10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
Bài 1. Nhận biết một số thành phần hóa học của tế bào
I. MỤC TIÊU
1. Pha chế và sử dụng một số thuốc thử, hóa chất thơng 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 và không thuận nghịch.
3. Nhận biết tinh bột, saccharide, phân biệt đường no và đường khơng no (đường cịn và
khơng cịn tính khử).
4. Nhận biết lipid, chứng mình một số tính chất của triglyceride.
5. Rèn các kỹ năng thực hành:
-
Kỹ năng thực hành thí nghiệm, đức tính kiên nhẫn, để đạt được mục đích của mình.
Kỹ năng quan sát, ghi chép kết quả thí nghiệm
-
Kỹ năng thao tác thí nghiệm, bố trí thí nghiệm
-
Kỹ năng phân tích kết quả thí nghiệm
Kỹ năng báo cáo kết quả thực hành
II. CƠ SỞ KHOA HỌC
A. Nhận biết protein
Kết tủa protein bằng muối trung tính (kết tuả thuận nghịch)
+ (NH4)2SO4 là muối trung tính, vừa có tác dụng trung hịa 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 là kết 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) là một muối hữu cơ có tác dụng làm biến tính protein (thay đổi
tính tan, hoạt tính sinh học, cấu trúc,...), khi đó protein bị đơng tụ lại thành dạng keo khơng hịa
tan (kết tủa khơng 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 có khả 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 phá vỡ khi đun nóng.
Phân biệt đường đơn (glucozơ) và đường đôi (sacarozơ )
+ Phản ứng với thuốc thử Fehling, Benedict hay tráng gương đều là những phản ứng chứng
minh glucose có tính 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 AgNO 3 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 Cu 2+ 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–CH 2–(CHOH)4–CH=O, có chứa gốc
andehyte) hoặc các chất chứa gốc andehyte, thuốc thử này tạo kết tủa Cu 2O 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 đơi) khơng có tính khử nên khơng 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 Cu 2O 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 nhìn thấy rõ kết tủa Cu 2O (lẫn
với màu xanh của dung dịch nên không thấy màu đỏ gạch mà chuyển sang đỏ nâu, gần như đen).
Phản ứng tráng gương
+ Khi mới cho NH3 xảy ra phản ứng tạo và hòa tan kết tủa
AgNO3 + NH3 + H2O → AgOH↓ + NH4NO3
AgOH + 2NH3 → [Ag(NH3)2]OH
+ Khi cho glucose 5% vào và đun nóng:
HO – CH2 – (CHOH)4 – CH = O + 2[Ag(NH3)2]OH →
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
HO – CH2– (CHOH)4– COONH4 + 2Ag↓ + 3NH3↑ + H2O
C. Nhận biết lipid
Thí nghiệm về sự nhũ tương hóa
+ Bình thường mỡ khơng hịa tan trong nước
+ Khi có chất tạo nhũ tương (axit mật, xà phòng,...),mỡ bị phân ra thành các giọt nhỏ,
gọi là hiện tượng nhũ tương hóa.
Thí nghiệm 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 khơng chứa glyceryl (như sáp) thì sẽ khơng có phản
ứng này.
Phản ứng xà phịng hóa
+ Dưới tác dụng của kiềm NaOH, triglycerid bị xà phịng 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 xà phòng, 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 mơi trường bazơ làm phenol phtalein không màu chuyển
sang màu hồng.
+ Thêm dung dịch axit béo xảy ra phản ứng trung hịa NaOH dư làm màu hồng nhạt dần,
tiến tới khơng 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.
+ Bản sứ 6 giếng, cối chày sứ, chén thủy tinh, bình sắc ký.
+ 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. Ngun liệu, hóa chất
+ Lịng trắng trứng, tinh bột, dầu lạc, mỡ động vật
+ Ethanol 96%, ether ethylic
+ Glucose, sucrose
+ Tricloacetic acid (CCl 3–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 phịng
IV. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
1. Nhận biết protein
1.1.Kết tủa protein bằng muối trung tính (kết tuả thuận nghịch)
– Chuẩn bị:
+ Lịng trắng trứng pha lỗng: Lấy lịng 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 khơng bị hịa tan. Lọc bằng giấy lọc.
