thí nghiệm thực hành trường thpt môn sinh học chương trình phát triển giáo dục trung học 2011

Có hai quan niệm sai lầm cần tránh là: - Chỉ khi nào có đủ trang thiết bị, hóa chất, mẫu vật như trong tài liệu thì mới có thể tiến hành thí nghiệm thực hành sinh học được.. Giáo viên có

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

Môn Sinh học

(Tài liệu lưu hành nội bộ)

Hà Nội, tháng 9 năm 2011

CHƯƠNG TRÌNH PHÁT TRIỂN GIÁO DỤC TRUNG HỌC

VỤ GIÁO DỤC TRUNG HỌC

Nhóm tác giả biên soạn tài liệu

Biên tập nội dung

TS Ngô Văn Hưng

Lời nói đầu

Nhằm triển khai Đề án phát triển hệ thống trường THPT chuyên giai đoạn

2010 - 2020, với mục tiêu nâng cao chất lượng dạy học trong các trường THPT chuyên và phát triển chuyên môn cho giáo viên chuyên sinh, Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức biên soạn tài liệu “Thí nghiệm thực hành trường THPT môn Sinh học” Để đáp ứng yêu cầu đổi mới dạy học tăng cường dạy thí nghiệm thực hành và thi chọn học sinh giỏi sinh học THPT, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã mời các cán bộ quản lý chỉ đạo dạy học, các giảng viên đại học và các nhà khoa học, giáo viên trực tiếp giảng dạy chương trình chuyên sinh học có nhiều thành tích trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi và nghiên cứu khoa học, tham gia viết tài liệu này Cấu trúc tài liệu gồm có:

Phần 1 Giới thiệu chung về thí nghiệm thực hành môn Sinh học

Phần 2 10 bài thí nghiệm thực hành môn Sinh học Mỗi bài được viết theo cấu trúc:

- Mục tiêu

- Cơ sở khoa học

- Thiết bị, hóa chất, mẫu vật

- Tiến hành thí nghiệm

- Phân tích kết quả và lập báo cáo

- Câu hỏi đánh giá và mở rộng vấn đề

Phần 3 Phụ lục (giới thiệu một số bài thi thực hành của IBO)

Mặc dù tài liệu được viết rất công phu, Tiểu ban thẩm định môn Sinh học đọc góp ý và biên tập nội dung nhưng khó tránh khỏi còn có những sơ sót nhất định Các tác giả mong nhận được góp ý của quý thầy cô giáo và độc giả khi sử dụng tài liệu

Trân trọng cám ơn Tiểu ban thẩm định và bạn đọc

Thay mặt các tác giả

TS Ngô Văn Hưng

Mục lục

Trang Lời nói đầu 3

Mục lục 4

Hướng dẫn sử dụng tài liệu 5

Phần 1 Giới thiệu chung về thí nghiệm thực hành môn Sinh học 7

Vai trò của dạy học thực hành đối với học sinh trường THPT chuyên 7

Thực trạng thí nghiệm thực hành môn Sinh học THPTvà các giải pháp cải tiến thực trạng 8

Những yêu cầu cần thiết dạy thực hành sinh học có hiệu quả 9

An toàn thí nghiệm thực hành sinh học 13

Yêu cầu về kỹ năng thực hành sinh học (theo IBO) 30

Phần 2 10 bài thí nghiệm thực hành môn Sinh học 34

Bài 1 Nhận biết một số thành phần hóa học của tế bào 34

Bài 2 Ảnh hưởng nhiệt độ, pH, các chất kìm hãm lên hoạt độ của enzym Xác định hoạt độ của một số enzyme 50

Bài 3 Quan sát tế bào dưới kính hiển vi 64

Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh

Bài 4 Thực hành lên men etilic 69

Bài 5 Tìm hiểu hoạt động của tim ếch 73

Bài 6 Thí nghiệm về điện sinh học 80

Bài 7 Chiết rút sắc tố từ lá Xác định tính cảm quang của clorophin 85

Bài 8 Chứng minh quá trình hô hấp tỏa nhiệt mạnh 91

Bài 9 Quan sát các dạng đột biến NST trên tiêu bản cố định hay trên tiêu bản tạm thời 94

Bài 10 Tính độ phong phú của loài và kích thước quần thể 110

Phần 3 Phụ lục 123

Phụ lục 123

Tài liệu tham khảo 163

Thông tin về tác giả 165

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG TÀI LIỆUCuốn tài liệu này được sử dụng cùng với cuốn “Tài liệu bồi dưỡng phát triển chuyên môn cho giáo viên trường THPT chuyên năm 2011 môn Sinh học” của Bộ GDĐT (tháng 7 năm 2011)

Có hai quan niệm sai lầm cần tránh là:

- Chỉ khi nào có đủ trang thiết bị, hóa chất, mẫu vật như trong tài liệu thì mới có thể tiến hành thí nghiệm thực hành sinh học được Năm đầu tiên

có thể chọn những thí nghiệm thực hành phù hợp với điều kiện của địa phương để thực hiện trước (ví dụ như bài nhận biết các chất hữu cơ trong

tế bào, bài quan sát tế bào, bài lên men, bài chiết rút sắc tố, quan sát tiêu bản NST,…) đồng thời có kế hoạch khắc phục khó khăn, trở ngại để thực hiện hết các nội dung thực hành trong những năm sau

- Sẽ sai lầm nếu cho rằng chỉ cần thực hiện như nội dung các bài thực hành trong tài liệu là tốt rồi Những nơi có điều kiện về trang thiết bị và giáo viên có thể mở rộng nội dung bài thực hành Ví dụ bài 1 có thể 5ung nội dung nhận biết 5ung5ic và axit 5ung5ic; bài 3 có thể 5ung nội dung đếm số lượng tế bào; … Trong cuốn “Tài liệu bồi dưỡng phát triển chuyên môn cho giáo viên trường THPT chuyên năm 2011 môn Sinh học” có giới thiệu rất nhiều bài thực hành khác nữa

Để sử dụng tài liệu hiệu quả nhất xin lưu ý mấy điểm sau:

- Đọc kĩ nội dung phần 1: “Giới thiệu chung về thí nghiệm thực hành

môn Sinh học” Giáo viên và học sinh phải tường minh những yêu cầu cần

thiết dạy thực hành sinh học có hiệu quả, quy trình một bài thực hành sinh học, quy tắc làm việc trong phòng thí nghiệm, và đặc biệt là “yêu cầu về kĩ năng thực hành sinh học”.

- Đọc kĩ nội dung từng bài thực hành ở phần 2, căn cứ vào thực tiễn địa phương để quyết định mục tiêu cụ thể cho từng nội dung thực hành thí nghiệm đã chọn cho dạy học hay thi tuyển học sinh giỏi Khi chọn nội dung thực hành cần tính đến thời gian hoàn thành cho mỗi nội dung đó để

bố trí dạy học hay thi cử cho hợp lý

- Nghiên cứu kĩ phần cơ sở khoa học của thí nghiệm thực hành Đây chính là căn cứ để giải thích các hiện tượng quan sát được trong thí nghiệm Giáo viên có thể dành thời gian hướng dẫn (hoặc kiểm tra) học sinh nội dung này.

- Giáo viên phải tìm hiểu và chuẩn bị đầy đủ thiết bị, hóa chất, mẫu vật yêu cầu trong mỗi thí nghiệm thực hành (chú ý: có thể thay thế thiết bị, hóa chất, mẫu vật sẵn có của địa phương mà không nhất thiết phải đúng như trong tài liệu đã viết; để kích thích tư duy của học sinh có thể thay đổi

số liệu khác với hướng dẫn trong tài liệu rồi yêu cầu học sinh giải thích vì sao kết quả thí nghiệm lại khác so với trong tài liệu) Trước khi thực hành nhất định học sinh phải thành thạo các bước: kiểm tra dụng cụ thiết bị, hóa chất, mẫu vật; trình tự các bước làm thí nghiệm thực hành

- Trong mỗi bài thí nghiệm thực hành, giáo viên cần nghiên cứu thật

kĩ nội dung “phân tích kết quả và báo cáo” để hướng dẫn học sinh ghi chép kết quả thực hành, xử lí các số liệu thu được, trình bày báo cáo

- Phần câu hỏi đánh giá và mở rộng vấn đề là những gợi ý bước đầu Trong thực tiễn dạy học thực hành giáo viên có thể đưa thêm nhiều tình huống mới để kích thích tư duy cho học sinh, thậm chí lấy ngay tình huống

cụ thể trong buổi thực hành để học sinh phân tích, thảo luận Chú ý tham khảo các bài thi thực hành của IBO được giới thiệu ở phần phụ lục

- Giáo viên và học sinh có thể vào trang WEB của bộ môn Sinh học: http://sites.google.com/site/diendanchuyensinh để tải về những tư liệu và bài thực hành đã được quay băng

Cuối cùng nếu trong quá trình thực hiện có gặp khó khăn gì thì liên hệ với chúng tôi theo địa chỉ trong mục “Thông tin về tác giả” ở cuối tài liệu

