Nguyên tắc Kính hiển vi là một dụng cụ quang học dùng để quan sát những vật nhỏ bé mà mắt thường không thể thấy được.. Yêu cầu: Cần kiên nhẫn trong quá trình sử dụng kính hiển vi, các
SỬ DỤNG KÍNH HIỂN VI
Nguyên tắc
Kính hiển vi là dụng cụ quang học thiết yếu để quan sát các vật thể nhỏ mà mắt thường không nhìn thấy được Độ phóng đại của kính hiển vi được tính bằng cách nhân độ phóng đại của vật kính với độ phóng đại của thị kính.
Cấu tạo
1.2.1 Các bộ phận quang học gồm: thị kính, vật kính, bộ phận tụ quang, nguồn sáng (đèn hoặc gương) Trong đó vật kính quyết định khả năng nhìn rõ mẫu vật Độ phóng đại của vật kính (x4, x10, x40 và x100) Vật kính x100 thường sử dụng với dầu soi kính Thị kính: gắn ở đầu trên của ống kính Trên thí kính có độ phóng đại x5, x6, x10 hoặc x15
1.2.2 Các bộ phận cơ học: Ốc thứ cấp, vi cấp, thân kính, bàn kính cùng thước kẹp tiêu bản, ống kính, đầu xoay, ốc chỉnh tụ quang.
Chú thích đầy đủ các bộ phận và chức năng của kính hiển vi
Kính hiển vi quang học
1 Giá đỡ là bộ phận giúp kính hiển vi có thể đặt trên bàn làm việc hay bất kỳ vị trí nào được vững chắc nhất
2 Nguồn ánh sáng tự nhiên hoặc từ một thiết bị chiếu sáng nhân tạo tỏa sáng ở phía dưới
3 Các tia sáng chiếu vào một tấm kính có phương vuông góc và thay đổi hướng, di chuyển thẳng về phía mẫu vật Ta có thể điều chỉnh nó để nhận nhiều ánh sáng hơn và thay đổi độ sáng của hình ảnh nhìn thấy
4 Các tia sáng đi qua một lỗ có hướng thẳng, có thể điều chỉnh được gọi là bàn soi
5 Nút di chuyển lên và xuống khi xoay một ngón tay cái ở phía bên của kính hiển vi Bằng cách tăng và giảm vị trí bàn soi, ta có thể di chuyển các ống kính gần hoặc xa hơn đối tượng đang kiểm tra, điều chỉnh tiêu điểm của hình ảnh nhìn thấy
6 Nơi đặt mẫu vật cần quan sát (mẫu vật phải có kích thước và đường kính thích hợp với từng loại kính hiển vi)
7 Bộ phận giữ mẫu vật cố định đúng vị trí quan sát
8 Bản kính mang vật được giữ tại chỗ bởi hai kẹp kim loại ở mỗi bên
9 Ống kính mục tiêu: Ánh sáng di chuyển lên từ gương đi qua thanh trượt thủy tinh, mẫu vật và nắp trượt đến ống kính mục tiêu (ống kính gần nhất với đối tượng) Đây là ống kính phóng đại đầu tiên, nó hoạt động bằng cách phát tán các tia sáng từ mẫu vật để tăng độ phóng đại của mẫu vật
10 Thấu kính: Thường thì một kính hiển vi có nhiều thấu kính giúp phóng đại mẫu vật với kích thước khác nhau
11 Thiết bị giúp thay nhanh một thấu kính khác
12 Các ống kính thị kính phóng đại hình ảnh từ ống kính khách quan, chứ không phải như một kính lúp
13 Công cụ giúp điều chỉnh tiêu điểm trên kính hiển vi
14 Các bộ phận quang học gồm có thị kính, bộ phận tụ quang, nguồn sáng (đèn hoặc gương) Trong đó, vật kính dùng để nhìn rõ vật, có thể phóng lên x4, x10, x40, x100 và thị kính gắn ở đầu trên của ống kính, có cấu tạo đơn giản hơn vật kính Trên thị kính có độ phóng đại x5, x6, x10, x15 Ngoài ra còn có các bộ phận cơ học như ốc thứ cấp, vi cấp, thân kính, bàn kính cùng thước kẹp tiêu bản, ống kính, đầu xoay, ốc chỉnh tụ quang.
Sử dụng
Để bảo vệ kính hiển vi và tiêu bản, khi dùng kính phải thận trọng, vặn ốc phải từ từ, nhẹ nhàng và tiến hành theo thứ tự sau:
- Cắm điện, bật công tắc Nhìn vào thị kính để điều chỉnh nguồn sáng điện chiếu để ánh sáng đều thị trường
- Quan sát mẫu vật với thị kính có độ phóng đại nhỏ trước (x4 hoặc x10)
- Đặt tiêu bản lên bàn nâng và kẹp vào kẹp tiêu bản để cố định tiêu bản, điều chỉnh mẫu vật vào đúng tâm nguồn sáng
Nhìn xuống tiêu bản, hãy vặn nhẹ ốc thứ cấp cho đến khi đầu vật kính gần chạm vào lame, hoặc dừng lại khi kính hiển vi đã đạt đến bộ phận cản an toàn.
Nhìn qua thị kính và điều chỉnh ốc thứ cấp cho đến khi hình ảnh mẫu vật rõ nét; nếu hình ảnh vẫn chưa rõ, hãy nhẹ nhàng điều chỉnh ốc vi cấp để có được hình ảnh sắc nét hơn.
Để quan sát mẫu vật một cách rõ ràng, hãy nhìn vào thị kính và vặn nhẹ ốc thứ cấp cho đến khi hình ảnh trở nên sắc nét Nếu hình ảnh vẫn chưa rõ, bạn có thể điều chỉnh ốc vi cấp một cách nhẹ nhàng cho đến khi đạt được độ nét mong muốn.
Trong quá trình sử dụng kính hiển vi, cần kiên nhẫn và thực hiện các động tác nhẹ nhàng Tránh tự ý tháo rời các bộ phận của kính và không bật, tắt công tắc đèn một cách tùy tiện để tránh làm hỏng bóng đèn Sau khi sử dụng, hãy vệ sinh kính sạch sẽ, tắt điện và sắp xếp kính hiển vi đúng chỗ một cách ngăn nắp.
