vàng và nhiều bi màu trắng (trong trường hợp

không cóviên bi thìcóthể thay bằng 4 loại hạt đậu với 4 màu khác nhau, bi màu trắng thay bằng hạt gạo) -

05 khay thínghiệm

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

IV. TIẾN HÀNH THÍNGHIỆM Thínghiệm 1: Tí nh mức độ phong phúcủa một loài trong quần xã Giả sử bài thực hành là tính mức độ phong phú của loài trong điều kiện thínghiệm mô phỏng : Bước 1: - Dùng chén nhỏ đong 2 chén bi màu xanh, 1 chén bi màu đen và 1 chén bi màu vàng. Đong thêm 1 chén lớn bi màu trắng, đổ tất cả các bi màu xanh, đen, vàng và trắng vào chung trong một khay lớn vàtrộn đều. Trong thínghiệm này, bi màu trắng tượng trưng cho các sinh vật trong môi trường còn bi các màu còn lại tượng trưng cho các loài đang cần tí nh mức độ phong phú. Bước 2: - Dùng chén lớn đong một chén các hỗn hợp bi trên, đổ ra khay. Bước 3: - Từ khay mới đổ ra đó, nhặt riêng từng bi màu xanh, đen và vàng ra từng khay khác nhau. Lần lượt đếm số lượng bi của mỗi màu. Bước 4: Giả sử bi màu xanh tượng trưng cho loài cá mè sống trong ao, bi màu đen tượng trưng cho cá trắm, bi màu vàng tượng trưng cho cá chép. Sử dụng công thức tính độ phong phú của loài, hãy tính mức độ phong phúcủa mỗi loài cátrên. Bài thực hành cóthể thực hiện lại nhiều lần, số lượng chén nhỏ đong cho mỗi loại bi ở mỗi lần khác nhau (bước 1) sẽ cho ra các kết quả khác nhau. (Để cóthể thực hiện được nhiều lần với các số lượng đong khác nhau nên chuẩn bị một số lượng lớn các bi, í t nhất mỗi loại cósố lượng đủ cho 3 chén nhỏ hoặc nhiều hơn). Thínghiệm 2: Tính toán độ đa dạng của quần xãtheo chỉ số Shannon Giả sử bài thực hành làso sánh mức độ đa dạng loài của 4 quần xã: quần xã1, 2, 3 và4 (hì nh 2). Ta tiến hành thínghiệm theo các bước sau: Bước 1: Đến số lượng từng loài (ni) trong mỗi quần xãvàtí nh tổng số cáthể của tất cả các loài trong quần xã (N). Điền các số liệu thu được vào ôtrống trong bảng. Các loài

Loài

□

Loài Δ

Loài

Tổng số cá thể

○

của quần xã(N)

Quần xã1 Quần xã2 Quần xã3 Quần xã4

Bước 2: Tính độ phong phúcủa loài đó trong quần xã(theo công thức). Bước 3: Tính chỉ số Shannon (H) của quần xã. Bước 4. So sánh chỉ số Shannon của các quần xãvàchỉ ra mức độ đa dạng của quần xã. Thínghiệm 3. Tính kích thước của quần thể thực vật vàcác sinh vật í t di chuyển