+ Ống nghiệm, pipet, đũa thủy tinh, giấy lọc.
– Tiến hành:
+ Cho vào ống nghiệm: 10ml lịng trắng trứng pha lỗng, 10ml dung dịch (NH 4)2SO4 bão
hịa, lắc đều (có thể 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 thích:
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 thích:?
2.2.Phân biệt đường đơn (glucơse) và đường đôi (sucrôse)
2.2.1. Phản ứng với thuốc thử Fehling
– Chuẩn bị:
+ Dung dịch glucose 1%, sucrose 1%, NaOH, tinh thể CuSO 4.5H2O, 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 CuSO 4.5H2O trong 10ml nước
cất (nếu dung dịch đục thì cần lọc). Dung dịch Fehling B: hòa tan 0,2g C 4H4O6NaK.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 tích Fehling A và 1 thể tích 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:?
– Giải thích:?
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–CH 2–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 CuSO 4 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 và 8 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 thích: ?
2.2.3.Phản ứng tráng gương
Chú ý: Khi tiến hành thí nghiệm 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 thích:?
3. Nhận biết lipid
3.1.Thí nghiệm về sự nhũ tương hóa
– Chuẩn bị:
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
+ Dầu lạc, dung dịch xà phịng lỗng 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 xà phịng lỗng (hoặc vài giọt dịch mật) vào ống B
+ Lắc đều cả 2 ống, quan sát hiện tượng.
– Kết quả: ?
– Giải thích:?
3.2.Thí nghiệm 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 ít KHSO4 (khoảng 200mg)
+ Lắc đều, đun nóng mạnh tới khi có khói trắng thốt ra
+ Lấy giấy lọc tẩm AgNO3/NH3 hơ vào miệng ống nghiệm đang thốt khói, quan sát hiện
tượng.
– Kết quả:?
– Giải thích: ?
3.3.Phản ứng xà phịng hóa
– Chuẩn bị:
+ Dầu lạc, dung dịch NaOH 0,5M trong ethanol 50%, dung dịch CaCl 2 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 thì lấy 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 CaCl 2 1%, lắc đều, quan sát hiện
tượng.
– Kết quả: ?
– Giải thích: ?
3.4.Sự tạo thành axit béo tự do
– Chuẩn bị:
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
+ Dịch xà phịng trong bình nón 50ml cịn thừa ở thí nghiệm trên, H 2SO4 đặc, ether ethylic,
NaOH 0,01%.
+ Ống nghiệm, pipet, giấy quỳ, đèn cồn.
– Tiến hành:
+ Thêm vài giọt H2SO4 đặc vào dung dịch xà phịng trong bình nón cho tới khi mơi trường
có pH axit (thử pH bằng giấy quỳ tím), quan sát hiện tượng.
+ Đun hỗn hợp đến sơi, xuất hiện lớp chất lỏng nổi trên bề mặt.
+ Tách riêng lớp chất lỏng nổi đó, hịa 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 có màu hồng.
+ Thêm từ từ dung dịch hịa tan trong ether ở trên, quan sát sự đổi màu dung dịch.
– Kết quả: ?
– Giải thích: ?
V. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO
1. Nhận biết protein
1.1.Kết tủa protein bằng muối trung tính (kết tuả thuận nghịch)
– Gợi ý phân tích kết quả:
+ Cả 2 lần thêm dung dịch (NH 4)2SO4 bão hòa và tinh thể (NH 4)2SO4 có thu được kết tủa
hay khơng? Kết tủa ở lần nào nhiều hơn?
+ Khi lắc kết tủa với nước cất thì hiện tượng xảy ra là gì?
+ 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 là gì?
– Nếu trong thí nghiệm ta thay dung dịch (NH 4)2SO4 bão hòa bằng nước cất thì thu được
kết quả thế nào? Ý nghĩa của thí nghiệm này là gì?
1.2.Kết tủa protein bằng axit hữu cơ
– Gợi ý phân tích kết quả: Xuất hiện kết tủa protein.
– Giải thích kết quả thu được.
– Kết luận rút ra là gì?
