Mô tả và cách sử dụng một số dụng cụ thí nghiệm Ngoài các dụng cụ thường dùng cho các thao tác vi sinh, sinh hóa như dụng cụ thủy tinh ống nghiệm, ống hút, becher, đĩa petri..., que cấy,
Kính hiển vi quang học và cách sử dụng
Mục tiêu thí nghiệm
- Giúp cho sinh viên hiểu rõ hơn về cấu tạo và cách sử dụng kính hiển vi trong quang học.
Cấu tạo và cách sử dụng kính hiển vi quang học
Hình 1.1 Cấu tạo kính hiển vi
-Gồm có giá kính và hệ thống quang học
- Các ốc điều chỉnh sơ cấp (ốc chỉnh thô)
- Các ốc điều chỉnh vi cấp( ốc chỉnh tinh) để điều chỉnh rõ nét ảnh của vật.
- Tụ quang :để tập trung chiếu ánh sáng vào vật.
- Hệ thống đèn chiếu ánh sáng và gương phản quan.
- Sử dụng kính hiển vi để quan sát mẫu vật ở trạng thái sống.
- Độ rõ của vật phụ thuộc vào nhiều yếu tố,trong đó có yếu tố nguồn sáng, có thể là nguồn sáng tự nhiên hoặc nguồn sáng điện.
- Trong trường hợp dùng gương phản xạ ta điều chỉnh gương để có nguồn sáng tốt.
- Đặt tiêu bản lên bàn kính, nâng bàn kính sát vật kính với độ phóng đại nhỏ
(x10,x20),sau đó vừa nhìn qua thị kính, vừa điều chỉnh ốc sơ cấp ,từ từ hạ vật kính xuống cho đến khi thấy mẫu vật trong tiêu bản Sau đó, chỉnh ốc thứ cấp để thấy rõ ảnh của vật.
Khi xác định được vị trí cần quan sát, chuyển sang vật kính có độ phóng đại lớn hơn (x40 hoặc x60) Sau đó, điều chỉnh ốc thứ cấp để hình ảnh vật quan sát được rõ ràng.
Kết quả và thảo luận
- Dưới vật kính nhỏ ta thấy được tế bào biểu bì có hình thoi dài, xếp liền nhau.
- Với vật kính lớn hơn (x40):
- 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,rất khó nhận biết vì không bào thường chứa đầy dịch tế bào nên không phân biệt ranh giới giữa tế bào và tế bào chất.
-Bước 1:Dùng kim mũi mác cắt đôi củ hành.Sau đó cắt 1 lớp mỏng biểu bì củ hành.
-Bước 2:Đặt lớp tế bào này lên lam kính,nhỏ một giọt glycerine vào rồi đậy lamelle lại 1 góc 45 độ rồi quan sát dưới kính hiển vi(x4,x10).
Hình 1.2 Tế bào biểu bì hành tím(x100) Hình 1.3 Tế bào biểu bì hành tím(x400)
Hình1.4: Tế bào biểu bì hành tím (x40)
* Quan sát tế bào lá lẻ bạn
Bước 1: Dùng đầu kim mũi mác để tách nhẹ một lớp mỏng biểu bì mặt dưới lá Đặt lớp biểu bì chìm trong một giọt glycerine.
Bước 2: Đậy Lamelle lại rùi quang sát mẫu vật với vật kính( x4,x10, và chuyển sang x40 để quan sát rõ hơn)
Hình1.4 Tế bào lá lẻ bạn (x400)
Hình1.5 tế bào lá lẻ bạn (x100)
Hình1.6 Tế bào lá lẻ bạn (x40)
Kết luận
- Qua sự quan sát của hai tế bào thực vật hành tím và lá lẻ bạn cho ta thấy:
+ Có vách ngăn giữa các tế bào rõ.
Một số thiết bị thông dụng và thao tác cơ bản trong thí nghiệm sinh học tế bào - phân tử
Kết luận
Bài học trang bị cho sinh viên các kiến thức:
- 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.
3.2.1 Màng bán thấm (Màng thấm chọn lọc):
- Màng bán thấm là 1 loại màng sinh học cho phép 1 số phân tử hay ion qua màng bởi cơ chế khuếch tán và đôi khi chuyên biệt bằng khuếch tán có trợ lực.
- Tốc độ vận chuyển qua màng tùy thuộc vào áp suất, nồng độ và nhiệt độ của phân tử hay chất tan cũng như độ thấm của màng đối với mỗi chất tan Tốc độ thấm và độ thấm của màng được xác định tùy vào cấu trúc của màng Nhiều vật liệu tự nhiên hay tổng hợp dày hơn màng cũng mang tính chất bán thấm.