Phần 1 Giới thiệu chung về thí nghiệm thực hành môn Sinh học

I Vai trò của dạy học thực hành đối với học sinh trường THPT chuyên

“… Không thể hình dung được việc giảng dạy sinh vật học trong nhà

trường mà lại không có quan sát, không có thí nghiệm học tập.” B.P

Exipốp (trong cuốn những cơ sở của LLDH) Quan sát và thí nghiệm là các

phương pháp nghiên cứu cơ bản của khoa học tự nhiên, của các môn khoa học thực nghiệm, trong đó có sinh học Sinh học là một khoa học đã và sẽ không thể phát triển được nếu không có quan sát, thí nghiệm

Quan sát và thí nghiệm đã tạo khả năng cho các nhà khoa học phát hiện và khai thác các sự kiện, hiện tượng mới, xác định những quy luật mới, rút ra những kết luận khoa học và tìm cách vận dụng vào thực tiễn.Đối với quá trình dạy học các môn khoa học tự nhiên, khoa học thực nghiệm, quan sát và thí nghiệm cũng là phương pháp làm việc của học sinh (HS), nhưng với HS những bài tập quan sát hoặc các thí nghiệm được giáo viên (GV) trình bày hay do chính các em tiến hành một cách độc lập (thực hành quan sát, thí nghiệm của HS) dưới sự tổ chức, hướng dẫn của GV thường để giải quyết những vấn đề đã biết trong khoa học, rút ra những kết luận cũng đã biết tuy vậy đối với các em HS vẫn là mới

Thông qua quan sát, thí nghiệm, bằng các thao tác tư duy phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa và khái quát hóa giúp các em xây dựng các khái niệm Bằng cách đó các em nắm kiến thức một cách vững chắc và giúp cho

tư duy phát triển

Quan sát và thí nghiệm đòi hỏi phải có những thiết bị dạy học như tranh ảnh, mô hình, các mẫu vật tự nhiên và các phương tiện thiết bị phục

vụ cho việc tiến hành các thí nghiệm

Quan sát và thí nghiệm không chỉ cho phép HS lĩnh hội tri thức một cách sâu sắc, vững chắc mà còn tạo cho các em một động lực bên trong, thúc đẩy các em thêm hăng say học tập

Tục ngữ có câu “Trăm nghe không bằng một thấy”, đủ nói lên vai trò

của quan sát thí nghiệm Người Ấn Độ và người Trung Hoa cũng đã nói:

“Nghe thì quen, nhìn thì nhớ, làm thì hiểu”

Những phân tích trên đây không chỉ cho chúng ta thấy rõ tầm quan trọng của thí nghiệm thực hành mà còn nhấn mạnh đến phương pháp sử dụng các thí nghiệm thực hành đó để có thể đạt được hiệu quả cao đáp ứng mục tiêu dạy học hiện nay của sự nghiệp giáo dục

II Thực trạng thí nghiệm thực hành môn Sinh học THPTvà các giải pháp cải tiến thực trạng

Hiện nay số lượng và chất lượng thí nghiệm thực hành sinh học chưa đáp ứng được yêu cầu của việc dạy học nói chung và đặc biệt là yêu cầu việc đổi mới dạy học nói riêng Tình trạng đó có thể có nhiều nguyên nhân, phần vì kinh phí cho khu vực này còn hạn hẹp tuy đã có nhiều cố gắng, phần vì trách nhiệm của nhà sản xuất (còn mà không dùng được, dùng được thì cũng chóng hỏng), phần vì thiếu một sự quản lí chỉ đạo, động viên những người tốt, việc tốt trong sử dụng và cải tiến sáng tạo thí nghiệm thực hành sinh học hiện có Như đã phân tích, hiệu quả dạy học còn tùy thuộc vào phương pháp sử dụng các thí nghiệm thực hành Nếu một bức tranh, một thí nghiệm chỉ được sử dụng để minh họa và củng cố những điều GV đã trình bày đầy đủ về phương diện lý thuyết sẽ hạn chế tư duy sáng tạo của HS, HS hầu như không thu lượm được thêm gì về kiến thức, nếu không phải chỉ để rèn luyện kĩ năng quan sát, thí nghiệm

Nhưng nếu được sử dụng theo con đường tìm tòi nghiên cứu (khám phá) để đi đến kiến thức cần lĩnh hội (kiến thức mới) sẽ có ý nghĩa khác biệt cơ bản so với loại hình thí nghiệm nêu trên, nó giúp HS có điều kiện,

cơ hội phát triển tư duy sáng tạo – một phẩm chất và năng lực cần có ở con người mới mà nhà trường có trách nhiệm đào tạo

Đi theo con đường này, sau khi đã hiểu được nhiệm vụ cần làm sáng

tỏ (mục đích của thí nghiệm) bằng tư duy tích cực, HS sẽ hình thành được các giả định (trong nghiên cứu khoa học đây chính là bước xây dựng giả thuyết về vấn đề nghiên cứu từ sự nảy sinh câu hỏi: “Điều gì sẽ xảy ra nếu…?”) Câu hỏi được hình thành từ những liên tưởng dựa trên vốn kiến thức và kinh nghiệm đã có của HS

Khi giả định được hình thành, trong đó hàm chứa con đường phải giải quyết, HS xây dựng kế hoạch giải quyết để chứng minh cho giả định đã

nêu Hai bước nêu giả định và xây dựng kế hoạch giải quyết chứng minh cho giả định là hai bước đòi hỏi tư duy tích cực và sáng tạo Đây là những

cơ hội rèn luyện tu duy sáng tạo cho HS rất tốt, là giai đoạn tiến hành thí nghiệm tưởng tượng (“thí nghiệm trong tư duy”) định hướng cho hành động thí nghiệm tiếp theo dựa trên kế hoạch đã được HS thiết kế (kế hoạch

dự kiến) Cuối cùng, căn cứ vào kết quả của thí nghiệm, HS rút ra kết luận, nghĩa là HS lĩnh hội được kiến thức từ thí nghiệm một cách chủ động (mà không phải do thày truyền đạt và HS tiếp thu một cách thụ động)

Hiện nay hầu hết các bài thực hành thí nghiệm sinh học ở THPT trong chương trình và SGK được bố trí ở cuối mỗi chương chỉ mang tính chất củng cố minh họa cho các kiến thức lý thuyết đã được trình bày trong các bài học của chương trình dưới hình thức phần lớn là “bày sẵn” từng bước cho HS Hơn nữa số tiết thực hành quy định trong chương trình và SGK cũng còn rất hạn chế Rồi đây, chắc chắn số tiết này có thể sẽ được nâng lên cho phù hợp với xu thế chung của giáo dục thế giới và tương ứng với tính chất của các môn khoa học thực nghiệm

Trước mắt trong khi chờ đợi, đòi hỏi lòng nhiệt tâm vì sự nghiệp giáo dục của các thầy cô đang tiến hành các bài thực hành hiện có theo phương thức mới ở những nội dung phù hợp và cũng có thể bổ sung thêm các thí nghiệm thực hành sinh học vào các tiết dạy khi có thể và có điều kiện thích hợp

Trong tài liệu này, ngoài một số thí nghiệm thực hành đã quen làm, chúng tôi sẽ giới thiệu một số bài thí nghiệm thực hành có tính gợi ý để các đơn vị tham khảo và vận dụng trong điều kiện có thể, cũng có thể tiến hành hình thức ngoại khóa hoặc đi đến các cơ sở có điều kiện về trang thiết

bị thí nghiệm thực hành sinh học để học tập

III Những yêu cầu cần thiết dạy thực hành sinh học có hiệu quả

Dạy thực hành, mục đích chính lx à rèn các kỹ năng thao tác chân

tay, các đức tính kiên nhẫn, biết chấp nhận thử thách và tự tìm cách vượt qua các thách thức để đạt được mục tiêu của mình Vì vậy học sinh phải tự

mình làm thí nghiệm cho dù các thao tác ban đầu còn vụng về và có thể thất bại Như vậy, nếu quan niệm thực hành chỉ là minh họa, trình diễn để

học sinh xem thì việc tổ chức cho cả lớp học sinh vào một phòng thí nghiệm làm cùng lúc là được nhưng học sinh không thể hình thành được

kỹ năng cũng như rèn luyện được những đức tính cần thiết của người làm khoa học Còn nếu để học sinh tự làm thì lại phải chia lớp thành nhiều nhóm nhỏ (tối đa khoảng 10 em) thì các em mới có thể tự làm thí nghiệm được và học sinh chỉ hình thành được kỹ năng khi được làm đi làm lại nhiều lần một kỹ năng nhất định

Một quan niệm không đúng về dạy thực hành là giáo viên thường

không đưa ra các tình huống khác thường để dạy học sinh cách phân tích

rút ra các kết luận phù hợp cũng như không biết cách tìm ra nguyên nhân

khi thí nghiệm không ủng hộ giả thiết ban đầu Có thể lấy ví dụ cụ thể: Khi làm bài thực hành chứng minh ảnh hưởng của cường độ ánh sáng đến tốc

