Báo cáo thí nghiệm môn Cơ sở sinh học

 Giải thích hiện tượng: - Các ống nghiệm 1,2,3 tương ứng với các nhiệt độ phòng, 40℃, 50℃: khi ta tăng nhiệt độ,các phân tử trên màng tăng dao động làm cho khoảng cách giữa các phân tử

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KĨ THUẬT HÓA HỌC

BÁO CÁO THÍ NGHIỆM

CƠ SỞ SINH HỌC

Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Thiện

Sinh viên thực hiện : Vũ Thị Phương Thanh

Bài 1.

KÍNH HIỂN VI QUAN SÁT TẾ BÀO THỰC VẬT, ĐỘNG VẬT, VI SINH VẬT

có tiêu cự rất ngắn, dùng để tạo ra ảnh thật của vật cần quan sát)

– Vật kính: là 1 bộ phận của kính hiển vi quay về phía có vật mà người ta muốn quan sát, có 4

độ phóng đại của vật kính: x4, x10, x40, x100 (thường dùng với dầu soi kính) (Bản chất là mộtthấu kính hội tụ có tiêu cự ngắn, đóng vai trò như kính lúp để quan sát ảnh thật)

* Hệ thống chiếu sáng gồm:

– Nguồn sáng (đèn chiếu sáng)

– Màn chắn, được đặt vào trong tụ quang dùng để điều chỉnh lượng ánh sáng đi qua tụ quang.– Tụ quang, dùng để tập trung những tia ánh sáng và hướng luồng ánh sáng vào tiêu bản cầnquan sát Vị trí của tụ quang nằm ở giữa gương và bàn để tiêu bản Di chuyển tụ quang lênxuống để điều chỉnh độ chiếu sáng

– Núm điều chỉnh độ tập trung ánh sáng của tụ quang

– Núm chỉnh độ sáng

– Núm dịch chuyển bàn sa trượt (trước, sau, trái, phải)

Hình 1.1: Cấu tạo kính hiển vi

• 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 chỉnhmẫu vật vào đúng tâm nguồn sáng

• Nhìn xuống tiêu bản (lame), vặn nhẹ ốc thứ cấp đến khi đầu vật kính gần chạm vàolame hay ngừng lại khi kính hiển vi có bộ phận cản an toàn

• Nhìn vào thị kính và vặn nhẹ ốc thứ cấp lên đến khi thấy rõ hình ảnh mẫu vật (nếuchưa thấy rõ có thể điều chỉnh ốc vi cấp nhẹ nhàng đến khi nhìn thấy rõ)

• Muốn xem ở độ phóng đại lớn hơn thì đưa phần muốn xem vào giữa thị trường Nhìnvào lame, vặn đầu xoay chuyển đến vật kính lớn hơn (x40) (nếu không đụng vàolame) Điều chỉnh ốc vi cấp đến khi nhìn rõ hình ảnh

• Sử dụng cả hai mắt để quan sát Khi muốn vẽ hình thì mắt trái nhìn vào kính, mắtphải nhìn vào giấy vẽ đặt ở bên phải kính (có thể thực hiện ngược lại nếu thuận taytrái) để có thể vừa quan sát vừa vẽ Không nhắm một mắt khi quan sát.

• 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

4 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 bámvào vật kính và thị kính

II Cách chuẩn bị mẫu vật, vật liệu và hóa chất

1 Cách chuẩn bị mẫu vật

- Đặt lên lame một giọt nước hoặc một giọt glycerine

- Đặt mẫu vật cần quan sát vào giọt nước/glycerine

- Đậy lamelle lên lame (hình vẽ)

- Quan sát dưới vật kính lần lượt x4, x10 và x40

Hình 1.2: Cách đậy lamelle lên mẫu vật để tránh bọt khí

2 Vật liệu tươi

- Lá cây lẻ bạn

- Nấm men

- Củ khoai tây

b) Kết quả

Hình 1.6: Hạt tinh bột khoai tây

BÀI 2.