- Khi quan sát cần nhấp nháy ốc vi cấp thường xuyên để thấy được đầy đủ các mặt phẳng khác nhau của tiêu bản
Ốc vi cấp có khả năng chuyển động linh hoạt cả hai chiều Khi gặp phải tình trạng kẹt, bạn nên dừng lại và vặn theo chiều ngược lại để tránh hư hỏng Tránh sử dụng sức mạnh khi vặn, vì điều này có thể làm hỏng bộ phận Hãy điều chỉnh bàn nâng cho phù hợp trước khi tiếp tục chỉnh sửa bằng ốc vi cấp.
Hình ảnh quan sát qua kính hiển vi luôn bị đảo ngược so với vật thể thực tế Để xem đúng chiều, cần đặt lam kính mang tiêu bản theo hướng ngược lại với chiều mong muốn Tương tự, có thể điều chỉnh vị trí của kẹp tiêu bản theo chiều ngược lại với hướng quan sát.
Sử dụng cả hai mắt để quan sát khi vẽ hình là rất quan trọng Mắt trái nên nhìn vào kính, trong khi mắt phải nhìn vào giấy vẽ bên phải kính Nếu bạn thuận tay trái, có thể thực hiện ngược lại Tránh nhắm một mắt khi quan sát để đảm bảo sự chính xác và độ sâu trong tác phẩm của bạn.
- Nên chia vị trí trên thị trường giống như đồng hồ để dễ theo dõi
- Sử dụng độ phóng đại càng lớn, nguồn sáng càng cần nhiều.
Bảo quản kính hiển vi
Kính hiển vi phải được bảo quản ở nhiệt độ mát và khô ráo Cần đậy kỹ để tránh bụi bám vào vật kính và thị kính.
CHUẨN BỊ MẪU VẬT
Để quan sát mẫu vật, trước tiên hãy nhỏ một giọt nước hoặc glycerine lên lam Tiếp theo, đặt mẫu vật vào giọt nước hoặc glycerine đó và đậy lamelle lên trên Cuối cùng, tiến hành quan sát dưới vật kính với độ phóng đại lần lượt là x4, x10 và x40.
THỰC HÀNH
Thực hành
3.3.1 Tế bào động vật (tế bào biểu mô miệng)
Để thực hiện thao tác, bạn cần sử dụng một chiếc tăm tre sạch để nhẹ nhàng cạo lên niêm mạc miệng Sau đó, nhúng đầu tăm vào một giọt Lugol trên một lam sạch Cuối cùng, đậy lamelle lại và quan sát dưới kính hiển vi với vật kính x10 và x40.
Dưới kính hiển vi ở vật kính x10
Dưới kính hiển vi ở vật kính x40
Tế bào biểu mô miệng người khó quan sát ở vật kính x10, nhưng có thể nhìn rõ hơn ở vật kính x40 Do tế bào này không màu, việc nhuộm bằng dung dịch Lugol giúp quan sát dễ dàng hơn Sau khi nhuộm và điều chỉnh kính, các tế bào biểu mô miệng hiện lên với hình dạng không đều, cho thấy rằng tế bào động vật không có vách tế bào và do đó không có hình dạng cố định Khi phóng to, có thể phân biệt rõ ràng giữa nhân, nguyên sinh chất và màng ngoài của tế bào.
Tế bào miệng rất dễ thu thập để thực hiện xét nghiệm ADN do tính chất bong tróc dễ dàng của chúng Là tế bào động vật, tế bào miệng có chứa nhân và được cấu tạo từ các tế bào lát đơn, dẹt.
3.3.2 Tế bào thực vật (tế bào vảy hành tím)
Để quan sát biểu bì vảy củ hành tím dưới kính hiển vi, đầu tiên, dùng dao lam tách vài mảnh mỏng và ngâm chúng trong nước Sau đó, chọn một vài mảnh mỏng, đặt lên lam kính cùng một giọt nước, đậy lamelle lại và quan sát dưới kính hiển vi với vật kính x4 và x10.
Dưới kính hiển vi ở vật kính x4
Dưới kính hiển vi ở vật kính x10 Quan sát: Tế bào vảy hành lá có màu tím, hình bình hành hoặc đa giác dài, xếp sát nhau
Nhận xét: Cấu trúc tế bào thực vật của hành tím gồm thành tế bào màu vàng lợt, chất tế bào có màu hồng nhạt, nhân, nguyên sinh
3.3.3 Tế bào vi sinh vật (nấm men)
Thao tác: Nhỏ một giọt canh trường nấm men lên lame Đậy lamelle và quan sát dưới kính hiển vi ở vật kính x10 và x40
Dưới kính hiển vi ở vật kính x10
Dưới kính hiển vi với vật kính x40, tế bào nấm men có hình dạng cầu hoặc bầu dục, thường tồn tại đơn lẻ hoặc thành từng cụm Chúng di chuyển linh hoạt trong môi trường vật chất.
Nhận xét: Tế bào nấm men có màu trắng đục, là vi sinh vật nên không có nhân
3.3.4 Hạt tinh bột (hạt tinh bột khoai tây)
Sử dụng kim mũi giáo để cạo nhẹ trên lát khoai tây, sau đó cho một lượng rất nhỏ bột vào lamelle cùng với một giọt nước Đậy lamelle lại và quan sát dưới kính hiển vi với vật kính x10 và x40 Lắc nhẹ ốc vi cấp để quan sát vòng tròn đồng tâm trong hạt tinh bột.
Dưới kính hiển vi ở vật kính x10
Dưới kính hiển vi ở vật kính x40
Quan sát dưới kính hiển vi, các hạt tinh bột khoai tây có hình dạng như vỏ sò, với một số hạt nhỏ có hình bầu dục hoặc tròn Thỉnh thoảng, có những hạt kép do hai hoặc ba hạt đơn dính lại với nhau Các hạt này có đường vân tăng trưởng rõ rệt và rốn lớn, với rốn là điểm ở đầu hẹp, vòng đồng tâm rõ ràng xung quanh, có vân gợn sóng đặc trưng.
