Cải tiến quy trình làm tiêu bản di truyền ở bậc trung học phổ thông

i

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài ................................................................................................. 1
2. Mục đích đề tài .................................................................................................... 2
3. Nhiệm vụ nghiên cứu .......................................................................................... 3
4. Khách thể nghiên cứu .......................................................................................... 3
5. Đối tƣợng nghiên cứu .......................................................................................... 3
6. Phạm vi nghiên cứu đề tài ................................................................................... 3
7. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................... 3
8. Phƣơng pháp nghiên cứu ..................................................................................... 3
9. Sản phẩm của đề tài ............................................................................................. 4
10. Ý nghĩa của đề tài .............................................................................................. 4
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 .Vai trò của thí nghiệm, thực hành trong dạy học Sinh học ..... ........................... 5
1.2 . Các bài thực hành Di truyền học trong chƣơng trình Sinh học Trung học Cơ sở và
Trung học Phổ thông ................................................................ ........................... 5
1.3 .Các quy trình làm tiêu bản Di truyền học trong và ngoài nƣớc .......................... 9
1.4 . Một số loại thuốc nhuộm nhiễm sắc thể ................................. ......................... 13
1.5. Đối tƣợng thƣờng đƣợc dùng trong thực hiện tiêu bản Di truyền học ............ 15
1.6. Các quy trình thực hiện tiêu bản Di truyền tạm thời có trong SGK

............ 15

1.7. Các quy trình thực hiện tiêu bản Di truyền tạm thời và cố định có trong các tài liệu
ngoài SGK .................................................................................................................18

CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP
2.1. Vật liệu nghiên cứu ......................................................................................... 25

2.2. Hóa chất và dụng cụ ......................................................................................... 25
2.2.1. Hóa chất
2.2.1.1. Thuốc nhuộm NST .............................................................................. 25
2.2.1.2. Dung dịch cố định mẫu ......................................................................... 25
2.2.1.3. Dung dịch nhƣợc trƣơng ....................................................................... 25
2.2.1.4. Dung dịch làm mềm mẫu ...................................................................... 25
2.2.1.5. Các loại hóa chất xử lí mẫu................................................................... 25


ii

2.2.1.6. Môi trƣờng nuôi ruồi giấm.................................................................... 26
2.2.2. Dụng cụ

.............................................................................. 26

2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................ 26
2.3.1. Nghiên cứu lý thuyết về các quy trình thực hiện tiêu bản Di truyền tạm thời và
cố định

................................................................................................................. 26

2.3.2. Bố trí thí nhiệm ............................................................................................ 26
2.3.3. Xử lý thống kê .............................................................................................. 27
2.3.3.1. Cách đếm số lƣợng tế bào trong các thí nghiệm có định lƣợng ................ 27
2.3.3.2. Xử lý số liệu .............................................................................................. 28
2.3.4. Khảo sát các bƣớc (công đoạn) trong các quy trình thực hiện tiêu bản tạm thời
và cố định
2.3.4.1. Thao tác chuẩn bị mẫu .......................................................................... 28
2.3.4.2. Xử lí đa bội hóa tế bào thực vật ............................................................ 29

2.3.4.3. Xử lý sốc nhƣợc trƣơng ........................................................................ 29
2.3.4.4. Cố định mẫu ......................................................................................... 30
2.3.4.5. Làm mềm mẫu ...................................................................................... 30
2.3.4.6. Nhuộm mẫu ........................................................................................... 30
2.3.4.7. Thao tác lên kính ................................................................................... 30
2.3.4.8. Cố định tiêu bản .................................................................................... 30
2.3.4.9. Khảo sát độ bền màu của tiêu bản cố định qua thời gian ..................... 31

CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Các khâu thực hiện tiêu bản Di truyền trong điều kiện trƣờng Trung học Phổ
thông

................................................................................................................. 31

