Thực tập sinh học đại cương bài giảng

- Một trục quay có gắn vật kính - Một đinh ốc lớn để vặn cho trục kính chuyển động nhanh - Một đinh ốc cấp để vặn cho trục kính chuyển động chậm - Một bàn kính mang mẫu vật để quan sát..

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP.HCM

KHOA MÔI TRƯỜNG & CÔNG NGHỆ SINH HỌC



BÀI GIẢNG

THỰC TẬP SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG 1

KS PHẠM MINH NHỰT

2008

-NỘI DUNG THỰC HÀNH

Bài số 1: Nguyên tắc và cách sử dụng kính hiển vi Khảo sát tế bào thực vật và động vật

-Bài số 2: Hiện tượng thẩm thấu Sự trao đổi nước giữa tế bào thực vật với môi trường Khảo sát hoạt động của enzyme

Bài số 3: Quan sát sự thoát hơi nước Sự quang hợp

Bài số 4: Khảo sát quá trình phân chia tế bào

Bài số 5: Tách chiết DNA

BÀI SỐ 1: NGUYÊN TẮC VÀ CÁCH SỬ DỤNG KÍNH HIỂN VI.

- Một chân làm bằng kim khí nặng để giữ thăng bằng

- Một ống kính chuyển động được mang thị kính.

- Một trục quay có gắn vật kính

- Một đinh ốc lớn để vặn cho trục kính chuyển động nhanh

- Một đinh ốc cấp để vặn cho trục kính chuyển động chậm

- Một bàn kính mang mẫu vật để quan sát Bộ phận này cố định

- Dưới bàn kính là bộ phận ngưng tụ ánh sáng gắn liền với bộ phận chắn sáng

dùng để điều chỉnh ánh sáng ngưng tụ vào mẫu vật quan sát Bộ phận chắn sáng có thể

là một miếng kim khí tròn có nhiều lỗ đường kính không đều nhau hoặc một chắn sánghình con ngừơi

- Một chiếc gương 2 mặt (mặt phẳng và mặt lõm) Khi quan sát ở vật kính 10X –40X, sinh viên dùng mặt gương lõm, khi quan sát ở vật kính 100X thì sử dụng gươngphẳng

Thị kínhVật kínhBàn kính

Bộ phận

Ốc thứ cấp

Ốc vi cấpTrục quay

III Cách sử dụng và giữ gìn kính hiển vi

Những lời khuyên thực tiễn dưới đây giúp sinh viên tránh được những trở ngạilúc sử dụng kính hiển vi lần đầu tiên

Trước hết dùng một miếng vải mềm lau sạch vật kính và thị kính Lau nhẹ tay vìnếu không các hạt bụi có thể làm xây xát vật kính và thị kính

Tuyệt đối không được tháo gỡ vật kính và thị kính

Khi sử dụng kính hiển vi, sinh viên nên ấn nhẹ trên cần kính hiển vi để trục kínhnghiêng về phía mình một góc 10 -150 Không nghiêng trục kính nhiều nữa vì cácdung dịch dùng để quan sát sẽ chảy ướt bàn kính, các vật kính và mẫu vật sẽ bị khô rấtkhó quan sát

Kế tiếp, quay vật kính ngay trục ống kính cho đến lúc nghe tiếng “kích” nhỏ: đó

Sau khi đã để mẫu vật lên bàn kính, vặn đinh ốc sơ cấp để hạ vật kính xuống chỉcòn cách mẫu vật chừng 1cm Nếu kính hiển vi có cản an toàn thì ngừng vặn khi đinh

ốc mắc cứng

Nhìn vào thị kính, vặn đinh ốc lớn nâng từ từ ống kính lên cho đến lúc thấy ảnhtrong kính Sau đó dùng đinh ốc vi cấp điều chỉnh cho ảnh hiện rõ Lúc ảnh đã rõ, sinhviên có thể đóng bớt chắn sáng lại nếu thấy mẫu quá sáng

Đinh ốc vi cấp chuyển động được cả 2 chiều, mỗi chiều có ít nhất là 2 vòng Nếu

đinh ốc vi cấp bị kẹt cứng khi chưa quay đủ 2 vòng, sinh viên phải quay đinh ốc vi cấp 2 vòng về hướng kia Tuyệt đối không được ráng sức vặn đinh ốc khi đã kẹt.