3.2.2 Co nguyên sinh và phản co nguyên sinh:
Thông qua việc quan sát co và phản co nguyên sinh thì có thể xác định được tính trương của môi trường tế bào cũng như mức độ dung môi thẩm thấu qua màng tế bào.
- Co nguyên sinh là một quá trình diễn ra ở môi trường ưu trương trong tế bào thực vật, trong đó tế bào chất bị co rút lại và tách khỏi thành tế bào thông qua quá trình thẩm thấu Co nguyên sinh chỉ sinh ra trong những điều kiện cực kì khắc nghiệt, nói đúng ra nó rất hiếm khi xảy ra trong tự nhiên Có 2 dạng là co nguyên sinh lồi và co nguyên sinh lõm.
Vận chuyển nước qua màng
Mục tiêu bài học
Bài học trang bị cho sinh viên các kiến thức:
- 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.
Nguyên tắc
3.2.1 Màng bán thấm (Màng thấm chọn lọc):
- Màng bán thấm là 1 loại màng sinh học cho phép 1 số phân tử hay ion qua màng bởi cơ chế khuếch tán và đôi khi chuyên biệt bằng khuếch tán có trợ lực.
- Tốc độ vận chuyển qua màng tùy thuộc vào áp suất, nồng độ và nhiệt độ của phân tử hay chất tan cũng như độ thấm của màng đối với mỗi chất tan Tốc độ thấm và độ thấm của màng được xác định tùy vào cấu trúc của màng Nhiều vật liệu tự nhiên hay tổng hợp dày hơn màng cũng mang tính chất bán thấm.
3.2.2 Co nguyên sinh và phản co nguyên sinh:
Thông qua việc quan sát co và phản co nguyên sinh thì có thể xác định được tính trương của môi trường tế bào cũng như mức độ dung môi thẩm thấu qua màng tế bào.
- Co nguyên sinh là một quá trình diễn ra ở môi trường ưu trương trong tế bào thực vật, trong đó tế bào chất bị co rút lại và tách khỏi thành tế bào thông qua quá trình thẩm thấu Co nguyên sinh chỉ sinh ra trong những điều kiện cực kì khắc nghiệt, nói đúng ra nó rất hiếm khi xảy ra trong tự nhiên Có 2 dạng là co nguyên sinh lồi và co nguyên sinh lõm.
- CaCl2 các nồng độ 1 lọ (0,02M; 0,08M; 0,15M; 0,3M)
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 đỏ đặt lên lame với 1 vài giọt nước, đậy lamelle.
- Xem kính ở bội giác nhỏ, tất cả tế bào có màu đỏ đồng đều Tại một phía của lamelle ta nhỏ giọt dung dịch KNO3 5% và phía đối diện đặt miếng giấy thấm để 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, lập lại vài lần, quan sát, ghi nhận hiện tượng và giải thích.
Hình 3.1 Tế bào biểu bì hành ở trạng thái co nguyên sinh
Hình 3.2 Tế bào biểu bì hành ở trạng thái phản co nguyên sinh
- Khi cho dung dịch muối KNO3 5% vào tiêu bản, môi trường bên ngoài trở nên ưu trương, nước thấm từ tế bào ra ngoài làm tế bào mất nước, chất nguyên sinh co lại, lúc này màng sinh chất tách khỏi thành tế bào gây ra hiện tượng co nguyên sinh ở tế bào biểu bì hành tím.
- Khi cho thêm nước cất vào tiêu bản, môi trường ngoài nhược trương làm nước lại thấm vào trong tế bào làm tế bào từ trạng thái co nguyên sinh trở lại trạng thái bình thường tạo nên phản co nguyên sinh.
Xác định nồng độ dung dịch đẳng trương dựa trên sự biến đổi kích thước mô
- Đổ các dung dịch CaCl2 có nồng độ khác nhau (0,02M ; 0,08M ; 0,15M ; 0,3M) vào các dĩa petri có nắp đậy và ghi số để tránh nhầm 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.
Bảng 3.1 Kích thước của khoai tây và nồng độ dung dịch đẳng trương
Sau ngâm 2,76:0,9:0,467 2,93:1:0,53 3:1,1:0,53 3:1.16:0,53 Dung dịch Ưu trương Đẳng trương Nhược trương Nhược trương
Khi tế bào được đặt vào dung dịch CaCl2 0,3 M, hiện tượng co nguyên sinh xảy ra do sự chênh lệch nồng độ chất tan giữa môi trường ngoài và môi trường nội bào Môi trường ngoài ưu trương hơn môi trường nội bào, khiến nước từ tế bào di chuyển ra ngoài, dẫn đến co rút tế bào.
