Giáo trình Sinh học đại cương cung cấp những kiến thức sinh học đại cương dành cho sinh viên ngành cao đẳng chăn nuôi. Nội dung bài giảng gồm lý thuyết và thực hành, cung cấp những kiến thức cơ bản về: cấu tạo tế bào, trao đổi chất qua màng tế bào, cấu tạo cơ thể động vật bậc cao. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 1 giáo trình!
UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG NGÀNH, NGHỀ: CHĂN NI TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định Số:…./QĐ-CĐCĐ-ĐT ngày… tháng… năm 2017 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm i LỜI GIỚI THIỆU Bài giảng đại cương biên soạn nhằm cung cấp kiến thức sinh học đại cương dành cho sinh viên ngành cao đẳng chăn nuôi Nội dung giảng gồm lý thuyết thực hành, cung cấp kiến thức về: cấu tạo tế bào, trao đổi chất qua màng tế bào, cấu tạo thể động vật bậc cao Bài giảng gồm có phần: Phần Sinh học tế bào Chương sở hóa học sống Chương cấu trúc tế bào Chương phân chia tế bào Chương trao đổi lượng tế bào Phần Sinh học thể động vật Chương Mô tổ chức thể động vật Chương chế kiểm soát động vật Chương trao đổi chất động vật Chương sinh sản động vật Cuối chương có câu hỏi ơn tập nhằm giúp sinh viên hệ thống kiến thức sau học lý thuyết thực hành Chúng hi vọng tài liệu giúp ích phần cho bạn sinh viên trình học tập Đồng Tháp, ngày… tháng năm 2017 Chủ biên Trương Thị Mỹ Phẩm i MỤC LỤC Trang LỜI GIỚI THIỆU ii PHẦN I SINH HỌC TẾ BÀO Chương CƠ SỞ HÓA HỌC CỦA SỰ SỐNG 1 Mục tiêu Nội dung chương 2.1 Đặc trưng sống 2.2 Các nguyên tố hóa học liên kết hóa học chất sống 2.2.1 Các nguyên tố hóa học 2.2.2 Các liên kết hóa học 2.3 Các chất vô 2.4 Các chất hữu Chương CẤU TRÚC TẾ BÀO 23 Mục tiêu 23 Nội dung chương 23 2.1 Đại cương tế bào 23 2.1.1 Học thuyết tế bào 23 2.1.2 Những đặc tính chung tế bào 24 2.1.3 Phân loại tế bào 26 2.2 Cấu trúc tế bào Prokaryote 26 2.2.1 Vách tế bào 26 2.2.2 Cấu trúc bên 27 2.3 Cấu trúc tế bào Eukaryote 27 2.3.1 Hệ thống cấu trúc có màng 27 2.3.2 Tế bào chất 32 2.3.3 Nhân 34 2.4 Màng tế bào 35 2.4 Cấu trúc màng 35 2.4.2 Trao đổi chất qua màng 39 2.5 Thực hành 49 Chương SỰ PHÂN CHIA TẾ BÀO 55 i Mục tiêu 55 Nội dung chương 55 2.1 Chu kỳ tế bào 55 2.2 Phân bào nguyên nhiễm 55 2.2.1 Giai đoạn chuẩn bị 55 2.2.2 Giai đoạn phân bào 56 2.3 Phân bào giảm nhiễm 58 2.3.1 Lần phân bào thứ 59 2.3.2 Lần phân bào thứ 60 2.4 Thực hành 63 Chương SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG CỦA TẾ BÀO 69 Mục tiêu 69 Nội dung chương 69 2.1 Sự quang hợp 69 2.1.1 Đại cương quang hợp 69 2.1.2 Pha sáng 70 2.1.3 Pha tối 73 2.2 Hô hấp tế bào 75 2.2.1 Đại cương hô hấp tế bào 75 2.2.2 Sự hô hấp carbohydrate 75 2.2.3 Sự hô hấp lipit protein 78 2.3 Thực hành 78 PHẦN SINH HỌC CƠ THỂ ĐỘNG VẬT 83 Chương MÔ VÀ TỔ CHỨC CƠ THỂ ĐỘNG VẬT 83 Mục tiêu 83 Nội dung chương 83 2.1 Các loại mô động vật 83 2.1.1 Biểu mô 83 2.1.2 Mô liên kết 85 2.1.3 Mô 87 