3.1.1. Thao tác chuẩn bị mẫu vật.......................................................................... 31
3.1.1.1. Thao tác chuẩn bị mẫu đối với nguyên phân ở hành tím, hành tây và tỏi 31
3.1.1.2. Thao tác chuẩn bị mẫu đối với giảm phân ở hẹ ................................... 32
3.1.1.3. Thao tác chuẩn bị mẫu đối với châu chấu ............................................ 33
3.1.1.4. Thao tác chuẩn bị mẫu đối với dế mèn ................................................ 34
3.1.1.5. Thao tác chuẩn bị mẫu đối với ruồi giấm ............................................ 35
3.1.2. Ảnh hƣởng của thời điểm thu mẫu lên chỉ số nguyên phân ở rễ hành tím . 37
3.1.3. Đa bội hóa tế bào hành, tỏi .......................................................................... 40
3.1.4. Gây sốc nhƣợc trƣơng tế bào động thực vật cho quan sát số lƣợng NST .... 40


iii

3.1.4.1. Gây nhƣợc trƣơng đối với tế bào rễ hành tím, hành tây và tỏi ............. 41
3.1.4.2. Gây nhƣợc trƣơng đối với tế bào sinh dục của châu chấu và dế mèn đực 43
3.1.5. Cố định mẫu vật ........................................................................................... 44

3.1.5.1. Cố định mẫu đối với hành tím, tỏi, hành tây và hoa hẹ ........................ 45
3.1.5.2. Cố định mẫu đối với tinh hoàn châu chấu ............................................ 45
3.1.6. Làm mềm mẫu .............................................................................................. 45
3.1.7. Nhuộm mẫu .................................................................................................. 47
3.1.7.1. Nhuộm NST bằng phẩm nhuộm aceto-orcein ...................................... 47
3.1.7.2. Nhuộm NST bằng phẩm nhuộm xanh methylene ................................. 50
3.1.8. Hóa chất và thao tác lên kính ....................................................................... 52
3.2. Xây dựng các quy trình cải tiến việc thực hiện tiêu bản Di truyền ở trƣờng Trung
học Phổ thông ........................................................................................................... 53
3.2.1. Sơ dồ hóa các quy trình cải tiến .................................................................. 53
3.2.2. Đánh giá các quy trình cải tiến .................................................................... 55
3.3. Xây dựng các quy trình thực hiện tiêu bản hiển vi tạm thời để quan sát bộ NST
của một số loài động thực vật ................................................................................... 58
3.3.1. Sơ đồ hóa các quy trình ............................................................................... 58
3.3.2. Những lƣu ý khi thực hiện quy trình làm tiêu bản bộ NST động thực vật .. 62
3.3.2.1. Xử lý để làm bộ NST rõ nét và dàn đều .............................................. 62
3.3.2.2. Xử lý thuốc nhuộm để làm bộ NST bắt màu tốt .................................. 65
3.4. Xây dựng và đánh giá hiệu quả quy trình cố định tiêu bản ............................... 66
3.4.1. Xây dựng quy trình cố định tiêu bản ............................................................ 66
3.4.1.1. Tách lamelle khỏi lame ......................................................................... 66
3.4.1.2. Loại nƣớc bằng cồn................................................................................. 6
3.4.1.3. Dán tiêu bản .......................................................................................... 67
3.4.1.4. Quy trình cố định tiêu bản cải tiến ............................................................ 68
3.4.2. Khảo sát độ bền màu của tiêu bản cố định theo thời gian ............................ 68
3.4.3. Hình ảnh hiển vi của các tiêu bản Di truyền học cố định đã thực hiện đƣợc 69
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................... 74
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 75
PHỤ LỤC .................................................................................................................. 77

iv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
SGK: Sách Giáo Khoa
KHV: Kính hiển vi
NST: Nhiễm sắc thể


v

DANH MỤC CÁC BẢNG
STT
1
2
3
4
5
6
7
8

Tên bảng
Bảng 1.1: Các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng bắt màu của mô đối với
thuốc nhuộm
Bảng 1.2: Các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng bắt màu của mô đối với
thuốc nhuộm
Bảng 3.1: Kích thƣớc hoa hẹ tƣơng ứng với các kì giảm phân quan sát
đƣợc trên tiêu bản tạm thời
Bảng 3.2: Kết quả quan sát giảm phân ở tinh hoàn dế với kích thƣớc
khác nhau

Bảng 3.3: Số tế bào thu đƣợc ở các kì tại các thời điểm thu mẫu khác
nhau
Bảng 3.4: Số tế bào tứ bội hóa thành công
Bảng 3.5: Ảnh hƣởng của nồng độ KCl và thời gian xử lí nhƣợc trƣơng
lên sự phân tán của nhiễm sắc thể ở tế bào hành tím, hành tây và tỏi
Bảng 3.6: Ảnh hƣởng của thao tác xử lý cơ học và hóa học lên sự phân
tán nhiễm sắc thể ở tế bào hành tím

