Thực hành Hóa Sinh - Sinh Lý Tế Bào

thực hành sinh lí thực vật- sinh lí tế bào

SINH LÝ TẾ BÀO THỰC VẬT

1 Hiện tượng co nguyên sinh và phản co nguyên sinh

1.1.Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ

- Mẫu thực vật: Củ hành tía hoặc lá thìa lài tía

- Hóa chất: Dung dịch glyxerin 5% , 10%

- Dụng cụ: Kim mũi mác hoặc lưỡi dao cạo, lam kính, lamen, ống nhỏ giọt hoặc pipet, giấy thấm, kính hiển vi

1.2 Nguyên lý của phương pháp

- Tế bào thực vật là một hệ thống thẩm thấu sinh học, trong dịch tế bào tương đương với dung dịch gây thẩm thấu, còn màng sinh chất và hệ thống chất nguyên sinh được coi như một màng bán thấm

- Khi ngâm tế bào thực vật vào một dung dịch thì có 3 trường hợp xảy ra: + Nồng độ dịch bào bằng nồng độ dung dịch ngoài tế bào ( dung dịch đẳng trương) thì nước sẽ đi từ bên ngoài dung dịch và vào trong tế bào cân bằng nhau Thể tích của tế bào không thay đổi

+Nồng độ dịch bào nhỏ hơn nồng độ dung dịch ngoài tế bào ( dung dịch nhược trương) thì nước sẽ đi từ bên ngoài dung dịch vào trong tế bào làm cho thể tích tế bào tăng lên, tế bào trương nước

+ Nồng độ dịch bào lớn hơn nồng độ dung dịch ngoài tế bào ( dung dich

ưu trương) thì nước sẽ đi từ bên trong không bào ra bên ngoài làm cho thể tích ở không bào co lại dẫn đến chất nguyên sinh cũng co lại Vì thành tế bào có tính đàn hồi nên không bị co theo chất nguyên sinh nên làm cho chất nguyên sinh co lại và tách ra khỏi tế bào, gây nên hiện tượng co nguyên sinh

Tùy theo mức độ co nguyên sinh mà có hai trạng thái co nguyên sinh như sau: co nguyên sinh lõm và co nguyên sinh lồi

Hiện tượng co nguyên sinh có tính thuận nghịch

1.3.Cách tiến hành

- Dùng kim mũi mác hay dao bóc một lớp biểu bì của củ hành tím rồi đặt lên trên lam kính.Nhỏ một giọt glyxerin 5% lên miếng biểu bì rồi đậy la lamen lại Bắt đầu quan sát hiện tượng co nguyên sinh và phản co nguyên sinh trên kính hiển vi Cũng lặp lại cách tiến hành như trên nhưng làm với dung dịch glyxerin 10% Quan sát hiện tượng co nguyên sinh và phản co nguyên sinh ở 2 nồng độ glyxerin 5% và 10%

1.4 Kết luận và trả lời câu hỏi

a Tế bào có hiện tượng co nguyên sinh và phản co nguyên sinh có sự chênh lệch nồng độ giữa trong và ngoài tế bào

b Tế bào có hiện tượng co nguyên sinh và phản co nguyên sinh vì:

- Khi làm nhỏ dung dịch glyxerin 5% hay 10% lên miếng biểu bì thì nồng

độ của dung dịch bên ngoài lớn hơn nồng độ dung dịch bào do đó nước sẽ

đi từ tế bào ra ngoài làm cho thể tích ở không bào co lại dẫn đến chất nguyên sinh cũng co lại Vì thành tế bào có tính đàn hồi nên không bị co theo chất nguyên sinh nên làm cho chất nguyên sinh co lại và tách ra khỏi

tế bào, gây nên hiện tượng co nguyên sinh

- Khi nhỏ một vài giọt nước bên cạnh miếng biểu bì rồi dùng giấy đặt phía bên kia miếng biểu bì làm cho nước đi vào được miếng biểu bì thì ta quan sát được hiện tượng phản co nguyên sinh trên kính hiển vi Bởi vì các chất tan gây co nguyên sinh có khả năng đi qua lớp chất nguyên sinh để vào không bào làm cho nồng độ dịch bào tăng lên, đến một lúc nào đó thì nồng độ dịch bào sẽ lớn hơn nồng độ dung dịch bên ngoài và nước lại đi vào tế bào và tế bào trở lại trạng thái ban đầu

c So sánh và giải thích hiện tượng co nguyên sinh và phản co nguyên sinh ở 2 nồng độ glyxerin 10% và 5%

- Ở nồng độ glyxerin 5%, hiện tượng co nguyên sinh diễn ra chậm hơn ở nồng độ glyxerin 10% Vì ở nồng độ glyxerin 10% có sự chênh lệch nồng độ giữa trong và ngoài tế bào lớn hơn ở nồng độ glyxerin 5%

- Ở nồng độ glyxerin 10% thì hiện tượng phản co nguyên sinh diễn ra chậm hơn ở nồng độ glyxerin 5% Vì nồng độ glyxerin 10% cao hơn nồng độ glyxerin 5% do đó thời gian làm loãng nồng độ bên trong dịch bào lâu hơn dẫn đến thời gian xảy ra hiện tượng phản co nguyên sinh lâu hơn

2 Tính thấm của chất nguyên dinh sống và chết.

2.1.Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ.