2.1.4 Mô thần kinh 87 2.2 Các quan hệ quan động vật 87 i 2.3 Thực hành 88 Chương CƠ CHẾ KIỂM SOÁT Ở ĐỘNG VẬT 89 Mục tiêu 89 Nội dung chương 89 2.1 Hệ thần kinh 89 2.1.1 Cấu tạo tế bào thần kinh 89 2.1.2 Xung thần kinh dẫn truyền xung thần kinh 90 2.1.3 Các đường thần kinh 91 2.2 Hệ nội tiết động vật hữu nhũ 92 2.2.1 Các tuyến nội tiết hormone 92 2.2.2 Các tuyến nội tiết người 93 2.2.3 Các phương thức tác động hormone 94 Chương SỰ TRAO ĐỔI CHẤT Ở ĐỘNG VẬT 97 Mục tiêu 97 Nội dung chương 97 2.1 Hệ hô hấp 97 2.1.1 Cấu trúc hệ hô hấp 97 2.1.2 Sự trao đổi khí phổi mơ 99 2.2 Hệ tuần hoàn 101 2.2.1 Máu 101 2.2.2 Hệ tuần hoàn 104 2.3 Hệ tiêu hóa 108 2.3.1 Cấu trúc hệ tiêu hoá 108 2.3.2 Sự tiêu hoá enzim người 109 2.4 Hệ tiết 113 2.4.1 Cấu trúc thận 113 2.4.2 Chức thận 114 2.5 Thực hành 115 Chương SỰ SINH SẢN Ở ĐỘNG VẬT 126 Mục tiêu 126 Nội dung chương 126 2.1 Các hình thức sinh sản động vật 126 i 2.1.1 Sinh sản vơ tính 126 2.1.2 Sinh sản hữu tính 128 2.2 Sự phát sinh giao tử động vật 130 2.2.1 Sự sinh tinh 130 2.2.2 Sự sinh trứng 133 2.3 Sự thụ tinh tạo hợp tử động vật 135 2.3.1 Sự vận chuyển tinh trùng 135 2.3.2 Sự tiếp xúc tinh trùng với trứng (quá trình thụ tinh) 134 2.4 Thực hành 135 TÀI LIỆU THAM KHẢO 138 i PHẦN I SINH HỌC TẾ BÀO Chương CƠ SỞ HÓA HỌC CỦA SỰ SỐNG Mục tiêu: Cung cấp cho sinh viên kiến thức tổng quan sở hóa học sống Nội dung chương 2.1 Đặc trưng sống 2.1.1 Trao đổi chất Để tồn tế bào phải thực liên tục hàng loạt phản ứng hóa học để phân hủy chất dinh dưỡng cung cấp lượng vật liệu cho trình sinh tổng hợp trình sống khác tăng trưởng, vận động, sinh sản Toàn hoạt động hoá học thể sinh vật gọi trao đổi chất (metabolism) Khi trao đổi chất dừng thể sinh vật chết 2.1.2 Sự nội cân Quá trình trao đổi chất phức tạp, điều hòa hợp lý để trì hoạt động bên tế bào mức cân ổn định trạng thái định Ví dụ, nhiệt độ thể người bình thường ln trì 37oC dù thời tiết có thay đổi Xu hướng thể sinh vật tự trì mơi trường bên ổn định gọi nội cân (homeostasis) thực chế nội cân Sinh vật mức phát triển cao, chế điều hoà phức tạp 2.1.3 Sự tăng trưởng (growth) Sự tăng trưởng (growth) tăng khối lượng chất sống thể sinh vật Nó bao gồm tăng kích thước tế bào tăng số lượng tế bào tạo nên thể Sự tăng trưởng tế bào khác nhiều so với lớn lên tinh thể dung dịch muối Khi tăng trưởng diễn ra, phần tế bào hay thể hoạt động bình thường Một số sinh vật phần lớn thực vật có thời gian tăng trưởng kéo dài lâu cổ thụ nghìn năm Hầu hết động vật có giới hạn tăng trưởng định, kích thước đạt tối đa lúc sinh vật trưởng thành 2.1.4 Sự vận động Sự vận động dễ thấy động vật động tác leo, trèo, lại Sự vận động thực vật chậm khó nhận thấy dịng chất tế bào Các vi sinh vật vận động nhờ lông nhỏ hay giả túc amip 2.1.5 Sự đáp lại Là đáp lại kích thích khác từ mơi trường bên ngồi Các động vật có phản ứng định thay đổi màu sắc, nhiệt độ, tập tính sống Con mắt