Trang
7
14
34
36
39
41
42
43

Bảng 3.7: Ảnh hƣởng của nồng độ KCl và thời gian xử lí nhƣợc trƣơng
9

lên sự phân tán của nhiễm sắc thể ở tế bào sinh dục của châu chấu và dế

44

mèn đực
10
11
12
13

14

Bảng 3.8: Ảnh hƣởng của nồng độ HCl lên việc dàn đều các tế bào của
mẫu rễ hành tím, tỏi, hành tây
Bảng 3.9: So sánh quy trình thực hiện tiêu bản tạm thời quá trình
nguyên phân ở hành tím
Bảng 3.10: So sánh quy trình thực hiện tiêu bản tạm thời bộ NST của
châu chấu
Bảng 3.11: So sánh quy trình thực hiện tiêu bản tạm thời bộ NST lƣỡng
bội (2n) và tứ bội (4n) ở hành tím, tỏi, hành tây
Bảng 3.12: Thời gian (tính theo giây) và nồng độ cồn trong thao tác loại
nƣớc khỏi mẫu

47
57
58
59
68


vi

DANH MỤC CÁC HÌNH
TT

Tên hình

Trang

1

Hình 1.1: Công thức cấu tạo của orcein

13

2

Hình 1.2: Công thức cấu tạo của xanh methylene

14

3

Hình 1.3: Sự bắt màu của mô với xanh methylene

15

4
5
6
7
8
9
10

Hình 1.4: Sơ đồ quy trình thực hiện tiêu bản hiển vi tạm thời để quan
sát các kì của nguyên phân
Hình 1.5: Sơ đồ quy trình thực hiện tiêu bản hiển vi tạm thời để quan
sát bộ NST
Hình 1.6: Sơ đồ quy trình thực hiện tiêu bản hiển vi tạm thời

để quan sát bộ NST ở một số thực vật
Hình 1.7: Sơ đồ quy trình thực hiện tiêu bản hiển vi tạm thời
để quan sát hình thái, số lƣợng NST thực vật ở nguyên phân
Hình 1.8: Sơ đồ quy trình thực hiện tiêu bản hiển vi tạm thời để quan
sát NST trong giảm phân ở hoa hẹ
Hình 1.9: Sơ đồ quy trình thực hiện tiêu bản hiển vi tạm thời để quan
sát bộ NST ở châu chấu
Hình 1.10: Sơ đồ quy trình thực hiện tiêu bản hiển vi tạm thời để quan
sát NST khổng lồ ở ruồi giấm

16
17
18
20
21
22
23

11 Hình 1.11: Sơ đồ quy trình thực hiện tiêu bản hiển vi cố định

24

12 Hình 2.1: Phòng đếm Neubauer và sơ đồ của lƣới

27

13 Hình 3.1: Mẫu rễ ở hành tây (a); tỏi (b); hành ta (c) sau 2 ngày

32

14 Hình 3.2: Hoa hẹ với các kích thƣớc khác nhau (a); cụm hoa (b)

33

15

Hình 3.3: Châu chấu đực (a); cái (b) và mẫu tinh hoàn đã tách mô mỡ
(c)

16 Hình 3.4: Phân biệt dế mèn trƣởng thành đực (a) và cái (b)
17
18

Hình 3.5: Ruồi giấm bắt ngoài thiên nhiên
a. con đực; b. con cái
Hình 3.6: Ấu trùng ruồi giấm độ tuổi 3
a. phần đầu; b. Thân