MÀNG NGUYÊN SINH CHẤT

I Tóm tắt lý thuyết

Về cơ bản thì thành phần cấu tạo nên màng nguyên sinh chất gồm có lipid (lớp đôi phospholipid

và cholesteron), protein và một tỉ lệ rất nhỏ carbohydrat Lớp phospholipid bên ngoài màng tếbào chỉ cho phép những phân tử nhỏ, có thể hòa tan

trong dầu mỡ đi qua Các phân tử lớn, chất điện ly

muốn ra, vào tế bào đều cần phải đi qua các kênh

protein thích hợp,chính điều này tạo lên tính thấm

chọn lọc của màng nguyên sinh chất- một đặc tính

quan trọng của màng, giúp bảo vệ tế bào khỏi môi

trường xung quanh

Hình 2.1: Cấu tạo màng nguyên sinh chất

Mọi yếu tố ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của cấu trúc màng đều ảnh hưởng đến chức năng nêutrên của tế bào

II Vật liệu và hóa chất sử dụng

Hình 2.2: Tế bào lẻ bạn ban đầu Hình 2.3: Tế bào lẻ bạn sau khi nhỏ NaCl

- Kết quả: ban đầu, màu tím chiếm hết toàn bộ tế bào Sau khi nhỏ NaCl, tế bào chất (phần màutím) bị thu nhỏ lại

- Giải thích: Là hiện tượng co nguyên sinh Khi nhỏ NaCl, môi trường bên ngoài có nồng độ cácchất hòa tan cao hơn môi trường bên trong tế bào (môi trường ưu trương), nước trong tế bào có

xu hướng thoát ra ngoài thuận theo chiều gradient nồng độ để cân bằng áp suất thẩm thấu làmcho tế bào chất bị co rút lại và tách khỏi thành tế bào

Hình 2.3: Tế bào lẻ bạn sau khi nhỏ NaCl Hình 2.4: Thấm NaCl, nhỏ nước cất

- Kết quả: Tế bào dần trở lại trạng thái ban đầu

- Giải thích: Là hiện tượng phản co nguyên sinh Khi nhỏ nước vào, môi trường bên ngoài cónồng độ chất tan thấp hơn môi trường bên trong tế bào (môi trường nhược trương), nước thấm

từ ngoài vào trong tế bào, tế bào dần trở lại trạng thái ban đầu

2 Ảnh hưởng của nhiệt độ và dung môi hữu cơ lên tính thấm của màng

Ống 7: 15 ml cồn tuyệt đối (đậy miệng ống nghiệm bằng nylon).

- Xử lý nhiệt: xử lý nhiệt 5 miếng củ dền ở các nhiệt độ 40℃, 50℃, 70℃, 100℃ và - 10°C

Cách xử lý nhiệt: cho mỗi miếng củ dền vào một túi nylon nhỏ rồi nhúng vào nước có nhiệt

độ chỉ định trong10 phút Lưu ý: 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 đãđánh 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 - 10oC

Ống 7: cho miếng củ dền không qua xử lý nhiệt

- Tất cả ống nghiệm đặt vào giá, để yên15 phút Sau đó vớt bỏ miếng dền ra, lắc đều, so sánh

màu của dung dịch trong các ống nghiệm và so với 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.

Bảng đánh giá cường độ màu

Hình 4.2: Các ống nghiệm sau khi đã xử lý

- Nhận xét: Màu ở các ống nghiệm khác nhau, ống nghiệm 1,2,3 có sự thay đổi màu không đáng

kể, ống nghiệm 6 bắt đầu có màu đậm hơn, tiếp đến các ống nghiệm 4,7 màu đậm dần, riêng ốngnghiệm số 5 có tông màu khác hẳn so với các ống nghiệm còn lại

 Giải thích hiện tượng:

- Các ống nghiệm 1,2,3 (tương ứng với các nhiệt độ phòng, 40℃, 50℃): khi ta tăng nhiệt độ,các phân tử trên màng tăng dao động làm cho khoảng cách giữa các phân tử được nới rộng,màng trở nên lỏng lẻo khiến các sắc tố thoát ra ngoài Nhiệt độ càng cao lượng sắc tố thoát racàng nhiều

- Ống nghiệm số 4: Ở 70℃,nhiệt độ cao làm tăng tốc độ va chạm của các phân tử trên màng,đồng thời làm biến tính protein màng (cụ thể là protein xuyên màng) từ cấu trúc bậc 3 dạngcuộn tròn sang cấu trúc bậc 1 dạng chuỗi dài nên khoảng không gian mà protein xuyên màngchiếm thu nhỏ lại, tạo lỗ trống, sắc tố thoát ra ngoài, vì vậy mà màu của dung dịch đậm hơn hẳn

so với các ống nghiệm 1,2,3

- Ống nghiệm số 6: ở nhiệt độ -10℃, nước trong tế bào bị đông đá tạo thành các tinh thể nhọnđâm vô màng nguyên sinh chất khiến cho màng bị hư hại, do đó các sắc tố thoát ra ngoài làmcho màu ở ống nghiệm số 6 đậm hơn so với các ống nghiệm 1,2,3