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

Giả sử bài thực hành là tính kích thước quần thể cây cỏ mần trầu trong một cánh đồng trồng ngôrộng 1000 m2. Bước 1. Chọn địa điểm để thiết lập các ô trong cánh đồng ngô. Số lượng ô là10 ô, mỗi ô rộng 1m x 1m. (chú ý chọn vị tríô xếp lần lượt theo mặt cắt, hoặc phân bố đều trong khu vực nghiên cứu) Bước 2. Dùng cọc đóng ở góc của mỗi ô vuông, giăng dây theo chu vi của ô. Bước 3. Đếm toàn bộ số cây cỏ mần trầu cótrong mỗi ô đó. Bước 4. Lập bảng ghi số liệu thu được từ mỗi ô thínghiệm vào trong bảng. Tí nh giátrị trung bình số lượng cáthể cây mần trầu / 1 ô. Bước 5. Ước tính kích thước quần thể bằng cách nhân giátrị trung bì nh / 1 ôvới số lượng tất cả các ôcótrong không gian của quần thể. (Diện tí ch nghiên cứu là1000 m2 thìsố lượng ô trong trường hợp này là1000). Thínghiệm 4. Tính kích thước của quần thể sinh vật di chuyển nhanh Giả sử bài thực hành là tính kích thước của quần thể cá trong điều kiện mô phỏng của phòng thínghiệm. Thínghiệm được tiến hành tiếp nối thínghiệm tính độ phong phúcủa cáthể ở phần I : Bước 1. Sử dụng lại các số liệu về tính độ phong phúcủa từng loài (tượng trưng bằng các màu bi khác nhau) vàlàm tiếp các bước sau. Bước 2. Tính số lượng cáthể của cá mè (tượng trưng bằng bi màu xanh) bằng cách : đong 01 chén lớn hỗn hợp của các viên bi (hỗn hợp bi có đủ các màu), rồi đổ ra khay. Bước 3. Đếm hết số lượng viên bi cómàu xanh vàbỏ ra một khay mới. Sau đó dùng bút dạ đánh dấu vào viên bi màu xanh đó (hoặc thay các viên bi màu xanh này bằng các viên bi cómàu khác với tất cả các màu đã sử dụng trước đó). (Việc làm này tượng trưng có việc đánh dấu những cáthể đã bắt được ngoài thực địa). Bước 4. Đổ trở lại các viên bi đã đánh dấu vào hỗn hợp các viên bi lúc đầu. Bước 5. Dùng chén lớn đong lại lần 2 (tương tự như đã làm ở lần 1). Đổ ra khay và đếm lại số lượng các viên bi có màu xanh, và viên bi có màu xanh đã được đánh dấu. Bước 6. Lập bảng, ghi số liệu đã thu được vào trong bảng. Bước 7. Sử dụng công thức tính kích thước quần thể (1): N 

M C R

để ước tính kích thước quần thể trong điều kiện thínghiệm. Bước 8. Bài thực hành cóthể thực hiện lại nhiều lần, số lượng chén nhỏ đong cho mỗi loại bi ở mỗi lần khác nhau sẽ cho ra các kết quả khác nhau. Học sinh cóthể lần lượt tính kích thước quần thể của các loại cákhác nhau trong quần xã.

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

V. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍNGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO 1. Tí nh mức độ phong phúcủa một loài trong quần xã - Học sinh tự lập bảng vàghi kết quả thínghiệm về độ phong phúcủa từng loại cá (tượng trưng qua các mầu bi) qua các lần thực hiện vào bảng. - Học sinh viết báo cáo thu hoạch gồm các phần: + Bảng ghi kết quả qua các lần thực nghiệm + Liên hệ từ phương pháp tiến hành thínghiệm trong bài thực hành, học sinh tự thiết lập 01 bản kế hoạch cho một bài thực hành về tính độ phong phúcủa 3 loài chủ yếu cótrong một khu vườn trường, hoặc một khu vườn nhỏ của gia đình. 2. Tính toán độ đa dạng của quần xãtheo chỉ số Shannon - Học sinh ghi kết quả thu được từ thínghiệm ra giấy, theo thứ tự từ quần xã đa dạng nhất tới các quần xã ít đa dạng hơn. - Liên hệ từ phương pháp thí nghiệm trong bài thực hành, học sinh tự thiết lập 01 bản kế hoạch cho nội dung thínghiệm về so sánh độ đa dạng loài của 2 quần xãở gần trường học, hoặc 2 khu vườn nhỏ của gia đình. 3. Tính kích thước của quần thể thực vật vàcác sinh vật í t di chuyển - Ghi kết quả thínghiệm ra giấy - So sánh kết quả thínghiệm với các nhóm học sinh khác, hoặc với số liệu đã thực hành ở cùng địa điểm trước đó (nếu có). - Viết báo cáo vànhận xét kết quả thínghiệm 4. Tính kích thước của quần thể sinh vật di chuyển nhanh -

Học sinh tự lập bảng vàghi kết quả thínghiệm về kích thước quần thể tính được của

từng loại cá (tượng trưng qua các mầu bi) qua các lần thực hiện vào bảng. -

Học sinh viết báo cáo thu hoạch gồm các phần:

+ Bảng ghi kết quả qua các lần thực nghiệm + Liên hệ từ phương pháp tiến hành thínghiệm trong bài thực hành, học sinh tự thiết lập 01 bản kế hoạch cho một bài thực hành về tính kích thước quần thể của 1 loài động vật cótrong một khu vực phùhợp ở gần trường hoặc gia đình.