19 Hình 3.7: Tuyến nƣớc bọt của ấu trùng ruồi giấm dƣới kính hiển vi

34
35
36
36
37


vii

20 Hình 3.8: Nhiễm sắc thể khổng lồ ở ruồi giấm (X100)

21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32

Hình 3.9: Sử dụng phòng đếm Neubauer để ƣớc tính (X100)
số tế bào rễ hành tím có trong một tiêu bản
Hình 3.10: Biểu đồ thể hiện số tế bào rễ hành tím đang ở kì giữa
nguyên phân tại các thời điểm thu mẫu khác nhau
Hình 3.11: Tế bào của hành tây khi không xử lý nhƣợc trƣơng (a)
và xử lý nhƣợc trƣơng với KCl 0,2% trong 30 phút (b) (X400)
Hình 3.12 : Bộ NST của châu chấu qua xử lý nhƣợc trƣơng để phân
tán NST (X400)
Hình 3.13 : Bộ NST của dế mèn qua xử lý nhƣợc trƣơng để phân tán
NST (X400)
Hình 3.14: Tiêu bản nguyên phân ở rễ tỏi nhuộm với aceto-orcein 2% 20 phút (X400)
Hình 3.15: Tiêu bản nguyên phân ở rễ hành tím nhuộm với acetoorcein 2% - 20 phút (X400)
Hình 3.16: Tiêu bản nguyên phân ở rễ hành tây nhuộm với acetoorcein 2% - 5 phút (X400)
Hình 3.17: Tiêu bản giảm phân ở bao phấn hoa hẹ nhuộm với acetoorcein 2% - 5 phút (X100)
Hình 3.18: Bộ nhiễm sắc thể ở châu chấu nhuộm với aceto-orcein 2% 5 phút (X400)
Hình 3.19: Tiêu bản nguyên phân ở hành tím khi nhuộm bằng xanh
methylene 2% (X100)

Hình 3.20: Tiêu bản nguyên phân ở tỏi khi nhuộm bằng xanh
methylene 2% (X100)

37
39
39
42
44
44
47
48
48
49
50
51
51

Hình 3.21: So sánh tiêu bản NST của tỏi khi nhuộm bằng xanh
33 methylene 2% (a) và bằng aceto-orcein 2% (b) (X400)

34
35

Hình 3.22: Tiêu bản tạm thời bộ NST của châu chấu nhuộm bằng xanh
methylene 2% (X100)
Hình 3.23: Sơ đồ quy trình cải tiến thực hiện tiêu bản hiển vi tạm thời
để quan sát các kì của nguyên phân ở hành tím, tỏi và hành tây

52

52
53


viii

36
37
38
39
40
41
42
43
44
45

Hình 3.24: Sơ đồ quy trình cải tiến thực hiện tiêu bản hiển vi tạm thời
để quan sát bộ NST của châu chấu
Hình 3.25: Sơ đồ quy trình cải tiến thực hiện tiêu bản hiển vi tạm thời
để quan sát bộ NST của một số loài thực vật
Hình 3.26: Tiêu bản nguyên phân ở rễ hành tím theo quy trình 1a (a)
và quy trình 1b (b) (X400)
Hình 3.27: Tiêu bản bộ NST ở châu chấu theo quy trình 2a (a) và quy
trình 2b (b) (X400)
Hình 3.28: Tiêu bản bộ NST hành tím theo quy trình 3a (a) và quy
trình 3b (b) (X400)
Hình 3.29: Sơ đồ quy trình thực hiện tiêu bản hiển viđể quan sát bộ
NST của hành, tỏi
Hình 3.30: Sơ đồ quy trình thực hiện tiêu bản hiển vi để quan sát bộ

NST của hẹ
Hình 3.31: Sơ đồ quy trình thực hiện tiêu bản hiển vi để quan sát bộ
NST châu chấu, dế
Hình 3.32: Sơ đồ quy trình thực hiện tiêu bản hiển vi để quan sát NST
khổng lồ ở ruồi giấm
Hình 3.33: Bộ nhiễm sắc thể nhuộm với aceto-orcein 2% - 5 phút
ở châu chấu (a) và dế mèn (b)(X400)

54
55
56
57
58
59
60
61
62
63

46 Hình 3.34: NST khổng lồ ở ruồi giấm cuộn trong tế bào (X400)

64

47 Hình 3.35: NST khổng lồ ở ruồi giấm ở dạng trải (X400)

64

48

Hình 3.36: Tế bào hành tím bị biến dạng do thao tác đun mẫu quá

nóng

65

49 Hình 3.37: Tiêu bản bộ NST của hẹ (X400)

65

50 Hình 3.38: Sơ đồ quy trình cố định tiêu bản hiển vi

68

51

Hình 3.39: Bộ NST của tỏi trƣớc cố định (a)
và sau khi cố định 12 tháng (b)

