KÍNH HIỂN VI QUANG HỌC VÀ CÁCH SỬ DỤNG
1 CẤU TẠO CỦA KÍNH HIỂN VI: Gồm có giá kính và hệ thống quang học.
Giá kính bao gồm các thành phần chính như chân kính, trụ mang ống kính, bàn kính để chứa mẫu vật, và các ốc điều chỉnh sơ cấp và vi cấp giúp điều chỉnh độ nét của ảnh Hệ thống quang học của kính hiển vi gồm có thị kính và các loại vật kính với độ phóng đại khác nhau: 4x (đỏ), 10x (vàng), 40x (xanh dương), và 100x (trắng) Ngoài ra, tụ quang được sử dụng để tập trung ánh sáng vào mẫu vật, cùng với hệ thống đèn chiếu sáng hoặc gương phản quang để cải thiện độ sáng và chất lượng hình ảnh.
Kính hiển vi quang học lý thuyết có khả năng quan sát các vật thể với kích thước nhỏ tới 0,2 micromet Tuy nhiên, trong thực tế, kích thước vật thể có thể quan sát được thường chỉ đạt từ 0,3 đến 0,5 micromet.
Kính hiển vi quang học sử dụng các vật kính với độ phóng đại từ x10 đến x100, trong khi thị kính thường có độ phóng đại x10 hoặc x15 Độ phóng đại tổng thể của kính được tính bằng công thức: Độ phóng đại kính = độ phóng đại vật kính x độ phóng đại thị kính Ngoài ra, kính hiển vi còn có các thành phần quan trọng như chắn sáng, đèn, ốc chỉnh thô và ốc chỉnh tinh.
Sử dụng kính hiển vi để quan sát mẫu vật sống là một phương pháp quan trọng trong nghiên cứu Độ rõ nét của hình ảnh quan sát phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó nguồn sáng đóng vai trò then chốt Nguồn sáng có thể là tự nhiên, thông qua gương phản xạ, hoặc nguồn sáng điện, mỗi loại đều có những ưu điểm riêng trong việc nâng cao chất lượng quan sát.
Đặt tiêu bản lên bàn kính và nâng bàn kính gần vật kính có độ phóng đại nhỏ (x10, x20) Nhìn qua thị kính, điều chỉnh ốc sơ cấp và từ từ hạ vật kính xuống cho đến khi thấy mẫu vật Cuối cùng, sử dụng ốc thứ cấp để làm rõ hình ảnh của vật.
Khi đã xác định vị trí cần quan sát, hãy chuyển đổi vật kính sang độ phóng đại cao hơn (x40 hoặc x60) Tiếp theo, điều chỉnh ốc thứ cấp để có thể nhìn thấy hình ảnh của vật một cách rõ ràng.
3 NHỮNG ĐIỀU CẦN CHÚ Ý KHI SỬ DỤNG KÍNH HIỂN VI:
- Không đụng tay vào các thấu kính Khi thấu kính bẩn, lau nhẹ bằng vải bông mềm, sạch, tránh làm xước thấu kính.
Sau khi sử dụng kính hiển vi, hãy tháo tiêu bản ra và lau sạch đầu kính trên vật kính bằng xylen Lưu ý không sử dụng quá nhiều xylen vì nó độc hại và có thể làm tan chất gắn vật kính.
- Bảo quản kính hiển vi ở trạng thái sạch và khô.
- Không xoay các ốc điều chỉnh quá nhanh và mạnh.
4 MẤU VẬT, HÓA CHẤT, DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ:
- Củ hành đỏ (Allium cepa) 1 củ
5.1 Quan sát tế bào hành đỏ:
- Cho một giọt glycerine (hoặc nước cất) lên lame
- Dùng đầu kim mũi mác lách nhẹ và bóc lấy một lớp mỏng biểu bì củ hành Đặt lớp biểu bì chìm trong một giọt glycerine (hoặc nước cất)
- Đậy lamelle, quan sát dưới kính hiển vi
- Dưới vật kính x10, ta thấy những tế bào biểu bì có hình thoi dài, xếp liền nhau.