người quan tinh vi thu nhận nhanh nhạy, xác kích thích ánh sáng truyền cho hệ thần kinh để có phản ứng đáp lại Các thực vật có nhiều phản ứng chậm khó nhận thấy xanh mọc hướng ánh sáng, mắc cỡ rũ khibị chạm, bắt ruồi đậy nắp lại vật chui vào 2.1.6 Sự sinh sản Biểu sống dễ nhận thấy tất loài sinh vật "Sinh vật sinh sinh vật" "tế bào sinh tế bào" Các sinh vật nhỏ bé vi khuẩn lại có tốc độ sinh sản nhanh Có hai kiểu sinh sản : vơ tính hữu tính Sự sinh sản hữu tính đời muộn hơn, tạo nên đa dạng lớn làm tăng nhanh tốc độ tiến hoá sinh giới 2.1.7 Sự thích nghi Là khả thể thích ứng với mơi trường sống- nhằm giúp sinh vật tồn giới vật chất biến động- làm tăng khả sống cịn sinh vật môi trường đặc biệt Các thể thích nghi kết q trình tiến hóa lâu dài 2.2 Các nguyên tố hóa học liên kết hóa học chất sống 2.2.1 Các nguyên tố hóa học Tế bào cấu tạo từ nguyên tố vốn có tự nhiên Tuy nhiên 92 ngun tố có tự nhiên có 22 nguyên tố có sinh vật Các nguyên tố chia thành nhóm dựa theo vai trị tham gia vào chất sống, tạo chất hữu cơ, ion hay có dấu vết Trong - Các nguyên tố tham gia cấu tạo chất hữu :N, O, C, H, P, S - Các ion : K+, Na+, Mg++, Ca++, Cl- Các nguyên tố có dấu vết: Fe, Mn, Co, Cu, Zn, B, V, Al, Mo, I, Si Trong thể sinh vật C, H, O, N chiếm tới 96% thành phần tế bào Các ngun tố khác có vết gọi vi lượng hay vi tố Vai trò chủ yếu nguyên tố thể người: - Oxygen (O) chiếm khoảng 65%, tham gia cấu tạo hầu hết chất hữu cơ, phân tử nước tham gia vào q trình hơ hấp - Carbon (C) chiếm khoảng 18%, tạo liên kết với nguyên tử khác, tạo khung chất hữu - Hydrogen (H) chiếm khoảng 10%, thành phần nước hầu hết chất hữu - Nitrogen (N) có khoảng 3%, tham gia cấu tạo protein, acid nucleic - Calcium (Ca) có khoảng 1,5% thành phần xương răng, có vai trị quan trọng co cơ, dẫn truyền xung thần kinh đông máu - Phosphor (P) có khoảng 1%, giữ vai trị quan trọng chuyển hoá lượng, thành phần acid nucleic - Kalium (K) (Potassium), có khoảng 0,4% cation (ion+) chủ yếu tế bào, giữ vai trò quan trọng cho hoạt động thần kinh co - Sulfua (S) có khoảng 0,3%, có mặt thành phần phần lớn protein - Natrium (Na) (Sodium), có khoảng 0,2% cation chủ yếu dịch mô, giữ vai trò quan trọng cân chất dịch, dẫn truyền xung thần kinh - Magnesium (Mg) khoảng 0,1% thành phần nhiều hệ enzyme quan trọng, cần thiết cho máu mô - Chlor (Cl) khoảng 0,1%, anion (ion-) chủ yếu dịch thể, có vai trị cân nội dịch - Sắt (Fe) (Ferrum) có dấu vết, thành phần hemoglobin, myoglobin số enzyme - Iod (I) - dấu vết thành phần hormone tuyến giáp 2.2.2 Các liên kết hóa học Các tính chất hóa học nguyên tố trước tiên xác định số lượng xếp điện tử lớp lượng TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình thực hành Sinh Đại Cương, Bộ Mơn Sinh – Khoa Khoa Học Trường ĐHCT, 2001 Giáo trình Sinh Đại cương A1, A2, Bùi Tấn Anh, Võ Văn Bé Phạm Thị Nga, Trường ĐHCT, 2000 Sách Sinh Học Đại Cương, Phạm