68

52 Hình 3.40: Tiêu bản cố định nguyên phân ở hành tây (x100)

69

53 Hình 3.41: Tiêu bản cố định bộ NST ở tỏi

69

54 Hình 3.42: Tiêu bản cố định giảm phân ở hoa hẹ

70

55 Hình 3.43: Tiêu bản cố định giảm phân ở châu chấu

70


ix

56 Hình 3.44: Tiêu bản cố định bộ giảm phân ở châu chấu

71

57 Hình 3.45: Tiêu bản cố định bộ NST ở dế mèn

71

58 Hình 3.46: Tiêu bản cố định bộ NST khổng lồ ở ruồi giấm

72

59 Hình 3.47: Tiêu bản cố định bộ NST ở hành tím

72

60 Hình 3.48: Tiêu bản cố định bộ NST ở hành tím

73

Hình 3.49: Các kì nguyên phân ở hành tím nhuộm bằng xanh
61 methylene trên tiêu bản cố định (X400)

73


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Quan sát và thí nghiệm là hai phương pháp nghiên cứu đặc thù của Sinh học –
một môn Khoa học thực nghiệm. Vì vậy, trong dạy học Sinh học, các phương pháp
trực quan và thực hành – thí nghiệm cần phải được chú trọng. Các phương pháp trực
quan và thực hành – thí nghiệm nếu được chuẩn bị tốt và vận dụng khéo léo sẽ huy
động được sự tham gia của nhiều giác quan, kết hợp được cả hai hệ thống tín hiệu, do
vậy sẽ giúp cho người học dễ hiểu, nhớ lâu, phát triển năng lực chú ý, quan sát, rèn
luyện những kĩ năng, kĩ xảo, phát triển tư duy tìm tòi, phát hiện tri thức mới
(Đinh Quang Báo và Nguyễn Đức Thành, 2003). Trong chương trình Sinh học bậc
Trung học, mục tiêu về kĩ năng thực hành là rèn luyện và phát triển kĩ năng quan sát,
thí nghiệm. Qua đó, học sinh sẽ học được cách thu thập, xử lí mẫu vật, biết cách bố trí
và thực hiện một số thí nghiệm đơn giản nhằm tìm hiểu nguyên nhân của một số hiện
tượng và quá trình Sinh học. Muốn thực hiện mục tiêu này, việc tổ chức dạy học các
bài thực hành trong sách giáo khoa là một việc làm cần thiết (Trịnh Nguyên Giao,
Nguyễn Đức Thành, 2009).
Từ những năm 1990, trong nội dung chương trình và sách giáo khoa Sinh học bậc
Trung học đã chú trọng cung cấp cho học sinh các kiến thức cơ bản, hiện đại về
Di truyền học – một Khoa học giúp lý giải các hiện tượng cơ bản nhất của sự sống.
Tuy nhiên, kiến thức về Di truyền học là loại kiến thức khó với nhiều khái niệm trừu
tượng và các đối tượng nghiên cứu ở mức tế bào hoặc phân tử có kích thước hiển vi
hoặc siêu hiển vi. Các bài thực hành Di truyền học trong chương trình sẽ giúp học sinh
củng cố kiến thức, cụ thể hóa các khái niệm, gây hứng thú học tập, v.v... Các bài thực
hành Di truyền học có thể kể đến gồm: Bài 14, Sách giáo khoa (SGK) Sinh học 9:

“Thực hành: Quan sát hình thái nhiễm sắc thể”; Bài 20, SGK Sinh học 10 cơ bản:
“Thực hành: Quan sát các kỳ của nguyên phân trên tiêu bản rễ hành”; Bài 31, SGK
Sinh học 10 nâng cao: “Thực hành: Quan sát các kỳ của nguyên phân rễ hành trên tiêu
bản tạm thời và cố định”; Bài 7, SGK Sinh học 12 cơ bản và bài 10, SGK Sinh học 12
nâng cao: “Thực hành quan sát các dạng đột biến số lượng nhiễm sắc thể trên tiêu bản
cố định và trên tiêu bản tạm thời”.


