TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THƠNG Mơn Sinh học (Tài liệu lưu hành nội bộ) Hà Nội, tháng năm 2011 Nhóm tác giả biên soạn tài liệu GS.TS Vũ Văn Vụ PGS.TS Mai Sỹ Tuấn ThS Lê Đình Tuấn TS Ngô Văn Hưng ThS Nguyễn Thị Linh Biên tập nội dung TS Ngơ Văn Hưng Lời nói đầu Nhằm triển khai Đề án phát triển hệ thống trường THPT chuyên giai đoạn 2010 - 2020, với mục tiêu nâng cao chất lượng dạy học trường THPT chuyên phát triển chuyên môn cho giáo viên chuyên sinh, Bộ Giáo dục Đào tạo tổ chức biên soạn tài liệu “Thí nghiệm thực hành trường THPT môn Sinh học” Để đáp ứng yêu cầu đổi dạy học tăng cường dạy thí nghiệm thực hành thi chọn học sinh giỏi sinh học THPT, Bộ Giáo dục Đào tạo mời cán quản lý đạo dạy học, giảng viên đại học nhà khoa học, giáo viên trực tiếp giảng dạy chương trình chun sinh học có nhiều thành tích công tác bồi dưỡng học sinh giỏi nghiên cứu khoa học, tham gia viết tài liệu Cấu trúc tài liệu gồm có: Phần Giới thiệu chung thí nghiệm thực hành mơn Sinh học Phần 10 thí nghiệm thực hành mơn Sinh học Mỗi viết theo cấu trúc: - Mục tiêu - Cơ sở khoa học - Thiết bị, hóa chất, mẫu vật - Tiến hành thí nghiệm - Phân tích kết lập báo cáo - Câu hỏi đánh giá mở rộng vấn đề Phần Phụ lục (giới thiệu số thi thực hành IBO) Mặc dù tài liệu viết công phu, Tiểu ban thẩm định mơn Sinh học đọc góp ý biên tập nội dung khó tránh khỏi có sơ sót định Các tác giả mong nhận góp ý q thầy giáo độc giả sử dụng tài liệu Trân trọng cám ơn Tiểu ban thẩm định bạn đọc Thay mặt tác giả TS Ngô Văn Hưng Mục lục Trang Lời nói đầu Mục lục Hướng dẫn sử dụng tài liệu Phần Giới thiệu chung thí nghiệm thực hành mơn Sinh học Vai trò dạy học thực hành học sinh trường THPT chun Thực trạng thí nghiệm thực hành mơn Sinh học THPTvà giải pháp cải tiến thực trạng Những yêu cầu cần thiết dạy thực hành sinh học có hiệu An tồn thí nghiệm thực hành sinh học 13 Yêu cầu kỹ thực hành sinh học (theo IBO) 30 Phần 10 thí nghiệm thực hành môn Sinh học 34 Bài Nhận biết số thành phần hóa học tế bào 34 Bài Ảnh hưởng nhiệt độ, pH, chất kìm hãm lên hoạt độ enzym Xác định hoạt độ số enzyme 50 Bài Quan sát tế bào kính hiển vi 64 Thí nghiệm co phản co nguyên sinh Bài Thực hành lên men etilic 69 Bài Tìm hiểu hoạt động tim ếch 73 Bài Thí nghiệm điện sinh học 80 Bài Chiết rút sắc tố từ Xác định tính cảm quang clorophin 85 Bài Chứng minh q trình hơ hấp tỏa nhiệt mạnh 91 Bài Quan sát dạng đột biến NST tiêu cố định hay tiêu tạm thời 94 Bài 10 Tính độ phong phú lồi kích thước quần thể 110 Phần Phụ lục 123 Phụ lục 123 Tài liệu tham khảo 163 Thông tin tác giả 165 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG TÀI LIỆU Cuốn tài liệu sử dụng với “Tài liệu bồi dưỡng phát triển chuyên môn cho giáo viên trường THPT chuyên năm 2011 môn Sinh học” Bộ GDĐT (tháng năm 2011) Có hai quan niệm sai lầm cần tránh là: - Chỉ có đủ trang thiết bị, hóa chất, mẫu vật tài liệu tiến hành thí nghiệm thực hành sinh học Năm chọn thí nghiệm thực hành phù hợp với điều kiện địa phương để thực trước (ví dụ nhận biết chất hữu tế bào, quan sát tế bào, lên men, chiết rút sắc tố, quan sát tiêu NST,…) đồng thời có kế hoạch khắc phục khó khăn, trở ngại để thực hết nội dung thực hành năm sau - Sẽ sai lầm cho cần thực nội dung thực hành tài liệu tốt Những nơi có điều kiện trang thiết bị giáo viên mở rộng nội dung thực hành Ví dụ 5ung nội dung nhận biết 5ung5ic axit 5ung5ic; 5ung nội dung đếm số lượng tế bào; … Trong “Tài liệu bồi dưỡng phát triển chuyên môn cho giáo viên trường THPT chun năm 2011 mơn Sinh học” có giới thiệu nhiều thực hành khác Để sử dụng tài liệu hiệu xin lưu ý điểm sau: - Đọc kĩ nội dung phần 1: “Giới thiệu chung thí nghiệm thực hành mơn Sinh học” Giáo viên học sinh phải tường