- Mẫu thức vật: củ khoai tây

- Hóa chất: Dung dịch Indigocarmin 0,2 % , nước cất

- Dụng cụ: Ống nghiệm, đèn cồn hoặc nồi đun cách thủy, dao sắt, kẹp gỗ, đĩa peptri

2.2.Nguyên lý của phương pháp

- Tế bào thực vật là hệ thống thẩm thấu sinh học, chất nguyên sinh được c như màng bán thấm cho các chất tan đi qua một cách chọn lọc

- Khi tế bào đã chết thì khả năng thấm chọn lọc các chất tan không còn

2.3 Cách tiến hành

- Dùng dao cắt củ khoai tây đã bỏ vỏ thành những miếng co kích thước khoảng 2cm x 1 cm x 0.5cm rồi cho vào 2 ống nghiệm và đổ ngập nước Một ống nghiệm để nguyên không đun sôi, một ống nghiệm đun sôi trên ngọn lửa đèn cồn trong khoảng từ 1-2 phút, sau đó nhỏ khoảng 5 giọt Indigocarmin 0,2 % Với các miếng khoai tây ở cả 2 ống nghiệm đặt trên đĩa petri, dùng dao cắt đôi và quan sát sự thấm Indigocarmin vào miếng khoai tây ở phần cắt lát ở cả 2 trường hợp bị đun sôi và để nguyên

2.4 Kết luận và trả lời câu hỏi.

a Ý nghĩa tính thấm của chất nguyên sinh là cho các chất tan đi qua một cách chọn lọc, ngăn cản sự xâm nhập của các chất độc vào trong tế bào

b So sánh sự thấm của Indigocarmin của 2 trường hợp và giải thích hiện tượng

- Ở ống nghiệm đun sôi thì Indigocarmin

thấm vào bên trong của miếng khoai tây,

còn ở ống nghiệm không đun thì

Indigocarmin không thấm vào bên trong

miếng khoai tây được

- Giải thích : vì ở miếng khoai tây không đun

(tế bào sống) có khả năng cho các chất tan

đi qua một cách chọn lọc Indigocarmin là

chất độc đối với tế bào nên màng tế bào

không cho Indigocarmin vào trong tế bào Còn ở miếng khoai tây đun sôi (tế bào đã chết) không còn khả năng thấm chọn lọc nên Indigocarmin đi vào tế bào một cách dễ dàng

c Indigocarmin là chất không được tế bào chọn thấm

3 Xác định sáp suất thẩm thấu của tế bào bằng phương pháp co nguyên sinh 3.1.Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ

- Mẫu thực vật: của hành tía hoặc thài lài tía

- Hóa chất: Dung dịch NaCl ( hoặc Sacaroza) với các nồng độ: 0,2M; 0,3M; 0,4M; 0,5M; 0,6M

- Dụng cụ: Đĩa sứ, lưỡi daocaoj hoặc kim mũi mác, lam kính, lamen, kính hiển vi

3.2 Nguyên lý của phương pháp

Áp suất thẩm thấu được tính theo công thức:

∏= R.T.C.i

Trong đó: ∏: áp suất thẩm thấu

R: hằng số khí có giá trị là 0,0831 T: nhiệt độ tuyệt đối = to + 273 i: hệ số điện li được tính theo công thức i= α + ( n – 1) ( trong đó α là bậc điện li; n là số ion phân li)

Đối với dung dich NaCl các nồng độ như trên có giá trị I tương ứng như sau:

Nồng độ NaCl ( M )

5

0,4 0,3 0,2 0,1

Giá trị của i: 1,6

2

1,6 4

1,6 6

1,6 8

1, 7

1,7 3

1,7 5

1,7 8

1,8 3 C: nồng độ dịch bào

Trong công thức tính áp suất thẩm thấu còn cần xác định giá trị của nồng độ dịch bào để áp dụng vào công thức tính áp suaart thẩm thấu

Sử dụng phương pháp co nguyên sinh để xác định nồng độ dịch bào Phương pháp này dựa trên cơ sở xác định được nồng độ đẳng trương từ đó suy ra nồng độ dịch bào Muốn vậy, ta ngâm tế bào trong dung dịch NaCl có nồng

độ khác nhau, rồi lần lượt quan sát để tìm nồng độ bắt đầu gây co nguyên sinh để xác định nồng độ dịch bào theo công thức

3.3.Cách tiến hành

Lần lượt lấy các dung dịch NaCl với các nồng độ 0,2M; 0,3M; 0,4M; 0,5M; 0,6M ra đĩa sứ.Dùng dao bóc biểu bì hành củ hành rồi lần lượt ngâm vào các dung dịch NaCl có nồng độ từ 0,2M đến 0,6M Mỗi nồng độ ngân cách nhau