Nhận xét: - Tinh bột tồn tại trong cây dưới dạng hạt có hình dạng và kích thước khác nhau (có thể hình cầu, hình trứng, hình bầu dục, )
Dưới kính hiển vi, hạt tinh bột thường có cấu trúc nhiều lớp đồng tâm xung quanh một điểm trung tâm gọi là rốn hạt Các lớp này hình thành khi hạt tinh bột phát triển, với việc gia tăng thêm các lớp ở bên ngoài.
MÀNG NGUYÊN SINH CHẤT
Tóm tắt lý thuyết
Tất cả sinh vật đều được hình thành từ tế bào, đơn vị cấu trúc và chức năng cơ bản của cơ thể sống Tế bào thực vật có vách cellulose bao bọc, giúp duy trì hình dạng và bảo vệ tế bào Màng tế bào hoạt động như lớp ngăn cách giữa vách và nguyên sinh chất, nơi chứa các bào quan Mỗi bào quan trong nguyên sinh chất đảm nhiệm vai trò riêng, góp phần vào quá trình sống và hoạt động của tế bào.
Tế bào và các bào quan bên trong đều được bao bọc bởi một màng lipoprotein, giúp ngăn cách chúng với môi trường bên ngoài Màng này có tính thấm chọn lọc khi nguyên vẹn, cho phép tế bào giữ lại các chất dinh dưỡng hữu cơ và khoáng cần thiết Nhờ đó, tế bào có thể kiểm soát hiệu quả quá trình trao đổi chất với môi trường, duy trì áp suất thẩm thấu và đảm bảo sự trao đổi nước qua màng thông qua hiện tượng thẩm thấu.
Mọi yếu tố ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của cấu trúc màng đều ảnh hưởng đến chức năng nêu trên của tế bào.
Thực hành
2.3.1 Tế bào thực vật (tế bào vảy hành tím)
Để quan sát cấu trúc tế bào của củ hành tím, bạn cần sử dụng dao lam để tách một vài mảnh biểu bì vảy, sau đó ngâm chúng trong nước Tiếp theo, chọn một số mảnh mỏng và đặt chúng lên lam kính với một giọt nước, sau đó đậy lamelle lại Cuối cùng, quan sát mẫu dưới kính hiển vi với vật kính x4 và x10 để có cái nhìn rõ nét hơn về tế bào.
Sử dụng giấy thấm để rút nước dưới lamelle, nhỏ 1 – 2 giọt NaCl 8% vào một cạnh của lamelle và quan sát hiện tượng trên mảnh biểu bì qua kính hiển vi Tiếp theo, rút dung dịch NaCl bằng giấy thấm, sau đó nhỏ 1 – 2 giọt nước cất vào một cạnh lamelle và quan sát hiện tượng trên mảnh biểu bì Đặc biệt, chú ý đến tế bào hành tím khi được ngâm trong nước cất.
Dưới kính hiển vi ở vật kính x4
Dưới kính hiển vi với vật kính x10, tế bào vảy hành tím ở điều kiện bình thường có hình dạng đa giác, xếp sát nhau và cách đều do có vách tế bào, tạo nên sự tương đồng trong hình dạng Khi tế bào vảy hành tím co nguyên sinh, hình dạng và cấu trúc của chúng sẽ thay đổi.
Sau khi rút nước và nhỏ 1-2 giọt NaCl 8% vào tế bào hành tím, chúng ta quan sát thấy tế bào bị co rút lại Khoảng trống giữa các tế bào giãn ra nhiều hơn so với thí nghiệm trước đó, do môi trường NaCl hiện tại là môi trường ưu trương đối với hành tím.
Dưới kính hiển vi ở vật kính x4
Dưới kính hiển vi với vật kính x10, hiện tượng co nguyên sinh xảy ra khi nhỏ dung dịch NaCl vào tế bào, do nồng độ các chất hòa tan trong môi trường bên ngoài cao hơn trong tế bào (môi trường ưu trương) Quá trình thẩm thấu khiến nước trong tế bào di chuyển ra ngoài để hòa tan các chất, dẫn đến tế bào mất nước, co lại và tách khỏi thành tế bào, tạo ra khoảng không giữa vách tế bào và màng tế bào Tế bào vảy hành tím là một ví dụ điển hình cho hiện tượng này.
Sau khi rút NaCl và thêm nước vào, tế bào hành tím có xu hướng trương ra, dẫn đến việc khoảng trống giữa các tế bào bị rút ngắn lại.
Dưới kính hiển vi ở vật kính x4
Dưới kính hiển vi ở vật kính x10
Sau khi thấm rút NaCl và thêm nước cất, hiện tượng phản co nguyên sinh xảy ra do môi trường bên ngoài có nồng độ chất tan thấp hơn bên trong tế bào, tạo điều kiện cho nước thẩm thấu vào tế bào Kết quả là tế bào trương lên, tuy nhiên kích thước không trở lại như ban đầu Một số tế bào vẫn ở giai đoạn co nguyên sinh do còn tồn tại một ít dung dịch NaCl bên trong.
2.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ và dung môi hữu cơ trên tính thấm của màng tế bào
Cắt củ dền thành 7 miếng đều nhau với kích thước 4 cm x 1 cm x 0,5 cm Sau đó, cho các miếng củ dền vào becher và rửa dưới dòng nước chảy trong vài phút để loại bỏ tất cả sắc tố từ các tế bào bị vỡ, dừng lại khi nước rửa không còn sắc tố Cuối cùng, ngâm mẫu vào nước sạch.
- Ghi các ống nghiệm từ 1 → 7:
+ Ống 1 - 6: 15 ml nước cất/ống
+ Ống 7 : 15 ml cồn tuyệt đối (đậy miệng ống nghiệm bằng nylon)
- xử lý nhiệt 5 miếng củ dền ở các nhiệt độ 40, 50, 70, 100 và - 10°C
Để xử lý nhiệt củ dền, hãy cho từng miếng củ dền vào túi nylon nhỏ và nhúng vào nước với nhiệt độ quy định trong 10 phút Lưu ý quan trọng là phải đuổi hết không khí trong túi để miếng củ dền ép sát vào túi nylon.