Thành Hổ, NXB ĐHQG TP.HCM, 2000 68 Chương SỰ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG CỦA TẾ BÀO Mục tiêu: Cung cấp cho sinh viên kiến thức trao đổi chất lượng mức độ tế bào: quang hợp hơ hấp nội bào Giúp sinh viên có sở để hiểu trao đổi chất lượng mức độ thể Nội dung chương: 2.1 Sự quang hợp 2.1.1 Đại cương quang hợp * Thí nghiệm chứng minh có quang hợp 1772, Joseph Priestley (người Anh), dùng hai chuông thủy tinh, bên để vào chậu bên để chuột, sau thời gian hai chết, để chúng chung lại với chúng sống, thí nghiệm ơng cho thấy tạo oxy, lúc người ta chưa biết q trình chưa biết vai trị yếu ánh sáng quang hợp Hình 4.1 Thí nghiệm Priestly Phát ơng khởi đầu cho nghiên cứu sau đưa phương trình tổng quát trình quang hợp: Ánh sáng, diệp lục tố CO2 + 12H2O 6O2 + C6H12O6 + 6H2O Phản ứng đơn giản trình trải qua nhiều phản ứng, có phản ứng cần ánh sáng (pha sáng), có phản ứng xảy không cần ánh sáng (pha tối) Sự quang hợp chuỗi phản ứng oxy hóa khử * Lá xanh quan quang hợp Mặc dù quang hợp xảy tất phần xanh, có chứa diệp lục tố, cây, quan có chứa nhiều diệp lục tố lá, nên xanh quan quang hợp 69 * Lục lạp bào quan quang hợp Lục lạp hai màng bao bọc chứa hệ thống màng bên làm thành túi dẹp thông thương với gọi thylakoid Một số thylakoid có hình dĩa xếp chồng lên chồng đồng xu gọi grana Màng thylykoid ngăn cách phần bên thylakoid chất lục lạp (stroma) Những phản ứng pha sáng quang hợp xảy hay màng thylakoid Những phản ứng pha tối quang hợp xảy phần dịch chất bao quanh túi thylakoid 2.1.2 Pha sáng Pha sáng trình quang hợp gọi chung phản ứng có số phản ứng cần diện ánh sáng 2.1.2.1 Hệ thống quang I II (photosystem) Diệp lục tố sắc tố phụ cần thiết cho trình quang hợp tổ chức thành hai hệ thống quang I II, hai màng thylakoid Mỗi hệ thống quang có trung tâm phản ứng Hệ thống quang I chứa phức hợp trung tâm phản ứng P700, khơng thể hấp thu ánh sáng có độ dài sóng cao 700 nm; hệ thống quang II chứa phức hợp trung tâm phản ứng P680, khơng thể hấp thu ánh sáng có độ dài sóng cao 680 nm Hình 4.2 Hệ thống quang I II màng thylakoid 2.1.2.2 Chuỗi dẫn truyền điện tử * Sự dẫn truyền điện tử hệ thống quang I: Phân tử tiếp nhận điện tử protein có chứa FeS, phân tử tiếp nhận điện tử cuối NADP+ FeS → Fd → FAD → NADP+ ; NADP+ + 2e + H+ → NADPH 70 NADPH stroma chất cho điện tử khử CO2 thành carbohydrat Hình 4.3 Sự dẫn truyền điện tử hệ thống quang I * Sự dẫn truyền điện tử hệ thống quang II: Hình 4.4 Sự dẫn truyền điện tử hệ thống quang II Quang phân li nước tạo điện tử giải phóng O2 : 2H2O điện tử (4 e) + ion H+ + O2 Chất nhận điện tử Q Q chuyển điện tử vào chuỗi dẫn truyền điện tử Q → PQ → PQ → Cyt → PC → hệ thống quang I Ðiện tử chuyển từ hệ thống quang II sang hệ thống quang I lúc ion H+ bơm từ stroma vào bên túi thylakoid Phân tử PQ vừa tải 71 điện tử vừa mang ion H+ làm cho nồng độ ion H+ thylakoid tăng Hơn nữa, khuynh