độ quang hợp ở cây thủy sinh là rong đuôi chó Cường độ quang hợp được tính bằng lượng O2 thoát ra (đếm bằng số bọt khí/phút hoặc bằng khối lượng O2 thu được trong ống nghiệm) còn cường độ ánh sáng có thể được thay đổi bởi khoảng cách chiếu sáng hoặc bởi công suất của bóng đèn Trong bài học này ngoài thí nghiệm trên, giáo viên có thể tạo ra tình huống trong đó cùng một cây rong đuôi chó ở thí nghiệm trước tạo ra rất nhiều O2 thì trong thí nghiệm khác lại không nhả ra một bọt khí O2 nào cho dù có cho đèn vào gần hơn hoặc công suất bóng đèn tăng lên nhiều lần Học sinh được yêu cầu phải tìm ra nguyên nhân (đưa ra giả thuyết) và làm thí

nghiệm ủng hộ giả thuyết của mình là đúng Như vậy mục đích cốt lõi của

dạy thực hành là rèn các kỹ năng khéo léo trong các thao tác tay chân, các kỹ năng bố trí thí nghiệm, thu thập kết quả, giải thích kết quả thực nghiệm, lý giải đưa ra các giả thuyết và tự tiến hành các thí nghiệm ủng

hộ hay bác bỏ giả thuyết của mình chứ không đơn thuần là minh họa cho

các bài lý thuyết Như vậy dạy thực hành phát triển các kỹ năng tổng hợp

và do vậy tất cả các học sinh cần được dạy thực hành Lưu ý là ngay cả trong các kỳ thi Olympic Sinh học Quốc tế có sử dụng các trang thiết bị hiện đại như điện di sắc ký, quang phổ vv… thì điểm của học sinh cao hay thấp không phụ thuộc nhiều vào thiết bị (trừ phi học sinh chưa được làm quen với thiết bị đó) Vì sử dụng thiết bị hiện đại cũng chỉ để thu thập số

liệu, trong khi đó các kỹ năng đơn giản như pha loãng hóa chất, xử lý số

liệu thu được như vẽ đồ thị, rút ra các kết luận phù hợp, biết cách sắp xếp thời gian hợp lý vv… lại quyết định kết quả cuối cùng.

Qui trình cho một bài thí nghiệm có thể gồm các bước như sau:

- Chuẩn bị thí nghiệm: GV phải có kế hoạch đảm bảo chuẩn bị đầy đủ

dụng cụ, hóa chất, mẫu vật và các điều kiện cần thiết khác để thí nghiệm thành công Có thể giao cho HS chuẩn bị nhưng phải kiểm tra

- Phổ biến nội qui an toàn phòng thí nghiệm: Ngay khi bắt đầu một

bài thực hành, giáo viên cần phải hướng dẫn cho học sinh về qui tắc an toàn trong phòng thí nghiệm Điều này là hết sức cần thiết và phải làm ngay mỗi lần học sinh vào phòng thí nghiệm Bên cạnh đó cũng cần phổ biến cách cấp cứu trong những trường hợp cần thiết như bỏng hóa chất, băng bó khi bị thương vv…

- Bước 1: GV nêu mục tiêu thí nghiệm (hoặc hướng dẫn học sinh phát biểu mục tiêu thực hành), phải đảm bảo mỗi HS nhận thức rõ mục tiêu làm thí nghiệm để làm gì?

- Bước 2: GV hướng dẫn HS cách tiến hành thí nghiệm, phải đảm bảo mỗi HS nhận thức rõ làm thí nghiệm như thế nào? Bằng cách nào?

Giáo viên giới thiệu qui trình thí nghiệm: Học sinh có thể tự đọc qui

trình thí nghiệm (nếu có sẵn trong bài thực hành) hoặc giáo viên giới thiệu cho học sinh Sau đó học sinh tự kiểm tra các loại hóa chất thiết bị, mẫu vật xem có đáp ứng được với yêu cầu bài thực hành hay không

Tiến hành thí nghiệm: Học sinh tự tiến hành thí nghiệm theo qui trình

đã cho để thu thập số liệu

- Bước 3: Mô tả kết quả thí nghiệm HS viết ra (hoặc nói ra) các kết quả mà họ quan sát thấy trong quá trình làm thí nghiệm

Xử lý số liệu thực nghiệm: Học sinh xử lý số liệu và viết báo cáo thí

nghiệm nộp cho giáo viên Cuối buổi giáo viên có thể đưa ra các tình huống khác với thí nghiệm để học sinh suy ngẫm và tìm cách lý giải Phần này GV có thể tham khảo sách Sinh học của Campbell & Reece ở mục

“Điều gì nếu?” sau mỗi thí nghiệm mà sách đưa ra.

- Giải thích các hiện tượng quan sát được: đây là giai đoạn có nhiều thuận lợi để tổ chức HS học theo phương pháp tích cực GV có thể dùng hệ thống câu hỏi dẫn dắt theo kiểu nêu vấn đề giúp HS tự giải thích các kết quả.

- Rút ra kết luận cần thiết: GV yêu cầu HS căn cứ vào mục tiêu ban đầu trước khi làm thí nghiệm để đánh giá công việc đã làm

- Chú ý: Các thí nghiệm sinh học có thể là thí nghiệm định tính hay định lượng Các thí nghiệm định tính thì không nên quá tiết kiệm nguyên liệu, sẽ khó quan sát kết quả Các thí nghiệm định lượng thì cần chính xác hàm lượng các chất làm thí nghiệm mới có kết quả Ví dụ: khi làm thí nghiệm tách chiết ADN, nếu cho ít dịch lọc hay ít chất tẩy rửa hoặc quá ít nước cốt dứa thì sẽ rất khó có kết quả khả quan

Tóm tắt quy trình một bài thực hành

bước này là HS phải nhận thức được và phát biểu rõ mục tiêu (trả lời câu hỏi: để làm gì?)

hành (trả lời câu hỏi: có làm được không?)

thế nào?)

quan sát thấy gì? Thu được kết quả ra sao?)

câu hỏi: tại sao? Mục tiêu đã hoàn thành hay chưa?)

IV An toàn thí nghiệm thực hành sinh học

1 Nguyên lý an toàn sinh học

Nguyên lý cơ bản của an toàn sinh học là phòng ngừa, là làm giảm thiểu hoặc hạn chế nguy cơ gây hại cho con người và môi trường khi tiếp xúc với sinh vật và các vật liệu lây nhiễm lưu giữ trong phòng thí nghiệm.Nguyên lý an toàn sinh học được xác định là sự kết hợp của ba nhân

tố phòng ngừa trong thực hành và kĩ thuật phòng thí nghiệm, thiết bị an toàn và thiết kế điều kiện làm việc tốt Người ta chia biện pháp phòng ngừa thành hai loại, phòng ngừa sơ cấp và phòng ngừa thứ cấp

Phòng ngừa sơ cấp : là bảo vệ người và môi trường thí nghiệm khỏi

tác hại của các tác nhân gây ô nhiễm Phòng ngừa sơ cấp bao gồm chủ yếu các kĩ thuật an toàn trong phòng thí nghiệm và khi tiếp xúc với sinh vật

Phòng ngừa thứ cấp : là bảo vệ môi trường bên ngoài phòng thí

nghiệm khỏi sự phát tán của các vật liệu lây nhiễm, bao gồm cả việc thiết

kế phòng thí nghiệm, lớp học, sao cho an toàn và đảm bảo vệ sinh lao động

- Phòng ngừa trong thực hành và kĩ thuật phòng thí nghiệm:

Phòng thí nghiệm cần phải được xây dựng đảm bảo quy định về an toàn sinh học, trong đó cần xác định rõ các tác nhân và chất nguy hại có thể có trong phòng thí nghiệm Xác định rõ các kĩ thuật làm việc đặc biệt

và đưa ra các các quy định rõ ràng nhằm giảm thiểu hoặc hạn chế sự bùng phát của các tác nhân gây hại

Nhân viên mới được tuyển dụng vào làm việc trong phòng thí nghiệm, học sinh và sinh viên tới học trong phòng thí nghiệm cần phải được chỉ dẫn chu đáo về các tác nhân gây hại đặc hiệu, được học về kiến thức và kĩ thuật phòng thí nghiệm, được phổ biến các quy định an toàn trong phòng thí nghiệm sinh học

- Thiết bị an toàn:

Thiết bị an toàn trước hết nhằm bảo vệ trực tiếp nhữnh người tiếp xúc với sinh vật và các tác nhân hây hại Các thiết bị an toàn phổ biến của phòng thí nghiệm sinh học bao gồm tủ cấy an toàn sinh học, thiết bị li tâm

an toàn, các dụng cụ an toàn đựng mẫu vật (dụng cụ thủy tinh, ống nghiệm, ), dụng cụ đảm bảo an toàn cá nhân như găng tay, quần áo bảo

hộ lao động, áo choàng, khẩu trang, mũ bảo vệ,

Tủ cấy an toàn là phương tiện bắt buộc sử dụng để ngăn ngừa sự lây nhiễm do đổ vỡ hoặc bụi, nhất là khi thực hành vi sinh vật Có ba loại tủ cấy an toàn sinh học, tủ cấy loại I và II đảm bảo an toàn sơ cấp cho cán bộ, học sinh và sinh viên khi làm thí nghiệm, đồng thời bảo vệ mẫu vật thí nghiệm (vi sinh vật, tế bào, ) tránh bị nhiễm khuẩn từ bên ngoài Tủ cấy

an toàn sinh học III có cấu tạo đặc biệt đảm bảo mức độ an toàn cao nhất cho cán bộ và sinh viên trong phòng thí nghiệm

Thiết bị li tâm an toàn sử dụng ống li tâm có nắp đậy, tránh bụi nước thoát ra ngoài khi li tâm gây hại cho con người và môi trường phòng thí nghiệm

Trong nhiều trường hợp không thể thực hiện thí nghiệm trong tủ cấy

an toàn sinh học thì thiết bị an toàn cá nhân là vật dụng tối cần thiết, hạn chế rủi ro cho con người Ví dụ, khi tiến hành mổ động vật, khi rửa và bảo dưỡng các thiết bị thí nghiệm cần sử dụng đầy đủ dụng cụ bảo vệ cán nhân

- Phòng ngừa trong thiết kế và xây dựng các cơ sở làm việc đảm bảo

an toàn và vệ sinh lao động:

Phòng thí nghiệm được thiết kế đúng quy cách, có trang thiết bị tương ứng với chức năng và cấp độ an toàn sinh học của phòng, đảm bảo an toàn

và vệ sinh lao động Các phòng thí nghiệm có cấp độ an toàn sinh học I và

II cần được thiết kế tách riêng với lối đi công cộng, nơi tiêu độc và khu vệ sinh

2 Nguyên tắc phân loại tác nhân sinh học theo nhóm rủi ro và cấp độ

an toàn sinh học

Các tác nhân sinh học được phân loại theo nhóm và phân thành bốn cấp độ khác nhau Nguyên tắc phân loại tùy thuộc vào từng quốc gia các các tổ chức quốc tế khác nhau như cấp độ an toàn sinh học của Liên minh Châu Âu, cấp độ an toàn sinh học của viện Y học Quốc gia Mỹ, Sau đây

là ví dụ về phân loại nhóm rủi ro và cấp độ an toàn sinh học theo quy định

an toàn sinh học phòng thí nghiệm của WHO:

- Nhóm rủi ro loại 1 (RG1): gồm những sinh vật dường như không gây rủi ro hoặc gây rủi ro thấp cho con người và động vật

- Nhóm rủi ro loại 2 (RG2): gồm các sinh vật có khả năng gây bệnh cho con người nhưng ở mức độ không nghiêm trọng Có thể có khả năng lây nhiễm bệnh từ phòng thí nghiệm nhưng đã có biện pháp phòng ngừa và chữa trị, hạn chế được sự lan truyền bệnh

- Nhóm rủi ro loại 3 (RG3): gồm các sinh vật có khả năng gây bệnh cao cho con người, nhưng thông thường không lan truyền từ người này sang người khác và đã có biện pháp phòng và chữa chạy hiệu quả

- Nhóm rủi ro loại 4 (RG4): gồm các tác nhân gây rủi ro cao cho con người và động vật, bệnh có thể lây truyền từ người này sang người khác và chưa có biện pháp phòng và chữa trị

Từ việc phân loại các nhóm rủi ro, người ta có thể xây dựng các tiêu chuẩn cụ thể cho mỗi cấp độ an toàn sinh học

3 Phòng bệnh nghề nghiệp và đề phòng tai nạn

Theo Tổ chức lao động Quốc tế (ILO), ước tính hằng năm có tới 120 triệu tổn thương trên thế giới do tai nạn lao động, 67-157 triệu trường hợp mắc bệnh nghề nghiệp và khoảng 200.000 người tử vong khi làm việc Ở Việt Nam, ước tính năm 2000, có tới 4.081 người lao động phát hiện bệnh nghề nghiệp, 3334 người bị tại nạn lao động, 941 người bị thương nặng,

331 người tử vong

Trong môi trường lao động nói chung, môi trường học tập và nghiên cứu sinh học trong phòng thí nghiệm sinh học nói riêng luôn tiềm ẩn khả năng mắc phải nhiều bệnh tật Khi môi trường bị ô nhiễm bởi các sinh vật gây hại thì dễ dàng truyền bệnh cho con người Nguyên tắc chung của phòng bệnh lây truyền từ sinh vật là :

- Cách ly người có biểu hiện bệnh, theo dõi, báo cáo và xử lý bệnh

- Ngăn cản sự phát tán mầm bệnh bằng các phương pháp tiệt trùng, tiêu đốt, thực hiện vệ sinh phòng thí nghiệm

- Sử dụng vắc xin và các thuốc cần thiết để phòng trừ

- Những người có nguy cơ mắc bệnh do làm việc trong phòng thí nghiệm sinh học cần được khám bệnh 6 tháng/ lần nhằm phát hiện các bệnh phổ biến như : bệnh phổi (lao, bụi phổi, ), bệnh viêm gan, viêm loét

da, bệnh nấm, viêm phế quản nạm tính, hen phế quản ; Các chỉ tiêu xét nghiệm cơ bản như : xét nghiệm máu với các chỉ số HbASg, SGOT, SGPT, ; xét nghiệm nước tiểu với các chỉ số Albumin, sắc tố mật, muối mật; siêu âm gan; chụp X quang phổi; tìm Bk trong đờm; phản ứng Mantoux; tốc độ máu lắng,

Hiện nay những nghiên cứu về bệnh nghề nghiệp trong dạy học còn chưa nhiều, tuy vậy trong mỗi điều kiện cụ thể, chúng ta cần tìm ra các phương pháp phòng trừ nhằm ngăn cản bệnh Ví dụ như xây dựng tiêu chuẩn về bàn và ghế trong phòng học phù hợp :

- Chiều cao ghế ngồi phải đảm bảo cho 2 bàn chân chạm đất, 2 ống chân vuông góp với mặt đất 2 đùi vuông góc với ống chân Như vậy, chiều cao ghế phải xấp xỉ với ống chân

- Chiều rộng của mặt ghế không quá rộng hoặc quá hẹp, bằng 2/3 đến

¾ chiều dài đùi

- Chiều cao của bàn thích hợp cho người ngồi viết được xác định là bằng chiều cao ghế đến khuỷu tay khi ta ngồi ngay ngắn trên ghế, cánh tay

áp sát nách, ngón tay cái nằm theo trục dọc với cẳng tay, đầu ngón đặt vào đuôi mắt cùng bên

- Chiều rộng của bàn tối thiểu bằng chiều dài của tay

Để ngăn ngừa bệnh về mắt cần phải tuân thủ:

- Khám mắt định kì để khi cần thiết sử dụng kính đeo mắt phù hợp

4 Khái niệm về an toàn sinh học

An toàn sinh học (Biosafety) là việc thực hiện các chính sách, cơ chế quản lí về quy trình làm việc, thiết kế tiện nghi,… quy định sử dụng những trang thiết bị an toàn để ngăn ngừa sự lan truyền các tác nhân sinh học gây hại tới những người làm việc và học tập trong phòng thí nghiệm sinh học, những người xung quanh và môi trường An toàn sinh học bao gồm :

- Các biện pháp quản lí an toàn trong các hoạt động nghiên cứu khoa học, phát triển công nghệ và khảo nghiệm; sản xuất, kinh doanh và sử dụng; nhập khẩu, xuất khẩu, lưu giữ và vận chuyển các sinh vật biến đổi gen; sản phẩm, hàng hóa có nguồn gốc từ sinh vật biến đổi gen

Hình 1 Kí hiệu cảnh báo nguy hiểm sinh học

- An toàn sinh học còn bao gồm các giải pháp thiết kế phòng thí nghiệm, phòng học an toàn khi làm việc và tiếp xúc với sinh vật; quy định việc cung cấp các thiết bị an toàn sinh học

- Ngày nay an toàn sinh học còn bao gồm cả phạm trù an ninh sinh học phòng thí nghiệm