- Cho mẫu vào ống nghiệm: ngâm các miếng củ dền sau khi xử lý nhiệt vào các ống nghiệm đã đánh số:
+ Ống 1: cho miếng củ dền không qua xử lý nhiệt (ống chuẩn)
+Ống 2: cho vào miếng dền đã xử lý ở 40°C
+Ống 3: cho vào miếng dền đã xử lý ở 50°C
+Ống 4: cho vào miếng dền đã xử lý ở 70°C
+Ống 5: cho vào miếng dền đã xử lý ở 100°C
+Ống 6: cho vào miếng dền đã xử lý ở - 10℃
+Ống 7: cho miếng củ dền không qua xử lý nhiệt
Sau khi đặt tất cả ống nghiệm vào giá và để yên trong 15 phút, tiến hành vớt bỏ miếng dền Tiếp theo, lắc đều các ống nghiệm và so sánh màu của dung dịch trong từng ống với màu của ống chuẩn.
Lưu ý: - Kích thước mẫu phải giống nhau
- Thời gian xử lý nhiệt phải giống nhau
- Thời giang ngâm mẫu trong ống nghiệm phải giống nhau
Các ống nghiệm 1, 2 và 3 có sự thay đổi màu sắc không đáng kể, trong khi ống nghiệm 6 bắt đầu có màu sắc đậm hơn Tiếp theo, các ống nghiệm 4 và 7 cũng có màu sắc đậm dần Đặc biệt, ống nghiệm số 5 có tông màu khác biệt so với các ống nghiệm còn lại.
Khi tăng nhiệt độ trong các ống nghiệm 1, 2, 3 (tương ứng với nhiệt độ phòng, 40℃ và 50℃), các tế bào gia tăng dao động, dẫn đến khoảng cách giữa các tế bào được nới rộng và màng tế bào trở nên lỏng lẻo Điều này khiến các sắc tố màu thẩm thấu ra môi trường ngoài, với lượng sắc tố thoát ra tăng theo nhiệt độ Tuy nhiên, do sự chênh lệch nhiệt độ không đáng kể, độ đậm màu sắc tăng lên cũng không đáng kể.
Ở ống nghiệm số 4 với nhiệt độ 70℃, nhiệt độ cao làm tăng tốc độ va chạm của các tế bào và biến tính protein màng, cụ thể là protein xuyên màng Sự biến đổi này chuyển từ cấu trúc bậc 3 dạng cuộn tròn sang cấu trúc bậc 1 dạng chuỗi dài, dẫn đến việc thu nhỏ khoảng không gian mà protein xuyên màng chiếm Kết quả là tạo ra lỗ trống, khiến các sắc tố màu thẩm thấu ra môi trường ngoài, làm cho màu của dung dịch ở ống nghiệm này đậm hơn so với các ống nghiệm 1, 2 và 3.
Ống nghiệm số 5, với nhiệt độ 100℃, chứa sắc tố betanin, mang màu sắc đặc trưng của củ dền Tuy nhiên, củ dền cũng có sắc tố carotenoid, nhưng sắc tố này không thể hiện do bị betanin che khuất Khi nhiệt độ đạt 100℃, betanin không còn bền và bị biến tính, dẫn đến sự xuất hiện của màu sắc carotenoid, tạo nên màu cam đặc trưng cho ống nghiệm số 5, khác biệt hoàn toàn so với các ống nghiệm khác.
Ở ống nghiệm số 6, với nhiệt độ -10℃, nước trong tế bào bị đông đá, tạo thành các tinh thể nước có góc cạnh Những tinh thể này đâm thủng lớp màng tế bào, gây hư hại cho màng và làm cho các sắc tố thoát ra ngoài nhiều hơn Kết quả là màu sắc trong ống nghiệm số 6 trở nên đậm hơn so với các ống nghiệm 1, 2, và 3.
THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TẾ BÀO
Tinh bột
Thao tác: Chuẩn bị 2 ống nghiệm:
• Ống 1: nghiền 1 mẫu khoai tây nhỏ với 10 ml nước cất, loại bỏ bã bằng vải lọc Cho dịch dưới lọc vào ống nghiệm
• Ống 2: chứa 10 ml nước cất
Nhỏ vào mỗi ống nghiệm 1 giọt Lugol Lắc đều Quan sát và ghi nhận hiện tượng
Quan sát: ống 1: chuyển sang màu đục (xanh tím) ống 2: chuyển sang màu vàng nhạt
Tinh bột bao gồm hai thành phần chính là amylose và amylopectin Amylose có cấu trúc xoắn lò xo, với mỗi vòng xoắn được ổn định nhờ các liên kết hidro giữa các nhóm OH.
- Ở nhiệt độ thường (trong phòng thí nghiệm), amylose không phân nhánh và xoắn thành dạng hình trụ Khi nhỏ Lygol (có thành phần là Iod và Kali
Các phân tử Iod trong dung dịch Lugol được giữ lại trong cấu trúc xoắn nhờ liên kết hidro, tạo thành phức với tinh bột, do đó dung dịch có màu xanh tím đặc trưng.
Ống nghiệm 2 cho thấy rằng thuốc thử Lugol khi gặp nước cất không xảy ra phản ứng, dẫn đến màu vàng nhạt, đây là màu sắc của thuốc thử bị phai màu do hòa tan trong nước.
Do đó khoai tây có tinh bột.
Đường khử
Để ly trích đường tan từ mầm đậu xanh, hãy giã nát 20 cây mầm đậu xanh trong cối, thêm 20 ml nước và cà đều Sau đó, để hỗn hợp lắng trong 10 phút và lọc qua vải lọc Thực hiện tương tự với 20 hột đậu xanh đã ngâm nước trong 1 giờ.