minh yêu cầu cần thiết dạy thực hành sinh học có hiệu quả, quy trình thực hành sinh học, quy tắc làm việc phòng thí nghiệm, đặc biệt “yêu cầu kĩ thực hành sinh học” - Đọc kĩ nội dung thực hành phần 2, vào thực tiễn địa phương để định mục tiêu cụ thể cho nội dung thực hành thí nghiệm chọn cho dạy học hay thi tuyển học sinh giỏi Khi chọn nội dung thực hành cần tính đến thời gian hồn thành cho nội dung để bố trí dạy học hay thi cử cho hợp lý - Nghiên cứu kĩ phần sở khoa học thí nghiệm thực hành Đây để giải thích tượng quan sát thí nghiệm Giáo viên dành thời gian hướng dẫn (hoặc kiểm tra) học sinh nội dung - Giáo viên phải tìm hiểu chuẩn bị đầy đủ thiết bị, hóa chất, mẫu vật yêu cầu thí nghiệm thực hành (chú ý: thay thiết bị, hóa chất, mẫu vật sẵn có địa phương mà khơng thiết phải tài liệu viết; để kích thích tư học sinh thay đổi số liệu khác với hướng dẫn tài liệu yêu cầu học sinh giải thích kết thí nghiệm lại khác so với tài liệu) Trước thực hành định học sinh phải thành thạo bước: kiểm tra dụng cụ thiết bị, hóa chất, mẫu vật; trình tự bước làm thí nghiệm thực hành - Trong thí nghiệm thực hành, giáo viên cần nghiên cứu thật kĩ nội dung “phân tích kết báo cáo” để hướng dẫn học sinh ghi chép kết thực hành, xử lí số liệu thu được, trình bày báo cáo - Phần câu hỏi đánh giá mở rộng vấn đề gợi ý bước đầu Trong thực tiễn dạy học thực hành giáo viên đưa 6ung nhiều tình để kích thích tư cho học sinh, chí lấy tình cụ thể buổi thực hành để học sinh phân tích, thảo luận Chú ý tham khảo thi thực hành IBO giới thiệu phần phụ lục - Giáo viên học sinh vào trang WEB mơn Sinh học: http://sites.google.com/site/diendanchuyensinh để tải tư liệu thực hành quay băng Cuối q trình thực có gặp khó khăn liên hệ với theo địa mục “Thông tin tác giả” cuối tài liệu Phần Giới thiệu chung thí nghiệm thực hành mơn Sinh học I Vai trò dạy học thực hành học sinh trường THPT chuyên “… Không thể hình dung việc giảng dạy sinh vật học nhà trường mà lại khơng có quan sát, khơng có thí nghiệm học tập.” B.P Exipốp (trong sở LLDH) Quan sát thí nghiệm phương pháp nghiên cứu khoa học tự nhiên, môn khoa học thực nghiệm, có sinh học Sinh học khoa học phát triển quan sát, thí nghiệm Quan sát thí nghiệm tạo khả cho nhà khoa học phát khai thác kiện, tượng mới, xác định quy luật mới, rút kết luận khoa học tìm cách vận dụng vào thực tiễn Đối với q trình dạy học mơn khoa học tự nhiên, khoa học thực nghiệm, quan sát thí nghiệm phương pháp làm việc học sinh (HS), với HS tập quan sát thí nghiệm giáo viên (GV) trình bày hay em tiến hành cách độc lập (thực hành quan sát, thí nghiệm HS) tổ chức, hướng dẫn GV thường để giải vấn đề biết khoa học, rút kết luận biết em HS Thông qua quan sát, thí nghiệm, thao tác tư phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa khái qt hóa giúp em xây dựng khái niệm Bằng cách em nắm kiến thức cách vững giúp cho tư phát triển Quan sát thí nghiệm đòi hỏi phải có thiết bị dạy học tranh ảnh, mơ hình, mẫu vật tự nhiên phương tiện thiết bị phục vụ cho việc tiến hành thí nghiệm Quan sát thí nghiệm không cho phép HS lĩnh hội tri thức cách sâu sắc, vững mà tạo cho em động lực bên trong, thúc đẩy em thêm hăng say học tập Tục ngữ có câu “Trăm nghe khơng thấy”, đủ nói lên vai trò quan sát thí nghiệm Người Ấn Độ người Trung Hoa nói: “Nghe quen, nhìn nhớ, làm hiểu” Những phân tích không cho thấy rõ tầm quan trọng thí nghiệm thực hành mà nhấn mạnh đến phương pháp sử dụng thí nghiệm thực hành để đạt hiệu cao đáp ứng mục tiêu dạy học nghiệp giáo dục II Thực trạng thí nghiệm thực hành mơn Sinh học THPTvà giải pháp cải tiến thực trạng Hiện số lượng chất lượng thí nghiệm thực hành sinh học chưa đáp ứng yêu cầu việc dạy học nói chung đặc biệt yêu cầu việc đổi dạy