Chú ý: nếu thận trọng theo dõi những lời chì dẫn trên mà vẫn không tìm thấy ảnhtrong kính, đó là do sinh viên đặt lệch mẫu ra ngoài thị trường Trong trường hợp nàydùng tay dịch chuyển mẫu vật vào thị trường

Muốn quan sát một phần mẫu vật, sinh viên dùng vật kính lớn hơn (40X, 100X)

Trước hết vẫn để vật kính 10X, đưa phần muốn quan sát vào trung tâm thị trường.Sau đó nhìn bên ngoài dùng tay quay từ từ để thay vật kính nhỏ bằng vật kính lớn.Muốn điều chỉnh thật rõ, sinh viên nên dùng đinh ốc vi cấp Với đinh ốc lớn, một

sự xê dịch hơi quá lố của ống kính cũng đủ để ảnh chạy về vô cực hoặc mất hẳn

Không bao giờ sinh viên đặt 2 lamelle lên trên 1 lame và mặt trên của lamellephải luôn khô ráo

Sau hết, sinh viên nên tập quan sát bằng mắt trái, trong khi mắt phải vẫn mở lớn

và nhìn xuống giấy vẽ đặt bên phải kính hiển vi, như vậy chúng ta có thể quan sát rồi

vẽ hình ngay mà không cần di chuyển thân mình Sau 1 vài cố gắng, sinh viên sẽ thấyđược lợi ích của thói quen này

B KHẢO SÁT TẾ BÀO THỰC VẬT VÀ ĐỘNG VẬT

Tế bào là đơn vị cấu tạo nhỏ nhất và mang chức năng cơ bản nhất của cơ thể sinhvật Muốn hiểu được cấu tạo và chức năng của cơ thể động vật, thực vật cần phải khảosát tế bào

1.1 Tế bào vảy hành tây

Dùng dao lam rạch một ô vuông khoảng 0,5 cm/cạnh ở mặt trong vảy củ hànhcòn tươi Dùng kim mũi giáo, lột nhẹ một lớp mỏng biểu bì rồi cho vào giọt nước sẵntrên lame Đậy lamelle lại bằng cách nghiêng 450, rồi hạ từ từ xuống để tránh có bọtkhí trong kính

Quan sát ở vật kính có độ phóng đại nhỏ nhất các tế bào dài, vách mỏng Chuyểnsang vật kính có độ phóng đại lớn hơn, vẽ 1 – 2 tế bào với đầy đủ thành phần của tếbào (màng sinh chất, tế bào chất và nhân)

Dùng lại miếng biểu bì trên, hoặc bóc một miếng biểu bì củ hành khác cho vàomột giọt Iod có sẵn trên lame Các thành phần của tế bào sẽ quan sát rõ hơn Quan sát

và vẽ hình

1.2 Hạt tinh bột

Cạo nhẹ lên miếng khoai tây, hạt đậu xanh Cho phần bột vừa cạo vào một giọtnước sẵn trên lame và đậy lamelle Quan sát ở vật kính nhỏ nhất thấy các hạt tinh bộtnhư các bọt nước chuyển động Chuyển sang vật kính lớn hơn để thấy rõ các vân tăngtrưởng và tâm

II Tế bào động vật

Ở tế bào động vật, ta chỉ quan sát tế bào xoang miệng

Các tế bào xoang miệng thuộc biểu bì mô phủ, bao phủ mặt trong xoang miệng

Thực hành

Dùng đầu tăm cạo nhẹ mặt trong xoang miệng Phết vết cạo trên mặt lame đã cósẵn một giọt Iod Đậy lamelle và quan sát dưới kính hiển vi Vẽ hình các tế bào xoangmiệng là những tế bào lát đơn, dẹt và có nhân

BÀI NỘP

1 Chú thích đầy đủ các bộ phận kính hiển vi theo hình vẽ

2 Vẽ hình tế bào biểu bì của củ hành khi quan sát trong giọt Iod ở vật kính có độphóng lớn

3 Vẽ hình hạt tinh bột của khoai tây và hạt đậu xanh

4 Vẽ hình các tế bào xoang miệng khi quan sát trong giọt Iod

BÀI SỐ 2: HIỆN TƯỢNG THẨM THẤU

SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC GIỮA TẾ BÀO THỰC VẬT VỚI MÔI TRƯỜNG

KHẢO SÁT HOẠT ĐỘNG CỦA ENZYME

ra hay vào tế bào do hiện tượng thẩm thấu và các đặc tính của các ion có thể haykhông thể xuyên qua màng

Hiện tượng thẩm thấu của tế bào là là sự khuếch tán của phân tử nước qua màng cótính thấm chọn lọc

Khi tế bào được đặt trong dung dịch ưu trương, tế bào sẽ bị mất nước và co lại Khi

đó, màng tế bào sẽ tách khỏi vách và tế bào ở trạng thái co nguyên sinh.