- Trắc nghiệm đường khử: Chuẩn bị 3 ống nghiệm: Ống nghiệm
Dịch lọc từ cây mầm giá (ml)
Dịch lọc từ hạt đậu xanh (ml)
3 3 _ _ 3 Đặt cả 3 ống trong nước sôi 5 phút Quan sát hiện tượng xảy ra ở các ống nghiệm
Quan sát: - Ống 1: không thay đổi (màu xanh của Fehling)
- Ống 2: sau khi đun có màu vàng
- Ống 3: sau khi đun có màu xanh đen đậm
- Ống 1: dung dịch Fehling gặp nước không phản ứng nên màu xanh dương là màu của Fehling
Dịch chiết cây giá khi gần như kết thúc nảy mầm chủ yếu chứa đường đơn glucose, có tính khử mạnh Khi glucose tác động, nó sẽ khử ion Cu 2+ trong dung dịch Fehling thành Cu +, dẫn đến sự hình thành kết tủa màu đỏ gạch (hoặc vàng gạch) của Cu 2 O, tùy thuộc vào nồng độ của đường.
Trong dịch chiết đậu xanh nảy mầm, ngoài phản ứng glucose như ở ống 2, còn xảy ra phản ứng màu biure giữa protein trong hạt đậu Hạt đậu có hàm lượng protein cao, khi tác dụng với Cu 2+ trong môi trường kiềm, tạo thành phức đồng có màu tím Sự kết hợp giữa màu đỏ gạch và màu tím tạo ra màu xanh đen đậm trong ống nghiệm 3.
Lipid
Thao tác: Chuẩn bị 3 ống nghiệm:
- Ống 1: chứa 2 ml nước cất
- Ống 2: chứa 2 ml dầu ăn
Nhỏ vào mỗi ống nghiệm 5 giọt soudan III Quan sát hiện tượng ở cả 3 ống nghiệm
Kết quả: ống 3 chỉ chứa dầu ăn
Quan sát: - ống 1: chuyển sang màu cam đậm
- ống 2: chuyển sang màu đỏ cam
Trong ống 1, không có hiện tượng xảy ra do nước cất không chứa lipit, và ống có màu cam đậm là kết quả của phản ứng giữa soudan III và nước.
- Ống 2: ta thấy dung dịch có màu đỏ cam do lipit có khả năng tạo phức với soudan III tạo thành những giọt màu đỏ cam đặc trưng.
Protein
Thao tác: Đặt 1 lát cắt dày hột đậu trắng đã ngâm nước lên lame Nhỏ 2 giọt
CuSO 4 5 % và đậy lại bằng lamelle Sau 30 phút dở lamelle lên, rửa lát cắt lại nhiều lần với nước cất Dùng giấy thấm hút khô nước và nhỏ lên 1 giọt NaOH
30 % Quan sát màu xuất hiện trên lát cắt (không sử dụng kính hiển vi)
Quan sát: chuyển sang màu xanh tím
Protein trong hột đậu chứa ít nhất hai liên kết (-CO-NH-) và khi tiếp xúc với ion Cu 2+ từ CuSO4 trong môi trường kiềm đậm (NaOH), sẽ tạo ra phản ứng hóa học đặc biệt.
27 phức hợp gọi là biure có màu xanh tím đặc trưng Chứng tỏ hạt đậu trắng có thành phần Protein b) Động vật:
Thao tác: Chuẩn bị 3 ống nghiệm:
- Ống 1: chứa 5 ml dung dịch lòng trắng trứng
- Ống 3: chứa 5 ml nước cất
Nhỏ vào mỗi ống nghiệm 5 giọt CuS𝑂 4 5% , để yên 5 phút, tiếp theo cho vào 2 giọt NaOH 30% Lắc nhẹ Quan sát sự thay đổi màu sắc
Quan sát: - Ống 1: Xuất hiện phức màu tím đậm
- Ống 2: Xuất hiện phức màu tím nhạt
- Ống 3: Xuất hiện kết tủa màu xanh dương
Dung dịch chuyển sang màu tím đậm khi lòng trắng trứng chứa protein phản ứng với Cu 2+ (CuSO 4) trong môi trường kiềm đậm (NaOH), tạo ra phức hợp biure có màu xanh tím đặc trưng.
Trong ống 2, dung dịch xuất hiện màu tím nhạt do sự tương tác giữa protein trong sữa và ion đồng (Cu²⁺) từ CuSO₄ khi tiếp xúc với kiềm mạnh (NaOH), tạo thành phức hợp màu tím Tuy nhiên, do hàm lượng protein trong lòng trắng trứng cao hơn so với trong sữa, nên màu tím ở ống 1 trở nên đậm hơn so với ống 2.
- Ống 3: Ta thấy dung dịch đổi sang màu xanh lam, kết tủa là Cu(OH) 2 Do trong môi trường nước cất xảy ra phản ứng
CuSO 4 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓(màu xanh lam) + Na 2 SO 4
ENZYME
Tác động của bromelin lên protein trứng
Cắt nhỏ miếng thơm và nghiền với 20 ml nước cất, sau đó vắt qua vải lọc để thu được 20 ml nước chứa enzyme bromelin Chia đều nước trích này vào 2 ống nghiệm: một ống để ở nhiệt độ phòng và ống còn lại được đun cách thủy sôi.
Sau 20 phút để nguội, cho vào mỗi ống nghiệm một khối vuông lòng trắng trứng đã luộc chín, kích thước mỗi cạnh là 3 mm Tiếp theo, thêm vài giọt toluene vào mỗi ống nghiệm, sau đó đậy kín bằng nylon và lắc nhẹ cho đều Sau 2 ngày, tiến hành khảo sát trạng thái của khối lòng trắng trứng trong 2 ống nghiệm.
- Ở nhiệt độ phòng, khối lòng trắng trứng bị tan khá nhiều nên nhỏ hơn
Khi đun sôi bằng phương pháp cách thủy, lòng trắng trứng giữ nguyên hình dạng, trong khi khi chạm nhẹ bằng tay, lòng trắng trứng ở nhiệt độ phòng trở nên mềm và dễ bị nát.
Enzyme bromelin có khả năng phân giải protein trong trứng Ở nhiệt độ phòng, enzyme hoạt động hiệu quả, làm cho miếng trứng tan ra và nhỏ lại Ngược lại, khi ống nghiệm được đun cách thủy, nhiệt độ cao ảnh hưởng đến cấu trúc không gian của enzyme, dẫn đến việc enzyme mất hoạt tính và không còn tác dụng phân giải.
31 phân giải enzyme bromelin của lòng trắng trứng nên hình dạng khối trứng vẫn như cũ và bề mặt vẫn cứng.