học nói riêng Tình trạng có nhiều ngun nhân, phần kinh phí cho khu vực hạn hẹp có nhiều cố gắng, phần trách nhiệm nhà sản xuất (còn mà khơng dùng được, dùng chóng hỏng), phần thiếu quản lí đạo, động viên người tốt, việc tốt sử dụng cải tiến sáng tạo thí nghiệm thực hành sinh học có Như phân tích, hiệu dạy học tùy thuộc vào phương pháp sử dụng thí nghiệm thực hành Nếu tranh, thí nghiệm sử dụng để minh họa củng cố điều GV trình bày đầy đủ phương diện lý thuyết hạn chế tư sáng tạo HS, HS không thu lượm thêm kiến thức, khơng phải để rèn luyện kĩ quan sát, thí nghiệm Nhưng sử dụng theo đường tìm tòi nghiên cứu (khám phá) để đến kiến thức cần lĩnh hội (kiến thức mới) có ý nghĩa khác biệt so với loại hình thí nghiệm nêu trên, giúp HS có điều kiện, hội phát triển tư sáng tạo – phẩm chất lực cần có người mà nhà trường có trách nhiệm đào tạo Đi theo đường này, sau hiểu nhiệm vụ cần làm sáng tỏ (mục đích thí nghiệm) tư tích cực, HS hình thành giả định (trong nghiên cứu khoa học bước xây dựng giả thuyết vấn đề nghiên cứu từ nảy sinh câu hỏi: “Điều xảy nếu…?”) Câu hỏi hình thành từ liên tưởng dựa vốn kiến thức kinh nghiệm có HS Khi giả định hình thành, hàm chứa đường phải giải quyết, HS xây dựng kế hoạch giải để chứng minh cho giả định nêu Hai bước nêu giả định xây dựng kế hoạch giải chứng minh cho giả định hai bước đòi hỏi tư tích cực sáng tạo Đây hội rèn luyện tu sáng tạo cho HS tốt, giai đoạn tiến hành thí nghiệm tưởng tượng (“thí nghiệm tư duy”) định hướng cho hành động thí nghiệm dựa kế hoạch HS thiết kế (kế hoạch dự kiến) Cuối cùng, vào kết thí nghiệm, HS rút kết luận, nghĩa HS lĩnh hội kiến thức từ thí nghiệm cách chủ động (mà thày truyền đạt HS tiếp thu cách thụ động) Hiện hầu hết thực hành thí nghiệm sinh học THPT chương trình SGK bố trí cuối chương mang tính chất củng cố minh họa cho kiến thức lý thuyết trình bày học chương trình hình thức phần lớn “bày sẵn” bước cho HS Hơn số tiết thực hành quy định chương trình SGK hạn chế Rồi đây, chắn số tiết nâng lên cho phù hợp với xu chung giáo dục giới tương ứng với tính chất môn khoa học thực nghiệm Trước mắt chờ đợi, đòi hỏi lòng nhiệt tâm nghiệp giáo dục thầy cô tiến hành thực hành có theo phương thức nội dung phù hợp bổ sung thêm thí nghiệm thực hành sinh học vào tiết dạy có điều kiện thích hợp Trong tài liệu này, ngồi số thí nghiệm thực hành quen làm, giới thiệu số thí nghiệm thực hành có tính gợi ý để đơn vị tham khảo vận dụng điều kiện có thể, tiến hành hình thức ngoại khóa đến sở có điều kiện trang thiết bị thí nghiệm thực hành sinh học để học tập III Những yêu cầu cần thiết dạy thực hành sinh học có hiệu Dạy thực hành, mục đích lx rèn kỹ thao tác chân tay, đức tính kiên nhẫn, biết chấp nhận thử thách tự tìm cách vượt qua thách thức để đạt mục tiêu Vì học sinh phải tự làm thí nghiệm cho dù thao tác ban đầu vụng thất bại Như vậy, quan niệm thực hành minh họa, trình diễn để học sinh xem việc tổ chức cho lớp học sinh vào phòng thí nghiệm làm lúc học sinh hình thành kỹ rèn luyện đức tính cần thiết người làm khoa học Còn để học sinh tự làm lại phải chia lớp thành nhiều nhóm nhỏ (tối đa khoảng 10 em) em tự làm thí nghiệm học sinh hình thành kỹ làm làm lại nhiều lần kỹ định Một quan niệm không dạy thực hành giáo viên thường không đưa tình khác thường để dạy học sinh cách phân tích rút kết luận phù hợp khơng biết cách tìm ngun nhân thí nghiệm khơng ủng hộ giả thiết ban đầu Có thể lấy ví dụ cụ thể: Khi làm thực hành chứng minh ảnh hưởng cường độ ánh sáng đến tốc độ quang hợp thủy sinh rong chó Cường độ quang hợp tính lượng O2 (đếm số bọt khí/phút khối lượng O2 thu ống nghiệm) cường độ ánh sáng thay đổi khoảng cách chiếu sáng cơng suất bóng đèn Trong học ngồi thí nghiệm trên, giáo viên tạo tình rong chó thí nghiệm trước tạo nhiều O thí nghiệm khác lại khơng nhả bọt khí O cho dù có cho đèn vào gần cơng suất bóng đèn tăng lên nhiều lần Học sinh yêu cầu phải tìm nguyên nhân (đưa giả thuyết) làm thí nghiệm ủng hộ giả thuyết Như mục đích cốt lõi dạy thực hành rèn kỹ khéo léo thao tác tay chân, kỹ bố trí thí nghiệm, thu thập kết quả, giải thích kết thực nghiệm, lý giải đưa giả thuyết tự tiến hành thí nghiệm ủng hộ hay bác bỏ giả thuyết khơng đơn minh họa cho lý thuyết Như dạy thực hành phát triển kỹ tổng hợp tất học sinh cần dạy thực hành Lưu ý kỳ thi Olympic Sinh học Quốc tế có sử dụng trang thiết bị đại điện di sắc ký, quang phổ vv… điểm học sinh cao hay thấp không phụ thuộc nhiều vào thiết bị (trừ phi học sinh chưa làm quen với thiết bị đó) Vì sử dụng thiết bị thu thập số 10 + Khoai tây, cát, bột CaCO3, KmnO4 0,1N, H2SO4 10%, H2O2 0,1% đệm phosphate pH = 7,0 + Ống nghiệm, pipet, cối, chày sứ, buret 50ml, bình định mức 100ml, bình nón 250ml, nồi cách thủy 1000C, buret 20ml + Chuẩn bị dung dịch catalase: cân 2g khoai tây cho vào cối, nghiền cát, thêm từ từ 2–3ml nước CaCO để trung hòa dung dịch chiết (đến ngừng tạo bọt CO2), chuyển tồn mẫu nghiền vào bình định mức, thêm nước cất đến 100ml, lắc đều, để lắng khoảng 30 phút, lọc thu dịch – Tiến hành: + Cho vào bình nón (bình A) 20ml dung dịch enzyme, thêm tiếp 25ml H2O2 0,1%, giữ 300C 30 phút, thêm 5ml H2SO4 10% chuẩn độ KmnO4 0,1N đến xuất màu hồng bền phút + Cho vào bình nón thứ hai (bình B) 20ml dung dịch enzyme, đặt vào nồi cách thủy sôi phút để bất hoạt enzyme, lấy để nguội, thêm tiếp 25ml H2O2 0,1% tiếp tục làm bình A – Kết quả: ? – Giải thích: ? 3.2.Xác định hoạt độ urease – Chuẩn bị: + Dung dịch urease, urea 2%, Pb(CH3COO)2 5%, HCl 0,1N, thị hỗn hợp + Ống nghiệm, pipet, buret 20ml, bình nón 100ml, tủ ấm 30 0C, nồi cách thủy 1000C – Tiến hành: + Lấy hai bình nón 100ml, cho vào bình 10ml urease + Giữ ngun bình A, đun sơi bình B 2–3 phút hạ xuống nhiệt độ phòng + Cho vào bình 10ml urea 2%, lắc + Để vào tủ ấm 300C 30 phút + Thêm vào bình 5ml Pb(CH3COO)2 5%, 3–5 giọt thị hỗn hợp, lắc 57 + Chuẩn độ bình đến dung dịch có màu tím nhạt – Kết quả: ? – Giải thích: ? V PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO Nhận biết số enzyme Nhận biết amylase – Gợi ý phân tích kết quả: + Khi thử Lugol: quan sát biến đổi màu dãy giếng sứ lấy hỗn hợp phản ứng từ ống A dãy giếng sứ lấy hỗn hợp phản ứng từ ống B ghi kết vào bảng sau: Ống nghiệm Ống A Ống B 01 phút ? ? 02 phút ? ? 04 phút ? ? 06 phút ? ? 08 phút ? ? 10 phút ? ? So sánh kết mẫu nước bọt khác nhau, thời gian màu sắc có giống khơng? Ngun nhân tượng gì? + Thử Fehling: ống xuất kết tủa? Màu sắc kết tủa màu gì? Giải thích kết thu – Kết luận rút gì? Tính đặc hiệu enzyme 2.1 Tính đặc hiệu urease – Gợi ý phân tích kết quả: Ống nghiệ m Thí nghiệm Hiện tượng xảy 4ml urea 5% + 1g bột đậu tương, lắc Ống A Đặt miệng ống mẩu giấy ? quỳ, đậy miệng ống nút bấc Đặt ống vào 370C 5–10 phút 4ml acetamit 5% + 1g bột đậu tương, Ống B lắc Đặt miệng ống mẩu giấy quỳ, đậy miệng ống nút bấc 58 ? Đặt ống vào 370C 5–10 phút – Giải thích kết thu – Kết luận rút gì? 2.2.Tính đặc hiệu α–amylase nước bọt sucrase nấm men – Gợi ý phân tích kết quả: Ống nghi ệm Thí nghiệm Hiện tượng xảy 2ml dung dịch tinh bột + 0,5ml dung Ống dịch nước bọt Lắc đều, giữ 37 – 40 0C A 10 phút Làm lạnh Thêm vài giọt ? thuốc thử Lugol 2ml dung dịch tinh bột + 0,5ml dung Ống dịch sacaroza nấm men Lắc đều, giữ B 37 – 400C 10 phút Làm lạnh ? Thêm vài giọt thuốc thử Lugol 2ml dung dịch sacaroza + 0,5ml dung Ống dịch nước bọt Lắc đều, giữ 37 – 40 0C C 10 phút Thêm thuốc thử Fehling ? Đun nóng 2ml dung dịch sacaroza +0,5ml dung Ống dịch sacaroza nấm men Lắc đều, giữ D 37 – 400C 10 phút Thêm thuốc ? thử Fehling Đun nóng – Giải thích kết thu – Kết luận rút gì? 2.3 Tính chất enzyme 2.3.1.Ảnh hưởng nhiệt độ – Gợi ý phân tích kết quả: Ống nghi ệm Thí nghiệm xảy 2ml dung dịch tinh bột 1% Đặt ống A Ống Hiện tượng vào nồi cách thủy sôi, giữ ống 59 ? A nhiệt độ tương ứng 15 phút 2ml dung dịch tinh bột 1% Đặt ống B Ống vào tủ ấm 370C, giữ ống nhiệt độ B tương ứng 15 phút 2ml dung dịch tinh bột 1% Đặt ống C Ống lên nước đá, giữ ống nhiệt độ tương C ứng 15 phút ? ? – Giải thích kết thu – Kết luận rút gì? 2.3.2.Ảnh hưởng pH môi trường – Gợi ý phân tích kết quả: Ống nghiệ m A B C D E F G Thể tích Na2HPO4 (ml) Thể tích NaH2PO4 (ml) 0,1 0,3 1,0 2,5 3,5 4,5 4,9 4,9 4,7 4,0 2,5 1,5 0,5 0,1 pH 5,3 5,6 6,2 6,8 7,2 7,7 8,4 Màu với thuốc thử Lugol sau phút ? ? ? ? ? ? ? – Sau phút lấy 0,2ml dung dịch ống cho lên sứ để thử phản ứng màu với Lugol thu kết nào? Cứ phút thử lần ống cho phản ứng âm tính với Lugol? Khi cho vào ống giọt thuốc thử Lugol, lắc sau 13 phút thu kết nào? – Giải thích kết thu – Kết luận rút gì? 2.3.3.Ảnh hưởng chất kích thích kìm hãm – Gợi ý phân tích kết quả: Ống nghi ệm Thí nghiệm Hiện tượng xảy 1ml nước cất + 1ml dung dịch nước A bọt pha loãng 20 lần + 1ml dung dịch 60 ? tinh bột 0,5%, lắc Sau 10 phút, thêm vào vài giọt thuốc thử Lugol 0,8ml nước cất 0,2ml NaCl 1%+ B 1ml dung dịch nước bọt pha loãng 20 ? lần + 1ml dung dịch tinh bột 0,5%, lắc Sau 10 phút, thêm vào vài giọt thuốc thử Lugol 0,8nl nước cất 0,2ml CuSO4 1% + C 1ml dung dịch nước bọt pha loãng 20 ? lần + 1ml dung dịch tinh bột 0,5%, lắc Sau 10 phút, thêm vào vài giọt thuốc thử Lugol – Giải thích kết thu – Kết luận rút gì? VI CÂU HỎI ĐÁNH GIÁ VÀ MỞ RỘNG VẤN ĐỀ Phản ứng enzim chịu ảnh hưởng nhân tố nào? Em đưa phương án thí nghiệm chứng minh 2.Các enzyme hoạt động tốt giá trị pH cụ thể Trong dày người bình thường, độ pH = 2,0 - 3,0 môi trường cần thiết cho hoạt động bình thường enzym tiêu hóa Các loại thuốc: Aspirin, Sodium bicarbonate - (NaHCO3), Maalox, hydroxyt magie - [Mg(OH)2] thường sử dụng để điều trị "chứng khó tiêu axit" dày, điều kiện việc giảm độ pH gây trở ngại cho enzyme tiêu hóa hoạt động hiệu a Làm bạn giải thích tác động loại thuốc tốt pH nào? b Điều xảy dư thừa loại thuốc sử dụng? Tính pH dung dịch liệt kê Dung dịch Maalox Nước bọt + -9 [H ] = 3,1 x 10 M [H+] = 1,95 x 10-7 M 61 pH ? ? [OH-] = 2,4 x 10-12M Dấm ? Tính nồng độ H+ OH- dung dịch liệt kê Dung dịch Nước cà chua Máu huyết Nước biển [H+]M ? ? ? pH 4.2 7.4 8.2 [OH-]M ? ? ? Bạn có bốn ống nghiệm 1000 ml đầy bốn dung dịch khác rõ ràng: 0.1 M NaH2PO4; 0.1 M Na2HPO4; 0,1 M phosphate buffer, pH 7,2 nước cất Rất tiếc! Bạn quên dán nhãn ống nghiệm tất ống nghiệm giống Bạn nhận màu đỏ thymolph-thalein từ phòng thí nghiệm thử nghiệm mẫu dung dịch, ghi nhãn ống nghiệm ngẫu nhiên A, B, C, D Bạn sử dụng congo đỏ HCl thêm vào mẫu, thymolphthalein NaOH thêm vào Bạn nhận kết sau: Ống nghiệ m A A Màu sắc trước bổ sung Thêm Màu sắc sau bổ sung Đỏ Không màu HCl NaOH Đỏ Xanh dương B B Đỏ Không màu HCl NaOH Xanh dương Xanh dương C C Đỏ Không màu HCl NaOH Đỏ Không màu D D Đỏ Không màu HCl NaOH Xanh dương Không màu Bản chất dung dịch A, B, C, D gì? Bạn có đệm pH 2, 4, 6, 8, 10, bạn cần đệm pH cho thử nghiệm Mô tả cách thức bạn làm cho đệm pH 7 Sự phụ thuộc tốc độ phản ứng ban đầu (khởi đầu) vào nồng độ chất enzim khác ( X,Y Z) trình bày bảng: Nồng độ chất (đơn vị tuỳ ý) X 0,92 1,67 Tốc độ khởi đầu (đơn vị tuỳ ý) Y Z 0,91 0,032 1,67 0,176 62 10 15 20 30 50 100 2,85 3,75 4,40 4,90 5,80 6,23 6,80 6,00 4,20 2,68 3,75 4,44 5,00 6,00 6,67 7,50 8,33 9,09 0,919 2,180 3,640 5,000 7,337 8,498 9,397 9,824 9,968 a Vẽ đồ thị nêu mối quan hệ tốc độ khởi đầu nồng độ chất b Enzim (X ,Y, Z) enzim điều hoà theo kiểu hợp tác? c Enzim (X, Y Z) bị ức chế chất nó? Bài Quan sát tế bào kính hiển vi Thí nghiệm co phản co nguyên sinh I MỤC TIÊU 1- Học sinh biết cách làm tiêu tạm thời tế bào thực vật để quan sát hình dạng tế bào 2- Học sinh quan sát thành phần tế bào, tượng co nguyên sinh phản co nguyên sinh củng cố kiến thức trao đổi chất qua màng tế bào 3- Học sinh làm thí nghiệm quan sát tượng co phản co nguyên sinh tế bào thực vật, củng cố kiến thức trao đổi chất qua màng tế bào 4- Rèn luyện kĩ sử dụng kính hiển vi quang học 5- Rèn cho học sinh tính cẩn thận, tỉ mỉ thao tác thí nghiệm II CƠ SỞ KHOA HỌC Thẩm thấu cách vận chuyển nước thụ động, khuếch tán phân tử nước qua màng bán thấm chọn lọc Mỗi tế bào chứa dung dịch nội bào có áp suất thẩm thấu định màng tế bào chất có tính thấm nước nên phân tử nước vào hay khỏi tế bào - Tính trương dung dịch khả dung dịch làm cho tế bào lấy thêm nước Tính trương dung dịch phần phụ thuộc vào 63 nồng độ chất tan qua màng tế bào so với nồng độ chất bên tế bào - Dung dịch ưu trương dung dịch có nồng độ chất tan cao so với dịch nội bào nên áp suất thẩm thấu cao có sức hút dung mơi nước lớn - Dung dịch nhược trương dung dịch có nồng độ chất tan thấp nên áp suất thẩm thấu thấp sức hút nước - Dung dịch đẳng trương dung dịch có nồng độ chất tan với dung dịch tế bào nên áp suất thẩm thấu sức hút nước cân với dung dịch tế bào Hiện tượng co nguyên sinh phản co nguyên sinh phản ánh cân nước tế bào thực vật (tế bào có thành tế bào) - Co nguyên sinh đặt tế bào thực vật dung dịch ưu trương tế bào bị nước khối tế bào chất bị co lại, nhăn nhúm tách khỏi thành tế bào - Khi đặt tế bào dung dịch nhược trương nồng độ dịch bào cao nên hút nước từ vào làm nguyên sinh chất trương phồng trở lại lúc đầu, tượng phản co nguyên sinh III THIẾT BỊ – HÓA CHẤT- MẪU VẬT Thiết bị: Kính hiển vi với vật kính 10X, 40X, lam kính, lamen, kim mũi mác, đèn cồn, cốc thủy tinh, đĩa đồng hồ, giấy thấm Hoá chất: Nước cất, dung dịch NaCl 1% 0,9% Nếu chuẩn bị dung dịch ưu trương khác (KNO3 đường) khơng nên để nồng độ q cao làm co nguyên sinh nhanh không kịp quan sát Mẫu vật: Củ hành tươi (hoặc thài lài tía) IV TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM Qui trình sử dụng bảo quản kính hiển vi 64 - Kỹ thuật lấy ánh sáng: Nếu kính hiển vi dùng nguồn sáng ngồi cần điều chỉnh gương chiếu sáng; kính hiển vi dùng điện hướng dẫn em vị trí cơng tắc nút điều chỉnh cường độ ánh sáng - Đặt cố định tiêu bàn kính cho mẫu vật nằm trung tâm, dùng kẹp giữ tiêu - Quan sát: mắt nhìn vào thị kính (nếu kính mắt cần phải quan sát mắt), dùng tay điều chỉnh ốc sơ cấp (ốc to) cho quan sát thấy rõ vật cần quan sát Lưu ý, không tiêu chạm vào vật kính (có thể dùng ốc hãm, chỉnh ốc sơ cấp cho vật kính xuống gần chạm vào tiêu dừng lại bắt đầu vừa quan sát vừa chỉnh vật kính lên quan sát rõ mẫu vật) Dể nhìn rõ hình ảnh mẫu vật co thể điều chỉnh ốc vi cấp (ốc nhỏ) - Nghiêm cấm học sinh khơng sờ tay vào vật kính thị kính, khơng để phận tiếp xúc với nước hay hóa chất thứ để tránh làm hư hỏng phận - Sau sử dụng cần lau kính khăn chụp bao nilon hay cho vào hộp bảo quản Ln bê kính tay (một tay cầm, tay đỡ phía dưới) Cách làm tiêu tế bào thực vật - Dùng kim mũi mác bóc lớp tế bào biểu bì hành Để thí nghiệm quan sát rõ cần tách lớp biểu bì mỏng tốt, khơng tách mỏng lớp tế bào chồng lên khó quan sát - Đặt miếng biểu bì lam kính nhỏ sẵn giọt nước, đậy lamen quan sát cấu trúc tế bào Lưu ý học sinh kỹ thuật đậy lamen để tiêu khơng bị lẫn nhiều bọt khí vị trí mẫu vị trí trung tâm lam kính Quan sát tượng co nguyên sinh phản co nguyên sinh - Nhỏ vào mép lamen giọt nước muối NaCl 1% Giữ nguyên tiêu vị trí này, dùng ống hút nhỏ giọt nước mép lamen, đồng thời dùng miếng giấy thấm đặt phía bên lamen để hút hết phần nước dung dịch muối thay hoàn toàn Sau – phút ta thấy màng tế bào tách khỏi lớp vỏ xenlulozơ → thể tích tế bào chất bị thu hẹp 65 lại Đó tượng co sinh chất - Giữ nguyên tiêu vị trí này, dùng ống hút nhỏ vài giọt nước mép lamen mép lamen phía đối diện, dùng giấy thấm hút hết dung dịch muối ra, quan sát thấy tượng ngược lại với co nguyên sinh chất: Thể tích tế bào chất không bào mở rộng trở vị trí ban đầu nước hút ngược trở lại Đó tượng phản co nguyên sinh Thí nghiệm đối chứng Giết chết tế bào cách hơ lam kính lửa đèn cồn lặp lại thí nghiệm, sau quan sát, nhận xét tượng Cũng cách làm tương tự trên, ta cho tế bào dung dịch NaCl 0,9% Quan sát tượng xảy giải thích V PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO Học sinh vừa quan sát vẽ - Hình dạng tế bào thích thành phần cấu trúc tế bào - Hình dạng tế bào xảy tượng co nguyên sinh phản co nguyên sinh So sánh kết thí nghiệm trường hợp mẫu không xử lý nhiệt qua xử lý nhiệt Từ kết so sánh phần yêu cầu học sinh rút kết luận đặc điểm sống tế bào VI CÂU HỎI ĐÁNH GIÁ VÀ MỞ RỘNG VẤN ĐỀ Tại không nên dùng dung dịch ưu trương có nồng độ cao? Hiện tượng co nguyên sinh phản co nguyên sinh có xảy tế bào động vật khơng? Giải thích Khi trồng mơi trường đất phù hợp loại môi trường dung dịch đất có tính trương nào? Khi tế bào co nguyên sinh, khoảng trống chất nguyên sinh thành tế bào gì? 66 Một học sinh làm thí nghiệm: – Cắt đoạn thân hành (phần thân màu trắng) Dùng lưỡi lam bổ dọc thành hai, sau bóc tách – Bóc lớp biểu bì hành đặt lên lam kính – Dùng lamen đặt hai bên miếng biểu bì hành nhỏ vào giọt dung dịch đường 20%, dùng lamen thứ đậy lên mẫu Quan sát kính thời điểm: sau nhỏ đung dịch đường, sau 10 phút sau 20 phút Theo em bạn học sinh quan sát thấy tượng gì? Giải thích Một học sinh làm thí nghiệm: – Nhỏ giọt máu người (hoặc máu ếch) lên lam kính, đậy lamen, quan sát kính hiển vi bội giác 10X chuyển sang bội giác 40X – Nhỏ vào mép lamen giọt NaCl 0,6%, quan sát bội giác 40X – Lấy giọt máu khác, đậy lamen, nhỏ giọt NaCl 10% vào mép lamen, quan sát bội giác 40X Cho biết tượng xảy giải thích ngun nhân? Điền vào trống trắng trống có dấu chấm hỏi câu trả lời thích hợp? ? ? ? ? ? 67 ? ? Bài Lên men etilic I MỤC TIÊU 1- Học sinh hiểu rõ chất trình lên men 2- Giúp học sinh rèn kỹ xếp bố trí thí nghiệm, tiến hành bước thí nghiệm II CƠ SỞ KHOA HỌC Lên men bao gồm đường phân phản ứng tái sinh NAD + nhờ chuyển electron từ NADH đến pyruvat dẫn xuất pyruvat Sau NAD+ dùng lại để oxi hóa đường nhờ đường phân từ sinh ATP theo đường phophorin hóa mức chất Có nhiều kiểu lên men, khác sản phẩm cuối cùng, hai kiểu phổ biến lên men etilic (lên men rượu) lên men lactic Lên men kiểu hô hấp khác với kiểu hô hấp khác sản phẩm tạo hợp chất hữu lượng tạo Trong q trình lên men etilic, pyruvat bị biến đổi thành ethanol theo hai bước Bước đầu giải phóng CO2 từ pyruvat pyruvat bị biến đổi thành hợp chất có 2-cacbon acetaldehyt, ethanol Nhiều vi khuẩn tiến hành lên men rượu điều kiện kị khí nấm men rượu lên men rượu III THIẾT BỊ – HÓA CHẤT- MẪU VẬT Cho nhóm thí nghiệm: - Bình thủy tinh 500 – 1000 ml - ống nghiệm, có đánh số - Bánh men giã nhỏ lấy phần bột mịn (2 – 3g) - Dung dịch đường kính (sacaroz) 10% - 200 ml nước lã đun sôi để nguội IV TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM Yêu cầu học sinh pha 200 – 500 ml dung dịch đường 8% - 10% chuẩn bị vào bình thủy tinh hình trụ 68 Giáo viên cần chuẩn bị thí nghiệm gồm ống nghiệm để làm mẫu trước cho học sinh thí nghiệm khoảng h trước theo trình tự: - Cho vào đáy ống nghiệm số số khoảng 1g bột bánh men - Đổ nhẹ theo thành ống 10 ml dung dịch đường vào ống - Đổ nhẹ theo thành ống 10 ml nước sôi để nguội vào ống nghiệm - Dùng giấy mềm nilon buộc kín miệng ống nghiệm Giáo viên cho học sinh quan sát thí nghiệm chuẩn bị trước yêu cầu học sinh quan sát tượng xảy Giới thiệu dụng cụ thí nghiệm yêu cầu học sinh bố trí thí nghiệm từ dụng cụ nguyên vật liệu nhằm mục đích quan sát tượng trình lên men etilic quan sát Học sinh làm thí nghiệm V PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO Viết phương trình lên men etilic Quan sát thí nghiệm điền nhận xét vào bảng (có +; khơng có -) Nhận xét Có bọt khí Có mùi rượu Có mùi bánh men Có vị đường ống nghiệm ? ? ? ? ống nghiệm ? ? ? ? ống nghiệm ? ? ? ? Yêu cầu học sinh kết luận điều kiện trình lên men nêu nguyên liệu sản phẩm trình lên men etilic VI CÂU HỎI ĐÁNH GIÁ VÀ MỞ RỘNG VẤN ĐỀ Nếu ống nghiệm dung dịch đường - % có bổ sung thêm dịch nước ép hoa trùng số lượng bọt khí xuất nhanh nhiều Giải thích Vi sinh vật sử dụng thí nghiệm nấm men Ở điều kiện hiếu khí nấm men hơ hấp hiếu khí khơng có O nấm men chuyển sang lên men a Giải thích tượng b So sánh hơ hấp hiếu khí lên men 3.Viết sơ đồ bước so sánh: 69 a Len men rượu etylic Sac Cerevisiae b Len men lactic Streptococcus lactis Để định lượng dung dịch piridoxin chiết từ hạt ngô nảy mầm, người ta chuẩn bị môi trường dinh dưỡng lỏng chứa tất chất dinh dưỡng cần thiết cho sinh trưởng chủng Streptococcus faecalis, trừ piridoxin Phân phối môi trường vào ống nghiệm khác nhau, đánh số từ đến 8, sau tiến hành: – Bổ sung vào ống nghiệm từ đến thể tích định dung dịch mẹ chứa 2mg/ ml piridoxin chuẩn – Bổ sung vào ống thể tích định dung dịch chuẩn bị từ hạt ngô nảy mầm – Bổ sung nước cất vào tất ống nghiệm để chúng đạt thể tích – Sau cấy vi khuẩn để đạt nồng độ tế bào ban đầu 10 tế bào /ml, tất ống ngiệm giữ tủ ấm 37 0C 24 máy lắc Đo sinh trưởng cách đếm khuẩn lạc mặt thạch khay petri, kết bảng sau: Ống nghiệm số dinh 5 5 5 5 Dung dịch piridoxin chuẩn (ml) 0,5 1,5 2,5 0 Dung dịch ngô nảy mầm (ml) 0 0 0 2,5 Nước cất (ml) 4,5 3,5 2,5 2,5 Sinh trưởng vi sinh vật logN 5,12 5,24 5,36 5,39 5,40 5,12 5,24 Mơi trường dưỡng (ml) a Có thể thay chủng vi khuẩn Streptococcus faecalis thí nghiệm chủng vi khuẩn khác khơng? Vì sao? b Ống nghiệm có cần thiết khơng? c Các ống nghiệm từ đến có tác dụng gì? Người ta ni vi khuẩn vi khuẩn giấm (Acetobacter suboxydans) môi trường lỏng chứa chất dinh dưỡng phù hợp, bình A khơng có axit para–aminobenzoic (PAB) bình B có hợp chất Ở thời điểm người ta tính sinh trưởng vi khuẩn giấm theo lnN 70 = f(t), kết ghi bảng sau; biết có vi khuẩn phát triển môi trường B t (giờ) lnN 11,50 11,50 11,50 11,50 11,85 12,45 13,25 14,10 14,90 t (giờ) 10 11 12 13 14 15 16 17 lnN 15,75 16,55 17,05 17,40 17,55 17,65 17,70 17,75 17,75 a Hợp chất PAB loại hợp chất có vai trò vi khuẩn giấm này? b Hãy kẻ đồ thị sinh trưởng vi khuẩn theo hàm số lnN = f(t) c Xác định pha sinh trưởng ý nghĩa sinh lí pha d Nêu mối liên hệ đại lượng lnNt (logarit N thời điểm t) lnNt + g (logarit N thời điểm t+g) Biết g thời gian hệ tế bào; t t+g nằm pha log (pha cấp số mũ) e Hãy tính số tốc độ sinh trưởng riêng thời gian hệ vi khuẩn (lấy ln2 = 0,7) 71 ... 91 Bài Quan sát dạng đột biến NST tiêu cố định hay tiêu tạm thời 94 Bài 10 Tính độ phong phú lồi kích thước quần thể 11 0 Phần Phụ lục 12 3 Phụ lục 12 3 Tài liệu tham khảo 16 3 Thông tin tác giả 16 5... 2 011 môn Sinh học” có giới thi u nhiều thực hành khác Để sử dụng tài liệu hiệu xin lưu ý điểm sau: - Đọc kĩ nội dung phần 1: “Giới thi u chung thí nghiệm thực hành môn Sinh học” Giáo viên học sinh. .. với sinh vật; quy định việc cung cấp thi t bị an toàn sinh học - Ngày an tồn sinh học bao gồm phạm trù an ninh sinh học phòng thí nghiệm Tính cấp thi t an tồn sinh học Các phòng thí nghiệm sinh