5 phút và các nồng độ đều được ngâm trong 20 phút, như vậy khi ngâm đến nồng độ 0,6M thì bắt đầu quan sát nồng độ 0,2M, cứ như vậy mỗi nồng độ quan sát trong 5 phút và tìm nồng độ nào mà ở đó bắt đầu gây co nguyên và reung bình cộng với nồng độ ngay trước đó chưa gây co nguyên sinh để xác định giá trị của nồng độ dịch bào Áp dụng công thức tính áp suất thẩm thấu của tế bào

3.4 Kết luận và trả lời câu hỏi.

a Ý nghĩa của việc xác định áp suất thẩm thấu

b Nồng độ bắt đầu co nguyên sinh = 0,3M

Vậy nồng độ dung dịch bào = 0,3+0,22 = 0,25M

Áp suất thẩm thấu: ∏= R.T.C.i = 0,0831x (25+273)x0,25x1,75=10,83(at)

c Kết quả quan sát

Mức độ co nguyên

sinh

như cực đại

4 Thí nghiệm 4: Xác định sức hút nước của tế bào theo phương pháp

sacdacop.

4.1.Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ.

- Mẫu thực vật: Lá tươi

- Hóa chất: Dung dịch NaCl với các nồng độ 0,2M; 0,3M; 0,4M; 0,5M; 0,6M; dung dịch xanh methylene 5%

- Dụng cụ: Nắp bút máy, giá ống nghiệm, 10 ống nghiệm; pipet 5ml, pipet 1ml

4.2.Nguyên lý của phương pháp.

- Sức hút nước của tế bào được tính theo công thức S=∏ - P ( S là sức hút nước, ∏ là áp suất thẩm thấu, P là sức trương của tế bào)

- Phương pháp này dựa trên sự so sánh sức hút nước giữ tế bào ( Stb) và sức hút nước của dung dịch ngâm tế bào (Sdd) Cụ thể:

+ Nếu Stb > Sdd thì tế bào sẽ hút nước của dung dịch làm cho nồng độ dung dịch tăng lên, vì vậy tỉ trọng của dung dịch sẽ lớn hơn ban đầu

+ Nếu Stb < Sdd thì tế bào sẽ hút nước của tế bào làm cho nồng độ dung dịch giảm xuống, tỉ trọng của dung dịch sẽ giảm xuống

+ Nếu Stb= Sdd thì quá trình trao đổi nước cân bằng, nồng độ của dung dịch không thay đổi, tỷ trọng của dung dịch cũng không thay đổi

Trong trường hợp đó, vì Stb = Sdd mà Sdd được tính bằng áp suất thẩm thấu của dung dịch, bởi vậy, áp suất thẩm thấu của dung dịch bằng sức hút nước của tế bào

Trong thí nghiệm này, chúng ta cần tìm nồng độ đẳng trương bằng cách

so sánh tỷ trọng của dung dịch sau khi ngâm mô với dung dịch đối chứng không ngâm

4.3.Cách tiến hành.

- Xếp 2 dãy ống nghiệm song song trên giá Dùng pipet lấy vào mỗi ống nghiệm của 2 hàng đối xứng 5ml dung dịch NaCl lần lượt nồng

độ từ 0,2M đến 0,6M, đánh dấu các nồng độ Dùng nắp bút khoan các mảnh lá, cho vào mỗi ống nghiệm của 1 dãy ống nghiệm 15-20 mảnh

lá Dãy ống nghiệm thứ 2 không cho lá để làm đối chứng Ngâm trong khoảng 15 phút Sau đó nhuộm màu dung dịch của dãy có lá bằng 1-2 giọt xanh methylene

- So sánh sự thay đổi tỷ trọng của dung dịch ngâm lá với dung dịch đối chứng theo từng cặp nồng độ tương ứng,bằng cách dung pipet lấy 1 giọt dung dịch màu ngâm lá cẩn thận, cho pipet vào sâu giữa dung dịch ống nghiệm đối chứng, nhẹ nhàng nhỏ 1 giọt dung dịch vào ống

nghiệm Quan sát sự di chuyển của giọt dung dịch màu trong ống nghiệm, tìm nồng độ mà giọt dung dịch màu lơ lửng, đó chính là nồng

độ đẳng trương, nồng độ này có Stb = Sdd nên tỷ trọng của dung dịch

không thay đổi sau thời gian ngâm lá Mà sức hút nước của dung dịch

chính bằng áp suất thẩm thấu của dung dịch: Sdd=R T C i

- Do đó Stb= R T C I (Clà nồng độ đẳng trương)

4.4.Kết luận và trả lời câu hỏi

Nồng độ dung dịch

(M)

Áp suất thẩm thấu ở

200C

Sự chuyển động của giọt dung dịch

Sức hút nước của tế bào lá:

S tb = R.T.C.i= 0,0831x (25+273) x 0,4 x 1,73 = 17,137(at)