Hình 1: Tế bào hành tím ở vật kính
Hình 2: Tế bào biểu bì hành tím ở vật kính x40
- Dưới vật kính x40, ta thấy:
+ Vách tế bào: dưới kính hiển vi, ta thấy một đường ngăn cách giữa hai tế bào cạnh nhau tạo thành.
+ Tế bào chất: nằm ở xung quanh nhân và sát màng tế bào.
Không bào là những khoảng trống trong tế bào chất, thường khó nhận biết vì chúng chứa đầy dịch tế bào, khiến ranh giới giữa tế bào và tế bào chất không rõ ràng.
5.2 Quan sát tế bào biểu bì lá lẻ bạn:
- Cho một giọt glycerine (hoặc nước cất) lên lame.
Sử dụng đầu kim mũi mác để lách nhẹ và bóc một lớp mỏng biểu bì từ mặt dưới của lá Sau đó, đặt lớp biểu bì vào trong một giọt glycerine hoặc nước cất.
- Đậy lamelle, quan sát dưới kính hiển vi.
Hình 3: Tế bào lá lẻ bạn ở 10x
Công ngh ệ sinh học Đại học Tôn Đức…
Seminar-SHTB- Nhóm5 đại học tôn…
Hoa - th ự c v ậ t d ượ cCông nghệ 100% (3)39
Tế bào chất Vách tế bào
Hình 4: Tế bào biểu bì của lá lẻ bạn ở vật kính x40.
Kết quả quan sát: thấy có vách ngăn giữa các tế bào rõ, không bào to, các hạt lục lạp và khí khổng của lá.
MỘT SỐ THIẾT BỊ THÔNG DỤNG VÀ THAO TÁC
CƠ BẢN TRONG THÍ NGHIỆM SH TẾ BÀO – PHÂN TỬ
1 Mô tả và cách sử dụng một số dụng cụ thí nghiệm
Ngoài các dụng cụ vi sinh và sinh hóa thông thường như ống nghiệm, ống hút, becher và đĩa petri, trong thao tác sinh học phân tử còn cần sử dụng một số dụng cụ đặc trưng khác như que cấy và giá đỡ ống nghiệm.
Ống Eppendorf là loại ống nghiệm làm từ nhựa polyethylene hoặc polypropylene, chuyên dùng để chứa các thể tích dung dịch nhỏ với các kích cỡ 0,2ml, 0,5ml, 1,5ml và 2ml Chúng có khả năng khử trùng ở điều kiện thông thường (1 atm, 120°C, 20 phút) và chịu được nhiệt độ thấp đến -20°C cũng như các dung môi hữu cơ như chloroform Để đảm bảo an toàn và tránh thất thoát mẫu, các ống Eppendorf có ngấn an toàn thường được sử dụng trong các thí nghiệm yêu cầu độ an toàn cao.
Micropipette (pipetman) là dụng cụ chuyên dụng để thu nhận thể tích nhỏ với độ chính xác cao Thiết bị này thường được chia thành 4 cỡ khác nhau, tùy thuộc vào thể tích dung dịch tối đa mà nó có thể hút mỗi lần.
Cỡ nhỏ: thể tớch tối đa 10àl - 20àl - 50àl
Cỡ trung bỡnh: thể tớch tối đa: 100àl - 200àl
Cỡ rất lớn: thể tớch tối đa 5000àl (ớt sử dụng)
Khi hút các dung môi hữu cơ, cần thận trọng không để gần nguồn nhiệt như đèn cồn và không tiến hành hấp khử trùng trừ khi có chỉ định từ nhà sản xuất Đồng thời, tuyệt đối không điều chỉnh thể tích dung môi dưới ngưỡng tối thiểu hoặc trên ngưỡng tối đa cho phép.
Micropipette luôn đi kèm với các đầu tip, thường chỉ sử dụng một lần Có bốn loại tip tương ứng với bốn kích thước thể tích khác nhau Các tip này được tiệt trùng bằng phương pháp hấp khử trùng ở điều kiện thông thường.
Pipet là dụng cụ quan trọng dùng để đo lường và hút dung dịch với độ chính xác cao Có nhiều loại pipet thủy tinh như pipet Pasteur và pipet chia vạch, được thiết kế cho các mục đích nghiên cứu khác nhau Trong các phòng thí nghiệm vi sinh vật gây bệnh, việc hút pipet bằng miệng đã bị cấm, và thay vào đó, người ta sử dụng quả bóp cao su, quả bóp hút an toàn 3 van, hoặc pipet hút tự động (pipet aid) để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong công việc.