Khi tế bào được đặt vào dung dịch muối CaCl2 với nồng độ 0,02 M và 0,08 M, tế bào sẽ trở nên to hơn so với kích thước ban đầu Điều này là do nồng độ chất tan trong môi trường bên ngoài thấp hơn so với bên trong tế bào, tạo ra một môi trường nhược trương đối với tế bào Sự chênh lệch này khiến nước di chuyển vào tế bào, gây ra hiện tượng phản co nguyên sinh làm tế bào căng phồng.
Cuối cùng là để tế bào trong dung dịch CaCl2 có nồng độ 0.15 M thì tế bào giữ nguyên hình dạng, do nồng độ chất tan của môi trường bên ngoài bằng môi trường nội bào nên đây là môi trường đẳng trương so với tế bào.
Cho 2 quả trứng vào cốc thủy tinh, cho thêm dung dịch acid acetic 5% vào cốc thủy tinh Để qua 24h Vớt trứng ra cân khối lượng và ghi nhận lại Cho 2 quả trứng vào 2 cốc thủy tinh Cho nước muối vào cốc thủy tinh 1, nước cất vào cốc thủy tinh 2. Sau 24h, cân trọng lượng trứng và ghi nhận
Kết quả: trứng để trong môi trường hypertonic (ưu trương) sẽ bị mất nước và nhẹ hơn khối lượng ban đầu, trứng để trong môi trường hypotonic (nhược trương) sẽ nhận thêm nước và nặng hơn khối lượng ban đầu.
Bảng 3.2 khối lượng trứng qua các giai đoạn (g)
Khối lượng trứng ban đầu
Khối lượng trứng sau ngâm acid acetic
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, trơn và dai, khối lượng trứng tăng lên do để trong môi trường nhược trương.
-Trứng để trong môi trường ưu trương (nước muối) sẽ bị mất nước và nhẹ hơn khối lượng ban đầu, trứng để trong môi trường nhược trương sẽ nhận thêm nước và nặng hơn khối lượng ban đầu.
Kết luận
Thông qua các bài thí nghiệm, ta hiểu được đặc điểm của màng bán thấm, các quá trình co nguyên sinh và phản co nguyên sinh Phân biệt được các loại môi trường đẳng trương.
Khi thực hiện thí nghiệm cần lưu ý việc lấy mẫu vật với kích thước chính xác, điều chỉnh kính hiển chính xác để thu được kết quả tốt nhất và thực hiện các thao tác đúng theo yêu cầu và hướng dẫn của giảng viên.
Thành phần hữu cơ của tế bào Eukaryote
Lý thuyết
Tế bào đơn vị nhỏ nhất của sự sống Trong tế bào gồm có nhân, DNA, các bào quan, và các thành phần hữu cơ cần thiết cho sự sống như protid, lipid và glucid.
Protid là đại phân tử cấu tạo gồm những monomere là các acid amin nối với nhau bằng liên kết peptid ( -CO – NH -) Protein trong nhân liên kết với DNA Do cấu tạo đặc trưng mà protein có thể nhận biết theo các phản ứng tạo màu khác nhau.
Glucid là nhóm hợp chất hữu cơ phổ biến ở Động Thực vật và Vi sinh vật Glucid là thành phần cấu tạo nên tế bào của các sinh vật, tùy loài mà chúng chiếm những tỷ lệ khác nhau Dựa vào cấu tạo mà glucid được chia thành 2 loại chính:
Glucid đơn giản: cấu tạo gồm một đơn vị đường đơn, được 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 liên kết glucoside, gồm có lactose, maltose, saccharose, sucrose,
‾ Polysaccharid: cấu tạo từ (n) phân tử đường đơn nối với nhau bằng liên kết glucoside, gồm có tinh bột, cellulose, pectin
Trong tế bào, lipid tồn tại ở dạng khác nhau như triglycerid, phospholipid, glycolipid, steroid, cholesterol Mỗi dạng đóng một vai trò khác nhau trong sự sống chung của tế bào.
Vật liệu
• Lòng trắng trứng đã đánh, lọc qua giấy lọc
• Đậu phộng đã ngâm nước
Kết quả và thảo luận
Cho vào mỗi ống nghiệm 3 mL dd albumin + 1 mL acid HNO 3 đđ
Khi thấy xuất hiện tủa trắng, đun nhẹ cho đến khi tủa vàng và cuối cùng hòa tan
Để nguội, thêm 3 giọt NH 4 OH, xuất hiện màu vàng cam.