2. Nhận biết tinh bột, saccharid
2.1.Phản ứng màu của tinh bột với iod
– Gợi ý phân 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 thì sự biến đổi màu diễn ra thế nào? Thí nghiệm lặp lại đến
khoảng lần thứ 7–10 thì kết quả có thay đổi khơng? (Lưu ý: số lần có thể lặp lại phụ thuộc vào
việc đun nhẹ nhàng hay khơng).
+ Khi đun nóng kĩ dung dịch, làm lạnh trở lại, dung dịch có cịn màu xanh khơng?
– Giải thích kết quả thu được.
– Kết luận rút ra là gì?
2.2. Phân biệt đường đơn (glucose) và đường đơi (sucrose)
– Gợi ý phân tích kết quả:
+ Ống nào (A hay B) xuất hiện kết tủa? Màu kết tủa là màu gì?
+ Theo lý thuyết thì màu kết tủa là màu gì? Tại sao thực tế màu kết tủa lại khác?
– Giải thích kết quả thu được.
– Kết luận rút ra là gì?
2.3. Phản ứng Benedict
– Gợi ý phân tích kết quả: Dung dịch chuyển màu như thế nào? Nếu sử dụng glucose 1%
thì có thể thấy kết tủa màu gì?
– Giải thích kết quả thu được.
– Kết luận rút ra là gì?
(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.Thí nghiệm về tính tan của mỡ
– Gợi ý phân tích kết quả:
Ống
nghiệm
Ngun liệu, hóa chất
Ống A
2ml nước cất + dầu lạc
?
?
Ống B
2ml ethanol + dầu lạc
?
?
Ống C
2ml benzen + dầu lạc
?
?
Tính tan
Màu của
dung dịch
Tính tan
Kết quả thí
nghiệm
– Giải thích kết quả thu được.
– Kết luận rút ra là gì?
3.2. Thí nghiệm về sự nhũ tương hóa
– Gợi ý phân tích kết quả:
Ống
nghiệm
Ống A
Ngun liệu, hóa chất
4ml nước cất + 3 – 5 giọt dầu
?
?
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
lạc
Ống B
4ml nước cất + 3 – 5 giọt dầu
lạc + 0,5ml xà phòng 2%
?
?
– Giải thích kết quả thu được.
– Kết luận rút ra là gì?
3.3. Thí nghiệm chứng minh mỡ chứa gốc glyceryl (trong triglycerid)
– Gợi ý phân tích kết quả:
+ Khi đun nóng dầu với chất lấy nước, có mùi gì đặc biệt ? Tại sao có khói trắng thốt ra?
+ Chú ý quan sát màu sắc trên tờ giấy lọc tẩm AgNO 3/NH3 hơ vào miệng ống nghiệm đang
thốt khói.
+ Nếu thay dầu lạc bằng lipid không chứa glyceryl (như sáp) thì sẽ có phản ứng này hay
khơng? Tại sao?
– Giải thích kết quả thu được.
– Kết luận rút ra là gì?
3.4. Phản ứng xà phịng hóa
– Gợi ý phân tích kết quả:
+ Sau khi đun cạn khơ bình nón, thêm nước cất vào lắc sẽ được dung dịch có màu như thế
nào? Có tạo bọt khơng? Đó là dung dịch gì?
+ Thêm CaCl2 vào dung dịch đó thì có tạo thành kết tủa hay khơng?
– Giải thích kết quả thu được.
– Kết luận rút ra là gì?
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
-
Kỹ năng đo đếm thời gian cho các phản ứng xúc tác bởi enzyme
-
Kỹ năng chuẩn độ
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
-
Kỹ năng phân tích kết quả thí nghiệm
-
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 và chuyển 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, ngồi ra hầu như
khơng 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 có xảy ra
phản ứng tạo NH3, làm giấy quỳ chuyển sang xanh, cịn ống B khơng xảy ra phản ứng.
Tính đặc hiệu của α–amylase nước bọt và sucrase nấm men
+ Sucrase được xem là có tính đặc hiệu tương đối: nó khơng chỉ thủy phân liên kết β–
glycozit của sucrose mà còn 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 trí phân 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 là glucose, trong khi sucrase khơng 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 và D: sucrase không thủy phân được tinh bột, nhưng thủy phân liên kết α–1,2glycosid của đường sucrose tạo thành đường glucose có tính khử, do đó ống C âm tính với thuốc
thử Fehling, cịn 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 37–40 0C, ngoài
giới hạn này hoạt độ đều giảm, đặc biệt khi đun nóng trên 700C các enzyme đều bị bất hoạt hồn
tồn.