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng lên hoạt tính của amylase
Giã nát 40 cây giá, thêm vào 20 ml nước, dùng chày cà đều trong cối Lọc, chứa trong ống nghiệm Chất lọc chứa enzyme amylase
2.3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trên hoạt tính amylase
Thao tác: Chuẩn bị 4 ống nghiệm ghi số 1, 2, 3, 4 Cho vào mỗi ống nghiệm 1 ml dung dịch tinh bột
- Ống 1: nước đá tan (khoảng 5°C)
- Ống 2: nhiệt độ phòng (khoảng 30℃)
Sau 10 phút, thêm vào mỗi ống 1 ml dung dịch có chứa amylase trong khi vẫn tiếp tục để các ống ở nhiệt độ thí nghiệm trong 15 phút
Đặt các ống nghiệm vào giá, chú ý đặt ống số 4 vào một ly nước để làm nguội Sử dụng thuốc thử Lugol với một giọt để kiểm tra sự hiện diện của tinh bột trong các ống nghiệm.
Thuốc thử Lugol được nhỏ vào các ống nghiệm CÙNG LÚC
Lắc đều và đọc kết quả NGAY LẬP TỨC
Màu xanh tím xuất hiện khi tinh bột phản ứng với iot trong Lugol; màu càng nhạt cho thấy lượng tinh bột giảm, đồng nghĩa với việc hoạt tính của enzyme amylase tăng lên do enzyme đã thủy phân tinh bột.
Dựa vào bảng cường độ màu và kết quả thí nghiệm, ta có thể thấy:
- Ở 5℃, hoạt tính enzyme amylase khá thấp vì tinh bột bị thủy phân rất ít nên khi có Lugol xuất hiện màu tím đậm
- Ở 30℃, hoạt tính enzyme amylase tăng mạnh vì tinh bột bị thủy phân nhiều hơn nên khi có Lugol xuất hiện màu tím nhạt
Ở nhiệt độ 50℃, enzyme amylase đạt hoạt tính tối đa, gần với nhiệt độ tối ưu khoảng 45℃ Tại nhiệt độ này, tinh bột gần như được thủy phân hoàn toàn, dẫn đến sản phẩm thu được có màu nhạt nhất.
Ở nhiệt độ 100℃, enzyme amylase bị biến tính do nhiệt độ quá cao, dẫn đến sự phá vỡ cấu trúc enzyme và không còn khả năng xúc tác quá trình thủy phân tinh bột Kết quả là, lượng tinh bột còn lại nhiều nhất, tạo ra sản phẩm có màu xanh tím đậm nhất.
Nhiệt độ không phù hợp, quá thấp hoặc quá cao, có thể làm biến tính enzyme và giảm hoạt tính của nó Trong thí nghiệm này, nhiệt độ tối ưu cho enzyme amylase được xác định là 50℃.
2.3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của pH lên hoạt tính amylase
Thao tác: Chuẩn bị 6 ống nghiệm ghi số 1, 2, 3, 4, 5, 6 Cho vào mỗi ống:
- 1 ml chất đệm có pH chỉ định (3, 4, 5, 6, 7, 8)
Để kiểm tra sự hiện diện của tinh bột, hãy đặt 1 ml dung dịch chứa amylase ở nhiệt độ phòng trong 10 phút Sau đó, thêm 1 giọt thuốc thử Lugol vào các ống nghiệm để thực hiện thí nghiệm.
Thuốc thử Lugol được nhỏ vào các ống nghiệm CÙNG LÚC
Lắc đều và đọc kết quả NGAY LẬP TỨC
Enzyme rất nhạy cảm với sự thay đổi pH của môi trường Trong thí nghiệm này, sự xuất hiện của màu xanh tím cho thấy tinh bột đã phản ứng với iot trong Lugol Màu càng nhạt chứng tỏ lượng tinh bột càng ít, điều này cho thấy hoạt tính của enzyme càng mạnh do enzyme đã thủy phân tinh bột hiệu quả.
Dựa vào bảng cường độ màu và kết quả thí nghiệm, ta thấy:
- Ở pH = 4, hoạt tính của enzyme amylase khá thấp vì tinh bột bị thủy phân rất ít nên sản phẩm có màu tím đậm
- Ở pH = 5, 6, hoạt tính của enzyme amylase tăng mạnh vì tinh bột nhiều hơn nên sản phẩm có màu tím nhạt
- Ở pH = 7, hoạt tính của enzyme amylase là mạnh nhất vì sản phẩm có màu nhạt nhất
Ở pH = 3,8, enzyme bị biến tính do môi trường quá axit hoặc quá kiềm, dẫn đến mất hoạt động và không thể xúc tác quá trình thủy phân tinh bột, gây ra sản phẩm có màu xanh tím đậm nhất.
➔ Vì vậy trong thí nghiệm này, enzyme amylase hoạt động tốt nhất trong vùng pH = 7
HÔ HẤP
Phát hiện enzyme
Để thực hiện thí nghiệm, cho vào ống nghiệm (φ 30 mm) đầu tiên những lát cà rốt dày 2 – 3 mm, đảm bảo không chồng lên nhau Sau đó, đổ dung dịch xanh methylene vào ống nghiệm sao cho ngập qua các lát cà rốt khoảng 1 cm Tiếp theo, thêm một lớp dầu khoảng 0,5 cm lên bề mặt dung dịch xanh methylene Ống nghiệm thứ hai được thực hiện tương tự nhưng không có cà rốt, dùng làm ống đối chứng Cuối cùng, đặt cả hai ống nghiệm ở nhiệt độ phòng trong 60 phút.
Quan sát: Ở ống nghiệm 1, xanh methylene xung quanh cà rốt bị mất màu và miếng cà rốt bị nhuộm một ít màu xanh
Acetyl-CoA đóng vai trò quan trọng trong chu trình Krebs để thực hiện hô hấp tế bào Enzyme dehydrogenase là yếu tố xúc tác chính trong quá trình tạo ra acetyl-CoA Sản phẩm của quá trình này tạo ra ion H+, khi tiếp xúc với xanh methylene, sẽ làm màu xanh nhạt dần và cuối cùng mất màu Do đó, những vùng gần cà rốt sẽ bị mất màu rõ rệt.