Hình 4.1: dd albumin + HNO3 đđ Hình 4.2: Sau khi đun nhẹ
Hình 4.3: Sau khi để nguội
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%
Sau khi thực hiện xong các bước thì thấy được lát mỏng đậu trắng chuyển sang màu tím
Giải thích hiện tượng: Do sự có mặt của liên kết peptit (-CO-NH-) trong cấu trúc hóa học của tế bào lát đậu trắng nên khi kết hợp với Cu(OH)2 ( tạo ra bởi phản ứng CuSO4 + NaOH) sẽ tạo ra phức có màu tím.
Hình 4.4: Tế bào đậu trắng trước khi cho NaOH 30%
Hình 4.5: Tế bào đậu trắng sau khi cho
Dùng mũi kim giáo cạo nhẹ một lát khoai tây để vào giọt nước trên lame
Dùng giấy thấm hút bớt nước, nhỏ 1-2 giọt dd Lugol lên mẫu, đậy lamelle rồi quan sát dưới kính hiển vi x10, x40
Sau khi thực hiện xong các bước thì ta sẽ thấy được màu xanh dương do tinh bột trong khoai tây kết hợp với Iod trong Lugol.
Hình 4.6: Tế bào khoai tây ở độ phóng đại x100
Hình 4.7: Tế bào khoai tây ở độ phóng đại x400
Hình 4.8: Hình hạt tinh bột
Ống 1: 2 ml thuốc khử Fehling + 2 ml nước cất
Ống 2: 2 ml thuốc khử Fehling + 2 ml dịch lọc giá ( 10 cọng giá + 10 ml nước, lọc)
Ống 3: 2 ml thuốc khử Fehling + 2 ml dịch lọc hạt đậu xanh ( giã 10 hạt đậu xanh đã ngâm nước 1 giờ + 10 ml nước, lọc)
Hình 4.9: 3 lọ dung dịch thuốc khử Fehling
Hình 4.10 Sau khi thêm lần lượt vào từng ống nước cất, dịch lọc giá và dịch lọc hạt đậu xanh
Ống 1 có màu dung dịch xanh nhạt
Ống 2 có màu dung dịch xanh đậm.
Ống 3 có màu dung dịch xanh lam nhạt.
Sau khi đặt 3 ống nghiệm vào becher có nước sôi trong 5-10 phút thì thấy 3 ống nghiệm đổi màu
Ống 1 chuyển dần dần sang màu xanh dương trong
Ống 2 sau khi đun xuất hiện màu đỏ gạch và một chút màu vàng nằm phía trên Fehling do Fehling cho kết tủa đỏ gạch với màu đỏ nằm dưới đáy và màu vàng nằm phía trên bề mặt dung dịch
Ống 3 sau khi đun xuất hiện màu xanh tím, một ít màu đỏ dưới đáy ống nghiệm do Fehling cho kết tủa màu đỏ gạch
Dùng mũi kim giáo cắt một lát mỏng củ cải trắng, đặt lên lame, nhọt 1 giọt dd Lugol lên mẫu
Dùng giấy thấm hết Lugol, đậy lamelle lên mẫu Sau đó nhỏ từ mép lamelle H2SO4 75% để thấm dần vào mẫu củ cải (10 phút)
Sau khi thực hiện xong các bước sẽ thấy các vách tế bào củ cải trắng sẽ có màu tím
Hình 4.12: Hình tế bào củ cải trắng ở độ phóng đại x100
Hình 4.13: Hình tế bào củ cải trắng ở độ phóng đại x400
Hình 4.14: Hình vẽ vách tế bào củ cải trắng
Cắt 1 lát mỏng đậu phộng đã tẩm nước, đăt lên giọt Soudan III trên lame
15 phút sau dùng giấy thấm hết Soudan, rửa lại với rượu 20%
Dùng giất thấm thấm hết rượu, nhỏ 1 giọt glycerin lên mẫu, đặt lamelle lên
Sau khi thực hiện xong các bước sẽ thấy các hạt dầu màu đỏ cam trên bề mặt tế bào lát đậu phộng
Hình 4.16: Hình tế bào lát đậu phộng 4.3.4: Phản ứng sắc tố
- Dùng mũi kim giáo tách một lớp mỏng mô ớt ( xanh và đỏ) đặt lên lame, nhỏ một giọt nước cất lên mẫu, đậy lamelle
Hình 4.17: Hình tế bào ớt xanh độ phóng đại x100
Hình 4.18: Hình tế bào ớt xanh độ phóng đại x400
Hỉnh 4.19: Hình tế bào ớt xanh vẽ tay
Hình 4.20: Hình tế bào ớt đỏ độ phóng địa x100
Hình 4.21: Hình tế bào ớt đỏ độ phóng đại x400
Hình 4.22: Hình tế bào ớt đỏ vẽ tay
Kết luận
‾ Dựa vào các đặc điểm khác nhau trong cấu trúc hóa học mà các loại tế bào có thể cho ra những màu sắc khác nhau
‾ Nắm các màu sắc của các phản ứng đặc trưng
Quang hợp-hô hấp
Mục tiêu bài học
Giúp cho sinh viên hiểu hơn về quang hợp và hô hấp cùng với đó là cách xác định vị trí của các sắc tố trên giấy, cách tính cường độ quang hợp, cách tính cường độ hô hấp.
