7 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 I. HIỆN TƯỢNG THẨM THẤU CỦA MÀNG TẾ BÀO 1. Lý thuyết Các màng sinh học của tế bào như màng sinh chất và màng không bào là những cấu trúc sống, là một lớp đôi phospholipid với các đầu ưa nước quay ra bên ngoài còn các đầu kỵ nước quay vào bên trong. Trên màng có chứa các loại protein tạo nên một cấu trúc thể khảm lỏng với các thành phần linh động có thể được chứng minh nhờ vào tính dẻo của chúng. Các màng sinh học có vai trò rất quan trọng trong quá trình trao đổi giữa tế bào và môi trường ngoài. Các trao đổi này liên quan đến lượng nước có thể ra hay vào tế bào do hiện tượng thẩm thấu và các đặc tính của các ion có thể hay không thể xuyên qua màng. Hiện tượng thẩm thấu của tế bào là là sự khuếch tán của phân tử nước qua màng có tính 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 - KNO 3 1M - Lame - Pipet Pasteur - Lamelle - Kim mũi giáo - Kính hiển vi - Becher b. Nguyên liệu - Củ hành tím 3. Thực hành 8 - Dùng dao lam tách một lớp mỏng biểu bì của củ hành tím và đặt mảnh biểu bì vảy hành lên lame đã nhỏ sẵn 1 giọt nước, đậy lamelle lại và quan sát lần lượt ở vật kính 4X, 10X. Vẽ hình. - Sau đó, dùng giấy thấm thấm khô nước trên mẫu vật vừa mới quan sát và nhỏ vào đó 1 giọt KNO 3 1M, đậy lamelle lại và quan sát lần lượt ở vật kính 4X, 10X. Vẽ hình, nhận xét và giải thích các tế bào vẩy hành khi quan sát trong giọt nước và trong giọt KNO 3 1M. II. SỰ TRAO ĐỔI NƯỚC GIỮA TẾ BÀO THỰC VẬT VỚI MÔI TRƯỜNG NGOÀI 1. Lý thuyết Nước ở môi trường bên ngoài đi vào bên trong tế bào và đi ra khỏi tế bào một cách thụ động. Hướng và tốc độ di chuyển của nước qua màng được xác định bởi khuynh độ thế nước. Thế nước  của tế bào tùy thuộc vào áp suất thẩm thấu  và áp suất thủy tĩnh P theo công thức:  = - + P - 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 bên trong 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, tế bào 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 nên nước có xu hướng thoát ra bên ngoài. Khi thế nước bên trong tế bào giảm  áp suất thẩm thấu tăng và P giảm  vách tế bào bị lõm vào. Do đó, tế bào thực vật khi ngâm trong dung dịch ưu trương một khoảng thời gian nhất định sẽ có khối lượng giảm so với ban đầu 2. Dụng cụ - Hóa chất – Nguyên liệu a. Dụng cụ - Hóa chất - Dung dịch Saccharose 1M 9 - Ống hút 10 ml - Bóp cao su - Ống nghiệm - Cân phân tích - Đĩa petri b. Nguyên liệu - Khoai tây 3. Thực hành - Pha dung dịch Saccharose 1M. Từ dung dịch này pha thành các dung dịch lần lượt có nồng độ như sau: STT ống nghiệm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Số ml dd đường 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Số ml nước 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Nồng độ dd (M) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 - Cắt mô khoai tây thành 11 thanh có kích thước tương đối bằng nhau và có thể đặt lọt vào ống nghiệm. Cân từng thanh rồi ghi lại trọng lượng (P đầu ) theo thứ tự rồi lần lượt 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 cân lại (P sau ) - Tính sai biệt trọng lượng P = P sau – P đầu Sai biệt (+) khi P sau > P đầu Sai biệt (-) khi P sau < P đầu - Ghi kết quả vào bảng sau: Nồng độ dd ngâm (M) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 P trước (g) P sau (g) P (g) 10 - Vẽ biểu đồ thể hiện sự sai biệt trọng lượng thay đổi theo nồng độ dung dịch ngâm. Đường biểu diễn cắt trục hoành tại 1 điểm C s ứng với nồng độ của dung dịch đường không gây thay đổi trọng lượng mô. 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 hóa trong tế bào, làm tăng vận tốc phản ứng. Do enzyme có bản chất là protein nên các điều kiện ngoại cảnh như nhiệt độ, pH, ion kim loại … có thể làm biến tính protein và làm mất hoạt tính enzyme. Tiến hành khảo sát 2 loại enzyme là bromelin và amylase. Bromelin là enzyme thủy phân protein có nhiều trong trái thơm. Amylase là enzyme xúc tác phản ứng thủy phân 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 - Máy ly tâm - Nhiệt kế rượu b. Nguyên liệu - Thơm chín (dứa) - Trứng gà luộc chín - Đậu xanh đã nẩy mầm 3. Thực hành 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. Một ống đem đun sôi cách thủy 15 phút xong để nguội. 11 - Cho vào mỗi ống một ít lòng trắng trứng đã luộc chín, rồi thêm vài giọt toluen 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 50 0 C, 100 0 C và nước đá 4 0 C 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 ly nước 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 dịch KNO 3 1M. Giải thích hình dáng tế bào khi quan sát trong giọt nước và trong dung dịch KNO 3 1M? 2. Vẽ biểu đồ theo dõi sự tăng giảm khối lượng của thanh khoai tây trong mỗi nồng độ đường và xác định nồng độ đường mà tại đó khối lượng thanh khoai tây không đổi. 3. Tình trạng các mẫu lòng trắng trứng như thế nào trong các óng nghiệm, giải thích hiện tượng. Ảnh hưởng của nhiệt độ khác nhau đối với hoạt tính của Amylase như thế nào? . nghiệm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Số ml dd đường 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Số ml nước 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Nồng độ dd (M) 0 0 ,1 0 ,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 - Cắt mô khoai tây thành 11 thanh. nguyên sinh (phản co nguyên sinh) 2. Dụng cụ - Hóa chất – Nguyên liệu a. Dụng cụ – Hóa chất - KNO 3 1M - Lame - Pipet Pasteur - Lamelle - Kim mũi giáo - Kính hiển vi - Becher b. Nguyên liệu - Củ. Dụng cụ - Hóa chất - Ống nghiệm - Toluen - Becher - Dung dịch lugol - Bếp điện hoặc bếp từ - Tinh bột tan - Máy ly tâm - Nhiệt kế rượu b. Nguyên liệu - Thơm chín (dứa) - Trứng gà luộc chín - Đậu