độ điện sinh ra: stroma điện tích dương, trở nên có điện tích âm thylakoid có chứa nhiều ion H+ trở nên có điện tích dương Sự khác biệt điện tích nồng độ ion H+ sinh khuynh độ hóa điện nguồn lượng cho tổng hợp ATP Có thể tóm tắt đường điện tử sau: Nước → hệ thống quang II → chuỗi dẫn truyền điện tử → hệ thống quang I → chuỗi dẫn truyền điện tử thứ hai → NADPH → carbohydrate Trình tự cho thấy điện tử cần thiết để khử CO2 thành carbohydrat từ nước, vận chuyển điện tử từ nước đến carbohydrat trình gián tiếp phức tạp Ðiện tử theo đường không thành vịng Kết q trình: thành lập NADPH, giải phóng oxy phân tử sinh khuynh độ hóa điện xuyên màng thylakoid * Sự tổng hợp ATP: Cấu trúc phân tử ATP (adenosin triphosphat) (Hình) gồm adenosin nối với ba gốc phosphat.: Adenosin _ PPP Hình 4.5 Phân tử ATP ATP ADP + P + lượng AMP + P + lượng Sự thêm gốc phosphat gọi phosphoryl hóa Các phản ứng pha sáng quang hợp thường gọi quang phosphoryl hóa 72 Hình 4.6 Sơ đồ tổng hợp ATP 2.1.3 Pha tối NADPH tạo pha sáng sử dụng để tổng hợp carbohydrat từ CO2 Các phản ứng để tổng hợp carbohydrat thường gọi phản ứng tối xảy tối, cần có đủ ATP NADPH, phản ứng đòi hỏi sản phẩm pha sáng, khơng trực tiếp sử dụng ánh sáng Tuy nhiên, hầu hết thực vật, tổng hợp carbohydrat xảy ban ngày, sau ATP NADPH tạo Hình 4.7 Sơ đồ tóm tắt phản ứng hai pha sáng pha tối 73 Hình 4.8 Sơ đồ chu trình Calvin-Benson Cố định CO2 Chu trình bắt đầu CO2 từ khơng khí kết hợp với đường 5C gọi ribuloz bisphosphat (RuBP) tạo đường 6C khơng bền Sau phân tử đường 6C cắt làm hai tạo hai phân tử acid phosphoglyceric hay PGA (Hình13) Enzim xúc tác cho phản ứng ribuloz bisphosphat carboxylaz hay Rubisco, chìa khố phản ứng sinh tổng hợp quang hợp Kế đến, phân tử PGA gắn thêm vào gốc phosphat từ phân tử ATP Sau NADPH chuyển điện tử hydro cho chúng Ở phản ứng có tham gia sản phẩm từ pha sáng Kết hợp chất 3C giàu lượng tạo phosphoglyceraldehyd hay PGAL PGAL đường thật sản phẩm bền q trình quang hợp Chuyển hóa CO2 Một số PGAL tổng hợp thành glucoz sau thành tinh bột dự trử lục lạp, số glucoz đưa tế bào chất, kết hợp xếp lại chuỗi phản ứng để tạo sucroz, để vận chuyển đến phần khác Dù glucoz dạng đường thường xem sản phẩm cuối trình quang hợp, thật chúng diện hầu hết tế bào thực vật Phần lớn PGAL sinh tế bào sử dụng để tổng hợp tinh bột, acid béo, acid amin nucleotid hay hô hấp hiếu khí để tạo lượng cho tế bào Thông thường glucoz sau tổng hợp chuyển thành sucroz, tinh bột, celluloz hay đường đa khác 74 Tái tạo chất nhận Phần lớn phân tử PGAL dùng để tạo RuBP mới, tái tạo chất nhận CO2 trải qua chuỗi phản ứng phức tạp đòi hỏi cung cấp ATP Sự tái tạo chất nhận CO2 khép kín chu trình Calvin-Benson 2.2 Hơ hấp tế bào 2.2.1 Đại cương hơ hấp tế bào Phương trình tổng quát: C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + Năng lượng Trong tế bào, lượng dự trữ hợp chất tổng hợp trình quang