Khi đặt lại tế bào này trong dung dịch nhược trương, nước sẽ di chuyển vào trong

tế bào, thể tích không bào tăng dần, tế bào chất giãn ra, màng tế bào dần dần trở nên

căng cứng và ép sát vách Khi đó tế bào trên ở trạng thái hồi nguyên sinh (phản co

nguyên sinh)

2 Dụng cụ - Hóa chất – Nguyên liệu

a Dụng cụ – Hóa chất

- KNO3 1M

- Lame - Pipet Pasteur

- Lamelle - Kim mũi giáo

- Kính hiển vi - Becher

b Nguyên liệu

- Củ hành tím

3 Thực hành

- Dùng dao lam tách một lớp mỏng biểu bì của củ hành tím và đặt mảnh biểu bìvảy hành lên lame đã nhỏ sẵn 1 giọt nước, đậy lamelle lại và quan sát lần lượt ở vậtkính 4X, 10X Vẽ hình.

- Sau đó, dùng giấy thấm thấm khô nước trên mẫu vật vừa mới quan sát và nhỏvào đó 1 giọt KNO3 1M, đậy lamelle lại và quan sát lần lượt ở vật kính 4X, 10X Vẽhình, nhận xét và giải thích các tế bào vẩy hành khi quan sát trong giọt nước và tronggiọt KNO3 1M

II SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC GIỮA TẾ BÀO THỰC VẬT VỚI MÔI TRƯỜNG NGOÀI

- Trong dung dịch đẳng trương, nước đi ra hay đi vào tế bào với cùng một tốc độ

do thế nước bên trong tế bào và thế nước bên ngoài tế bào bằng nhau

- Trong dung dịch nhược trương, thế nước của môi trường cao hơn thế nước bêntrong tế bào nên nước sẽ di chuyển vào tế bào Khi thế nước bên trong tế bào tăng 

áp suất thẩm thấu giảm và áp suất thủy tĩnh tăng  tế bào căng phồng ra Do đó, tếbào thực vật khi ngâm trong dung dịch nhược trương một khoảng thời gian nhất định

sẽ có khối lượng tăng so với ban đầu

- Trong dung dịch ưu trương, thế nước bên trong tế bào cao hơn bên ngoài nênnước có xu hướng thoát ra bên ngoài Khi thế nước bên trong tế bào giảm  áp suấtthẩm thấu tăng và P giảm  vách tế bào bị lõm vào Do đó, tế bào thực vật khi ngâmtrong dung dịch ưu trương một khoảng thời gian nhất định sẽ có khối lượng giảm sovới ban đầu

2 Dụng cụ - Hóa chất – Nguyên liệu

a Dụng cụ - Hóa chất

- Dung dịch Saccharose 1M

- Cắt mô khoai tây thành 11 thanh có kích thước tương đối bằng nhau và có thểđặt lọt vào ống nghiệm Cân từng thanh rồi ghi lại trọng lượng (Pđầu) theo thứ tự rồi lầnlượt cho vào 11 ống nghiệm đã chuẩn bị ở trên.

- Sau 60 phút, dùng kẹp gắp mô ra, lau sơ nước dính mặt ngoài rồi lần lượt cânlại (Psau)

- Tính sai biệt trọng lượng P = Psau – Pđầu

Sai biệt (+) khi Psau > Pđầu

Sai biệt (-) khi Psau < Pđầu

- Ghi kết quả vào bảng sau:

III HOẠT ĐỘNG CỦA ENZYME

1 Lý thuyết

Enzyme là chất xúc tác sinh học có nhiệm vụ xúc tác cho các phản ứng sinh hóatrong tế bào, làm tăng vận tốc phản ứng Do enzyme có bản chất là protein nên cácđiều kiện ngoại cảnh như nhiệt độ, pH, ion kim loại … có thể làm biến tính protein vàlàm mất hoạt tính enzyme.

Tiến hành khảo sát 2 loại enzyme là bromelin và amylase Bromelin là enzymethủy phân protein có nhiều trong trái thơm Amylase là enzyme xúc tác phản ứng thủyphân tinh bột thành glucose

2 Dụng cụ - Hóa chất – Nguyên liệu

a Dụng cụ - Hóa chất

- Ống nghiệm - Toluen

- Becher - Dung dịch lugol

- Bếp điện hoặc bếp từ - Tinh bột tan

3.1 Khảo sát hoạt tính của enzyme Bromelin

- Thơm chín (dứa) được gọt vỏ, cắt nhỏ rồi nghiền nát trong cối Vắt thật

kỹ qua vải lọc (giấy lọc) để thu được khoảng 30 ml nước thơm có chứa Bromelin.Đem ly tâm 15 phút để làm trong dung dịch