Burét là dụng cụ quan trọng trong các thí nghiệm chuẩn độ để xác định nồng độ chất Khi sử dụng, cần bôi vaselin vào khóa burét để tránh bị rít và tuyệt đối không để bọt khí xuất hiện; nếu có, nên mở khóa để dung dịch chảy xuống một cốc bên dưới Khi chuẩn độ, tay trái nên cầm khóa burét trong khi tay phải cầm bình để lắc Để đọc thể tích dung dịch chính xác, mắt cần nhìn thẳng và burét phải được kẹp thẳng trên giá để tránh sai số.
Thí nghiệm về cách sử dụng burét:
Hút 10 ml dung dịch H2SO4 0.1 N vào erlen 100 ml và thêm 3 giọt phenolphtalein, khiến dung dịch chuyển sang màu hồng Sử dụng burét chứa dung dịch NaOH 0.1 N, nhỏ từ từ vào erlen và lắc đều cho đến khi dung dịch không còn màu Ghi lại thể tích dung dịch NaOH 0.1 N đã sử dụng.
2 Một số thiết bị thông dụng
Máy lắc ổn nhiệt là thiết bị lý tưởng cho các phản ứng yêu cầu duy trì nhiệt độ ổn định, như phản ứng enzyme và lai Thiết bị này bao gồm một bể nước có khả năng điều chỉnh nhiệt độ, kết hợp với bộ phận lắc để đảm bảo quá trình diễn ra hiệu quả.
2.2 Tủ hút khí độc: Sử dụng trong các thí nghiệm với hóa chất bay hơi độc như phenol, chloroform
Tủ cấy vô trùng là thiết bị thiết yếu cho các thao tác trong điều kiện vô trùng, cần được giữ sạch sẽ và khử trùng bề mặt thí nghiệm bằng cồn Để đảm bảo an toàn, cần thanh trùng bên trong tủ bằng cách bật đèn UV ít nhất 15 phút trước và sau khi sử dụng.
2.3 Tủ lạnh: Là tủ mát (40C) hoặc tủ lạnh sâu (- 200C) dùng để giữ các sinh phẩm, hóa chất cần giữ ở nhiệt độ lạnh.
2.4 Máy ly tâm: Dùng để phân tách và thu nhận các phần tử khác nhau trong một dung dịch.
Quá trình phân tách các phần tử trong dung dịch dựa trên vận tốc lắng khác nhau dưới tác động của lực ly tâm Có hai loại phân tách chính: ly tâm phân đoạn, dựa trên khối lượng, và ly tâm đẳng tỷ trọng, dựa trên tỷ trọng của các phần tử vật chất.
Ly tâm phân đoạn (ly tâm vùng)
Phương pháp ly tâm cho phép phân tách các phần tử vật chất dựa vào khối lượng của chúng Khi được ly tâm, các phần tử di chuyển về phía đáy ống với vận tốc phụ thuộc vào lực ly tâm, khối lượng, sự khác biệt tỷ trọng và ma sát với dung dịch Để thu nhận một loại phần tử nhất định, cần thiết phải điều chỉnh lực ly tâm và thời gian ly tâm cho phù hợp.
Ly tâm đẳng tỷ trọng là phương pháp phân tách các phần tử vật chất dựa vào tỷ trọng của chúng, mang lại hiệu quả phân tách cao và thuần khiết Ống ly tâm chứa cột dung dịch với tỷ trọng tăng dần, tạo ra gradient tỷ trọng mà các phần tử cần phân tách phải nằm trong đó Trong quá trình ly tâm, các phần tử sẽ lắng xuống đáy ống và dừng lại khi đạt tỷ trọng tương đương, duy trì trạng thái cân bằng mà không thay đổi theo thời gian hay lực ly tâm Các phân tử thường dùng để thiết lập gradient tỷ trọng bao gồm saccharose hoặc glycerol cho bào quan, và cesium chloride (CsCl) cho protein và nucleic acid.
VẬN CHUYỂN NƯỚC QUA MÀNG
- Tính bán thấm của màng nguyên sinh, các kiến thức về dung dịch ưu trương, nhược trương, đẳng trương.