hợp Năng lượng giải phóng qua q trình hơ hấp hiếu khí, glucoz chuyển hóa qua nhiều sản phẩm trung gian để đến sản phẩm cuối CO2 H2O Năng lượng tự tạo trình sử dụng nguồn lượng cho phản ứng khác xảy tế bào Ty thể bào quan tham gia vào hơ hấp hiếu khí Dưới kính hiển vi điện tử, ty thể bao bọc hai màng, màng màng chia ty thể làm hai ngăn: ngăn khoảng hai màng, ngăn từ màng trở vào Màng crista, nên bề mặt tiếp xúc tăng nhiều (Hình 8, chương 1) Màng ngồi thấm phân tử nhỏ, màng khơng thấm Trên màng có protein kênh, kênh đóng mở, bơm để điều tiết chọn lọc phân tử vào ngăn Màng chứa protein chuỗi dẫn truyền điện tử tương tự chuỗi dẫn truyền điện tử màng thylakoid lục lạp Vì thật ra, hơ hấp giống quang hợp bao gồm phản ứng oxy hóa khử 2.2.2 Sự hơ hấp carbohydrate * Ðường phân (glycolysis) (giai đoạn I) 75 Hình 4.9 Sơ đồ phản ứng đườngphân Các điểm quan trọng cần ý đường phân là: - Mỗi phân tử glucoz (C6 H12O6) bị phân tách thành hai phân tử acid pyruvic (C3H4O3) - Hai phân tử ATP sử dụng lúc đầu q trình, sau có bốn phân tử tạo ra, tế bào hai phân tử - Hai phân tử NADH thành lập 76 - Vì khơng sử dụng oxy, q trình xảy dù có diện O2 hay không - Các phản ứng đường phân xảy dịch tế bào chất tế bào, bên ty thể * Sự lên men Sự lên men nối tiếp trình đường phân, cách glucoz biến đổi thành rượu hay thành acid lactic điều kiện yếm khí Sự biến đổi acid pyruvic lên men thay đổi theo thể sinh vật Ở tế bào động vật nhiều vi sinh vật khử acid pyruvic tạo acid lactic: acid pyruvic + NADH + H+ acid lactic + NAD+ Ở hầu hết tế bào thực vật men (yeast), sản phẩm lên men rượu ethyl CO2: rượu ethyl + 2CO2+2NAD+ acid pyruvic + 2NADH + 2H+ Alcol dehydrogenase * Sự oxy hóa pyruvic acid (giai đoạn II) Nếu có diện O2, acid pyruvic bị oxy hóa thành CO2 gốc acetyl 2C, chất gắn với coenzim gọi coenzim A (CoA) tạo chất acetyl-CoA acid pyruvic + CoA + NAD+ acetyl-CoA + CO2 + NADH + H+ * Chu trình Krebs (giai đoạn III) Hình 4.10 Sơ đồ chu trình Krebs Sản phẩm chu trình Krebs: vịng chu trình : CO2, NADH, FADH, ATP Do có acetyl CoA nên xảy qua vòng chu trình Krebs tạo sản phẩm gấp đơi * Sự trao đổi lượng 77 Khi phân giải hoàn toàn phân tử glucose thu CO2, H2O 36ATP Nếu tính theo tỷ lệ %, có khoảng 39% lượng tự ban đầu phân tử glucoz giữ lại, 61% giải phóng chủ yếu dạng nhiệt Chỉ có số 36 phân tử ATP tạo biến dưỡng yếm khí (ít 6%), 34 phân tử cịn lại tạo hơ hấp hiếu khí (hơn 94%) Vậy Oxi cần thiết cho người hầu hết sinh vật khác 2.2.3 Sự hô hấp lipit protein 2.2.3.1 Sự hô hấp lipid Sự biến dưỡng lipid bắt đầu thủy giải chúng thành glycerol acid béo Sau đó, glycerol (một hợp chất 3C) biến đổi thành PGAL đưa vào lộ trình đường phân Acid béo chuyển vào ngăn ty thể, chúng cắt thành acetyl-CoA đưa vào chu trình Krebs Vì lipid có thành phần hydro cao carbohydrat, nên oxy hóa hồn tồn cho lượng cao tính đơn vị trọng lượng, gram chất béo thường cho lượng cao