PHẦN 3:

PHỤ LỤC SỰ SINH SẢN CỦA TẾ BÀO

I. MỤC ĐÍCH Quan sát sự phân bào nguyên nhiễm ở tế bào sinh dưỡng vàphân bào giảm nhiễm ở tế bào nh phân bào vàsự sai khác có sinh dục. Hình thái vàhoạt động của NST qua các kìcủa 2 quátrì ý nghĩa của 2 quátrình này.

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

II. CHUẨN BỊ 1. Dụng cụ: Kính hiển vi, lam kính, lamen, kim mũi mác, lưỡi dao cạo, đèn cồn, cốc thủy tinh, bình đung ổn nhiệt, đĩa đồng hồ, giấy thấm, panh, kéo. 2. Hoá chất: Dung dịch cố định (3 cồn : 1 axetic); thuốc nhuộm Shiff, axêto–carmin 2%, H2O cất, cồn tuyệt đối, axit axêtic, xylen. 3. Mẫu vật: Củ hành tây, hành ta, hạt đại mạch (để lấy rễ non); châu chấu đực. III. TIẾN HÀNH THÍNGHIỆM Thínghiệm 1: Quan sát phân bào nguyên nhiễm ở tế bào rễ hành Ngâm cho hành ra rễ trước thínghiệm độ 4 ngày (ngâm củ trong cốc có nước khoảng 4 ngày hoặc trồng hành trong cát ẩm 2–3 ngày là được). Khi có rễ dài khỏang 1cm, dùng dao cạo cắt 1 đoạn 0,2cm (kể từ chóp rễ). Sau khi cắt rễ hành, chỉ cần nhuộm trong orcein 4–5% trong axit acetic 45% khoảng 10 phút làcóthể quan sát. Chúý: Khi làm tiêu bản cắt phần chóp rễ đi thì rất dễ mất phần đỉnh sinh trưởng, không thể quan sát được các kìphân bào. Làm tiêu bản bằng phương pháp nén vàquan sát trên kí nh hiển vi. Lấy rễ ra đặt lên lam kính, dùng dao lam cắt bỏ chóp rễ, sau đó cắt một lát mỏng phần đỉnh sinh trưởng (phần đỉnh rễ nhuộm màu đậm). Nhỏ thêm một giọt 45% axetic hoặc 1% axêto– carmin. Đậy bằng lamen và đặt lam kí nh trong một tờ giấy thấm gấp đôi, dùng đầu que diêm hoặc đầu panh gõnhẹ thẳng góc lên mẫu. Đưa lam kính hơ nhẹ trên ngọn đèn cồn (tránh để qua nóng làm khômẫu vàkhông khílọt vào) khoảng 5 – 10 giây. Đặt lam kí nh trở lại tờ giấy thấm và dùng đầu ngón tay cái ép thẳng góc lên lamen mẫu qua lớp giấy thấm. Chúý: Phải ép đều vàthẳng góc tránh vỡ lamen màmẫu được trải đều. Đặt lên kí nh hiển vi, điều chỉnh cho rõ. Quan sát, vẽ hình, phân biệt các pha phân chia, gọi tên các pha đó. (Trong thínghiệm này, ta cóthể tìm thấy hình thái của tế bào phân chia ở các kìphân bào. Nếu làkìgiữa thìtoàn bộ thể nhiễm sắc tập trung trên mặt phẳng xích đạo; nếu làkìsau thìcác nhiễm sắc thể đã phân li và đang tách xa dần mặt phẳng xích đạo để về hai cực mới. Ngoài ra, chúng ta cóthể thấy hai tế bào con mới xuất hiện, kích thước tế bào còn béso với tế bào mẹ, thể nhiễm sắc đã cụm lại trong nhân ở hai tế bào con. Cũng có thể thấy các tế bào mẹ chưa phân chia to hơn so với các tế bào con mới sinh ra). Đối với các tiêu bản tốt có thể tiến hành chụp ảnh trên kí nh hiển vi có hệ thống chụp ảnh sau đó cố định tiêu bản. Thínghiệm 2: Quan sát phân bào giảm nhiễm ở tinh hoàn châu chấu đực Dùng kim nhọn mổ lấy tuyến sinh dục (ở gần phần bụng) của châu chấu. Đem ngâm tuyến này trong dung dịch nhược trương natri xitrat 1% để gây nhược trương tế bào. Chuyển tinh hoàn sang dung dịch cố định carnoy, dùng kim mũi mác tách các tế bào riêng ra, sau đó nhỏ dịch bào