Tính cấp thiết của an toàn sinh học

Các phòng thí nghiệm sinh học, đặc biệt là phòng thí nghiệm vi sinh vật học là môi trường đặc biệt luôn tiềm ẩn nguy cơ lây nhiễm bệnh cho con người làm việc và học tập trong phòng thí nghiệm và cộng đồng dân

cư xung quanh Trong những năm gần đây có nhiều trường hợp lây truyền dịch bệnh từ phòng thí nghiệm sinh học và y sinh, như dịch bệnh thương hàn, bệnh tả, bệnh uốn ván, ở người, bệnh lở mồm long móng ở trâu bò Nguyên nhân của việc lan truyền bệnh có thể là do việc dùng thiết bị thí nghiệm không phù hợp (như dùng mồm để hút pitet hoặc sử dụng kim

tiêm không đúng cách gây lan truyền bệnh AIDS, ), hoặc do thiết bị thí nghiệm không đủ tiêu chuẩn, không đảm bảo tiêu chuẩn an toàn sinh học Công nghệ sinh học ngày càng phát triển có khả năng tạo ra nhiều sinh vật biến đổi gen Do vậy, nghiên cứu và sử dụng các sinh vật biến đổi gen một cách an toàn cho con người, môi trường và đa dạng sinh học là hết sức cần thiết

5 Kỹ thuật phòng thí nghiệm và thiết bị an toàn

Mỗi phòng thí nghiệm cần được xây dựng đáp ứng các tiêu chuẩn về

an toàn sinh học Nguyên tắc phòng ngừa cần được thể hiện trong những công việc hằng ngày, trong các nội quy phòng thí nghiệm Khi thực hành trong phòng thí nghiệm không có khả năng kiểm soát triệt để các tác nhân sinh học nguy hại, thì phải tìm các biện pháp bổ sung cần thiết khác, nhằm hạn chế rủi ro của các tác nhân gây hại

Thiết bị an toàn ngoài tủ cấy an toàn sinh học (BSC), dụng cụ an toàn đựng các mẫu vật, vật dụng bảo vệ cá nhân (như đã đề cập trong bài 1), còn có nhiều thiết bị khác, ví dụ như :

- Các thiết bị cách li bao film mềm áp suất âm, là thiết bị bảo vệ ban đầu để ngăn chặn các vật liệu sinh học độc hại Khí đi vào bên trong thiết

bị cách li này qua một bộ lọc HEPA và khí đi ra ngoài qua 2 bộ lọc HEPA,

vì vậy ngăn cản được sinh vật gây hại phát tán ra bên ngoài

- Các thiết bị hỗ trợ dùng pipet góp phần hút dung dịch an toàn

- Các thiết bị nghiền đồng thể, máy lắc, máy trộn và thiết bị dùng sóng siêu âm được thiết kế trong các BSC hay được phủ kín trong quá trình sử dụng, góp phần ngăn cản quá trình gây ra các sol khí độc hại

- Que cấy đầu tròn dùng một lần, không cần khử trùng, dùng được trong BSC và sử lí như rác thải nhiễm bẩn khi sau khi dùng

- Que cấy vi sinh vật khử trùng bằng nhiệt có vỏ bọc bằng thủy tinh Brosilicat hay sứ giúp khử trùng tiện lợi và hiệu quả

- Các biện pháp bảo vệ thiết bị như bảo vệ ống tiêm, làm sạch các thiết bị đựng mẫu vật; các biện pháp bảo quản mẫu máu, dịch cơ thể, mô

và các chất bài tiết Các biện pháp phổ biến như:

+ Biện pháp thu thập, dán nhãn và vận chuyển mẫu vật Các mẫu vật nên được đặt trong dụng cụ đúng quy cách, ghi nhãn và quy định sử dụng

rõ ràng

+ Cách mở ống đựng mẫu hoặc vật đựng lấy mẫu đứng quy cách, tốt nhất nên mở trong BSC, cần đi găng tay, mặc tạp dề Nút đậy dụng cụ cần

có miếng lót giấy hoặc gạc để tránh chất lỏng bắn ra

+ Với các thiết bị thủy tinh cần cẩn thận tránh đổ vỡ, nếu có thể nên thay bằng dụng cụ chất dẻo an toàn hơn

+ Sử dụng các thiết bị tự động khi cần thiết nhằm tránh gây tràn dung dịch hay gây sol khí Các chất bị vung vãi cần được thu thập, đựng trong dụng cụ có nắp, sau đó đem hấp áp lực hoặc xử lí như xử lí rác ô nhiễm.+ Sử dụng các chất sát khuẩn cấp độ cao để làm sạch các dụng cụ thí nghiệm Ví dụ, các dụng dịch hyproclorit có lượng clo 1g/lL và 5g/l được

sử dụng làm sạch các thiết bị đựng máu, glutaraldehyt có thể sử dụng làm sạch bề mặt dụng cụ

6 Vi sinh vật và an toàn sinh học

Vi sinh vật nhỏ bé, trong đó đặc biệt là virut thường có tốc độ sinh trưởng nhanh, khả năng hấp thu và chuyển hóa vật chất cao, thích ứng nhanh với điều kiện môi trường và dễ phát sinh đột biến

Nhiều vi sinh vật là tác nhân gây bệnh truyền nhiễm, chúng xâm nhập vào cơ thể chủ yếu thông qua các con đường hô hấp (như bệnh lao, bạch cầu, cúm), tiêu hóa (như các bệnh thương hàn, tả, lỵ, ), tiếp xúc qua da hoặc niêm mạc (như bệnh giang mai, lậu, HIV, ) Nhìn chung, bệnh do vi sinh vật lan truyền rất nhanh, khi xâm nhập vào cơ thể chúng gây rối loại các quá trình trao đổi chất, phá hủy chức năng của tế bào, khi phát bệnh có thể gây tử vong

Vi sinh vật gây bệnh tùy theo đặc điểm sinh học và vị trí phân loại được chia ra thành nhiều nhóm như nhóm vi khuẩn, virus, vi nấm Ngoài

ra, tùy theo mức độ gây hại, vi sinh vật được phân chia theo nhóm rủi ro,

và cũng tùy cấp độ rủi ro mà yêu cầu xây dựng phòng thí nghiệm theo cấp

độ an toàn phù hợp:

- Vi sinh vật thuộc nhóm rủi ro 1 gồm các vi sinh vật gây rủi ro thấp, không chắc gây bệnh cho người hoặc động vật khỏe mạnh Ví dụ, các vi

khuẩn Escherichia coli, nấm men, nấm mốc sử dụng làm vật liệu nghiên

cứu trong phòng thí nghiệm

- Vi sinh vật thuộc nhóm rủi ro 2 gồm các vi sinh vật gây rủi ro trung bình cho người làm việc và học tập trong phòng thí nghiệm Các vi sinh vật thuộc nhóm rủi ro 2 ít khi gây nguy hiểm cho người khỏe mạnh, ít khi gây bùng phát lây nhiễm nghiêm trọng khi đã có biện pháp phòng ngừa Ví

dụ như vi khuẩn thương hàn (Salmonella enterica), virus gây viên gan A, virus gây viêm gan B, virus cúm thường, virus sởi, virus quai bị,

- Vi sinh vật thuộc nhóm rủi ro 3 gồm các vi sinh vật gây rủi ro cao cho con người và động vật Tuy nhiên bệnh không lan truyền từ người này sang người khác hoặc có thể có thuốc điều trị Ví dụ như vi khuẩn gây

bệnh than (Bacillus anthracis), vi khuẩn lao (Mycobacterium tuberculosis),

các vi rút sốt vàng, vius HIV,

- Vi sinh vật thuộc nhóm rủi ro 4 gồm vi sinh vật gây rủi ro cao cho con người và động vật Các vi sinh vật gây bệnh truyền nhiễm nghiêm trọng, bệnh có khả năng lây truyền từ người này sang người khác hoặc không có khả năng chữa trị Ví dụ như virus Lassa, virus Ebola, virus cum

A ở gia cầm Theo quy định quốc tế, các vi sinh vật thuộc nhóm rủi ro 4 không được phép nghiên cứu tại phòng thí nghiệm của các trường đại học

7 Công nghệ ADN và an toàn sinh học

- Công nghệ ADN (hay còn gọi là công nghệ gen, công nghệ sinh học phân tử, kĩ thuật gen, ) là các kĩ thuật di truyền tạo nên các phân tử ADN tái tổ hợp, nhằm tạo nên các gen mới mang thông tin di truyền mã hóa các đặc điểm tốt mong muốn ở các tế bào hoặc cơ thể sống

Những thành công của công nghệ ADN trong những năm gần đây là tạo ra nhiều sinh vật biến đổi gen mang nhiều đặc điểm sinh học ưu thế Ví

dụ như cà chua biến đổi gen không có hạt, thuốc lá và ngô năng suất cao, lúa và ngô mang gen chịu được thuốc diệt cỏ, ; một số động vật biến đổi gen như cừu, lợn, bò, dê, mang nhiều đặc điểm có lợi giúp con người

thu được các sản phẩm điều trị bệnh máu khó đông, điều trị vết thương, chống nhiễm trùng, điều trị bệnh tắc nghẽn mạch máu, Sinh vật biến đổi gen có nhiều ưu điểm rõ rệt nhằm tăng năng suất nông nghiệp và góp phần xóa đói giảm nghèo trên toàn cầu