hai lần so với gram carbohydrat 2.2.3.2 Sự hô hấp protein Trước tiên, protein thủy giải thành acid amin sau biến dưỡng theo nhiều cách khác nhau: Acid pyruvic Protein → acid amin Acetyl-CoA Các chất tham gia vào chu trình Krebs Những hợp chất acid pyruvic, acetyl-CoA hợp chất chu trình Krebs thối dưỡng theo nhiều cách khác nhau, chúng oxy hóa hồn tồn thành CO2 H2O để cung cấp lượng có vai trị tiến dưỡng để tổng hợp thành acid amin, đường chất béo 2.3 Thực hành: Thực thí nghiệm chứng minh quang hợp hô hấp 2.3.1 Phương tiện, vật tư, hóa chất - Dụng cụ, thiết bị: Becher, phễu thủy tinh, bếp điện, ông nghiệm, diêm quẹt, đĩa petri, kẹp, lọ thuỷ tinh dung tích 200-300ml, nhiệt kế, ống chuần độ Pipet 20ml, bình định mức 100ml, bình tam giác 250ml, bếp đun cách thuỷ, cối, chày sứ 78 - Hóa chất: Cồn 700, nước cất, lugol, nước vôi Ca(OH) Ba(OH)2 bão hoà, KMnO 0,1N, H2SO4 10%, CaCO 3, H2O2 1% - Mẫu vật: Rong chó, che tối phần, hạt nẩy mầm cây, mẫu thực vật tươi (củ khoai tây, khoai lang, lúa, bắp) 2.3.2 Nội dung thực hành: a Sự thải oxy quang hợp - Đặt số cành rong chó vào phễu (tất mặt cắt cành rong hướng cuống phễu), sau úp phễu vào cốc thủy tinh chứa đầy nước, úp lên cuống phễu ống nghiệm chứa đầy nước - Đặt cốc thí nghiệm nắng hay ánh sáng mạnh đèn điện - Quan sát ống nghiệm bọt khí từ cuống cành rong Sau 30 phút, lấy ngón tay bịt ống nghiệm dốc ngược lên Dùng que diêm gần tắt đưa vào miệng ống nghiệm Ghi nhận tượng, giải thích - Sau đó, đưa cốc thí nghiệm vào tối, sau 30 phút lấy ra, thực tương tự thí nghiệm dùng que diêm gần tắt đưa vào miệng ống nghiệm b Sự tạo thành tinh bột quang hợp Lá che tối phần (trong ngày) Đặt vào cốc thủy tinh nước sơi vịng phút Hình 4.11 Chuẩn bị thí nghiệm tạo thành tinh bột ngồi sáng Dùng kẹp chuyển vào ống nghiệm có chứa cồn 700C, đặt ống nghiệm vào cốc chứa nước sôi đun màu xanh Rửa nước trải lên đĩa petri Cho dung dịch lugol vào đĩa petri lắc để nhuộm màu trải Trải lên giấy thấm 79 Hình 4.12 Kết thí nghiệm tạo thành tinh bột sáng c Phát CO2 thải hơ hấp - Dùng bocan có dung tích 1- lit, bocan làm đối chứng bocan làm thí nghiệm - Đối với bocan làm thí nghiệm: ta cho hạt đậu nảy mầm đĩa petri đặt vào bocan với cốc nước vôi nhiệt kế, đậy nắp bocan kín lại - Đối với bocan đối chứng: cho vào cốc nước vôi nhiệt kế, đậy nắp bocan kín lại - Đặt thí nghiệm lên bàn sau 2-3h quan sát bocan thí nghiệm ta thấy có dấu hiệu gì? + Cốc nước vơi nào? Giải thích + Nhiệt độ nhiệt kế? + Thành bình? - Đưa que diêm cháy vào bình có tượng gì? - Kết luận? d Xác định hoạt tính enzym catalaza hơ hấp theo phương pháp Bach Oparin Trong q trình hơ hấp, oxy hoá hơp chất hữu mô thực vật tác dụng enzym oxydaza tạo nên peroxythydro: AH O2 oxydaza A H O2 Trong đó: AH chất dạng khử A chất dạng oxi hoá Peroxythydro (H 2O2 ) tác dụng catalaza bị phân giải thành H 2O O2 H O2 catalaza 2H O O2 80 Phương pháp Bac Oparin