- Chuẩn bị 2 ống nghiệm, cho vào mỗi ống khoảng 10 ml dung dịch Mộtống đem đun sôi cách thủy 15 phút xong để nguội

- Cho vào mỗi ống một ít lòng trắng trứng đã luộc chín, rồi thêm vài giọttoluen vào mỗi ống Đậy kín, lắc nhẹ, đều Xem kết quả sau 2 ngày Giải thích

3.2 Khảo sát hoạt tính của enzyme Amylase ảnh hưởng bởi nhiệt độ

- Nghiền nát 10 hạt đậu xanh đã lên mầm, thêm vào 10 ml nước, vắt thật

kỹ qua vải lọc thu lấy nước lọc có chứa amylase

- Chuẩn bị 4 ống nghiệm và đánh số 1, 2, 3, 4 Cho vào mỗi ống nghiệm 1

ml dung dịch tinh bột

- Đặt tất cả các ống theo thứ tự ở nhiệt độ phòng, nước nóng 500C, 1000C

và nước đá 40C trong 10 phút

- Thêm vào mỗi ống 1 ml dung dịch amylase từ dịch lọc đậu xanh Để tiếp

15 phút ở các nhiệt độ trên Lấy các ống nghiệm ra và để vào giá (trừ ống 3 đặt vào lynước nguội) Nhỏ vào mỗi ống 1 – 2 giọt dung dịch Lugol và xem màu tạo thành

- Chú ý: Chỉ nhỏ dung dịch Lugol vào ống 3 khi đã nguội

BÀI NỘP

1 Vẽ hình tế bào vảy hành tím khi quan sát trong giọt nước và trong dung dịchKNO3 1M Giải thích hình dáng tế bào khi quan sát trong giọt nước và trong dung dịchKNO3 1M?

2 Vẽ biểu đồ theo dõi sự tăng giảm khối lượng của thanh khoai tây trong mỗinồng độ đường và xác định nồng độ đường mà tại đó khối lượng thanh khoai tâykhông đổi

3 Tình trạng các mẫu lòng trắng trứng như thế nào trong các óng nghiệm, giảithích hiện tượng Ảnh hưởng của nhiệt độ khác nhau đối với hoạt tính của Amylasenhư thế nào?

BÀI SỐ 3: QUAN SÁT SỰ THOÁT HƠI NƯỚC

SỰ QUANG HỢP -

I QUAN SÁT SỰ THOÁT HƠI NƯỚC

1 Lý thuyết

Dùng sự đổi màu của giấy tẩm Chlorua Cobalt (màu xanh khi khô và màu hồng khiướt) để khảo sát sự thoát hơi nước của bề mặt lá Thời gian đổi màu có thể cho một sựước lượng về vận tốc thoát hơi nước

2 Dụng cụ - Hóa chất – Nguyên liệu

- Dán nhanh vào 2 mặt của một miếng lá trên cây Ép thật kín miếng băngkeo bao quanh mảnh giấy vào lá để tránh không khí ẩm lọt qua

- Tính thời gian đổi màu của giấy Nếu quá 30 phút, sự thoát hơi nước xemnhư không đáng kể

Chú ý:

- Nên để đoạn băng keo có dán giấy vào lọ đựng chất hút ẩm đậy kín nếuphải mang ra khỏi phòng thí nghiệm

- Thực hiện trên 3 loại lá cây tươi đang ở trên cành Thường dùng loại láđơn, vừa và nhỏ, không có lông, không dày và không cứng So sánh và nhận xát về tốc

độ thoát hơi nước của 3 loại lá cây đã thực hiện

II SỰ QUANG HỢP

1 Lý thuyết

Trong điều kiện có ánh sáng mặt trời, cây xanh thực hiện sự quang hợp Quang hợp

là quá trình tổng hợp các chất hữu cơ (glucid) từ các chất vô cơ (CO2 và H2O) theocông thức tổng quát như sau:

III.1 Sự thải oxy trong quang hợp

- Đặt một số cành rong đuôi chó vào phễu (tất cả các mặt cắt của cànhrong hướng về cuống phễu), sau đó úp phễu vào cốc thủy tinh chứa đầy nước, úp lêncuống phễu một ống nghiệm chứa đầy nước

- Đặt cốc thí nghiệm ra ngoài nắng hay ánh sáng mạnh của đèn điện

- Quan sát trong ống nghiệm sự thoát bọt khí từ cuống của các cành rong.Sau 30 phút, lấy ngón tay bịt ống nghiệm dốc ngược lên Dùng que diêm gần tắt đưavào miệng ống nghiệm Ghi nhận hiện tượng, giải thích

- Sau đó, đưa cốc thí nghiệm vào trong tối, sau 30 phút lấy ra, và thực hiệntương tự như thí nghiệm trên và cũng dùng que diêm gần tắt đưa vào miệng ốngnghiệm Ghi nhận hiện tương xảy ra và giải thích.