Tuy nhiên, bên cạnh các lợi ích, sinh vật biến đổi gen có thể tiềm ẩn một số rủi ro có hại cho sức khỏe con người và môi trường, nên an toàn sinh học của sinh vật biến đổi gen đang được tranh luận ở nhiều quốc gia, nhiều tổ chức trên thế giới Việc sử dụng sinh vật biến đổi gen cần được nghiên cứu kĩ lưỡng, chỉ sử dụng khi biết chắc an toàn và cần được cảnh báo để người sử dụng cẩn thận hơn

Một số rủi ro cần theo dõi đối với sinh vật biến đổi gen là:

- Khả năng sinh vật biến đổi gen và sản phẩm của chúng chứa các protein mới, có thể gây độc hoặc dị ứng cho con người, ảnh hưởng tới sức khỏe

- Các sinh vật biến đổi gen thường chứa gen kháng chất kháng sinh nên khi sử dụng có thể làm cho vi sinh vật kháng lại nhiều loại kháng sinh, làm giảm khả năng ngăn cản một số bệnh ở người và sinh vật

- Các sinh vật biến đổi gen có thể cạnh tranh và chiếm ưu thế đối với nhiều loài trong tự nhiên, gây tác động xấu về mặt sinh thái học

8 Quản lý an toàn sinh học ở Việt Nam

Hiện nay, nghiên cứu về công nghệ gen đang được quan tâm thực hiện tại nhiều phòng thí nghiệm sinh học tại các viện nghiên cứu, các trường đại học, đáp ứng yêu cầu cấp bách của phát triển công nghệ sinh học phục vụ đời sống và khoa học

Nhận thức được tầm quan trọng của an toàn sinh học trong đời sống, Nhà nước ta đã rất quan tâm tới vấn đề an toàn sinh học Ngay từ khi trở thành thành viên tham gia Công ước Đa dạng sinh học và Nghị định thư Cartagena, Chính phủ Việt Nam đã ban hành nhiều quyết định, quy chế, chỉ thị, và hướng dẫn về an toàn sinh học Ví dụ,

- Năm 1993, ban hành Pháp lệnh Bảo vệ và Kiểm dịch thực vật

- Năm 1993, ban hành Pháp lệnh Thú y

- Năm 1996, ban hành Nghị định về Quản lí giống cây trồng vật nuôi.

- Năm 2004, nhà nước Việt Nam chính thức tham gia Nghị định thư Cartagena về an toàn sinh học

- Năm 2005, Chính phủ Việt Nam ban hành Quy chế Quản lý an toàn sinh học đối với sinh vật biến đổi gen; sản phẩm, hàng hóa có nguồn gốc từ sinh vật biến đổi gen

- Năm 2008, Nhà nước Việt Nam đã ban hành luật Đa dạng sinh học

Chương 4 và các điều từ 57 tới điều 69 của luật Đa dạng sinh học của Việt Nam đã đề cập tới các vấn đề về báo cáo đánh giá rủi ro về sinh vật biến đổi gen; thẩm định báo cáo đánh giá rủi ro về sinh vật biến đổi gen; quy định cấp giấy chứng nhận mức an toàn sinh học; quy định cung cấp thông tin về an toàn sinh học của hàng hóa có chứa sinh vật biến đổi gen; cung cấp, công khai thông tin về sinh vật biến đổi gen; nghiên cứu tạo ra sinh vật biến đổi gen; khảo nghiệm sinh vật biến đổi gen; nhập khẩu, quá cảnh sinh vật biến đổi gen; chế biến sản phẩm từ sinh vật biến đổi gen; tiếp thị, quảng cáo, mua, bán, cho, tặng sinh vật biến đổi gen; vận chuyển, lưu giữ, thải bỏ sinh vật biến đổi gen; và giải phóng sinh vật biến đổi gen ra môi trường,

V AN TOÀN TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM SINH HỌC

1.An toàn khi tiếp xúc với sinh vật trong phòng thí nghiệm

Khi làm việc trong phòng thí nghiệm sinh học có thể bị lây nhiễm bệnh do tiếp xúc với sinh vật Con đường lây truyền có thể qua da, qua không khí hoặc do ăn uống của các tác nhân mới chưa được xác định an toàn

Tác nhân gây bệnh có thể là từ các mô, máu của sinh vật nghiên cứu;

từ đờm dãi của người bệnh; từ virus phát tán trong không khí,

Gặp những trường hợp như vậy thì cần xác định rõ con đường lây truyền, nguyên nhân và mức độ lây nhiễm Bệnh có khả năng mắc phải càng cao thì càng cần phải đánh giá nhanh chóng và thân trọng

2 An toàn khi tiếp xúc với hoá chất trong các thí nghiệm sinh học

Giống như với an toàn sinh học, an toàn khi tiếp xúc với hóa chất đặt nguyên tắc cơ bản là phòng ngừa lên trên hết Bốn nguyên tắc cơ bản của hoạt động kiểm soát hóa chất là :

- Quy định thay thế: Loại bỏ các chất hoặc các quá trình độc hại,

nguy hiểm hoặc thay thế chúng bằng thứ khác ít nguy hiểm hơn hoặc không còn nguy hiểm nữa Khi tiến hành các thí nghiệm trong quá trình dạy học cố gắng lựa chọn các chất ít độc hại , ít gây nguy hiểm ví dụ thí nghiệm brom tác dụng với nhôm có thể thay thế bằng thí nghiệm ít độc hơn như iot tác dụng với nhôm Hoặc loại bỏ các chất gây nguy hiểm thí

dụ thí nghiệm với thuỷ ngân hoặc asen

- Quy định khoảng cách: hoặc che chắn giữa người lao động và

hóa chất nhằm ngăn cách mọi nguy cơ liên quan tới hóa chất đối với người lao động Trong dạy học các thí nghiệm độc hại hoặc dễ nổ gây nguy hiểm phải được tiến hành trong tủ hốt hoặc có tấm kính mica che phía HS, khoảng cách tiến hành các thí nghiệm không quá gần với HS

- Quy định thông gió: sử dụng hệ thống thông gió thích hợp để di chuyển

hoặc làm giảm nồng độ độc hại trong không khí chẳng hạn như khói, khí, bụi, mù Phòng thí nghiệm, phòng kho hoá chất…cần phải thoáng, có hệ thông hút gió, có nhiều cửa ra vào

- Quy định về trang bị phương tiện bảo vệ cá nhân: cho người lao

động ( HS) nhằm ngăn ngừa việc hoá chất dây vào người như : áo blu, kính bảo vệ mắt, găng tay, khẩu trang, ủng …

Tùy theo việc sử dụng từng hóa chất mà có các quy định cụ thể Ví

dụ:

- Hóa chất dễ cháy nổ :

Trong phòng thí nghiệm có hóa chất dễ cháy nổ phải quy định chặt chẽ chế độ dùng lửa, khu vực dùng lửa, có bảng chỉ dẫn bằng chữ và ký hiệu cấm lửa để ở nơi dễ nhận thấy Khi cần thiết phải sửa chữa cơ khí, hàn điện hay hàn hơi phải có biện pháp làm việc an toàn Tất cả các dụng

cụ điện và thiết bị điện đều phải là loại phòng chống cháy nổ Việc dùng

điện chạy máy và điện thắp sáng ở những nơi có hóa chất dễ cháy nổ phải đảm bảo các yêu cầu sau:

+ Không được đặt dây cáp điện trong cùng một đường rãnh có ống dẫn khí hoặc hơi chất lỏng dễ cháy nổ, không được lợi dụng đường ống này làm vật nối đất

+ Khi sửa chữa, thay thế các thiết bị điện thuộc nhánh nào thì phải cắt điện vào nhánh đó

+ Thiết bị điện nếu không được bọc kín, an toàn về cháy nổ thì không được đặt ở nơi có hóa chất dễ cháy nổ

+ Cầu dao, cầu chì, ổ cắm điện phải đặt ngoài khu vực dễ cháy nổ Bất

kỳ nhánh dây điện nào cũng phải có cầu chì hay thiết bị bảo vệ tương đương

Tất cả các chi tiết máy động hoặc dụng cụ làm việc đều phải làm bằng vật liệu không được phát sinh tia lửa do ma sát hay va đập Tất cả các trang

bị bằng kim loại đều phải tiếp đất., các bộ phận hay thiết bị cách điện đều phải có cầu nối tiếp dẫn Trước khi đưa vào đường ống hay thiết bị một chất có khả năng gây cháy nổ, hoặc trước và sau khi sửa chữa đều phải thực hiện nghiêm ngặt các quy định phòng chống cháy nổ

Không dùng thiết bị, thùng chứa, chai, lọ hoặc đường ống bằng nhựa không chịu được nhiệt chứa hóa chất dễ cháy nổ Không để các hóa chất dễ cháy nổ cùng chỗ với các hóa chất duy trì sự cháy Khi đun nóng các chất lỏng dễ cháy không dùng ngọn lửa trực tiếp, mức chất lỏng trong nồi phải cao hơn mức hơi đốt bên ngoài