+ Do đó nếu tinh bột khơng 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.
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
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.
+ pH thích hợp cho hoạt độ của enzyme α–amylase nước bọt ở vùng trung tính (gần 7) do
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 thích và kìm hãm
+ Các ion kim loại nặng, kim loại trung bình (như Cu 2+) có tác dụng kìm hãm hoạt độ của
α–amylase nước bọt, trong khi các ion kim loại kiềm (như Na +) có tác dụng kích thích hoạt độ
α–amylase nước bọt.
C. Xác định hoạt độ của một số enzyme
Xác định hoạt độ của catalase
– Nguyên tắc:
+ Catalase là enzyme xúc tác cho phản ứng:
2H2O2 → O2 + 2H2O (1)
+ Ta định lượng catalase bằng KMnO4 để xác định lượng H2O2 trước và sau 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):
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 và lấy để xác định.
a – Số gam nguyên liệu lấy nghiên cứu.
1,7 – Hệ số phản ứng tính theo H2O2 tính theo phản ứng (2)
+ Số đơn vị catalase trong 1g khoai tây trên 1 micromol H2O2 bị phân giải sau 1 phút:
Trong đó:
30 – Thời gian enzyme tác dụng
0,034 – Khối lượng 1μmol H2O2
+ Trong thí nghiệm này sử dụng phương pháp chuẩn độ ngược, dùng dung dịch KMnO 4
0,1N để xác định lượng H2O2 trước và sau khi enzyme tác dụng, từ đó tính được lượng H 2O2 đã
bị phân giải
5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + K2SO4 + 5O2 + 8H2O
Chuẩn độ cho tới khi xuất hiện màu hồng bền chính là màu KMnO4 dư.
+ Bình thí nghiệm cho enzyme tác dụng, cịn bình đối chứng với enzyme bị bất hoạt, không
xảy ra phản ứng phân giải H2O2
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
Xác định hoạt độ của urease
– Nguyên tắc: Dùng phương pháp chuẩn độ để xác định lượng NH 3 được tạo thành từ urea
dưới tác dụng của urease.
+ 1ml HCl 0,1N tương ứng với 1,4mg N 2. 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 tính theo cơng
thức:
Trong đó:
A, B – Thể tích HCl 0,1N đã dùng để chuẩn độ bình 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):
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 khơng, máy ly tâm
3. Ngun 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.
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
IV. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
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
+ Có thể đặt cả 2 ống vào 370C trong 5 – 10 phút, quan sát hiện tượng.
– Kết quả:?
– Giải thích: ?
1.2.Tính đặc hiệu của α–amylase nước bọt và saccarozơ 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 và B: 2ml dung dịch tinh bột/ống; ống C và D: 2ml
dung dịch saccarozơ/ống.
+ Thêm vào ống A và C: 0,5ml dung dịch nước bọt; ống B và D: 0,5ml dung dịch sucrase
nấm men.
+ Lắc đều các ống, giữ ở 37–400C trong 10 phút.
+ Làm lạnh ống A và B, thêm vài giọt thuốc thử Lugol và quan sát hiện tượng.
+ Thêm thuốc thử Fehling vào ống C và D, đun nóng và quan sát hiện tượng.
– Kết quả: ?
– Giải thích: ?
2. Tính 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%.
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
+ Đặt ống A vào nồi cách thủy đang sôi, đặt ống B vào tủ ấm 37 0C, 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 và nước 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 và C có màu 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, Na 2HPO4 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 (ký hiệu từ A đến G), cho vào các ống thể tích Na 2HPO4 1/15M
và KH2PO4 1/15M như ghi trong bảng, lắc đều.
Ố
ng
nghiệ
m
A
B
C
D
E
F
G
Thể tích
Na2HPO4 (ml)
0,1
0,3
1,0
2,5
3,5
4,5
4,9
Thể tích
NaH2PO4 (ml)
4,9
4,7
4,0
2,5
1,5
0,5
0,1
pH
5,3
5,6
6,2
6,8
7,2
7,7
8,4
+ 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 tính với Lugol thì cho vào mỗi
ống 3 giọt thuốc thử Lugol, lắc đều.