Nghiền 10 g khoai tây đã gọt vỏ trong cối, sau đó thêm 20 ml nước cất và sử dụng chày để nghiền đều Tiến hành lọc hỗn hợp qua vải lọc, sau đó chia đều chất chiết vào hai ống nghiệm có đường kính 18 mm Một ống nghiệm để ở nhiệt độ phòng, trong khi ống nghiệm còn lại được đặt trong nước sôi trong 10 - 15 phút.
38 rồi chuyển sang ly chứa nước lạnh để làm nguội nhanh Cho vào mỗi ống nghiệm 2 ml H 2 O 2
- Ống 1 (để ở nhiệt đọ phòng): sủi nhiều bọt khí màu trắng
- Ống 2 (đun sôi): không có sủi bọt khí
Khi nhỏ H2O2 vào nấm men, enzyme catalase xúc tác phản ứng tạo ra H2O và O2, dẫn đến hiện tượng sủi bọt khí Ở nhiệt độ phòng, enzyme hoạt động mạnh mẽ, tạo ra nhiều bọt khí Tuy nhiên, khi đun sôi, enzyme mất hoạt tính và phản ứng không còn xảy ra.
Hô hấp hiếu khí
Để thực hiện quy trình, cho 150 ml hạt đậu xanh nảy mầm vào bình erlen, sau đó đậy nắp cao su có ống thủy tinh và phễu Bịt kín đầu còn lại của ống thủy tinh hình chữ U và phễu bằng bông gòn thấm nước để ngăn CO2 thoát ra ngoài Cuối cùng, để yên hệ thống trong một khoảng thời gian nhất định.
Sau 90 phút, bỏ bông gòn ra và nhanh chóng đưa đầu ống thủy tinh vào ống nghiệm chứa Ba(OH)2 Để tăng tốc độ quan sát, có thể đổ nước vào bình Erlen qua phễu thủy tinh để đẩy khí CO2 từ bình Erlen sang ống nghiệm.
Quan sát: Xuất hiện kết tủa màu trắng
Trong điều kiện đủ khí oxy, đậu xanh đã tiến hành quá trình hô hấp hiếu khí, sản phẩm tạo ra có chứ khí CO2
CO2 sau khi được tạo ra sẽ đi theo ống dẫn khí hình chữ U phản ứng với Ba(OH)2 trong ống nghiệm tạo thành kết tủa trắng
Hô hấp kỵ khí
Thao tác: Chuẩn bị 3 ống nghiệm:
- Ống 1: 10 ml dung dịch saccharose 30% và 10 ml nước cất
- Ống 2: 10 ml nước cất và 10 ml canh trường nấm men
- Ống 3: 10 ml dung dịch saccharose 30% và 10 ml canh trường nấm men
Dùng bong bóng cao su đậy kín miệng ống nghiệm Quan sát hiện tượng sau 60 phút
Quan sát: Bong bóng ở ống nghiệm 3 phồng lên, còn bong bóng ở ống nghiệm
- Ống nghiệm 1: tuy chứa saccharose và nước cất nhưng thiếu nấm men nên hô hấp không diễn ra, không tạo bọt khí làm bong bóng không phồng
Ống nghiệm 2 chứa nước cất và nấm men, nhưng không có đủ nguyên liệu cho hoạt động hô hấp Mặc dù vậy, nấm men vẫn thực hiện quá trình hô hấp (lên men) tạo ra khí CO2, tuy lượng khí này rất ít, dẫn đến việc bong bóng chỉ phồng lên một chút.
Ống nghiệm 3 chứa saccharose và nấm men, cho phép nấm men tham gia vào quá trình hô hấp Trong quá trình này, nấm men sản sinh ra nhiều bọt khí CO2, khiến bong bóng phồng lên Khi gỡ bong bóng ra, ống nghiệm phát ra mùi rượu, cho thấy hiện tượng lên men đã xảy ra.
QUANG HỢP
Phân tích thành phần sắc tố lá cây bằng phương pháp sắc ký
Để thực hiện thí nghiệm, đầu tiên giã 3g lá xanh của cây bồ đề (giữ lại phần thịt lá và tước bỏ gân lá) trong một cối sạch và khô Sau đó, thêm 20 ml acetone vào và trộn đều Tiếp theo, lọc dung dịch qua giấy lọc, thu được dịch lọc vào một ống nghiệm sạch và khô, sau đó đậy nắp kín Cuối cùng, quan sát màu sắc của dung dịch dưới ánh sáng truyền suốt và ánh sáng phản xạ.
Quan sát: Khi để dưới ánh sáng phản xạ thì dung dịch chuyển từ màu xanh sang màu nâu đỏ
Hiện tượng phát huỳnh quang xảy ra trong pha sáng khi diệp lục (DL0) nhận năng lượng ánh sáng qua carotenoid, dẫn đến trạng thái kích thích (DL*) Khi tiếp nhận photon, một phân tử diệp lục đạt mức năng lượng cao hơn, khiến một nguyên tử trong đó có mức thế năng cao hơn và điện tử di chuyển lên quỹ đạo cao hơn Do DL* không bền, điện tử sẽ trở lại trạng thái cân bằng bằng một trong hai cách.
- Nhường điện tử này cho phân tử kế tiếp cho chất nhận trong quang hệ thống (khởi đầupha sáng quang hợp)
Điện tử phát ra năng lượng dưới dạng nhiệt và ánh sáng, với hiện tượng phát huỳnh quang cho thấy năng lượng ánh sáng phát ra yếu hơn năng lượng ánh sáng thu vào, thường ở bước sóng vùng đỏ Khi ánh sáng đi qua ống nghiệm, ánh sáng xanh lục không bị diệp lục tố hấp thụ và truyền thẳng đến mắt Tuy nhiên, khi quan sát dưới ánh sáng phản xạ, ánh sáng huỳnh quang màu đỏ không bị che khuất, dẫn đến cường độ ánh sáng đỏ lấn át ánh sáng xanh lục, khiến dung dịch được quan sát có màu đỏ.