Trong quá trình sản xuất, sử dụng hóa chất dễ cháy nổ phải bảo đảm yêu cầu vệ sinh an toàn lao động Phải có ống dẫn nước, hệ thống thoát nước, tránh sự ứ đọng các loại hóa chất dễ cháy nổ

- Hóa chất ăn mòn

Các thiết bị, đường ống chứa hóa chất dễ ăn mòn phải được làm bằng vật liệu thích hợp, phải đảm bảo kín Tại nơi làm việc có hóa chất ăn mòn phải có vòi nước, bể chứa dung dịch natri bicacbonat (NaHCO3) nồng độ 0,3%, dung dịch axit axetic nồng độ 0,3% hoặc các chất khác có tác dụng

cấp cứu kịp thời tại chỗ khi xảy ra tai nạn Tất cả các chất thải đều phải được xử lý không còn tác dụng ăn mòn trước khi đưa ra ngoài v.v

- Hóa chất độc

Khi tiếp xúc với hóa chất độc, phải có mặt nạ phòng độc tuân theo những quy định sau: Phải chứa chất khử độc tương xứng; Chỉ được dùng loại mặt nạ lọc khí độc khi nồng độ hơi khí không vượt quá 2% và nồng độ ôxy không dưới 15%; Đối với cacbua oxit (CO) và những hỗn hợp có nồng

độ CO cao phải dùng loại mặt nạ lọc khí đặc biệt

Tiếp xúc bụi độc phải mặc quần áo kín may bằng vải bông dày có khẩu trang chống bụi, quần áo bảo vệ chống hơi, bụi chất lỏng độc cần phải che kín cổ tay, chân, ngực Khi làm việc với dung môi hữu cơ hòa tan thì phải mang quần áo bảo vệ không thấm và mặt nạ cách ly

Cấm hút dung dịch hóa chất độc bằng miệng Không được cầm nắm trực tiếp hóa chất độc Các thiết bị chứa hóa chất độc dễ bay hơi, phải thật kín và nếu không do quy trình sản xuất bắt buộc thì không được đặt cùng chỗ với bộ phận khác không có hóa chất độc v.v

3 Phòng chống cháy nổ

Phòng chống cháy nổ là yêu cầu của tất cả các phòng thí nghiệm Phòng thí nghiệm sinh học cần đáp ứng các điều kiện cụ thể sau :

- Có hệ thống báo động cháy, nổ và có thể tiếp cận hệ thống đó dễ dàng

- Có cửa thoát hiểm được thiết kế đúng yêu cầu, có dấu báo hiệu đường dẫn đến cửa thoát hiểm

- Có hệ thống tự động báo cháy và hệ thống đó được kiểm tra khả năng hoạt động thường xuyên

- Có sẵn các thiết bị chống cháy nổ tại chỗ và các thiết bị đó được kiểm tra thường xuyên và có thể tiếp cận dễ dàng

- Đồ đạc được sắp xếp gọn gàng, không cản trở lối thoát hiểm và chặn đường tiếp cận các thiết bị chữa cháy

- Các hóa chất và thiết bị dễ cháy cần để nơi an toàn, riêng ở một nơi và

xa nơi có thể phát nổ như nguồn điện, lửa, Hóa chất cần được dán

nhãn cảnh báo đầy đủ Phòng thí nghiệm có hóa chất dễ phát nổ cần thoáng khí và không quá chật chội

- Những bình khí nén và khí hóa lỏng được đánh dấu rõ ràng, các van giảm áp được kiểm tra thường xuyên đảm bảo độ kín tuyệt đối Các bình đựng khí hóa lỏng được đặt cách xa nguồn điện, lửa,

- Tất cả các thiết bị điện được bảo dưỡng thường xuyên, hệ thống điện

ba pha cần có dây tiếp đất Các thiết bị ngắt điện luôn trong trạng thái hoạt động tốt, đảm bảo ngắt điện ngay khi cần thiết Mỗi ổ cắm chỉ nên

sử dụng cho một thiết bị điện, không nên dùng thiết bị nối

Giáo viên và học sinh làm việc trong phòng thí nghiệm được thông báo nguy cơ cháy nổ, và được thực tập phương án phản ứng đúng khi cháy

nổ xảy ra

QUY TẮC LÀM VIỆC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM HÓA SINH

I An toàn khi làm việc với axit và kiềm

1 An toàn khi làm việc với axit:

- Phải làm việc trong tủ hút bất cứ khi nào đun nóng axit hoặc thực hiện phản ứng với các hơi axit tự do

- Khi pha loãng, luôn phải cho axit vào nước trừ phi được dùng trực tiếp

- Giữ để axit không bắn vào da hoặc mắt bằng cách đeo khẩu trang, găng tay và kính bảo vệ mắt Nếu làm văng lên da, lập tức rửa ngay bằng một lượng nước lớn

- Luôn phải đọc kỹ nhãn của chai đựng và tính chất của chúng

- H2SO4 : Luôn cho axit vào nước khi pha loãng, sử dụng khẩu trang và găng tay để tránh phòng khi văng axit

- Các axit dạng hơi (HCl) thao tác trong tủ hút và mang găng tay, kính bảo hộ

2 An toàn khi làm việc với kiềm

- Kiềm có thể làm cháy da, mắt gây hại nghiêm trọng cho hệ hô hấp

- Mang găng tay cao su, khẩu trang khi làm việc với dung dịch kiềm đậm đặc

- Thao tác trong tủ hút, mang mặt nạ chống độc để phòng ngừa bụi và hơi kiềm

- Amoniac: là một chất lỏng và khí rất ăn da, mang găng tay cao

su, khẩu trang, thiết bị bảo vệ hệ thống hô hấp Hơi amoniac dễ cháy, phản ứng mạnh với chất oxy hoá, halogen, axit mạnh

- Amoni hydroxyt: chất lỏng ăn da, tạo hỗn hợp nỏ với nhiều kim loại nặng: Ag, Pb, Zn và muối của chúng

- Kim loại Na, K, Li, Ca: phản ứng cực mạnh với nước, ẩm, CO2, halogen, axit mạnh, dẫn xuất clo của hydrocacbon Tạo hơi ăn mòn khi cháy Cần mang dụng cụ bảo vệ da mắt Chỉ sử dụng cồn khô khi tạo dung dịch natri alcoholate, cho vào từ từ

- Tránh tạo tinh thể cứng khi hoà tan Tương tự khi hoà tan với nước, đồng thời phải làm lạnh nhanh

- Oxit canxi rất ăn da, phản ứng cực mạnh với nước, cần bảo vệ

da mắt, đường hô hấp do dễ nhiểm bụi oxit

- Natri và kali hydroxyt: rất ăn da, phản ứng cực mạnh với nước Các biện pháp an toàn như trên, cho từng viên hoặc ít bột vào nước chứ không được làm ngược lại

II Quy tắc làm việc với hóa chất thí nghiệm

1 Hoá chất thí nghiệm

Các hoá chất dùng để phân tích, làm tiêu bản, tiến hành phản ứng, trong phòng thí nghiệm được gọi là hóa chất thí nghiệm Hoá chất có thể ở dạng rắn (Na, MgO, NaOH, KCl, (CH COO) ; lỏng (H2SO4, aceton, ethanon, chloroform, ) hoặc khí (Cl2 , NH3 , N2 , C2H2 ) và mức độ tinh khiết khác nhau:

- Sạch kỹ thuật (P): độ sạch > 90%

- Sạch phân tích (PA): độ sạch < 99%

- Sạch hóa học (PC): độ sạch > 99%

Hóa chất có độ tinh khiết khác nhau được sử dụng phù hợp theo

những yêu cầu khác nhau và chỉ nên sử dụng hóa chất còn nhãn hiệu

2 Nhãn hiệu hoá chất:

Hóa chất được bảo quản trong chai lọ thủy tinh hoặc nhựa đóng kín có nhãn ghi tên hoá chất, công thức hóa học, mức độ sạch, tạp chất, khối lượng tịnh, khối lượng phân tử, nơi sản xuất, điều kiện bảo quản

3 Cách sử dụng và bảo quản hoá chất:

Khi làm việc với hóa chất, nhân viên phòng thí nghiệm cũng như sinh viên cần hết sức cẩn thận, tránh gây những tai nạn đáng tiếc cho mình và cho mọi người Những điều cần nhớ khi sử dụng và bảo quản hóa chất được tóm tắt như sau:

- Hóa chất phải được sắp xếp trong kho hay tủ theo từng loại (hữu

ơ, vô cơ, muối, acid, bazơ, kim loại, ) hay theo một thứ tự a, b, c để khi cần dễ tìm

- Tất cả các chai lọ đều phải có nhãn ghi, phải đọc kỹ nhãn hiệu hóa chất trước khi dùng, dùng xong phải trả đúng vị trí ban đầu

- Chai lọ hóa chất phải có nắp Trước khi mở chai hóa chất phải lau sạch nắp, cổ chai, tránh bụi bẩn lọt vào làm hỏng hóa chất đựng trong chai

- Các loại hóa chất dễ bị thay đổi ngoài ánh sáng cần phải được giữ trong chai lọ màu vàng hoặc nâu và bảo quản vào chổ tối

- Dụng cụ dùng để lấy hóa chất phải thật sạch và dùng xong phải rửa ngay, không dùng lẫn nắp đậy và dụng cụ lấy hóa chất

- Khi làm việc với chất dễ nổ, dễ cháy không được để gần nơi dễ bắt lửa Khi cần sử dụng các hóa chất dễ bốc hơi, có mùi, phải đưa vào tủ hút, chú ý đậy kín nắp sau khi lấy hóa chất xong

- Không hút bằng pipette khi chỉ còn ít hóa chất trong lọ, không ngửi hay nếm thử hóa chất

- Khi làm việc với axit hay bazơ mạnh: Bao giờ cũng đổ axit hay bazơ vào nước khi pha loãng (không được đổ nước vào acid hay base); Không hút axit hay bazơ bằng miệng mà phải dùng các dụng cụ riêng như

ống bóp cao su Trường hợp bị bỏng với axit hay bazơ rửa ngay với nước lạnh rồi bôi lên vết bỏng NaHCO3 1% (trường hợp bỏng acid) hoặc CH3COOH 1% (nếu bỏng base) Nếu bị bắn vào mắt, dội mạnh với nước lạnh hoặc NaCl 1%

Trường hợp bị hóa chất vào miệng hay dạ dày, nếu là axit phải súc miệng và uống nước lạnh có MgO, nếu là bazơ phải súc miệng và uống nước lạnh có CH 3COOH 1%

Lưu ý các kí hiệu cảnh báo nguy hiểm:

Chất dễ bắt lửa

(X i )

và độc (X n )

Chất ăn mòn (C) Chất gây nguy hiểm

với môi trường (N)

YÊU CẦU VỀ KĨ NĂNG THỰC HÀNH SINH HỌC

(Trích từ yêu cầu về kĩ năng thực hành của IBO năm 2010)

Phần thực hành tập trung vào việc đánh giá năng lực giải quyết các vấn đề sinh học của các học sinh Để có được năng lực này các học sinh cần được trang bị các kĩ năng sau:

I Các kĩ năng khoa học (science process skills)

1 Quan sát (Observation)

2 Đo đạc (Measurement)

3 Phân loại hay phân nhóm (Grouping or classification)

4 Tìm kiếm mối quan hệ (Relationship finding)

5 Tính toán (Calculation)

6 Xử lí và trình bày các số liệu bao gồm vẽ đồ thị, lập các bảng biểu, biểu đồ cột, sơ đồ, ảnh chụp

7 Đưa ra các tiên đoán (Prediction/projection)

8 Hình thành giả thuyết khoa học (Hypothesis formulation)

9 Xây dựng khái niệm (Operational definition: scope, condition, assumption)

10 Xác định các biến và đối chứng (Variable identification and control)

11 Thực hiện thí nghiệm: thiết kế thí nghiệm, làm thực nghiệm, thu thập số liệu và kết quả thí nghiệm, giải thích kết quả thí nghiệm và rút ra các kết luận

12 Biểu diễn kết quả thí nghiệm dưới dạng đồ thị ở mức chính xác phù hợp (số thập phân)

II Các kĩ năng sinh học cơ bản (Basic biological skills)

1 Quan sát các đối tương sinh học bằng kính lúp

2 Biết sử dụng kính hiển vi (vật kính tối đa 45 X)

3 Biết sử dụng kính hiển vi soi nổi (stereo microscope)

4 Biết vẽ các ảnh quan sát được trên tiêu bản hiển vi (vẽ hình ảnh

từ kính hiển vi)

5 Biết mô tả chính xác các hình vẽ sinh học bằng cách sử dụng bảng các thuật ngữ sinh học được đánh dấu bằng các mã số

III Các phương pháp sinh học (Biological methods)

A Các phương pháp tế bào học (Cytological methods)

1 Các kĩ thuật ngâm và ép tiêu bản

2 Phương pháp làm tiêu bản vết bôi

3 Phương pháp nhuộm tế bào và tiêu bản hiển vi

B Các phương pháp nghiên cứu giải phẫu và sinh lý thực vật

1 Làm tiêu bản cắt ngang hoa và xác định công thức hoa

2 Làm tiêu bản cắt ngang các bộ phận khác nhau của cây: rễ, thân,

lá và quả

3 Dùng tay tách các phần của thân, rễ, lá

4 Thuốc nhuộm (ví dụ thuốc nhuộm lignin) và nhuộm các tiêu bản

mô thực vật

5 Đo các thông số cơ bản về quang hợp

6 Đo các thông số cơ bản về hô hấp

C Các phương pháp nghiên cứu giải phẫu và sinh lý động vật

1 Mổ các động vật không xương sống; Mổ các phần hoặc các cơ quan của động vật có xương sống được nuôi cho tiêu dùng

2 Làm tiêu bản cả con các động vật không xương sống loại nhỏ (Whole - mount slide preparation of small invertebrates)

3 Đo các thông số cơ bản về hô hấp

D Các phương pháp nghiên cứu tập tính học

Nhận biết và giải thích các hành vi của động vật

E Các phương pháp nghiên cứu môi trường và sinh thái học

1 Ước tính mật độ quần thể (Estimation of population density)

2 Ước tính sinh khối quần thể (Estimation of biomass )

3 Ước tính các thông số cơ bản của chất lượng nước (Elementary estimation of water quality)

4 Ước tính các thông số cơ bản của chất lượng không khí (Elementary estimation of air quality)

F Các phương pháp phân loại (Taxonomic methods)

1 Sử dụng khoá lưỡng phân (Use of dichotomous keys )

2 Xây dựng khoá lưỡng phân đơn giản (Construction of simple dichotomous keys)

3 Nhận biết được các họ thực vật có hoa phổ biến nhất (Identification of the most common flowering-plant families)

4 Nhận biết được các bộ côn trùng (Identification of insect orders)

5 Nhận diện đến ngành và lớp các sinh vật khác (Identification of phyla and classes of other organisms)

IV Các phương pháp vật lý và hoá học (Physical and chemical methods)

1 Các kĩ thuật tách chiết xuất: lọc và li tâm, sắc kí

2 Các phép thử chuẩn nhận biết đường đơn, đường đa, lipit, protein (Fehling, I2 in KI(aq), biuret )

3 Chuẩn độ (Titration)

4. Đo lường số lượng bằng phương pháp nhỏ giọt và dải (Measuring quantities by drip and strip methods)

5 Các phương pháp pha loãng dung dịch

6 Kỹ thuật sử dụng pipet, bao gồm cả sử dụng các micropipet

7 Kính hiển vi, bao gồm cả sử dụng buồng đếm tế bào

8 Đo mức độ hấp thụ ánh sáng

9 Điện di trên gel (Gel electrophoresis )

V Các phương pháp vi sinh vật (Microbiological Methods)

1 Chuẩn bị môi trường dinh dưỡng

2 Các kĩ thuật vô trùng (vật liệu thủy tinh chịu nhiệt và chịu lửa)

3 Các kĩ thuật nuôi cấy vi sinh vật

VI Các phương pháp thống kê (Statistical methods)

1 Xác suất và phân bố xác suất

2 Biết cách tính và sử dụng các giá trị trung bình, trung vị, tỉ lệ %, phương sai, độ lệch chuẩn, sai số chuẩn, T-test và phép thử Khi bình phương

VII Sử dụng thiết bị (Handling equipment)

Do các đơn vị có thể có các thiết bị khác nhau nên các kĩ năng này chỉ được đánh giá nếu các thí sinh đã được thông báo trước về thuật toán (algorithm), cách sử dụng thiết bị, cách tiến hành thí nghiệm đặc biệt nào

đó ra sao vv

Phần 2 10 bài thí nghiệm thực hành môn Sinh học Bài 1 Nhận biết một số thành phần hóa học của tế bào

3 Nhận biết tinh bột, saccharide, phân biệt đường no và đường không

- 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 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 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 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

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 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

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 nhìn thấy

rõ kết tủa Cu2O (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

Thí nghiệm về sự nhũ tương hóa

+ Bình thường mỡ không hòa 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 không chứa glyceryl (như sáp) thì sẽ không có phản ứng này

Phản ứng xà phòng hóa

+ Dưới tác dụng của kiềm NaOH, triglycerid bị xà phòng 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 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

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 Nguyên liệu, hóa chất

+ Lòng trắng trứng, tinh bột, dầu lạc, mỡ động vật

+ Glucose, sucrose

+ Ethanol 96%, ether ethylic

+ 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 Na 2 CO 3 , natri citrat HOOC–CH 2 –C(OH)(COOH)–CH 2 –COONa

+ 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 (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)

1.2 Kết tủa protein bằng axit hữu cơ (Kết tủa không thuận nghịch)

+ 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 (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 thì cần 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 tích Fehling A và 1 thể tích Fehling

B, lắc đều, thu được dung dịch trong, xanh biếc

+ 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