– Kết quả: Sau 13 phút?
– Giải thích: ?
2.3.Ảnh hưởng của các chất kích thích và kìm hãm
– Chuẩn bị:
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
+ Dung dịch nước bọt pha loãng 20 lần, dung dịch tinh bột 0,5%, NaCl 1%, CuSO 4 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 và 0,2ml
NaCl 1%, ống C: 0,8ml nước cất và 0,2ml 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 thích: ?
3. Xác định hoạt độ của một số enzyme
3.1.Xác định hoạt độ của catalase
– Chuẩn bị:
+ Khoai tây, cát, bột CaCO 3, 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, bình 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 và một ít CaCO3 để trung hịa dung dịch chiết (đến khi ngừng tạo bọt CO 2), 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 H 2O2 0,1%, giữ ở
300C trong 30 phút, thêm 5ml H2SO4 10% và chuẩn độ bằng KmnO4 0,1N đến khi xuất hiện màu
hồng bền trong 1 phút.
+ 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 H 2O2 0,1% và tiếp tục làm
như bình A.
– Kết quả: ?
– Giải thích: ?
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, bình nón 100ml, tủ ấm 300C, nồi cách thủy 1000C
– Tiến hành:
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
+ Lấy hai bình nón 100ml, cho vào mỗi bình 10ml urease.
+ Giữ ngun bình A, đun sơi bình B 2–3 phút rồi hạ xuống nhiệt độ phịng.
+ 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 có màu tím nhạt.
– Kết quả: ?
– Giải thích: ?
V. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO
1. Nhận biết một số enzyme
Nhận biết amylase
– Gợi ý phân 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 và dãy giếng trên bản sứ lấy hỗn hợp phản ứng từ ống B rồi ghi kết quả
vào bảng sau:
Ống
nghiệm
Ống A
Ống B
01
phút
?
?
02
phút
?
?
04
phút
?
?
06
phút
?
?
08
phút
?
?
10
phút
?
?
So sánh kết quả ở các mẫu nước bọt khác nhau, cùng một thời gian nhưng màu sắc có
giống nhau khơng? Ngun nhân của hiện tượng đó là gì?
+ Thử bằng Fehling: ống nào xuất hiện kết tủa? Màu sắc kết tủa là màu gì? Giải thích kết
quả thu được.
– Kết luận rút ra là gì?
2. Tính đặc hiệu của enzyme
2.1. Tính đặc hiệu của urease
– Gợi ý phân tích kết quả:
Ống
nghiệm
Thí nghiệm
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.
?
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
– Giải thích kết quả thu được.
– Kết luận rút ra là gì?
2.2.Tính đặc hiệu của α–amylase nước bọt và sucrase nấm men
– Gợi ý phân tích kết quả:
Ống
nghiệ
m
Thí nghiệm
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 –
?
0
40 C trong 10 phút. Thêm thuốc thử
Fehling. Đun nóng.
– Giải thích kết quả thu được.
– Kết luận rút ra là gì?
2.3. Tính chất của enzyme
2.3.1.Ảnh hưởng của nhiệt độ
– Gợi ý phân tích kết quả:
Ống
nghiệ
m
Thí nghiệm
xảy ra
2ml dung dịch tinh bột 1% . Đặt ống A
Ống A
?
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
?
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
Hiện tượng
lên nước đá, giữ ống ở nhiệt độ tương ứng
trong 15 phút.
?
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
– Giải thích kết quả thu được.
– Kết luận rút ra là gì?
2.3.2.Ảnh hưởng của pH mơi trường
– Gợi ý phân tích kết quả:
Ống
nghiệ
m
A
B
C
D
E
F
G
Thể tích
Na2HPO4
(ml)
0,1
0,3
1,0
2,5
3,5
4,5
4,9
Thể tích
NaH2PO4
(ml)
4,9
4,7
4,0
2,5
1,5
0,5
0,1
pH
5,3
5,6
6,2
6,8
7,2
7,7
8,4
Màu với
thuốc thử
Lugol sau 3
phút
?
?
?
?
?
?
?
– 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 thì ống nào cho phản ứng âm tính với
Lugol? Khi cho vào mỗi ống 3 giọt thuốc thử Lugol, lắc đều sau 13 phút thu được kết quả như
thế nào?
– Giải thích kết quả thu được.
– Kết luận rút ra là gì?
2.3.3.Ảnh hưởng của các chất kích thích và kìm hãm
– Gợi ý phân tích kết quả:
Ống
nghiệ
m
Thí nghiệm
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 và 0,2ml 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 và 0,2ml CuSO 4 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.
?
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
– Giải thích kết quả thu được.
– Kết luận rút ra là gì?
Bài 3. Quan sát tế bào dưới kính hiển vi
Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh
I. MỤC TIÊU
1- Học sinh biết cách làm tiêu bản tạm thời của tế bào thực vật để quan sát hình dạng tế
bào.
2- Học sinh có thể quan sát được các thành phần chính của tế bào, hiện tượng co nguyên
sinh và phản co nguyên sinh củng cố kiến thức về sự trao đổi chất qua màng tế bào.
3- Học sinh có thể làm được thí nghiệm quan sát hiện tượng co và phản 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 thí nghiệm.
II. CƠ SỞ KHOA HỌC
1. Thẩm thấu là cách 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 và màng tế bào
chất có tính thấm nước nên các phân tử nước có thể đi vào hay đi ra khỏi tế bào
- Tính trương của dung dịch là khả 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 nó so với nồng độ các chất đó bên trong tế bào.
- Dung dịch ưu trương là dung dịch có nồng 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 có nồng 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 có nồng 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 và phản co nguyên sinh phản ánh sự cân bằng nước ở tế bào
thực vật (tế bào có thành tế bào)
- Co nguyên sinh là khi đặt tế bào thực vật trong dung dịch ưu trương thì tế bào bị mất
nước và khối 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
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
1. Thiết bị:
Kính 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. Hoá chất:
Nước cất, dung dịch NaCl 1% và 0,9%.
Nếu chuẩn bị các dung dịch ưu trương khác (KNO 3 hoặc đường) thì khơng nên để nồng độ
q cao sẽ làm co nguyên sinh quá nhanh không kịp quan sát
3. Mẫu vật:
Củ hành tươi (hoặc lá thài lài tía).
IV. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
1. Qui trình sử dụng và bảo quản kính hiển vi.
- Kỹ thuật lấy ánh sáng: Nếu là kính hiển vi dùng nguồn sáng ngồi thì cần điều chỉnh
gương chiếu sáng; nếu là kính hiển vi dùng điện thì hướng dẫn các em vị trí cơng tắc và nút điều
chỉnh cường độ ánh sáng
- Đặt và cố định tiêu bản trên bàn kính sao cho mẫu vật nằm đúng trung tâm, dùng kẹp giữ
tiêu bản.
- Quan sát: mắt nhìn vào thị kính (nếu là kính 2 mắt thì cần phải quan sát bằng cả 2 mắt),
dùng tay điều chỉnh ốc sơ cấp (ốc to) sao cho quan sát thấy rõ vật 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 kính xuống
gần chạm vào tiêu bản thì dừng lại rồi bắt đầu vừa quan sát vừa chỉnh vật kính lên cho tới khi
quan sát rõ mẫu vật). Dể nhìn rõ nhất hình ảnh của mẫu vật co thể điều chỉnh ốc vi cấp (ốc nhỏ).
- Nghiêm cấm học sinh không được sờ tay vào vật kính và thị kính, khơng 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. Ln bê kính 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 thí nghiệm quan sát được rõ cần
tách lớp biểu bì càng mỏng càng tốt, nếu khơng tách được mỏng thì các lớp tế bào chồng lên
nhau rất khó quan sát.
- Đặt miếng biểu bì trên lam kính đã nhỏ sẵn một giọt nước, đậy lamen và quan sát cấu trúc
tế bào. Lưu ý học sinh kỹ thuật đậy lamen để tiêu bản khơng bị lẫn nhiều bọt khí và vị trí của
mẫu ở vị trí trung tâm của lam kính
3. Quan sát hiện tượng co nguyên sinh và phản co nguyên sinh
- Nhỏ vào mép lamen một giọt nước muối NaCl 1%. Giữ nguyên tiêu bản ở vị trí này,
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
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
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 trí này, 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 tích của tế bào chất và các khơng 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. Thí nghiệm đối chứng
Giết chết tế bào bằng cách hơ lam kính trên ngọn lửa đèn cồn và lặp lại thí nghiệm, 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 và giải thích.
V. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO
1. Học sinh vừa quan sát và vẽ
- Hình dạng tế bào và chú thích các thành phần cấu trúc chính của tế bào
- Hình dạng của tế bào khi xảy ra hiện tượng co nguyên sinh và phản co nguyên sinh
2. So sánh kết quả thí nghiệm 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 quá trình lên men.
2- Giúp học sinh rèn kỹ năng sắp xếp và bố trí thí nghiệm, tiến hành được các bước của thí
nghiệm.
II. CƠ SỞ KHOA HỌC
1. Lên men bao gồm đường phân và các 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. Có nhiều
kiểu lên men, chỉ khác nhau ở sản phẩm cuối cùng, hai kiểu phổ biến là lên men etilic (lên men
rượu) và lên men lactic.
2. Lên men là kiểu hô hấp khác với các kiểu hô hấp khác là sản phẩm tạo ra là các hợp chất
hữu cơ và năng lượng tạo ra rất ít.
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
3. Trong q trình lên men etilic, pyruvat bị biến đổi thành ethanol theo hai bước. Bước đầu
là giải phóng CO2 từ pyruvat và pyruvat bị biến đổi thành hợp chất có 2-cacbon acetaldehyt,
ethanol.
4. Nhiều vi khuẩn tiến hành lên men rượu trong điều kiện kị khí và nấm men rượu cũng lên
men rượu.
III. THIẾT BỊ – HĨA CHẤT- MẪU VẬT
Cho 1 nhóm thí nghiệm:
- Bình thủy tinh 500 – 1000 ml
- 3 ống nghiệm, có đánh số
- Bánh men được giã nhỏ là lấy phần bột mịn (2 – 3g)
- Dung dịch đường kính (sacaroz) 10%
- 200 ml nước lã đun sơi để nguội
IV. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
1. Yêu cầu học sinh pha 200 – 500 ml dung dịch đường 8% - 10% chuẩn bị vào bình thủy
tinh hình trụ.
2. Giáo viên cần chuẩn bị một bộ thí nghiệm gồm 3 ống nghiệm để làm mẫu trước khi cho
học sinh thí nghiệm khoảng 4 h trước theo trình tự:
- Cho vào đáy mỗi ống nghiệm số 2 và số 3 khoảng 1g bột bánh men
- Đổ nhẹ theo thành ống 10 ml dung dịch đường vào mỗi ống 1 và 2
- Đổ nhẹ theo thành ống 10 ml nước sôi để nguội vào ống nghiệm 3
- Dùng giấy mềm hoặc nilon buộc kín miệng các ống nghiệm.
3. Giáo viên cho học sinh quan sát bộ thí nghiệm đã chuẩn bị trước và yêu cầu học sinh
quan sát hiện tượng xảy ra.
4. Giới thiệu các dụng cụ thí nghiệm và yêu cầu học sinh bố trí thí nghiệm từ các dụng cụ
và nguyên 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 thí nghiệm.
V. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO
1. Viết phương trình lên men etilic
2. Quan sát thí nghiệm và điền các nhận xét vào bảng (có +; khơng có -)
Nhận xét
Có bọt khí
Có mùi rượu
Có mùi bánh men
Có vị đường
ống nghiệm 1
?
?
?
?
ống nghiệm 2
?
?
?
?
ống nghiệm 3
?
?
?
?
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
3. Yêu cầu học sinh kết luận về các điều kiện của quá trình lên men và nêu nguyên liệu và sản
phẩm của quá trình lên men etilic.
Bài 5. TÌM HIỂU HOẠT ĐỢNG 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
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
hcmơn có thể làm tăng hay giảm nhịp và lực co tim.
Có hai đơi 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 đơi 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)
10 BÀI THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH SINH
-
Khay mổ, kim găm ếch
-
Bơng 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 vơn.
-
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 THÍ NGHIỆM
1. Quan sát hoạt động của tim ếch
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 hồn tồn.
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.