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

lên lam kí nh. Nhuộm tiêu bản bằng hematoxilin (Cóthể quan sát nhanh bằng cách: ngay sau khi tách tinh hoàn, lấy một ít đặt lên lam kính. Dùng kim mũi mác xé rách bào cơ của ống sinh tinh để phân tán tế bào. Nhỏ lên mẫu dung dịch axêto – orcêin hoặc axêto–carmin 2% để nhuộm trong 5 – 10 phút. Đậy lamen lên vàép nhẹ bằng đầu ngón tay cái, thấm sạch thuốc nhuộm còn thừa vàquan sát trên kính hiển vi). Tinh hoàn bao gồm hàng ngàn ống dẫn tinh, mỗi ống này phát triển hàng triệu tinh trùng. Những tế bào sinh dục đầu tiên gọi làtinh nguyên bào. Trong quátrì nh phát triển, tinh nguyên bào phân chia theo kiểu nguyên phân làm cho số tinh nguyên bào nhiều lên. Sự phát sinh tinh trùng bắt đầu từ lúc tinh nguyên bào lớn trở thành những tế bào lớn hơn gọi làtinh bào cấp 1. Các tinh bào cấp 1 bước vào thời kìphân chia. Kì trước I của giảm phân kéo dài, bao gồm nhiều giai đoạn, nhiều quátrì nh phức tạp xảy ra nhưng trên tiêu bản chỉ quan sát thấy giai đoạn cuối. Nhiễm sắc thể cónhiều hì nh dạng. Ở kìgiữa I, ta không quan sát thấy màng nhân, thoi phân chia xuất hiện. Mỗi tâm động của nhiễm sắc thể hướng về một cực của tế bào, các nhiễm sắc thể chuẩn bị phân li. Kìsau I: Các nhiễm thể của cặp tương đồng tách nhau và đi về hai cực. Kìcuối I: Các nhiễm sắc thể tương đồng nằm gọn trong tế bào. Chúng vẫn giữ nguyên hì nh thái. Lần phân chia thứ II:Về cơ bản lần phân chia thứ II giống với phân bào nguyên nhiễm nh phân thông thường nhưng không có sự nhân đôi của NST. Ở lần phân chia thứ II của quátrì bào giảm nhiễm, NST từ kìcuối I sẽ chuyển ngay sang kìgiữa II trong khoảng thời gian rất nhanh. Kìsau II: Các NST đơn trong NST kép tách nhau ở tâm động vàdi chuyển về hai cực của tế bào. Kìcuối II: Màng nhân và nhân con được hì nh thành, màng tế bào co thắt lại tách tế bào mẹ thành hai tế bào con giống hệt nhau./. Xác định áp suất thẩm thấu của láhoặc rễ cây bằng phương pháp so sánh tỉ trọng dung dịch 1.

Nguyên tắc của phương pháp

Như trên đã biết, cây chịu hạn vàcây kém chịu hạn cóáp suất thẩm thấu rất khác nhau, do nhu cầu nước và điều kiện cung cấp nước. Những cây sống trong điều kiện cung cấp nước tốt thì không cần duy trìáp suất thẩm thấu cao để lấy nước. Ngược lại những cây sống trong điều kiện khôhạn, để lấy được lượng nước ít ỏi trong đất, thường phải cóáp suất thẩm thấu cao. Để xác định áp suất thẩm thấu theo công thức : P = RTC, ta chỉ cần xác định nồng độ C của đối tượng nghiên cứu. (Vì ta đã biết R = 0,082, T = 273 + nhiệt độ nơi làm thực hành). Việc xác định nồng độ C dựa trên cơ sở so sánh tỷ trọng dịch tế bào của đối tượng nghiên cứu với tỷ trọng dung dịch đã biết nồng độ.

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

2. Đối tượng, hoáchất vàdụng cụ thínghiệm -

Lácây hoặc rễ cây tươi lấy từ các cây ở các môi trường khác nhau

Dụng cụ ép dịch ; Micropipet; Ông đong; Ông nghiệm

Dung dịch xacarozơ với các nồng độ khác nhau

3. Các bước tiến hành -

Rút dịch tế bào: lácây hoặc rễ tươi cắt nhỏ, đưa vào dụng cụ ép, sau đó ép với một

lực mạnh để lấy dịch tế bào, đổ dịch tế bào ép được vào ống nghiệm -

Chuẩn bị thang dung dịch xacarozơ có các nồng độ như sau: 0,06, 0,08, 0,10, 0,12,

0,16, 0,22, 0,28, 0,35, 0,40 -

Thao tác: Dùng micropipet lấy dịch tế bào nhỏ cẩn thận, từ từ một giọt dịch vào giữa

dung dịch xacarozơ theo thứ tự nồng độ dung dịch từ thấp đến cao. Quan sát sự chuyển động của giọt dịch tế bào : nếu giọt dịch đi xuống thì có nghĩa là tỷ trọng của nó lớn hơn tỷ trọng dung dịch và ngược lại. Ta sẽ tìm được một dung dịch trong một ống nghiệm, cógiọt dịch đứng yên rồi tan dần giữa hai ống nghiệm: ống trước giọt dịch đi xuống, ống sau giọt dịch đi lên. Đó chính làống nghiệm chứa dung dịch xacarozơ có tỷ trọng bằng với tỷ trọng của dịch tế bào và cũng có nghĩa là nồng độ dung dịch này bằng nồng độ dịch tế bào. Kết luận: Tí nh áp suất thẩm thấu vànhận xét kết quả thu được.

Xác định cường độ thoát hơi nước bằng phương pháp cân nhanh 1.

Nguyên tắc của phương pháp

Thoát hơi nước làmột quátrình sinh líquan trọng. Đó là động lực trên- động lực hút nước từ rễ lên lá. Thoát hơi nước còn làm giảm nhiệt độ bề mặt lá. Vìvậy những cây ưa sáng thường có cường độ thoát hơi nước cao hơn những cây ưa bóng. Cường độ thoát hơi nước được tí nh bằng lượng nước thoát ra trên một đơn vị diện tí ch lá trong một đơn vị thời gian: gam nước/dm2.giờ 2.

Đối tượng vàdụng cụ thínghiệm

- Cành cây cónhiều lálấy từ các cây ngoài sáng vàcây trong bóng - Ông thuỷ tinh chữ U ; Cân kĩ thuật chính xác đến 0,01 gam - Bông không thấm nước ; Kéo hoặc dao sắc, Khoan lá; Đồng hồ bấm giây 3.

Các bước tiến hành Cách cắt cành lá: Uốn cành trong chậu nước, cắt đoạn cành ngập trong nước (theo

hình), sau đó đưa cành vào ống thuỷ tinh hì nh chữ U đã có sẵn nước, dùng bông bọc xung quanh cành vànút kín hệ thống. Xác định trọng lượng của cả cành cây vàống chữ U, gọi trọng lượng này là Po. Sau đó để lá thoát hơi nước dưới cùng một điều kiện nhiệt độ, ánh sáng, tốc độ gió.

10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH

Xác định trọng lượng của cành vàống chữ U trong thời gian 30, 60, 90 phút, ta được P30, P60, P90. Ta tính được lượng nước thoát của cành látrung bì nh của 1 phút như sau: Po - P30 Po - P60 Po - P90 ------------ + ---------- + ---------30 60 90 P = --------------------------------------------3 Tí nh diện tích lá: Dùng phương pháp cân: Cắt toàn bộ láthínghiệm, bỏ cuống, cân, gọi trọng lượng này làg. Dùng khoan lákhoan khoảng 10 - 30 bản lá(tuỳ thuộc vào kích thước của khoan). Cân các bản khoan này, gọi trọng lượng làg' . Tí nh diện tích các bản khoan ládựa trên ch láthínghiệm (S) sẽ là: đường kí nh của khoan, gọi diện tích này làS' (dm2). Diện tí S' . g S = ---------- (dm2) g' Cuối cùng cường độ thoát hơi nước (T) sẽ là: P . 60 T = ------------ (gam nước / dm2 . giờ) S 4.

Kết luận:

So sánh kết quả thínghiệm vànhận xét.