- Quan sát và ghi nhận hiện tượng co và phản co nguyên sinh.
- Cách xác định nồng độ dung dịch đẳng trương dựa trên sự thay đổi kích thước mô.
Màng bán thấm (Màng thấm chọn lọc):
Màng bán thấm là một loại màng sinh học cho phép một số phân tử và ion đi qua thông qua cơ chế khuếch tán, và đôi khi còn có sự hỗ trợ của quá trình khuếch tán chuyên biệt.
Tốc độ vận chuyển qua màng chịu ảnh hưởng bởi áp suất, nồng độ, nhiệt độ của chất tan và độ thấm của màng Độ thấm và tốc độ thấm của màng được xác định bởi cấu trúc của nó Nhiều vật liệu tự nhiên và tổng hợp dày hơn màng cũng có tính chất bán thấm.
Co nguyên sinh và phản co nguyên sinh giúp xác định tính trương của môi trường tế bào và mức độ thẩm thấu của dung môi qua màng tế bào.
Co nguyên sinh là quá trình xảy ra trong môi trường ưu trương ở tế bào thực vật, dẫn đến sự co rút của tế bào chất và tách rời khỏi thành tế bào thông qua thẩm thấu Hiện tượng này chỉ xảy ra trong những điều kiện cực kỳ khắc nghiệt và rất hiếm gặp trong tự nhiên Có hai dạng co nguyên sinh: co nguyên sinh lồi và co nguyên sinh lõm.
Phản co nguyên sinh xảy ra khi tế bào được đặt trong môi trường nhược trương, nơi áp suất thẩm thấu bên ngoài cao hơn bên trong tế bào Hiện tượng này dẫn đến việc nước thấm vào trong tế bào, gây ra sự gia tăng thể tích tế bào.
III Hóa chất, dụng cụ:
- CaCl2 các nồng độ 1 lọ (0,02M; 0,08M; 0,15M; 0,3M)
1 Thí nghiệm 1: Hiện tượng co nguyên sinh và phản co nguyên sinh.
- Dùng kim mũi mác tách lấy một lớp tế bào biểu bì hành có màu tím đặt lên lame với 1 vài giọt nước, đậy lamelle.
Khi quan sát kính ở bội giác nhỏ, tất cả các tế bào đều có màu tím đồng đều Để tiến hành thí nghiệm, nhỏ giọt dung dịch KNO 5% ở một bên của lamelle và đặt miếng giấy thấm ở phía đối diện nhằm rút nước.
- Sau đó, tại một phía của lamelle, nhỏ vài giọt nước cất và phía đối diện đặt miếng giấy thấm để rút nước, lặp lại vài lần Quan sát.
Hình 1: Tế bào hành tím ở trạng thái bình thường ở vật kính 40x
Hình 2: Tế bào hành tím co nguyên sinh ở vật kính 10x
Hình 3: Tế bào hành tím phản co nguyên sinh ở vật kính 40x
Khi cho dung dịch muối KNO 5% vào tiêu bản, môi trường bên ngoài trở nên ưu trương, dẫn đến hiện tượng nước thấm từ tế bào ra ngoài Kết quả là tế bào mất nước, chất nguyên sinh co lại, và màng sinh chất tách khỏi thành tế bào, gây ra hiện tượng co nguyên sinh ở tế bì hành tím.
Khi nước cất được thêm vào tiêu bản, môi trường ngoài trở nên nhược trương, dẫn đến việc nước thấm vào trong tế bào Quá trình này giúp tế bào phục hồi từ trạng thái co nguyên sinh trở lại trạng thái bình thường, tạo ra hiện tượng phản co nguyên sinh.
2 Thí nghiệm 2: Xác định nồng độ dung dịch đẳng trương dựa trên sự biến đổi kích thước mô.
- Đổ các dung dịch CaCl có nồng độ khác nhau (0,02M; 0,08M; 0,15M; 0,3M) 2 vào các dĩa petri có nắp đậy và ghi số để tránh nhằm lẫn.
- Cắt khoai tây thành các đoạn bằng nhau dài 3cm, rộng 1cm, dày 0,5cm Mỗi dung dịch ngâm 3 đoạn mẫu Ngâm trong 45 phút.