Chuẩn bị giấy sắc ký, thực hiện đường gốc:
Cắt một mẫu giấy sắc ký 10 x 10 cm Dùng bút chì kẻ nhẹ một đường thẳng song song 1 cạnh cách bìa khoảng 1 cm Cuốn tờ giấy thành ống, giữ bằng
2 kim bấm ở hai đầu ống, 2 mép giấy không chồng lên nhau
Đổ dung dịch sắc tố vào hộp petri và đặt đầu ống giấy có vạch bút chì vào dung dịch Nhờ hiện tượng mao dẫn, dịch sắc tố sẽ thấm lên ống giấy Khi dịch sắc tố chạm đến vạch bút chì, ngay lập tức lấy ra và sấy khô bằng máy sấy tóc hoặc quạt Sau khi vệt sắc tố khô, nhúng đầu ống giấy vào dung dịch sắc tố trong đĩa Petri lần nữa cho đến khi mực sắc tố chạm vạch bút chì, rồi lại sấy khô Tiến hành quy trình này tổng cộng nhiều lần.
4 lần Sau khi lần tẩm cuối cùng đã khô hẳn, ta có “đường gốc (vạch gốc)” của tờ sắc ký chứa hỗn hợp cần phân tích
Chuẩn bị 30 ml dung môi di chuyển theo tỷ lệ 9 phần ether dầu hỏa và 1 phần benzene, sau đó cho dung môi vào một đĩa Petri Đặt ống giấy sắc ký với đường gốc đã được làm khô vào đĩa Petri, đảm bảo mặt thoáng của dung môi thấp hơn vạch bút chì vài mm Cuối cùng, dùng ly thủy tinh úp kín toàn bộ đĩa dung môi và ống sắc ký để tạo ra một khí quyển bên trong bão hòa dung môi.
Để thực hiện sắc ký, đầu tiên, dung môi sẽ ngấm dần lên tờ giấy sắc ký Khi dung môi đạt đến khoảng cách 2 cm từ cạnh giấy, lấy tờ giấy ra và đánh dấu vị trí ngấm của dung môi rồi sấy khô Đánh số "vạch gốc" là 0 và vạch dung môi cao nhất là 10, sau đó chia khoảng di chuyển của dung môi thành 10 băng, đánh số từ 1 đến 10 Cuối cùng, xác định vị trí từng loại sắc tố đã tách rời trên tờ sắc ký và tính giá trị Rf cho mỗi sắc tố.
Sắc tố Carotene Phicobilin XanthophyII Diệp lục a Diệp lục b
Các sắc tố có khả năng tách ra và di chuyển nhờ tính tan trong acetone Carotene, với màu vàng và độ tan cao trong acetone, di chuyển xa nhất, gần bằng với khoảng cách của dung môi Phicobilin, có màu xám và tan vừa trong acetone, di chuyển được khoảng nửa đoạn đường, trong khi diệp lục b tan ít và di chuyển ngắn hơn.
Chứng minh hoạt động quang hợp thải khí oxy
Để thực hiện thí nghiệm, hãy úp ngược một cái phễu lên vài cọng rong trong một chậu nước, đảm bảo mặt cắt của cọng rong hướng về cuống phễu Tiếp theo, đặt một ống nghiệm nhỏ chứa đầy nước lên cuống phễu Đặt toàn bộ hệ thống dưới ánh sáng mặt trời hoặc nguồn sáng mạnh và quan sát sự thoát bọt khí từ vết cắt của cọng rong Sau 60 phút, ghi nhận hiện tượng xảy ra.
Xuất hiện khí tụ lại ở đáy ống nghiệm
Trong quá trình quang hợp của tảo đã tạo ra khí O2 và khí O2 bị nước đẩy lên đáy ống nghiệm.
Chứng minh tinh bột là sản phẩm của quang hợp
Để thực hiện thí nghiệm, hãy dùng giấy đen che một phần lá trên cây trong 2 ngày Sau đó, ngắt lá và sử dụng kẹp để chuyển lá vào ống nghiệm chứa cồn 96℃ Đặt ống nghiệm vào một cốc nước đang sôi và đun cho đến khi lá mất màu xanh.
Để thực hiện thí nghiệm, trước tiên rửa sạch lá bằng nước và đặt chúng lên đĩa petri Tiếp theo, nhỏ dung dịch Lugol lên lá và lắc nhẹ để đảm bảo lá được nhuộm màu đều Sau đó, sử dụng giấy thấm để loại bỏ lượng dung dịch Lugol thừa Cuối cùng, ghi nhận hiện tượng quan sát được và đưa ra giải thích.
- Phần lá không bị che tối (tiếp xúc với ánh sáng) chuyển sang màu xanh đậm hay xanh tím khi nhuộm với dung dịch Lugol
- Phần lá bị che tối (không tiếp xúc với ánh sáng) chỉ hơi vàng nâu sau khi nhuộm với dung dịch Lugol
Ánh sáng là yếu tố thiết yếu cho quá trình quang hợp, trong đó lá cây tổng hợp tinh bột từ CO₂ và nước Phần lá không bị che tối nhận đủ ánh sáng để thực hiện quang hợp và tích lũy tinh bột Khi sử dụng dung dịch iot Lugol, tinh bột sẽ phản ứng và tạo ra phức chất có màu xanh tím.
Khi lá cây bị che khuất ánh sáng, quá trình quang hợp sẽ bị hạn chế, dẫn đến việc không tích lũy được tinh bột Khi nhuộm bằng dung dịch Lugol, phần lá này không phản ứng với iot nên không đổi màu, chỉ xuất hiện màu vàng nhạt.
Chứng minh quang hợp sử dụng CO 2
Chuẩn bị 2 chai thủy tinh đánh số 1 và 2
2.3.4.1 Thổi khí từ miệng vào 2 chai, đậy kín bằng 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 và ghi nhận hiện tượng ở cả hai chai
Quan sát: - Chai 1 có màu đục trắng
- Chai 2 không có hiện tượng gì
Giải thích: Ống 2 bị vẩn đục trắng do CO 2 phản ứng với Ba(OH) 2 trong ống nghiệm tạo thành kết tủa màu trắng đục theo phương trình: