Báo cáo thí nghiệm sinh học đại cương bài 1 kính hiển vi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHQG-HCM KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC BỘ MƠN CƠNG NGHỆ SINH HỌC  BÁO CÁO THÍ NGHIỆM SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG SVTH: PHẠM QUỐC SỈ Nhóm: 01 Lớp: VL06 GVHD: ThS NGUYỄN MINH THIỆN TP.HCM - 2022 - 2014360 MỤC LỤC Bài 1: KÍNH HIỂN VI I Tóm tắt lý thuyết: 1 Nguyên tắc: Cấu tạo: Sử dụng kính hiển vi: Bảo quản kính hiển vi: II Vật liệu hóa chất: III Phương pháp thực thí nghiệm: Phương pháp thí nghiệm chung: Thực hành mẫu vật: IV Kết thí nghiệm giải thích tượng: Tế bào động vật: Tế bào thực vật: Tế bào vi sinh vật: Hạt tinh bột: Bài 2: MÀNG NGUYÊN SINH CHẤT I Tóm tắt lý thuyết: II Vật liệu hóa chất: III Phương pháp tiến hành thí nghiệm: Chuẩn bị: Thực hành: IV Kết thí nghiệm: V Giải thích kết thí nghiệm: 10 Bài 3: THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TẾ BÀO 11 I Tóm tắt lý thuyết: 11 Carbohydrate: 11 Lipid: 11 Protein: 11 II Vật liệu hóa chất: 12 III Phương pháp tiến hành thí nghiệm: 12 Tinh bột: 12 Đường khử: 12 Lipid: 12 Protein: 13 IV Kết thí nghiệm giải thích tượng: 13 Tinh bột: 13 Đường khử: 14 Lipid: 15 Protein: 16 Bài 4: ENZYME 18 I Tóm tắt lý thuyết: 18 II Vật liệu hóa chất: 19 III Phương pháp tiến hành thí nghiệm: 19 Ly trích amylase: 19 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ hoạt tính amylase 19 IV Kết thí nghiệm giải thích tượng: 19 Kết thí nghiệm: 19 Giải thích tượng: 20 Bài 5: HÔ HẤP 21 I Tóm tắt lý thuyết: 21 II Vật liệu hóa chất: 21 III Phương pháp tiến hành thí nghiệm: 21 IV Kết thí nghiệm giải thích tượng: 22 Hơ hấp hiếu khí: 22 Hơ hấp kị khí: 22 Bài 6: QUANG HỢP 24 I Tóm tắt lý thuyết: 24 II Vật liệu hóa chất: 24 III Phương pháp tiến hành thí nghiệm: 25 Phân tích thành phần sắc tố phương pháp sắc ký: 25 Chứng minh hoạt động quang hợp thải khí O2: 26 Chứng minh quang hợp sử dụng CO2: 26 IV Kết thí nghiệm giải thích tượng: 26 Phân tích thành phần sắc tố phương pháp sắc ký: 26 Chứng minh hoạt động quang hợp thải O2: 28 Chứng minh hoạt động quang hợp sử dụng CO2: 28 Bài 1: KÍNH HIỂN VI I Tóm tắt lý thuyết: Nguyên tắc: Kính hiển vi dụng cụ quang học dùng để quan sát vật nhỏ bé mà mắt thường thấy Độ phóng đại kính hiển vi tích số độ phóng đại vật kính thị kính Cấu tạo: 2.1 Các phận quang học: Các phận quang học bao gồm: thị kính, vật kính, phận tụ quang, nguồn sáng - Vật kính: định khả nhìn rõ mẫu vật Trên thị kính có khắc độ phóng đại vật kính (x4, x10, x40 x100) Vật kính x100 thường sử dụng với dầu soi kính - Thị kính: gắn đầu ống kính Thị kính có cấu tạo đơn giản vật kính Trên thị kính có độ phóng đại x5, x6, x10 x15 Hình 1.1 Cấu tạo kính hiển vi - Bộ phận tụ quang: Màn chắn đặt vào tụ quang dùng để điều chỉnh lượng ánh sáng qua tụ quang Tụ quang dùng để tập trung tia ánh sáng hướng luồng ánh sáng vào tiêu cần quan sát Vị trí tụ quang nằm gương bàn để tiêu Di chuyển tụ quang lên xuống để điều chỉnh độ chiếu sáng - Nguồn sáng: Nguồn sáng sử dụng đèn gương 2.2 Các phận học: Các phận học: ốc thứ cấp, vi cấp, thân kính, bàn kính thước kẹp tiêu bản, ống kính, đầu xoay, ốc chỉnh tụ quang - Ốc thứ cấp (núm điều chỉnh thô), vi cấp (núm điều chỉnh tinh): giúp người sử dụng chủ động điều chỉnh quan sát - Ốc chỉnh tụ quang: núm điều chỉnh tụ quang lên xuống núm điều chỉnh độ tập trung ánh sáng tụ quang giúp tập trung ánh sáng phục vụ tốt - Thân kính: cấu tạo dạng cong kính hiển vi sinh học dạng thẳng kính soi Bộ phận thiết kế cố định giúp kính chắn trình sử dụng - Bàn tiêu bản: vị trí đặt vật mẫu Vị trí cố định giúp trình thực theo dõi hình ảnh vật mẫu trở nên dễ dàng - Kẹp tiêu giúp kẹp giữ vật mẫu hỗ trợ việc thao tác chủ động Sử dụng kính hiển vi: Để bảo vệ kính hiển vi tiêu bản, dùng kính phải thận trọng, vặn ốc phải từ từ, nhẹ nhàng tiến hành theo thứ tự sau: - Cắm điện, bật cơng tắc Nhìn vào thị kính để điều chỉnh nguồn sáng điện chiếu để ánh sáng thị trường - Quan sát mẫu vật với thị kính có độ phóng đại nhỏ trước (x4 x10) - Đặt tiêu lên bàn nâng kẹp vào kẹp tiêu để cố định tiêu bản, điều chỉnh mẫu vật vào tâm nguồn sáng - Nhìn xuống tiêu (lame), vặn nhẹ ốc thứ cấp đến đầu vật kính gần chạm vào lame hay ngừng lại kính hiển vi có phận cản an tồn - Nhìn vào thị kính vặn nhẹ ốc thứ cấp lên đến thấy rõ hình ảnh mẫu vật (nếu chưa thấy rõ điều chỉnh ốc vi cấp nhẹ nhàng đến nhìn thấy rõ) - Muốn xem độ phóng đại lớn đưa phần muốn xem vào thị trường Nhìn vào lame, vặn đầu xoay chuyển đến vật kính lớn (x40) (nếu không đụng vào lame) Điều chỉnh ốc vi cấp đến nhìn rõ hình ảnh Yêu cầu: Sinh viên cần kiên nhẫn q trình sử dụng kính hiển vi Các động tác cần thực nhẹ nhàng Không tự ý tháo rời phận kính hay bật, tắt cơng tắc làm cháy bóng đèn Sau sử dụng xong phải vệ sinh kính sẽ, tắt điện, xếp kính hiển vi chổ ngắn Kính hiển vi quang học Lưu ý: - Khi quan sát cần nhấp nháy ốc vi cấp thường xuyên để thấy đầy đủ mặt phẳng khác tiêu - Ốc vi cấp chuyển động hai chiều Nếu vặn mà thấy kẹt dừng lại vặn theo chiều ngược lại Tuyệt đối khơng dùng sức mạnh để vặn tiếp làm hỏng phận Có thể nâng hạ bàn nâng cho phù hợp tiếp tục chỉnh ốc vi cấp - Ảnh thấy kính hiển vi ln ln ngược chiều với vật quan sát Do muốn xem chiều cần đặt lame mang tiêu ngược lại với chiều muốn quan sát Tương tự thay đổi vị trí kẹp tiêu theo chiều ngược lại với chiều cần quan sát - Sử dụng hai mắt để quan sát Khi muốn vẽ hình mắt trái nhìn vào kính, mắt phải nhìn vào giấy vẽ đặt bên phải kính (có thể thực ngược lại thuận tay trái) để vừa quan sát vừa vẽ Không nhắm mắt quan sát - Nên chia vị trí thị trường giống đồng hồ để dễ theo dõi - Sử dụng độ phóng đại lớn, nguồn sáng cần nhiều Bảo quản kính hiển vi: Kính hiển vi phải bảo quản nhiệt độ mát khô Cần đậy kỹ để tránh bụi bám vào vật kính thị kính II Vật liệu hóa chất: Bảng 1.1 Vật liệu hóa chất cần dùng Vật liệu tươi Hóa chất Củ hành tím Dung dịch Thuốc thử Lugol Khoai tây Dung dịch NaCl 8% Nấm men III Phương pháp thực thí nghiệm: Phương pháp thí nghiệm chung: 1.1 Chuẩn bị dụng cụ: - Cắm điện, bật cơng tắc Nhìn vào thị kính để điều chỉnh nguồn sáng cho ánh sáng chiếu thị trường - Đặt vật kính có độ phóng đại nhỏ trước (x4 x10) 1.2 Chuẩn bị mẫu vật: - Đặt lên lame giọt nước giọt glycerine - Đặt mẫu vật cần quan sát vào giọt nước/glycerine - Đậy lamelle lên lame - Quan sát vật kính x4, x10 x40 Thực hành mẫu vật: 2.1 Tế bào động vật: Tế bào biểu mô miệng Dùng tăm tre cạo nhẹ lên niêm mạc miệng nhúng đầu tăm vào giọt Lugol lame Đậy lamelle quan sát kính hiển vi vật kính x10, x40 2.2 Tế bào thực vật: Tế bào vảy hành tím tượng co, phản co nguyên sinh - Dùng dao lam tách vài mảnh biểu bì vảy củ hành tím, ngâm nước Chọn vài mảnh mỏng đặt lame giọt nước, đậy lamelle quan sát kính hiển vi vật kính x10 x40 - Dùng giấy thấm rút nước lamelle, nhỏ - giọt NaCl 8% vào cạnh lamelle Qua kính hiển vi, quan sát tượng xảy mảnh biểu bì - Dùng giấy thấm rút dung dịch NaCl lamelle, nhỏ - giọt nước cất vào cạnh lamelle Qua kính hiển vi, quan sát tượng xảy mảnh biểu bì 2.3 Tế bào vi sinh vật: Tế bào nấm men Nhỏ giọt canh trường nấm men lên lame Đậy lamelle quan sát kính hiển vi vật kính x10, x40 Có thể nhuộm với giọt lugol/xanh methylene 2.4 Hạt tinh bột: Dùng kim mũi giáo cạo nhẹ lát khoai tây (khoai lang/hạt đậu xanh/ đậu trắng) Đặt (rất ít) bột lame, giọt nước Đậy lamelle quan sát kính hiển vi vật kính x10 x40 Lắc nhẹ ốc vi cấp để thấy vòng tròn đồng tâm hạt tinh bột Lưu ý: không lấy mẫu q dày khó quan sát tế bào xếp chồng lên IV Kết thí nghiệm giải thích tượng: Tế bào động vật: Tế bào biểu mô miệng 1.1 Kết quan sát: Nhân MSC Các bào quan Vật kính x10 (?) Vật kính x40 (?) Hình 1.2 Hình ảnh quan sát tế bào biểu mơ miệng 1.2 Giải thích kết quả: - Tế bào biểu mơ miệng người khó quan sát vật kính x10 mà quan sát rõ vật kính x40 - Do tế bào biểu mô miệng không màu nên dung dịch nhuộm Lugol giúp việc quan sát dễ dàng - Sau nhuộm, đặt kính hiển vi ta thấy tế bào biểu mơ miệng có hình dáng khơng tương đồng Điều tế bào động vật khơng có vách tế bào nên khơng có hình dạng định (đa phần tế bào chết) - Sau phóng to phân biệt nhân, nguyên sinh chất, bào quan nhỏ màu đen (chưa xác định) màng ngồi tế bào Do hình ảnh mờ nhỏ nên xác định tương đối Tế bào thực vật: Tế bào vảy hành tượng co nguyên sinh 2.1 Kết quan sát tế bào vảy hành: Vật kính x10 Vật kính x40 Hình 1.3 Hình ảnh quan sát tế bào vảy hành 2.2 Giải thích kết quả: - Tế bào vảy hành tím điều kiện bình thường, tế bào cách nhau, hình dáng tương tự viên gạch xếp cạnh nhau, tế bào thực vật có vách tế bào nên hình dạng tế bào vảy hành tím tương đồng - Độ đậm nhạt tế bào khác nhau, điều giải thích lượng sắc tố tế bào không giống 2.3 Hiện tượng co phản co nguyên sinh: Co nguyên sinh Phản co nguyên sinh Hình 1.4 Hiện tượng co nguyên sinh phản co nguyên sinh 2.4 Giải thích tượng: - Hiện tượng co nguyên sinh: tượng xảy môi trường xung quanh tế bào môi trường ưu trương (môi trường mà nồng độ chất tan bên ngồi mơi trường cao tế bào), nước theo chế thẩm thấu từ tế bào vảy hành ngồi mơi trường, tế bào nước co lại tạo khoảng không vách tế bào với màng tế bào - Hiện tượng phản co nguyên sinh: tượng xảy môi trường xung quanh tế bào môi trường nhược trương (khi nồng độ chất tan bên tế bào cao ngồi mơi trường), nước theo chế thẩm thấu từ ngồi mơi trường vào tế bào vảy hành, tế bào ngậm nước trương lên Tế bào vi sinh vật: nấm men 3.1 Kết quan sát: x10 x40 Hình 1.5 Hình ảnh nấm men bánh mì 3.2 Giải thích kết quả: - Ta nhận thấy tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae có dạng hình cầu hay hình trứng, có kích thuớc nhỏ, từ 5-6 đến 10-14 µm, sinh sản cách tạo chồi tạo bào tử - Nguồn dinh dưỡng chủ yếu chúng sử dụng đường glucose, galactose, saccharose, maltose nguồn cacbon, chúng sử dụng amino acid muối amon nguồn nitơ Hạt tinh bột: Hạt tinh bột khoai tây 4.1 Kết quan sát: Vân tăng trưởng Vật kính x10 Vật kính x40 Hình 1.6 Hình ảnh quan sát hạt tinh bột khoai tây 4.2 Giải thích kết quả: - Hạt tinh bột khoai tây khơng có hình dạng định, hình trứng hình lê kích thước 30 - 100 m, hình trịn có kích thước 10 - 35 m Các hạt tụ lại thành đám có từ - hạt Rốn hình chấm không nằm giữa, vân tăng trưởng đồng tâm nhìn rõ (trơng giống vỏ sị) 3.2 Giải thích tượng: - Ống 1: thuốc thử Soudan III không phản ứng với nước, ống có màu đỏ cam thuốc thử - Ống 2: dung dịch chuyển sang màu nâu đỏ, chứng tỏ diện lipid ống nghiệm Protein: 4.1 Protein thực vật: 4.1.1 Kết thí nghiệm: Xuất màu xanh tím bề mặt cắt hạt đậu trắng 4.1.2 Giải thích tượng: Bề mặt cắt hạt đậu chuyển sang màu xanh tím, chứng tỏ phản ứng màu biuret xảy → chứng minh tồn protein hạt đậu Những vị trí khơng cắt khơng đổi màu, lớp cutin Hình 3.5 Hạt đậu sau thí nghiệm bao bọc bên ngồi dày → CuSO4 khơng ngấm vào tế bào → không tiếp xúc protein → không xảy phản ứng Biuret Đây phản ứng định tính 4.2 Protein động vật: 4.2.1 Kết thí nghiệm: - Ống 1: chứa dịch lịng trắng trứng có màu tím đậm - Ống 2: chứa sữa, có màu tím nhạt - Ống 3: chứa nước cất, dung dịch có màu xanh lam 16 Dịch lòng trắng trứng Nước cất Sữa Hình 3.6 Kết thí nghiệm Protein động vật 4.2.2 Giải thích tượng: Đây phản ứng bán định lượng, vừa để nhận biết tồn protein mẫu vừa quan tâm đến mẫu có nhiều protein - Ống 3: dung dịch màu xanh lam → nước không phản ứng màu biuret - Ống 1, 2: dung dịch chuyển sang màu tím, chứng tỏ phản ứng màu biuret xảy → mẫu có protein Tuy nhiên, ống nghiệm chứa lịng trắng trứng có màu tím đậm → protein ống chứa dịch lòng trắng trứng nhiều ống chứa sữa 17 Bài 4: ENZYME I Tóm tắt lý thuyết: Tất phản ứng xảy tế bào, dù thuộc trình tổng hợp hay trình thối biến, xúc tác nhóm hợp chất gọi enzyme với vai trị tăng vận tốc phản ứng Các enzyme có chất protein, yếu tố nhiệt độ cao, acid hay kiềm mạnh, dung môi hữu cơ, kim loại nặng có tác dụng làm biến tính protein khiến cho enzyme hoạt tính Phản ứng enzyme chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố như: nồng độ enzyme, nồng độ chất, nhiệt độ, pH Cơ chế hoạt động enzyme: Gồm giai đoạn - Giai đoạn thứ nhất: Enzyme kết hợp với chất liên kết yếu tạo thành phức hợp Enzyme - Cơ chất (ES) khơng bền nhờ hình thành nhiều liên kết đặc biệt liên kết hydrogen Sự liên kết làm thay đổi cấu hình khơng gian chất làm thay đổi động năng, kết làm cho phân tử chất trở nên linh hoạt hơn, nhờ tham gia phản ứng dễ dàng - Giai đoạn thứ hai: Xảy biến đổi chất dẫn tới kéo căng phá vỡ liên kết đồng hóa trị tham gia phản ứng - Giai đoạn thứ ba: Enzyme xúc tác lên chất tạo thành sản phẩm, enzyme giải phóng dạng tự Hình 4.1 Cơ chế hoạt động (xúc tác) enzyme Amylase hạt nảy mầm enzyme xúc tác phản ứng thủy phân tinh bột thành glucose: (C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 Để chứng minh hoạt tính amylase, người ta thường dùng chất thị thuốc thử Lugol Thuốc thử tạo màu xanh tím với tinh bột 18 II Vật liệu hóa chất: Bảng 4.1 Vật liệu hóa chất cần dùng Vật liệu tươi Hóa chất Đậu xanh lên mầm Dd tinh bột 0,2% Thuốc thử Lugol III Phương pháp tiến hành thí nghiệm: Ly trích amylase: Giã nát 20 hạt đậu xanh lên mầm, thêm vào 20 ml nước, dùng chày cà cối Lọc, chứa ống nghiệm Chất lọc chứa enzyme amylase Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ hoạt tính amylase Chuẩn bị ống nghiệm ghi số 1, 2, 3, Cho vào ống nghiệm ml dung dịch tinh bột Xử lý nhiệt: - Ống 1: nước đá tan (khoảng 5°C) - Ống 2: nhiệt độ phòng (khoảng 30°C) - Ống 3: nước 50°C - Ống 4: nước sôi (100°C) Sau 10 phút, thêm vào ống ml dung dịch có chứa amylase tiếp tục để ống nhiệt độ thí nghiệm 15 phút Sau đó, lấy ống nghiệm để vào giá (lưu ý: đặt ống vào ly nước để làm nguội) Dùng thuốc thử Lugol (1 giọt) trắc nghiệm có mặt tinh bột ống nghiệm Lưu ý: Thuốc thử Lugol nhỏ vào ống nghiệm CÙNG LÚC Lắc đọc kết NGAY LẬP TỨC IV Kết thí nghiệm giải thích tượng: Kết thí nghiệm: Hình 4.2 Ống nghiệm chứa amylase tinh bột sau xử lý nhiệt 19 Bảng 4.2 Cường độ màu ống nghiệm sau thí nghiệm Ống Cường độ +++ ++ + ++++ Giải thích tượng: Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến hoạt tính enzyme Tốc độ phản ứng enzyme tăng nhiệt độ tăng Tốc độ phản ứng enzyme lúc tỉ lệ thuận với nhiệt độ phản ứng Tốc độ phản ứng tăng đến giới hạn nhiệt độ định Vượt nhiệt độ đó, tốc độ phản ứng enzyme giảm làm enzyme vô hoạt Nhiệt độ tương ứng với tốc độ phản ứng cao gọi nhiệt độ tối ưu Hình 4.3 Ảnh hưởng nhiệt độ lên hoạt độ enzyme amylase Giải thích tạo thành màu xanh tím: Dung dịch Lugol dung dịch Iod 0,3% KI 3%, dung dịch tồn ion triiodine (I3-) ion đa halogen tồn dạng đường thẳng Khi ion I3- hòa tinh bột, có kích thước hình dạng phù hợp nên ion I3- mắc kẹt cấu trúc vòng xoắn ốc amylose tạo phức hợp tinh bột - I3(hợp chất màu xanh tím) - Ở 5C: enzyme hoạt động, tinh bột bị thủy phân nên thêm thuốc thử Lugol dung dịch xuất màu xanh tím - Ở 30C: hoạt tính enzyme tăng mạnh, tinh bột bị thủy phân nhiều nên có thêm thuốc thử Lugol màu dung dịch nhạt nhiều so với ống 1, - Ở 50C: nhiệt độ tối ưu cho enzyme hoạt động mạnh nhất, tinh bột bị thủy phân gần hoàn tồn nên thêm thuốc thử Lugol dung dịch có màu nhạt - Ở 100C: enzyme bị biến tính dẫn đến thay đổi cấu trúc → bất hoạt → liên kết với chất → tinh bột không bị thủy phân nên thêm thuốc thử Lugol dung dịch có màu xanh tím đậm 20 Bài 5: HƠ HẤP I Tóm tắt lý thuyết: Hơ hấp hiếu khí: Trong điều kiện hiếu khí, glucose oxy hố hồn tồn thành CO2, nước, lượng dạng ATP đồng thời toả nhiệt C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ATP Cơ chất hoạt động hơ hấp ngồi hydrate carbon cịn có protein, lipid hay acid hữu Sự khí CO2 hoạt động hô hấp chứng minh qua khả hấp thu CO2 KOH hay kết hợp CO2 với Ba(OH)2 để tạo tủa BaCO3 Hô hấp kỵ khí (hoạt động lên men): Trong điều kiện thiếu hụt oxy, tế bào nấm men tế bào thực vật thực hoạt động lên men, chuyển hóa glucose thành rượu ethylic, CO2, nước lượng nhỏ lượng dạng ATP C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 II Vật liệu hóa chất: Bảng 5.1 Vật liệu hóa chất cần dùng Vật liệu tươi Hóa chất Đậu xanh lên mầm Saccharose 30% Nấm men Ba(OH)2 bão hịa III Phương pháp tiến hành thí nghiệm: Hơ hấp hiếu khí: Cho vào erlen nắm tay hạt đậu xanh nảy mầm Đậy nút cao su có mang ống thủy tinh phễu Bít kín đầu cịn lại ống thủy tinh hình chữ U phễu bơng gịn thấm nước để CO2 khơng Để yên hệ thống 90 phút Sau thời gian trên, bỏ bơng gịn nhanh chóng cho đầu ống thủy tinh vào ngập ống nghiệm có chứa Ba(OH)2 Để quan sát nhanh đổ nước vào erlen qua phễu thủy tinh để đẩy khí CO2 từ erlen sang ống nghiệm Quan sát giải thích tượng Hơ hấp kỵ khí: Chuẩn bị ống nghiệm: - Ống 1: ml dung dịch saccharose ml nước cất - Ống 2: ml dung dịch saccharose ml canh trường nấm men - Ống 3: ml nước cất ml canh trường nấm men Dùng bóng bóng cao su đậy kín miệng ống nghiệm Quan sát tượng sau 90 phút 21 IV Kết thí nghiệm giải thích tượng: Hơ hấp hiếu khí: 1.1 Kết thí nghiệm: - Ống nghiệm bị vẩn đục 1.2 Giải thích tượng: - Trong điều kiện đủ khí oxy, q trình hơ hấp hiếu khí xảy ra, sản phẩm q trình khí CO2 - Khi sục khí CO2 sinh từ q trình hơ hấp hiếu khí vào dung dịch Ba(OH)2 tạo thành kết tủa trắng (BaCO3) ống nghiệm - Tuy nghiệm, nhóm sử dụng nhiều dung dịch Ba(OH)2 nên cắm vào ống khí dẫn ngập sâu ống nghiệm → BaCO3 kết tủa lịng ống dẫn khí Hơ hấp kị khí: 2.1 Kết thí nghiệm: Hình 5.1 Kết thí nghiệm - Ống 1: Khơng có tượng xảy ra, bong bóng khơng căng - Ống 2: Bong bóng căng lên - Ống 3: Bong bóng căng ít, có khí xuất bong bóng 2.2 Giải thích tượng: Trong điều kiện khơng có O2, vi sinh vật tiến hành hơ hấp kị khí để tạo lượng - Phương trình tổng quát: C6H12O6 + 2(P) + 2ADP → 2C2H5OH + 2CO2 + 2ATP - Ống 1: chứa saccharose nước cất, có nguyên liệu cho hoạt động hô hấp không cho đối tượng thực q trình hơ hấp nên hơ hấp khơng diễn ra, khơng tạo bọt khí - Ống 2: chứa nấm men saccharose, lý thuyết đủ Hình 5.2 Kết thí nghiệm yếu tố để thực trình hơ hấp kỵ khí, nấm men lơ lửng dung dịch thực hô hấp mạnh mẽ tạo nhiều bọt khí CO2, làm bong bóng căng lên, tháo bong bóng ra, ngửi bong bóng thấy có mùi rượu nhẹ → xảy 22 trình lên men Tuy nhiên, lượng khí thực tế sinh khơng nhiều nguyên nhân đến từ canh trường nấm men - Ống 3: chứa đối tượng thực q trình hơ hấp khơng cho ngun liệu hơ hấp Về ngun tắc khơng xảy q trình hô hấp Tuy nhiên, nấm men tế bào sống có dự trữ dinh dưỡng tế bào, lấy dinh dưỡng để hơ hấp trình hoạt động sống Nhưng lượng dinh dưỡng dự trữ → hơ hấp yếu → khí 23 Bài 6: QUANG HỢP I Tóm tắt lý thuyết: Thực vật xanh (thực vật quang tự dưỡng) có khả sử dụng lượng ánh sáng mặt trời để tạo chất hữu giàu lượng qua chế quang hợp Khả quang hợp tùy thuộc vào có mặt sắc tố đặc biệt, diệp lục tố, chứa loại bào quan có cấu trúc tinh vi dành riêng cho chức quang hợp, lục lạp Phản ứng tổng quát quang hợp: Cường độ quang hợp phụ thuộc vào cường độ ánh sáng chất ánh sáng (bước sóng ánh sáng) Màu xanh hỗn hợp sắc tố gồm diệp lục tố a, diệp lục tố b carotenoid (beta caroten, xanthophyll…) Các thành phần phân tích phương pháp sắc ký, cột giấy Phương pháp sắc ký: - Sắc ký trình tách liên tục vi phân hỗn hợp chất phân bố không đồng chúng pha tĩnh pha động xuyên qua pha tĩnh - Nguyên tắc chung phương pháp sắc ký dựa phân bố chất hai pha: pha thường cố định gọi pha tĩnh (stationary phase) pha chuyển động gọi pha động (mobile phase) Nguyên tắc phương pháp sắc ký giấy: - Phương pháp dựa vào độ hòa tan khác chất hỗn hợp dung môi Một loại giấy thấm đặc biệt dùng làm pha cố định, pha gồm nước khơng khí nước dung môi di chuyển phân tử cellulose giấy giữ lại Dung môi di chuyển dung mơi khơng hịa tan nước - Hỗn hợp sắc tố đặt giấy thấm thành vệt hay chấm, gọi đường gốc, hay điểm gốc Dung mơi di chuyển qua điểm đồng thời lơi theo sắc tố Sắc tố dễ hịa tan dung môi lôi xa điểm gốc sắc tố dễ hòa tan nước Vị trí sắc tố giấy (hay cột) sắc ký biểu thị trị số Rf Rf = Đoạn đường di chuyển chất Đoạn đường di chuyển dung mơi II Vật liệu hóa chất: Bảng 6.1 Vật liệu hóa chất cần dùng Vật liệu tươi Hóa chất Lá tươi Acetone 24 Cây thủy sinh (rong) Ba(OH)2 bão hòa Nhánh nhỏ Benzen Ether dầu hỏa III Phương pháp tiến hành thí nghiệm: Phân tích thành phần sắc tố phương pháp sắc ký: 1.1 Ly trích sắc tố: Giã 3g xanh cối khô Thêm vào 20 ml acetone, cà Lọc qua giấy lọc, dịch lọc hứng vào ống nghiệm khô, đậy nút kín Quan sát màu dung dịch ánh sáng truyền suốt ánh sáng phản xạ 1.2 Sắc ký: - Chuẩn bị giấy sắc ký, thực đường gốc: + Cắt mẫu giấy sắc ký 10 x 10 cm Dùng bút chì kẻ nhẹ đường thẳng song song cạnh cách bìa khoảng cm Cuốn tờ giấy thành ống, giữ kim bấm hai đầu ống, mép giấy không chồng lên + Đổ dung dịch sắc tố trích ly vào hộp petri Đặt đầu ống giấy có đường vạch bút chì vào dung dịch Do mao dẫn, dịch sắc tố thấm lên thành ống giấy Khi dịch sắc tố vừa chạm vạch bút chì, lấy ra, sấy khơ máy sắy tóc đặt trước quạt máy Khi vệt sắc tố thật khô, lại nhúng đầu ống giấy vào dung dịch sắc tố đĩa Petri, đợi đến mực sắc tố ngấm chạm vạch bút chì, lấy sấy khơ lại Cho đầu ống giấy tẩm sắc tố tổng cộng lần Sau lần tẩm cuối khô hẳn, ta có “đường gốc (vạch gốc)” tờ sắc ký chứa hỗn hợp cần phân tích - Triển khai sắc ký: + Dung môi di chuyển: chuẩn bị 30 ml dung môi di chuyển ether dầu hỏa benzene (9:1) Cho dung môi vào đĩa Petri + Đặt ống giấy sắc ký (với đường gốc thật khô) vào đĩa Petri chứa dung mơi di chuyển, mặt thống dung mơi phải thấp vạch bút chì (giới hạn đường gốc) vài mm Dùng ly thủy tinh úp kín tồn đĩa dung mơi ống sắc ký để tạo khí bên bão hịa dung môi + Do mao quản, dung môi ngấm lên dần tờ sắc ký Đợi đến dung môi ngấm lên đến cách cạnh tờ giấy khoảng cm lấy tờ giấy ra, đánh dấu vị trí mức ngấm dung môi sấy khô Đánh số “vạch gốc” 0, vạch dung môi cao 10 Chia khoảng di chuyển dung môi thành 10 băng, đánh số băng từ đến 10 Xác định vị trí loại sắc tố tách rời tờ sắc ký Tính Rf 25 Chứng minh hoạt động quang hợp thải khí O2: - Úp ngược phễu vài cọng rong chậu nước (lưu ý: mặt cắt cọng rong hướng cuống phễu) Úp lên cuống phễu ống nghiệm nhỏ chứa đầy nước - Đặt hệ thống ánh sáng mặt trời nguồn sáng mạnh Quan sát thoát bọt khí từ vết cắt cọng rong - Sau 45 phút, lấy ngón tay bịt miệng ống nghiệm, dốc ngược lên đưa đầu diêm gần tàn đến miệng ống nghiệm Ghi nhận tượng Chứng minh quang hợp sử dụng CO2: - Chuẩn bị chai thủy tinh đánh số 3.1 Thổi khí từ miệng vào chai, đậy kín nắp cao su - Chai 1: Dùng kim tiêm bơm 10 ml dung dịch Ba(OH)2 bão hòa Lắc nhẹ - Chai 2: Dùng kim tiêm bơm 10 ml nước cất Lắc nhẹ Quan sát ghi nhận tượng hai chai 3.2 Cho vào chai số nhánh tươi Thổi vào chai đậy kín nắp Để chai nguồn sáng mạnh Sau 90 phút, dùng kim tiêm bơm vào chai 10 ml dung dịch Ba(OH)2 bão hòa Lắc nhẹ Quan sát ghi nhận tượng hai chai IV Kết thí nghiệm giải thích tượng: Phân tích thành phần sắc tố phương pháp sắc ký: 1.1 Ly trích sắc tố: 1.1.1 Kết thí nghiệm: Ánh sáng truyền suốt Ánh sáng phản xạ Hình 6.1 Quan sát dịch trích ánh sáng 26 1.1.2 Giải thích tượng: Sắc tố thực vật gồm nhiều loại phân tử đa dạng khác Tất sắc tố sinh học hấp thu cách chọn lọc bước sóng ánh sáng định phản xạ bước sóng khác Phần ánh sáng mà bị hấp thu sử dụng thực vật để cung cấp lượng cho phản ứng hóa học, bước sóng ánh sáng bị phản xạ định màu sắc tố mà xuất trước mắt - Chlorophyll: quang phổ hấp thu diệp lục có hai vùng ánh sáng mà diệp lục hấp thụ mạnh Đó vùng ánh sáng đỏ vùng ánh sáng xanh tím Ánh sáng xanh không diệp lục hấp thụ mà phản xạ lại tồn nên ta quan sát màu xanh ánh sáng truyền suốt - Carotenoid: sắc tố phụ, phản xạ ánh sáng màu đỏ, cam, nên ánh sáng phản xạ có bước sóng phù hợp với vùng hấp thụ caratenoid ta quan sát màu đỏ, chút cam phản xạ 1.2 Sắc ký: 1.2.1 Kết thí nghiệm: Caroten Xanthophyll Chlorophyll b Chlorophyll a Hình 6.2 Bảng sắc ký giấy 27 Bảng 6.2 Giá trị Rf chất xanh Sắc tố Vệt màu Rf Caroten Vàng cam 0,98 Xanthophyll Vàng 0,43 Chlorophyll a Xanh 0,21 Chlorophyll b Xanh vàng 0,14 1.2.2 Giải thích tượng: Ta có mức độ phân cực carotene < xanthophyll < chlorophyll a < chlorophyll b nên mức độ tan dung môi ether dầu hỏa + benzene có thứ tự carotene > xanthophyll > chlorophyll a > chlorophyll b (dung môi không phân cực chất phân cực tan tốt) Nguyên tắc phương pháp sắc ký “Sắc tố dễ hịa tan dung mơi lơi xa điểm gốc sắc tố dễ hòa tan nước” ta có kết lên sắc tố chlorophyll b → chlorophyll a → xanthophyll → carotene Chứng minh hoạt động quang hợp thải O2: 2.1 Kết thí nghiệm: Hình 6.3 Bọt khí đáy ống nghiệm - Xuất bọt khí đáy ống nghiệm, có giọt khí nhỏ li ti di chuyển dần giọt khí lớn 2.2 Giải thích tượng: - Trong điều kiện ánh sáng đầy đủ có mặt sắc tố quang hợp, thủy sinh (rong) thực q trình quang hợp, sản phẩm quang hợp có chứa khí O2 28 Chứng minh hoạt động quang hợp sử dụng CO2: 3.1 Thổi khí từ miệng vào chai, đậy kín nắp cao su 3.1.1 Kết thí nghiệm: Hình 6.4 Chai bị vẩn đục chai không xảy tượng 3.1.2 Giải thích tượng: - Chai 1: chứa khí CO2, sau bơm Ba(OH)2, phản ứng chất xảy theo phương trình bên tạo kết tủa BaCO3 CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓ + H2O - Chai 2: H2CO3 axit yếu không bền (sau tạo thành phân hủy thành CO2 H2O) nên khí nghiệm khơng quan sát thấy tượng CO2 + H2O ↔ H2CO3 3.2 Cho vào chai số nhánh tươi 3.2.1 Kết thí nghiệm: Hình 6.5 Kết chai vẩn đục chai 29 3.2.2 Giải thích tượng: - Chai 1: tồn CO2 chai phản ứng hoàn toàn với Ba(OH)2 → BaCO3 sinh nhiều → vẩn trắng đục - Chai 2: chai chứa nhánh nhỏ, điều kiện ánh sáng có diện sắc tố quang hợp → nhánh thực trình quang hợp → sử dụng CO2 chai làm nguồn nguyên liệu → lượng CO2 lại chai thấp → lượng kết tủa BaCO3 thấp → không vẩn đục chai Tài liệu tham khảo Bài giảng Thí nghiệm Sinh học đại cương Co nguyên sinh Truy cập: https://vi.wikipedia.org/wiki/Co_nguy%C3%AAn_sinh# Enzyme Truy cập: https://vi.wikipedia.org/wiki/Enzym Hô hấp thực vật Truy cập: https://lize.vn/tom-tat-ly-thuyet-sinh-hoc-11-bai12-ho-hap-o-thuc-vat-lize-vn/ Kính hiển vi quang học - Cấu tạo cách sử dụng Truy cập: https://tincay.com/kinh-hien-vi-quang-hoc-cau-tao-va-cach-su-dung/ Màng tế bào Truy cập: https://vi.wikipedia.org/wiki/M%C3%A0ng_t%E1%BA%BF_b%C3%A0o Quang hợp thực vật Truy cập: https://vietjack.com/giai-bai-tap-sinh-hoc11/ly-thuyet-quang-hop-o-thuc-vat.jsp Saccharomyces cerevisiae Truy cập: https://vi.wikipedia.org/wiki/Saccharomyces_cerevisiae Trần Bích Lam, Tơn Nữ Minh Nguyệt, Đinh Trần Nhật Thu (2013) Thí nghiệm hóa sinh thực phẩm Nxb ĐHQG-HCM 30