- Sau đó lấy các đoạn ra, đo lại kích thước Xác định nồng độ dung dịch đẳng trương.
Trong thí nghiệm này, hai quả trứng được ngâm trong dung dịch acetic acid 5% trong 24 giờ, sau đó được cân và ghi nhận khối lượng Tiếp theo, một quả trứng được đặt trong cốc chứa nước muối (môi trường hypertonic) và quả còn lại trong nước cất (môi trường hypotonic) trong 8 giờ Kết quả cho thấy, trứng trong môi trường hypertonic mất nước và nhẹ hơn khối lượng ban đầu, trong khi trứng trong môi trường hypotonic hấp thụ nước và nặng hơn khối lượng ban đầu.
Khối lượng trứng ban đầu Khối lượng trứng sau ngâm acetic acid
Khối lượng trứng trong nước muối
Khối lượng trứng trong nước cất
- Trứng sau khi ngâm acetic acid có hiện tượng sủi bọt khí, tách lớp bên ngoài trứng, vỏ ngoài mềm và trơn.
Khi trứng được đặt trong môi trường ưu trương như nước muối, nó sẽ mất nước và trở nên nhẹ hơn so với khối lượng ban đầu Ngược lại, khi trứng ở trong môi trường nhược trương, nó sẽ hấp thụ thêm nước và nặng hơn so với khối lượng ban đầu.
THÀNH PHẦN HỮU CƠ CỦA TẾ BÀO EUKARYOTAE
Tế bào, đơn vị nhỏ nhất của sự sống, bao gồm nhân, DNA, bào quan và các thành phần hữu cơ thiết yếu như protid, lipid và glucid.
Protein là đại phân tử được hình thành từ các monomere là acid amin, liên kết với nhau qua liên kết peptide (-CO-NH-) Với cấu trúc đặc trưng, protein có khả năng được nhận diện thông qua các phản ứng tạo màu khác nhau.
Phản ứng Xanthoproteic là phương pháp xác định protein hòa tan trong dung dịch bằng nitric acid cô đặc Phản ứng này cho kết quả dương tính với các acid amin có vòng thơm, chuyển sang màu vàng đậm khi ở môi trường kiềm Đây là cách đặc trưng để phát hiện acid amin nhân thơm.
Phản ứng Biuret là một phản ứng hóa học đặc trưng, xảy ra khi dung dịch có màu xanh tím do các phân đoạn protein với hai liên kết peptid trở lên trong môi trường kiềm đậm kết hợp với ion Cu, tạo thành phức hợp màu hồng tím Biuret-Cu Màu sắc của phản ứng này phụ thuộc vào độ dài của các liên kết peptide và lượng muối CuSO4 có trong dung dịch.
- Lòng trắng trứng đã đánh, lọc qua giấy lọc
2 Thực hành: a Phản ứng Xanthoproteic
- Cho vào mỗi ống nghiệm 3ml dd albumin + 1ml acid HNO đđ.3
- Khi thấy xuất hiện kết tủa trắng, đun nhẹ cho đến khi kết tủa vàng và cuối cùng hòa tan.
- Để nguội, thêm 3 giọt NH OH, xuất hiện màu vàng cam.4
Khi đun nóng dung dịch màu vàng của dẫn xuất nitro trong môi trường kiềm, sản phẩm sẽ chuyển đổi thành muối có màu da cam đặc trưng, điều này xảy ra do quá trình nitrat hóa của một số acid amin nhất định Phản ứng Biuret cũng liên quan đến hiện tượng này.
- Cắt một lát mỏng đậu trắng đặt lên lame, nhỏ 2 giọt CuSO4 5%.
- Sau 30 phút, thấm hết CuSO4 5%, rửa mẫu với nước cất.
- Dùng giấy thấm thấm hết nước, nhỏ lên mẫu 2 giọt NaOH 30%.
Mô tả: Sau khi nhỏ NAOH 30% lát cắt chuyển sang màu tím đậm.
Các phân đoạn protein với hai liên kết peptid trở lên trong môi trường kiềm đậm sẽ tạo thành phức hợp màu hồng tím với Cu, được gọi là Biuret – Cu.
