Bài 12. Thực hành: Sự vận chuyển các chất qua màng

LÝ THUYẾT THỰC HÀNH

YÊU CẦU CẦN ĐẠT

- Làm được thí nghiệm tính thấm có chọn lọc của màng sinh chất tế bào sống.

- Làm được thí nghiệm và quan sát hiện tượng co và phản co nguyên sinh tế bào hành, tế bào máu,...).

I. CHUẨN BỊ

Dụng cụ: Đèn cồn, diêm (hoặc bật lửa), kính hiển vi, lamen, lam kính, kim mũi mác, kim mũi nhọn, ống nhỏ giọt, giấy thấm, đĩa petri, dao nhỏ, ống nghiệm, kẹp.

Hoá chất: Nước cất, dung dịch xanh methylene 1 %, dung dịch NaCl 0,65 % và 2 %.

Mẫu vật: Củ khoai tây, củ hành tím, ếch sống

Chú ý

Có thể thay dung dịch NaCl 2 % bằng saccharose 1,5 M hoặc KNO 1M. Xanh methylene có thể thay bằng indigo carmine 0,2 %.

 II. CÁCH TIẾN HÀNH

1. Quan sát để trải nghiệm

Từ những tình huống sau đây, em hãy xác định vấn đề được nêu ra trong môi trường hợp và đặt ra các câu hỏi giả định cho tình huống mà em quan sát được.

a. Khi hầm canh khoai tây với củ dền đỏ, nếu để lâu thì khoai tây sẽ bị đổi màu.

b. Khi ngâm rau, củ, quả trong nước muối có nồng độ cao làm cho rau, củ, quả dễ bị nhiễm mặn, dập nát, khi nấu lên sẽ mất độ ngon.

c. Khi súc miệng bằng nước muối có nồng độ cao sẽ làm tổn thương các tế bào niêm mạc miệng.

2. Đề xuất giả thuyết và phương án chứng minh giả thuyết

Hãy đề xuất các giả thuyết để giải thích cho các vấn đề đã nêu và đề xuất phương án kiểm chứng cho mỗi giả thuyết đó.

3. Thiết kế thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết

Có thể thiết kế thí nghiệm mới trên cơ sở các thí nghiệm sau.

a. Thí nghiệm tính thấm có chọn lọc của màng sinh chất tế bào sống

Bước 1: Gọt vỏ củ khoai tây, sau đó cắt thành những miếng nhỏ dày 1 cm rồi cho vào hai ống nghiệm được đánh số 1 và 2 đã có sẵn 10 mL nước cất.

Bước 2: Ống nghiệm 1 để nguyên làm ống đối chứng. Ống nghiệm 2 đun trên ngọn lửa đèn cồn khoảng 2 phút.

Bước 3: Nhỏ 3-4 giọt dung dịch xanh methylene vào cả hai ống nghiệm và ngâm khoảng 20 phút. Bước 4: Dùng kẹp gắp các miếng khoai tây ra, sau đó cắt đôi và quan sát tính thấm của xanh methylene vào các miếng khoai tây ở cả hai ống nghiệm.

b. Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh ở tế bào thực vật

Bước 1: Dùng kim mũi mác (hoặc kim mũi nhọn) bóc một lớp tế bào biểu bì củ hành tím và đặt lên lam kính đã nhỏ sẵn một giọt nước cất.

Bước 2: Đậy lamen lên mẫu vật. Dùng giấy thấm hút bớt nước tràn ra ngoài (nếu có). Bước 3: Đặt và cố định tiêu bản trên bàn kính.

Bước 4: Quan sát mẫu vật ở vật kính 10x, chọn vùng có lớp tế bào mỏng nhất để dễ quan sát. Sau đó chuyển sang vật kính 40x để quan sát rõ hơn.

Bước 5: Gây hiện tượng co nguyên sinh: bào chết, nhân và không bào.

+ Nhỏ một giọt dung dịch NaCl 2 % bằng ống nhỏ giọt vào mép lamen.

+ Dùng giấy thấm đặt vào mép lamen ở phía đối diện để tạo lực hút đưa nhanh dung dịch NaCl vào vùng có tế bào.

+ Quan sát diễn biến quá trình co nguyên sinh ở tế bào.

Bước 6: Gây hiện tượng phản co nguyên sinh:

+ Nhỏ nước cất vào tế bào đã có nguyên sinh.

+ Quan sát diễn biến quá trình phản co nguyên sinh ở tế bào.

Chú ý

1. Quan sát dưới kính hiển vi sẽ thấy các tế bào nằm sát nhau, mỗi tế bào gồm thành tế bào, màng tế bào, tế bào chất, nhân và không bào.

2. Cần tìm vùng có lớp tế bào mỏng vì các vùng dày do các lớp tế bào chồng lên nhau sẽ khó quan sát.

c. Thí nghiệm teo bào và tan bào ở tế bào động vật

Bước 1: Nhỏ một giọt máu ếch lên lam kính đã có sẵn dung dịch NaCl 0,65 % (dung dịch đẳng trương).

Bước 2: Đậy lamen lên mẫu vật. Dùng giấy thấm nếu có dung dịch tràn ra ngoài. Bước 3: Đặt và cố định tiêu bản trên bàn kính.

Bước 4: Quan sát mẫu vật ở vật kính 10x, chọn vùng có số lượng tế bào vừa phải. Sau đó chuyển sang vật kính 40x để quan sát rõ hơn.

Bước 5: Gây hiện tượng teo bào:

+ Tiến hành các bước như gây hiện tượng co nguyên sinh tế bào thực vật.

+ Quan sát sự thay đổi hình dạng của tế bào máu.

Bước 6: Gây hiện tượng tan bào:

+ Tiến hành làm lại tiêu bản tế bào máu ếch như Bước 1,2.

+ Tiến hành các bước như gây hiện tượng phản co nguyên sinh tế bào thực vật.

+ Quan sát sự thay đổi số lượng tế bào máu.

Chú ý

1. Khi quan sát ở vật kính 10x sẽ thấy ở các hạt hình tròn nhỏ, màu đỏ và nằm rải rác. Đó là các tế bào máu ếch.

2. Thí nghiệm teo bào và tan bào ở tế bào động vật cản khoảng 30 – 40 phút mới quan sát thấy hiện tượng. Do đó, có thể tiến hành thí nghiệm này trước để kịp thời gian quan sát.

4. Thảo luận dựa trên kết quả thí nghiệm

Các nhóm mô tả kết quả quan sát được và đưa ra kết luận giả thuyết đúng hay sai. Từ đó, kết luận vấn đề nghiên cứu.

5. Báo cáo kết quả thực hành 

Viết và trình bày báo cáo theo mẫu:

BÁO CÁO: KẾT QUẢ THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM VỀ SỰ VẬN CHUYỂN CÁC CHẤT QUA MÀNG SINH CHẤT

Thứ ... ngày ... tháng ... năm...

 Nhóm: ...      Lớp: ...       Họ và tên thành viên: ...

1. Mục đích thực hiện đề tài.

- Làm được thí nghiệm tính thấm có chọn lọc của màng sinh chất tế bào sống.

- Làm được thí nghiệm và quan sát hiện tượng co và phản co nguyên sinh tế bào hành, tế bào máu,...).

2. Mẫu vật, hoá chất.

Dụng cụ: Đèn cồn, diêm (hoặc bật lửa), kính hiển vi, lamen, lam kính, kim mũi mác, kim mũi nhọn, ống nhỏ giọt, giấy thấm, đĩa petri, dao nhỏ, ống nghiệm, kẹp.

Hoá chất: Nước cất, dung dịch xanh methylene 1 %, dung dịch NaCl 0,65 % và 2 %.

Mẫu vật: Củ khoai tây, củ hành tím, ếch sống

3. Giả thuyết và đối tượng nghiên cứu.

4. Phương pháp nghiên cứu.

Thiết kế thí nghiệm kiểm chứng giả thuyết

a. Thí nghiệm tính thấm có chọn lọc của màng sinh chất tế bào sống

Bước 1: Gọt vỏ củ khoai tây, sau đó cắt thành những miếng nhỏ dày 1 cm rồi cho vào hai ống nghiệm được đánh số 1 và 2 đã có sẵn 10 mL nước cất.

Bước 2: Ống nghiệm 1 để nguyên làm ống đối chứng. Ống nghiệm 2 đun trên ngọn lửa đèn cồn khoảng 2 phút.

Bước 3: Nhỏ 3-4 giọt dung dịch xanh methylene vào cả hai ống nghiệm và ngâm khoảng 20 phút. Bước 4: Dùng kẹp gắp các miếng khoai tây ra, sau đó cắt đôi và quan sát tính thấm của xanh methylene vào các miếng khoai tây ở cả hai ống nghiệm. 

b. Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh ở tế bào thực vật

Bước 1: Dùng kim mũi mác (hoặc kim mũi nhọn) bóc một lớp tế bào biểu bì củ hành tím và đặt lên lam kính đã nhỏ sẵn một giọt nước cất.

Bước 2: Đậy lamen lên mẫu vật. Dùng giấy thấm hút bớt nước tràn ra ngoài (nếu có). Bước 3: Đặt và cố định tiêu bản trên bàn kính.

Bước 4: Quan sát mẫu vật ở vật kính 10x, chọn vùng có lớp tế bào mỏng nhất để dễ quan sát. Sau đó chuyển sang vật kính 40x để quan sát rõ hơn.

Bước 5: Gây hiện tượng co nguyên sinh: bào chết, nhân và không bào.

+ Nhỏ một giọt dung dịch NaCl 2 % bằng ống nhỏ giọt vào mép lamen.

+ Dùng giấy thấm đặt vào mép lamen ở phía đối diện để tạo lực hút đưa nhanh dung dịch NaCl vào vùng có tế bào.

+ Quan sát diễn biến quá trình co nguyên sinh ở tế bào.

Bước 6: Gây hiện tượng phản co nguyên sinh:

+ Nhỏ nước cất vào tế bào đã có nguyên sinh.

+ Quan sát diễn biến quá trình phản co nguyên sinh ở tế bào.

c. Thí nghiệm teo bào và tan bào ở tế bào động vật

Bước 1: Nhỏ một giọt máu ếch lên lam kính đã có sẵn dung dịch NaCl 0,65 % (dung dịch đẳng trương).

Bước 2: Đậy lamen lên mẫu vật. Dùng giấy thấm nếu có dung dịch tràn ra ngoài. Bước 3: Đặt và cố định tiêu bản trên bàn kính.

Bước 4: Quan sát mẫu vật ở vật kính 10x, chọn vùng có số lượng tế bào vừa phải. Sau đó chuyển sang vật kính 40x để quan sát rõ hơn.

Bước 5: Gây hiện tượng teo bào:

+ Tiến hành các bước như gây hiện tượng co nguyên sinh tế bào thực vật.

+ Quan sát sự thay đổi hình dạng của tế bào máu.

Bước 6: Gây hiện tượng tan bào:

+ Tiến hành làm lại tiêu bản tế bào máu ếch như Bước 1,2.

+ Tiến hành các bước như gây hiện tượng phản co nguyên sinh tế bào thực vật.

+ Quan sát sự thay đổi số lượng tế bào máu.

5. Báo cáo kết quả nghiên cứu:

a. Giải thích kết quả thí nghiệm tính thấm chọn lọc của màng sinh chất tế bào sống.

Lời giải chi tiết:

- Màng tế bào sống có tính thấm chọn lọc, khi tế bào chết tính thấm này biến mất.

b. Vẽ tế bào thực vật ở trạng thái bình thường và khi co nguyên sinh. Giải thích hiện tượng co và phản co nguyên sinh ở tế bào thực vật.

Hình vẽ tế bào bình thường và tế bào co nguyên sinh

Co nguyên sinh:

- Tế bào nằm trong môi trường ưu trương.

- Ưu trương là môi trường mà nồng độ chất tan lớn hơn so với môi trường nội bào.

- Tế bào sống được đặt trong môi trường ưu trương so với nó thì sẽ xảy ra hiện tượng co nguyên sinh - nước từ trong tế bào sẽ đi ra ngoài làm cho tế bào bị co (thu nhỏ lại) và nếu co quá nhiều sẽ làm tế bào chết.

Phản co nguyên sinh:

- Tế bào nằm trong môi trường nhược trương.

- Nhược trương là môi trường mà nồng độ chất tan nhỏ hơn so với môi trường nội bào.

- Tế bào sống được đặt trong môi trường nhược trương thì áp suất thẩm thấu sẽ làm các phân tử nước di chuyển vào trong tế bào, có thể làm tế bào sưng lên và vỡ ra.

c. Vẽ tế bào máu ếch khi ở trạng thái bình thường và khi bị teo bào. Giải thích hiện tượng teo bào và tan bào ở tế bào động vật.

Nguyên nhân: Do nồng độ các chất tan ngoài môi trường và trong tế bào bằng nhau.

- Đẳng trương: không xảy ra hiện tượng

- Ưu trương: tế bào bị co lại (Teo bào ở tế bào động vật).

Nguyên nhân: Do nồng độ các chất tan ở bên ngoài môi trường lớn hơn nồng độ các chất tan trong tế bào → các chất tan từ ngoài môi trường đi vào tế bào, đồng thời nước từ trong tế bào đi ra ngoài → gây hiện tượng teo bào.

- Nhược trương: gây tan bào ở động vật.

Nguyên nhân: Do nồng độ các chất tan ở bên ngoài môi trường thấp hơn trong tế bào → các chất tan đi từ trong tế bào ra ngoài môi trường, đồng thời nước từ ngoài môi trường sẽ đi vào trong tế bào → Khi nước đi vào tế bào quá nhiều → tế bào vỡ ra (tan bào).

6. Kết luận và kiến nghị.

- Màng tế bào có tính thấm chọn lọc.

- Nồng độ chất tan ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển nước qua màng tế bào.

Kiến nghị:

- Rửa rau bằng nước muối nồng độ cao giúp tiêu biệt vi khuẩn.