- Ống nghiệm số 5: màu bình thường của củ dền là màu của sắc tố betanin (thực ra trong củ dềncòn có sắc tố carotenoid nhưng nó không biểu hiện vì bị betanin che khuất) Ở 100℃, betanin

không bền với nhiệt và bị biến tính, nên màu carotenoid được biểu hiện, vì vậy mà ống nghiệm

số 5 có màu cam, khác hẳn tông màu của các ống nghiệm khác

- Ống nghiệm số 7: dung môi hữu cơ (cồn tuyệt đối) làm hòa tan màng (cụ thể là lớp đôi

phospholipid) nên các sắc tố của củ dền thoát ra ngoài nhiều nhất, vì vậy nó có màu đậm nhấttrong tất cả các ống nghiệm (các ống nghiệm từ 1 đến 6 với các nhiệt độ khác nhau chỉ làm hưhại màng)

BÀI 3.

THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA TẾ BÀO

I Tóm tắt lý thuyết

Tế bào được cấu tạo từ nhiều nguyên tố hóa học khác nhau, tồn tại trong các hợp chất

vô cơ và hữu cơ

- Chất vô cơ: nước, muối vô cơ, acid, base, kim loại trong chất vô cơ, chất khoáng,

- Chất hữu cơ: hydrocarbon ( đường, tinh bột, cellulose, ), lipid, protein,…

1 Carbohydrate

- Phân loại: monosaccharide, disaccharide, oligosaccharide, polysaccharide

- Chức năng: cung cấp năng lượng cho hoạt động của tế bào, cung cấp sườn carbon, dự

trữ, cấu trúc, truyền tín hiệu

- Liên kết: glycoside (bản chất là liên kết cộng hóa trị)

2 Lipid

- Nhóm hydrocarbon rất đa dạng

- Thành phần: glycerol và 3 acid béo

- Không tan trong nước

- Vai trò trong cơ thể sinh vật:

+ Myelin ở tế bào thần kinh: tăng tốc độ xung thần kinh

+ Dầu, sáp trên da, lông, lông vũ: cản sự thấm nước

3 Protein

- Là đại phân tử sinh học có số lượng lớn nhất trong tế bào sống Được cấu tạo từ những

amino acid liên kết với nhau bằng liên kết peptide (bản chất là liên kết cộng hóa trị)

Kích thước lớn, cấu trúc phức tạp, tồn tại ở nhiều dạng khác nhau Cấu trúc gồm 4 bậc

- Chức năng: xúc tác, vận chuyển nội bào, vận chuyển vật chất qua màng, vận động, dự

trữ, cấu trúc, bảo vệ, nhận biết thông tin, liên kết tế bào

Nhỏ vào mỗi ống nghiệm 1 giọt Lugol Lắc đều Quan sát và ghi nhận hiện tượng

 Hiện tượng xảy ra:

- Ống nghiệm 1: màu trắng đục chuyển sang màu xanh tím

- Ống nghiệm 2: từ màu trắng chuyển sang màu vàng nhạt

 Giải thích hiện tượng:

- Ống nghiệm 1:

+ Ở tinh bột có các phân tử amilozo dạng xoắn theo

kiểu lò xo,mỗi vòng xoắn được giữ vững nhờ có

liên kết hidro giữa các nhóm OH

+ Thành phần thuốc thử Lugol có chứa I và KI

+ Ở nhiệt độ thường (trong phòng thí nghiệm), mạch

phân tử của amilozơ không phân nhánh và xoắn

thành dạng hình trụ Khi tinh bột tác dụng với Lugol

các phân tử iot có trong Lugol đã len vào, nằm phía

trong ống trụ và tạo thành hợp chất bọc có màu

xanh tím Hình 3.1: Kết quả khi nhỏ Lugol vào tinh bột và nước cất

+ Ống nghiệm 2: 3 ml dịch lọc từ cây mầm giá

+ Ống nghiệm 3: 3 ml dịch lọc từ hạt đậu xanh

- Cho vào mỗi ống nghiệm 3 ml dung dịch Fehling

- Đặt cả 3 ống trong nước sôi 5 phút

 Hiện tượng xảy ra:

- Ống 2: sau khi đun có màu đỏ gạch

- Ống 3: dung dịch sau khi đun có màu xanh đậm

- Ống 1: dung dịch không thay đổi (vẫn có màuxanh của dung dịch Fehling)

Hình 3.2: 3 ống nghiệm sau khi đun sôi

 Giải thích hiện tượng:

- Ống 1: có màu xanh của Fehling

- Ống 2: Cây giá gần như kết thúc quá trình nảy mầm, tất cả tinh bột sẽ được phân cắt tạo

thành đường đơn để đi vào hô hấp tế bào tạo năng lượng cho cây phát triển Vì vậy mà

dịch chiết cây giá chứa chủ yếu là đường đơn Glucozơ, mà Glucozơ là đường có tính khử

nên dịch chiết thu được cũng có tính khử mạnh Glucozơ sẽ khử Cu2+ trong Fehling

thành Cu+ là kết tủa Cu2O màu đỏ gạch

C6H12O6+ 2Cu(OH)2+ NaOH  C6H11O7Na + Cu2O( ĐỎ GẠCH)+ 3H2O

- Trong dịch chiết đậu xanh nảy mầm thì ngoài phản ứng của glucozo như trên thì còn có phảnứng màu biure giữa protein trong hạt đậu và Cu(OH)2tạo phức màu xanh tím Do có sự pha trộnmàu sắc giữa màu đỏ gạch và màu xanh tím nên ống nghiệm 3 có màu xanh đậm như hình

mantase

c) Thí nghiệm với cellulose

 Tiến hành thí nghiệm:

Cắt 1 lát cà rốt mỏng, đặt trên lame trong 1 giọt Lugol, đậy lamelle và quan sát dưới kính hiển vi.Sau đó dùng giấy thấm thấm khô dung dịch Lugol, nhỏ 1 giọt H2SO4 75 % vào một cạnh củalamelle để acid ngấm vào lát cà rốt Quan sát lại màu sắc vách tế bào

 Hiện tượng xảy ra

Ban đầu khi cho Lugol vào không có hiện tượng gì xảy ra, sau khi cho H2SO4 vào, phần rìangoài sau khi tiếp xúc với axit chuyển sang màu xanh tím

Hình 3.3: Tế bào cà rốt sau khi nhỏ H 2 SO 4

 Giải thích hiện tượng:

- Cellulose không có phản ứng đặc trưng với Lugol nên ban đầu khi cho Lugol vào không cóhiện tượng gì xảy ra

- Nhưng khi cho axit H2SO4 vào, nó thủy phân một phần cellulose tạo những oligosaccharide,những phân tử oligosaccharide này cho màu xanh với iod (thành phần chính của lugol), một tínhchất và cellulose không có được vì dãy dây và thẳng của nó quấn tròn một cách chặt chẽ khôngcho iod len lỏi vào

d) Thí nghiệm với lipid

 Tiến hành thí nghiệm:

Cắt 1 lát mỏng ngang hột đậu phộng đã ngâm nước, đặt trên lame trong 1 giọt soudan III

Sau 15 phút rửa qua bằng cồn 20 % Quan sát lát đậu phộng dưới kính hiển vi trong 1 giọt nước.Nhận xét vị trí các giọt dầu trong tế bào

 Hiện tượng xảy ra: Xuất hiện các giọt dầu màu đỏ cam trên bề mặt

Hình 3.4: Lát đậu phộng dưới kính hiển vi

 Giải thích hiện tượng:

- Đối với đậu phộng, lipid tồn tại ở nhiều dạng khác nhau: triglyceride, phospholipid,

glycolipid,…đặc biệt là các giọt dầu có trong tế bào ở các mô dự trữ

- Soudan III tan tốt trong dầu mỡ và định hướng màu trong đó nên dễ dàng hòa tan trong hạt đậuphộng và nhuộm các cấu trúc dầu, mỡ có trong lát cắt

=> Tạo thành những giọt dầu màu cam nổi lên trên bề mặt

e) Thí nghiệm với protein

 Tiến hành thí nghiệm:

- Protein thực vật: Đặt một lát cắt dày hột đậu trắng đã ngâm nước lên lame Nhỏ 2 giọt CuSO45% 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)

- Protein động vật: Chuẩn bị 3 ống nghiệm:

 Hiện tượng xảy ra

Hình 3.5: Kết quả thí nghiệm với lát

đậu trắng

Hình 3.6: Các ống nghiệm theo thứ tự lần lượt

là 1,2,3 (từ trái qua phải)

- Protein thực vật: Mặt lát cắt hạt đậu trắng chuyển sang màu tím

- Protein động vật:

+ Ống 1 và ống 2 xuất hiện phức màu tím nhưng màu trong ống 1 đậm hơn

+ Ống 3: xuất hiện kết tủa màu xanh lơ

 Giải thích hiện tượng:

- Protein thực vật: do protein trong hạt đậu phản ứng màu biure tạo thành phức màu tím

- Protein động vật:

+ Ống 1: chứa lòng trắng trứng xuất hiện phức màu tím do phản ứng màu biure

+ Ống 2: chứa sữa, xuất hiện phức màu tím do phản ứng màu biure

Màu tím ở ống nghiệm 1 đậm hơn so với ống nghiệm 2, chứng tỏ lòng trắng trứng chứa nhiềuprotein hơn

+ Ống 3: kết tủa màu xanh lơ xuất hiện là kết quả của phản ứng:

CuSO4+ 2NaOH → Na2SO4+ Cu(OH)2↓ (màu xanh lơ)

f) Khoáng

 Tiến hành thí nghiệm:

Cân 1 – 2 g mẫu cây khô (B) Đốt cháy những mảnh cây khô trong các chén nung đến khi mẫu

bị cháy đen (chú ý chén nung phải được cân trước khi tiến hành thí nghiệm để xác định trọnglượng ban đầu a) Đưa các chén nung vào lò nung ở nhiệt độ 500oC trong 20 phút đến khi than

có màu trắng nhạt Sau thời gian nung, mở của lò nung để chén nung nguội dần và đặt chénnung vào bình hút ẩm đến khi nguội hẳn rồi cân cả chén nung lẫn tro (b)

Tỷ lệ % tro trong nguyên liệu được tính theo công thức:

X% = A x 100/BVới X: tỷ lệ tro

A: trọng lượng tro (b – a)

B: trọng lượng mẫu ban đầu sau khi trừ đi độ ẩm

 Kết quả:

- Khối lượng lá khô ban đầu: B = 1,05 g

- Khối lượng chén trước nung: a = 48,9 g

- Khối lượng cả chén và tro sau nung: b = 49,1895

=> Trọng lượng tro (b-a): A = 49,1895 - 48,9 = 0,2895 g

đồng thời làm giảm năng lượng hoạt hóa của chúng giúp phản ứng đạt hiệu quả cao hơn

mà tốn ít năng lượng hơn

- Enzyme có bản chất là protein và được xác định nhờ cấu trúc không gian ba chiều của

từng loại Do đó những yếu tố làm thay đổi những cấu trúc này như: nhiệt độ, độ pH, sự

xuất hiện của chất ức chế,… sẽ làm biến tính enzyme gây ảnh hưởng tới hoạt tính của

chúng

- Enzyme bromelin có trong trái thơm có tác dụng xúc tác cho phản ứng phân cắt

protein, thuộc nhóm những enzyme protease

- Enzyme amylase có tác dụng xúc tác cho phản ứng thủy phân tinh bột thành glucose, có

thể tìm thấy enzyme này trong hạt đang nảy mầm Có thể dùng phản ứng nhận biết tinh bột(sử dụng thuốc thử lugol) để đánh giá hoạt tính của enzyme khi thay đổi yếu tố tác động

2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng của enzyme

- Nồng độ cơ chất càng cao thì tốc độ phản ứng càng nhanh trong một đơn vị thời gian

- Khi thêm vào một phản ứng enzyme thích hợp thì tốc độ phản ứng sẽ thay đổi Trước

tiên, tốc độ phản ứng sẽ tăng như khi tăng nồng độ cơ chất nhưng sau đó phản ứng bị

ngưng lại Nếu tiếp tục tăng nồng độ cơ chất cũng không làm gia tăng đáng kể tốc độ

phản ứng

- Nồng độ enzyme thấp hơn nhiều so với nồng độ cơ chất do đó nếu tiếp tục tăng nồng độ

cơ chất thì enzyme sẽ liên kết hết với cơ chất Lúc này phản ứng xảy ra mạnh nhất, dù có

tăng thêm nồng độ cơ chất thì cũng không thể tăng tốc độ phản ứng vì enzyme đã liên kết

Khi một chất ức chế gắn vào một trung tâm hoạt động sẽ làm thay đổi hình dạng của

trung tâm hoạt động gắn với cơ chất Do đó phản ứng không xảy ra

- Ức chế không thuận nghịch:

Một số chất ức chế có thể tạo liên kết cộng hóa trị với mạch bên của amino acid ở trung

tâm hoạt động của enzyme làm cho nó bất hoạt

Phần lớn các chất độc là những chất ức chế không thuận nghịch

Mỗi loại enzyme có hoạt tính cao nhất ở một pH chuyên biệt, hoạt tính enzyme sẽ

giảm ở môi trường có pH cao hoặc thấp hơn pH tối thích

 Nhiệt độ:

- Mỗi enzyme có một khoảng nhiệt độ hoạt động thích hợp

- Ở nhiệt độ quá cao, một số liên kết không cộng hóa trị bị phá vỡ làm

enzyme bị biến đổi cấu trúc và trở nên bất hoạt

II Vật liệu và hóa chất sử dụng