Phản ứng Biuret là phương pháp đặc trưng để phát hiện liên kết peptide trong các hợp chất protein Màu tím của phản ứng này phụ thuộc vào độ dài của các liên kết peptide cũng như lượng muối CuSO4 có mặt trong mẫu thử.
Là nhóm hợp chất hữu cơ phổ biến ở Động Thực vật và Vi sinh vật.
Là thành phần cấu tạo nên tế bào của các sinh vật Dựa vào cấu tạo mà glucid có 2 loại chính:
Glucid đơn giản: cấu tạo gồm một đơn vị đường đơn gọi là monosaccharid, gồm có glucose, fructose,…
Glucid phức tạp: gồm 2 loại
- Oligosaccharid: cấu tạo từ 2 phân tử đường đơn, nối với nhau bằng nhau bằng liên kết glucoside, gồm có lactose, saccharose,…
- Polysaccharid: Cấu tạo từ (n) phân tử đường đơn, nối với nhau bằng liên kết glucoside, gồm có tinh bột, cellulose,…
- Khoai tây, đậu xanh, giá, củ cải trắng
- Ống bóp cao su 1 cái
2 Thực hành: a Tinh bột: Là dạng glucid dự trữ trong Thực vật Tinh bột khi kết hợp với Iod trong thuốc thử Lugol sẽ tạo thành màu xanh dương.
- Dùng kim muic mác cạo nhẹ một lớp khoai tây để vào giọt nước trên lame.
- Dùng giấy thấm hút bớt nước, nhỏ 1-2 giọt Lugol lên mẫu, đậy lamel rồi quan sát dưới kính hiển vi.
Hình 2: Tế bào khoai tây ở vật kính 10x
Khi hạt khoai tây nảy mầm, glucid dự trữ dưới dạng tinh bột sẽ được thủy phân thành đường đơn, cung cấp năng lượng cho các hoạt động biến dưỡng Những đường đơn này có tính khử, và khi tiếp xúc với dung dịch Fehling ở nhiệt độ cao, chúng sẽ khử ion Cu2+ thành Cu, tạo ra trầm tích màu đỏ (Cu2O) hoặc màu vàng.
- Ống 1: 2ml thuốc thử Fehling + 2ml nước cất.
- Ống 2: 2ml thuốc thử Fehling + 2ml dịch lọc giá (giã 10 cọng giá + 10ml nước, lọc).
- Ống 3: 2ml thuốc thử Fehling + 2ml dịch lọc hạt đậu xanh (giã 10 hạt đậu xanh đã ngâm nước 1 giờ +10ml nước, lọc).
- Đặt 3 ống nghiệm vào becher có nước sôi trong 5-10 phút.
- Quan sát hiện tượng từng ống nghiệm.
- Ống 1: không xảy ra hiện tượng khác.
- Ống 2: từ màu xanh dương chuyển thành màu vàng.
Ống 3: Màu sắc chuyển từ xanh dương sang xanh lá đậm Cellulose là một glucid phức tạp, được hình thành từ sự trùng hợp của β-glucose, và là thành phần chính cấu tạo nên vách tế bào thực vật Cellulose không phản ứng với Iod, nhưng khi bị thủy phân trong dung dịch Lugol, nó tạo ra màu xanh dương.
- Dùng kim mũi mác cắt một lát mỏng củ cải trắng, đặt lên lame, nhỏ 1 giọt dung dịch Lugol lên mẫu.
- Dùng giấy thấm thấm hết Lugol, đậy lamel lên mẫu Sau đó nhỏ từ mép lamel
H2SO4 75% để thấm dần vào mẫu củ cải (10 phút).
- Quan sát dưới kính hiển vi 10x, 40x.
Hình 6: Tế bào củ cải trắng ở vật kính 10x, 40x.
III Lipid: Tồn tại ở các dạng khác nhau như tryglycerid, phospholipid, glycolipid,…
- Đậu phộng đã ngâm nước.
- Cắt 1 lát mỏng đậu phộng đã ngâm nước, đặt lên giọt Soudan III trên lame.
- 15 phút sau dùng giấy thấm hết Soudan, rửa lại với rượu 20%.
- Dùng giấy thấm thấm hết rượu, nhỏ 1 giọt Glycerin lên mẫu, đặt lamel lên mẫu, quan sát dưới kính hiển vi.