III.2 Sự tạo thành tinh bột trong quang hợp

- Lá cây đã được che tối 1 phần (trong 2 ngày) Đặt các lá cây này vào cốcthủy tinh nước đang sôi trong vòng 5 phút

- Dùng kẹp chuyển mỗi lá vào một ống nghiệm có chứa cồn 700C, đặt ốngnghiệm vào cốc chứa nước đang sôi và đun cho đến khi lá mất màu xanh

- Rửa lá bằng nước và trải lá lên đĩa petri

- Cho dung dịch lugol vào đĩa petri và lắc để lá nhuộm màu trải đều Trải

lá lên giấy thấm Ghi nhận hiện tượng và giải thích

BÀI NỘP

1 Ghi nhận thời gian đổi màu của giấy ở mặt trên và mặt dưới lá Thực hiện với 3loại lá cây

2 Ghi nhận hiện tượng và giải thích quá trình giải phóng oxy trong quang hợp

3 Ghi nhận hiện tượng, giải thích sự tạo thành tinh bột trong quang hợp

BÀI SỐ 4: KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH PHÂN CHIA TẾ BÀO

Mitose được tiến hành qua các giai đoạn:

- Interphase: kỳ trung gian

- Nhiễm sắc chất xuất hiện thành nhừng những chấm ăn màu sậm trongthời gian đầu của tiền kỳ.

- Các nhiễm sắc chất co ngắn tạo thành dạng sợi rõ rệt, một vài sợi có thểchập đôi

- Quan sát màng nhân, hạch nhân trong giai đoan cuối của tiền kỳ

3 Metaphase

Các NST đóng xoắn cực đại và tập trung thành một hàng trên mặt phẳng xích đạo.Chúng ta quan sát:

- Trục của thoi vô sắc

- Vị trí của nhiễm sắc thể trên thoi vô sắc

- Hình thái của NST

4 Anaphase

Các NST sẽ di chuyển về 2 cực của tế bào Chúng ta quan sát:

- Sự di chuyển của NST về 2 cực của tế bào

- Thoi vô sắc dần dần biến mất

5 Telophase

Kết thúc quá trình phân chia Co sự hình thành 2 tế bào con Chúng ta quan sát:

- Sự tụ tập của các NST ở 2 cực trong kỳ đầu của chung kỳ

- Sự xuất hiện của nhân, màng nhân, hạch nhân

- Thuốc nhuộm Schiff

- Thuốc nhuộm Acetocarmin

2 Thực hành

Chọn các rễ ở những thời kỳ kỳ phân chia khác nhau, các tế bào thực hiện quá trìnhphân chia mạnh nhất là khoảng từ 9h đến 11h sáng

Cách thực hiện tiêu bản:

- Rửa sạch rễ trong nước và đem ngâm trong dung dịch Carnur từ 2 – 24 giờ

- Ngâm rễ trong cồn 700 Có thể giữ mẫu lâu trong cồn

- Vớt 3 mẫu cho lên lame

- Cho 1 giọt HCl lên mẫu vật và ngâm trong 15 phút để làm mềm rễ

- Thấm khô HCl, nhỏ vào đó một giọt dung dich Schiff và để yên trong 10 – 15phút Sau đó thấm khô

- Nhỏ vào mẫu vật một giọt carmin Để yên từ 3 – 5 phút

- Đậy lamelle lại và dùng tăm gõ nhẹ lên lamelle khoảng 40 – 50 lần

- Lau phẩm nhuộm tràn ra ngoài

Tiến trình giảm phân xảy ra qua 2 lần phân chia liên tiếp như sau:

Lần phân chia thứ nhất

1 Prophase I

- Mô sinh bào tử trong những bao phấn non Quan sát sự kết hợp chặt chẽ củacác tế bào với các thành phần nhiễm sắc thường kết hợp với nhau

- Nhiễm sắc chất tạo thành những điểm đậm chiếm một phần của nhân

- Trong giai đoạn đầu tiền kỳ như: Leptonema, Zygonema, Pachynema vàDiplonema khó quan sát

- Sợi nhiễm sắc tử tự nhân đôi Khi đó bộ NST là 4n