Vật liệu và dụng cụ
Thí nghiệm 1: Sự cần thiết của ánh sáng trong quang hợp
- Chậu nước có cây thuỷ sinh: 1
- Chậu nước có pha vài giọt phenol đỏ: 1
Thí nghiệm 2: Tách sắc tố bằng phương pháp sắc ký trên giấy
Thí nghiệm 3: Xác định cường độ quang hợp của cây
-Chậu nước có cây thuỷ sinh: 1
Thí nghiệm 4: Enzyme trong quá trình hô hấp
Thí nghiệm 5: Xác định cường độ hô hấp theo phương pháp Boysen-Jense
- Hạt nảy mầm bị luộc chín: 4g
Thí nghiệm 1: Sự cần thiết của ánh sáng trong quang hợp
- Giấy bạc bọc ống nghiệm: 1
- Giấy bạc bọc kín miệng ống nghiệm: 1
Thí nghiệm 2: Tách sắc tố bằng phương pháp sắc ký trên giấy
- Bồn sắc ký có sẵn dung môi ( Ether: Aceton 9:1 (v/v))
Thí nghiệm 3: Xác định cường độ quang hợp của cây
Thí nghiệm 5: Xác định cường độ hô hấp theo phương pháp Boysen-Jense
- Erlen có nắp loại 250 ml
Kết quả và thảo luận
5.3.1 Thí nghiệm 1: Sự cần thiết của ánh sáng trong quang hợp
- Lấy 2 nhánh cây thủy sinh cùng kích cỡ Đặt mỗi nhánh vào một ống nghiệm đã chứa nước có thể tích bằng nhau Một ống nghiệm được phủ kín bằng giấy kim loại chắn sáng và cho vào mỗi ống 5 giọt phenol đỏ( mỗi lần nhỏ một giọt vào phải đợi dung dịch chuyển màu vàng rồi nhỏ tiếp) Đậy nhẹ nắp lên mỗi ống Đặt cả 2 ống dưới ánh sáng trắng Quan sát sự thay đổi màu của ống nghiệm không bị che tối Khi màu bị thay đổi hoàn toàn thì lấy miếng giấy kim loại chắn sáng ở ống nghiệm kia ra và so sánh màu ở cả hai ống nghiệm.
Ngưỡng chuyển màu của Phenol red nằm trong khoảng pH từ 6,8 đến 8,2, trong đó:- Ở pH dưới 6,8, Phenol red có màu vàng.- Trong khoảng pH từ 6,8 đến 8,2, Phenol red chuyển từ màu vàng sang đỏ.- Ở pH trên 8,2, Phenol red chuyển sang màu hồng nhạt.
5.3.2 Thí nghiệm 2: Tách sắc tố bằng phương pháp sắc ký trên giấy.
- Giã 3 g lá sạch trong một cối sạch và khô cùng với 5 mL cồn, nghiền kỹ và cho tiếp 20 mL aceton rồi nghiền tiếp, để ít phút cho bã lắng xuống rồi lọc qua giấy lọc xếp, dịch lọc hứng ở ống nghiệm sạch và khô Đậy nút kín và quan sát màu của dung dịch dưới ánh sáng truyền suốt và ánh sáng phản xạ.
- Cắt một mẩu giấy sắc ký 12 x 3 cm, dùng bút chì kẻ nhẹ một đường thẳng theo chiều rộng cách đầu giấy sắc ký 1 cm Dùng ống mao quản chấm sắc tố theo vạch chì từ bên này sang bên kia của tờ giấy sắc ký Sau mỗi lần chấm làm khô bằng máy sấy (mát) hoặc bằng quạt máy, mỗi lần chấm với đường kính vệt chấm