dựa vào việc chuẩn độ peroxythydro cịn lại khơng bị catalza phân giải dung dịch KMnO4 0,1N Phản ứng xảy sau: 5H2 O2 + 2KMnO4 +4H2SO4 →5O2 +2KHSO + 8H2 O +2MnSO4 Hoạt tính catalaza thể mililit KMnO tương đương với lượng H2 O2 bị phân giải Bíêt 1ml KMnO 0,1N tương ứng với 1,7mg H 2O2 Cân 10g mẫu thực vật tươi, nghiền nhỏ mẫu cối sứ Cho thêm vào cối bột CaCO để tạo phản ứng kiềm tối ưu cho tác dụng catalaza Sau cho thêm 10ml nước cất, nghiền tiếp có khối đồng Chuyển khối đống chất vào bình định mức 100ml Bổ sung thêm nước tới vạch lắc lọ chứa dịch từ 3-4 để chiết enzym từ nguyên liệu Sau lắng, lọc ly tâm thu lấy dịch lọc để làm thí nghiệm Lấy pipet hút dịch lọc vào hai bình tam giác có dung tích 250ml Cho vào cà hai bình, bình 20ml dịch lọc có chứa enzym catalaza Một bình làm đối chứng bình làm thí nghiệm Đun sơi bình đối chứng phút bếp cách thuỷ Cho vào hai bình, bình 20ml nước 3ml H 2O2 Để bình nhiệt độ phịng 15 -30 phút Sau cho vào bình 5ml H 2SO4 10% chuẩn độ lượng H SO4 không phân giải KMnO 0,1N, xuất màu hồng ổn định 1phút Ghi lại số mililit KMnO dùng để chuẩn độ bình đối chứng bình thí nghiệm Theo sai khác lương KMnO4 chuẩn độ hai bình đối chứng thí nghiệm ta tính lượng KMnO , tương đương với lượng H O2 bị catalaza phân giải Cách tính tốn sau: Ví dụ: Lượng KMnO 0,1 N dùng để chuẩn độ bình thí nghiệm 15,5ml, bình đối chứng 30,2ml Vậy lượng peroxyt hydro phân giải bình thí nghiệm tương ứng với: 30,2-15,5=14,7ml KMnO4 hay 1,7mg H2O2 x 14,7 = 24,99 mg H2O2 * yêu cầu phúc trình Ghi nhận tương thải oxy quang hợp giải thích? Ghi nhận tượng tạo thành tinh bột quang hợp giải thích? 81 Ghi nhận tượng CO2 thải hô hấp giải thích? Tính lượng H2O2 bị catalaza phân giải? CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG Nêu vai trị q trình quang hợp Nêu đặc điểm hình thái, cấu trúc phù hợp với chức quang hợp Quang hợp diễn qua pha? Vị trí diễn diễn biến pha? Hơ hấp gì? Được thực bào quan vai trò hơ hấp? Nêu giai đoạn q trình hô hấp? Hãy nêu khác hô hấp hiếu khí q trình lên men? Sự hô hấp lipid protein diễn nào? TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình thực hành Sinh Đại Cương, Bộ Môn Sinh – Khoa Khoa Học Trường ĐHCT, 2001 Giáo trình Sinh Đại cương A1, A2, Bùi Tấn Anh, Võ Văn Bé Phạm Thị Nga, Trường ĐHCT, 2000 Sách Sinh Học Đại Cương, Phạm Thành Hổ, NXB ĐHQG TP.HCM, 2000 82 ... hóa học chất sống Nêu cấu trúc chức đại phân tử quan trọng tế bào? TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình thực hành Sinh Đại Cương, Bộ Môn Sinh – Khoa Khoa Học Trường ĐHCT, 20 01 Giáo trình Sinh Đại cương. .. 11 4 2.5 Thực hành 11 5 Chương SỰ SINH SẢN Ở ĐỘNG VẬT 12 6 Mục tiêu 12 6 Nội dung chương 12 6 2 .1 Các hình thức sinh sản động vật 12 6 i 2 .1. 1... 2 .1. 1 Sinh sản vơ tính 12 6 2 .1. 2 Sinh sản hữu tính 12 8 2.2 Sự phát sinh giao tử động vật 13 0 2.2 .1 Sự sinh tinh 13 0 2.2.2 Sự sinh trứng 13 3