Để thực hiện, bạn cần sử dụng kim mũi mác để tách một lớp mỏng mô ớt (cả xanh và đỏ), sau đó đặt lên lam Tiếp theo, nhỏ một giọt nước cất lên mẫu, đậy lamel lại và quan sát dưới kính hiển vi với độ phóng đại x10 và x40.
Hình 11: Tế bào ớt sắc tố xanh ở vật kính 10x, 40x.
Hình 12: Tế bào ớt sắc tố đỏ ở vật kính 10x, 40x.
Hình 13: Hình tế bào ớt vẽ tay.
QUANG HỢP – HÔ HẤP
Thực vật xanh có khả năng quang tự dưỡng, cho phép chúng sử dụng năng lượng ánh sáng mặt trời cùng với các chất vô cơ như CO2 và nước để tổng hợp các chất hữu cơ giàu năng lượng Quá trình này được gọi là quang hợp.
6CO2 + 12H O 2 ánh sáng, diệp lục tố C6H12O6 + 6O + 6H O2 2 b Hô hấp:
Quá trình phân giải các hợp chất hữu cơ tạo ra sản phẩm đơn giản hơn và cung cấp năng lượng cho tế bào và cơ thể được gọi là hô hấp tế bào Hô hấp tế bào bao gồm ba dạng chính: hiếu khí, yếm khí và lên men, trong đó phân hủy háo khí các chất hữu cơ đi kèm với tổng hợp ATP.
Thí nghiệm 1: Sự cần thiết của ánh sáng trong quang hợp.
- Chậu nước có cây thủy sinh 1 cái
- Chậu nước có pha vài giọt phenol đỏ 1 chậu
- Giấy bạc bọc ống nghiệm 1 miếng
- Giấy bạc bọc kín miệng ống nghiệm 2 miếng
Lấy hai nhánh cây thuỷ sinh có kích thước bằng nhau và đặt mỗi nhánh vào một ống nghiệm chứa nước có thể tích tương đương Một ống nghiệm được che kín bằng giấy kim loại chắn sáng và thêm vào mỗi ống 5 giọt phenol đỏ, chờ dung dịch chuyển sang màu vàng sau mỗi giọt Đậy nhẹ nắp lên mỗi ống và đặt cả hai ống dưới ánh sáng trắng Quan sát sự thay đổi màu sắc ở ống nghiệm không bị che tối; khi màu sắc đã thay đổi hoàn toàn, gỡ giấy kim loại chắn sáng ở ống nghiệm còn lại và so sánh màu sắc giữa hai ống nghiệm.
Trong thí nghiệm, phenol red chuyển sang màu vàng do sự hiện diện của CO2, làm giảm pH của môi trường Hiện tượng này xảy ra khi CO2 hòa tan trong nước, tạo ra axit carbonic, dẫn đến sự thay đổi màu sắc của phenol red từ đỏ sang vàng.
Thí nghiệm 2: Tách sắc tố bằng phương pháp sắc ký trên giấy.
- Bồn sắc ký có sẵn dung môi (9 ete dầu hỏa: 1 aceton) 1 cái
- Giấy sắc ký (12 x 3 cm) 2 miếng
- Ống đong loại 25 ml 1 cái
Giã 3 g lá sạch trong một cối sạch và khô cùng với 5 ml cồn, nghiền kỹ và cho tiếp
Sử dụng 20 ml aceton, nghiền hỗn hợp và để yên vài phút cho bã lắng xuống Sau đó, lọc qua giấy lọc xếp, thu dịch lọc vào ống nghiệm sạch và khô Đậy nắp kín và quan sát màu sắc của dung dịch dưới ánh sáng truyền và ánh sáng phản xạ.
Cắt một mẩu giấy sắc ký kích thước 12 x 3 cm và dùng bút chì kẻ một đường thẳng cách đầu giấy 1 cm Chấm sắc tố bằng ống mao quản theo vạch chì, sau mỗi lần chấm phải làm khô bằng máy sấy mát hoặc quạt, với đường kính vệt chấm nhỏ hơn 3 mm Sau khi hoàn tất, dùng kim chỉ cột giấy lại và đặt vào bình chạy sắc ký chứa dung môi với tỷ lệ 9 ether dầu hỏa : 1 aceton, đậy kín trong 15 – 20 phút Cuối cùng, lấy giấy ra sấy khô để tách riêng các loại sắc tố.
- Diệp lục tố a (chlorophyll a) có màu xanh đậm
- Diệp lục tố b (chlorophyll b) có màu xanh nhạt
- Caroten, xantophyll có màu vàng
- Vị trí của các sắc tố trên giấy được biểu thị bằng trị số Rf:
Hình sắc ký trên giấy.
Thí nghiệm 3: Xác định cường độ quang hợp của cây.
- Chậu nước có cây thủy sinh 1 cái
Cây thủy sinh quang hợp tạo ra oxy trong nước, thể hiện qua những bọt khí nhỏ thoát ra từ thân cây Số lượng bọt khí thoát ra giúp xác định cường độ quang hợp của cây.
Để tiến hành thí nghiệm, cắt một nhánh rong và cho vào ống nghiệm, đổ nước sao cho mặt nước cách phần trên cùng của cành rong 3-4 cm Sử dụng 2 ngọn đèn điện 100W đặt cách cành rong khoảng 15 cm Đếm số bọt khí thoát ra từ mặt cắt của cành rong trong 10 phút.
Thí nghiệm 4: Enzym trong quá trình hô hấp.
- Cốc loại 250 ml đựng nước ấm 1 cốc
- Xanh metilen: 0,005% 1 chai Định tính một số enzym có trong chuỗi chuyển hóa của quá trình hô hấp: a Dehydrogenase
Cho những miếng củ cải mỏng 3 - 4 mm vào ống nghiệm, sau đó thêm dung dịch xanh metilen 0,005% cho ngập khoảng 1 cm Tiếp theo, đổ thêm lớp dầu 4 - 5 mm lên trên bề mặt chất lỏng Cuối cùng, đặt ống nghiệm trong nước ấm ở nhiệt độ 35 - 40oC trong 30 phút.
- Quan sát, ghi nhận các hiện tượng xảy ra. b Catalase
- Nghiền 10 g khoai tây trong cối Thêm 10 ml nước, dùng chày nghiền nát, nước lọc cho vào trong ống nghiệm sạch Lấy 0,5 ml dịch này vào 2 ml H2O2 1%
- Quan sát, ghi nhận các hiện tượng xảy ra.
Thí nghiệm 5: Xác định cường độ hô hấp theo phương pháp Boysen – Jense.
- Hạt nảy mầm đã bị luộc chín 4 g
- Erlen có nắp loại 250 ml 2 cái
- Dung dịch Ba(OH) 0,1N2 1 chai
Sử dụng hai bình Erlen có cùng thể tích, mở nắp và lắc để cân bằng không khí bên trong và bên ngoài Sau đó, cho vào mỗi bình 20 ml dung dịch Ba(OH) 0,1N.
Lấy 4 gram hạt nảy mầm cho vào túi vải sô và cột lại bằng sợi chỉ dài Đặt túi vào erlen thứ nhất và đậy nắp, chú ý không để túi hạt tiếp xúc với dung dịch Ba(OH)2 Thực hiện tương tự với erlen thứ hai, nhưng sử dụng hạt nảy mầm đã được đun sôi Đặt cả hai erlen ở nơi tối và nhiệt độ phòng Sau 25 phút, kéo túi hạt sát nút erlen và lắc đều hai lọ để dung dịch Ba(OH)2 hấp thụ hoàn toàn CO2.
- Mở nắp và cho vào mỗi lọ vài giọt phenolphtalein và chuẩn độ bằng H2SO4 0,1N.
MÔ PHỎNG CÁC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ SINH HỌC
I Mô tả và cách sử dụng phần mềm mô phỏng:
Ngày nay, nghiên cứu không còn chỉ dựa vào các thí nghiệm thực nghiệm, nhờ vào sự phát triển của phần mềm mô phỏng Những phần mềm này không chỉ giúp thực hiện các thí nghiệm không thể tiến hành thực tế mà còn đáp ứng nhu cầu dạy và học trong xã hội hiện đại Chúng cung cấp kiến thức và cái nhìn tổng quan cho người học, đồng thời giúp họ có những nhận thức ban đầu về các thí nghiệm.