2

Qua quan sát thực tế tại nhiều trường Trung học, việc tổ chức các bài thực hành
Di truyền học còn gặp nhiều khó khăn. Có một số nguyên nhân khách quan lý giải cho
điều đó, chẳng hạn như: Thiếu cán bộ chuyên trách phòng thí nghiệm; cơ sở vật chất
của một số trường còn hạn chế; thiếu phương tiện dạy học; một số giáo viên ít được
tiếp cận với phương pháp làm các bài thực hành - thí nghiệm khi còn học ở trường Sư
phạm; v.v... Khó khăn cơ bản nhất chính là các quy trình làm tiêu bản Di truyền học
được mô tả trong các tài liệu trong nước còn chưa cụ thể, rõ ràng; thời gian tiến hành
một thí nghiệm nếu kéo dài sẽ không đủ gói gọn trong 1 – 2 tiết thực hành của học
sinh Trung học; giá thành của một số thuốc nhuộm đặc trưng như carmine, orcein khá
cao và cách pha chế thuốc nhuộm còn nhiều bất cập. Vì vậy, việc nghiên cứu và đề
xuất cải tiến các quy trình thực hiện tiêu bản Di truyền tạm thời và cố định, rút ngắn
thời gian thực hiện tiêu bản, tìm kiếm các thuốc nhuộm thay thế hoặc phương cách
giảm thiểu lượng thuốc nhuộm tiêu tốn là những việc làm có ý nghĩa, tạo thuận lợi cho
công tác triển khai tổ chức dạy học thực hành Di truyền học ở bậc Trung học.
Với những lý do vừa nêu, hướng nghiên cứu “Cải tiến quy trình làm tiêu bản di
truyền ở bậc Trung học Phổ trông” được đề xuất thực hiện. Các quy trình thực hiện
tiêu bản Di truyền của Vũ Đức Lưu (2006) (SGK Sinh học 10 nâng cao), quy trình của
Phạm Văn Lập (2008) (SGK Sinh học 12 cơ bản) và quy trình của Nguyễn Như Hiền
và Vũ Đức Lưu (2008) (SGK Sinh học 12 nâng cao) được nghiên cứu cải tiến với các
tiêu chí: cụ thể và rõ ràng hơn, tiết kiệm thời gian và hóa chất. Ngoài ra, nghiên cứu

này còn mở rộng sang các đối tượng thí nghiệm khác ngoài các đối tượng kinh điển là
hành tím, hẹ và châu chấu. Thuốc nhuộm xanh methylene cũng được nghiên cứu để
nhuộm nhiễm sắc thể (NST) thay cho các loại thế cho thuốc nhuộm chuyên dùng. Quá
trình cố định tiêu bản hiển được nghiên cứu cải tiến nhằm tạo ra bộ tiêu bản có chất
lượng tốt và giá thành phù hợp nhằm phục vụ công tác giảng dạy các bài thực hành Di
truyền học.
2. Mục đích của đề tài
- Cải tiến 03 quy trình làm tiêu bản nguyên phân và tiêu bản NST trong chương
trình Sinh học 10 – nâng cao; chương trình Sinh học 12 cơ bản và nâng cao.
- Thực hiện bộ tiêu bản bộ NST của hành tím, tỏi, hành tây, châu chấu, dế mèn,
và NST khổng lồ ở ruồi giấm.


3

3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu các quy trình thực hiện các tiêu bản hiển vi tạm thời về quá trình
nguyên phân và quy trình thực hiện tiêu bản tạm thời bộ NST trong SGK Sinh học lớp
10 và 12.
- Nghiên cứu quy trình thực hiện tiêu bản bộ NST của một số loài thực vật, động
vật của các tác giả trong và ngoài nước từ đó tiến hành thực hiện các bộ tiêu bản cố
định phục vụ cho công tác dạy học các bài thực hành Di truyền học.
- Đề xuất các quy trình thực hiện tiêu bản Di truyền học phù hợp trong điều kiện
trang thiết bị đơn giản nhất.
4. Khách thể nghiên cứu
Hành tím, tỏi, hành tây, hẹ, châu chấu, dế mèn và ruồi giấm.
5. Đối tƣợng nghiên cứu
- Quá trình nguyên phân ở hành tím, tỏi và hành tây.
- Quá trình giảm phân ở hẹ, châu chấu và dế mèn.
- Bộ NST của hành tím (2n = 16), tỏi (2n = 16), hành tây (2n = 16), hẹ, châu chấu

đực (2n = 22 + OX), dế mèn đực (2n = 28+OX) và ruồi giấm (Drosophila sp.) (2n =
4).
6. Giới hạn, phạm vi nghiên cứu đề tài
Nghiên cứu hiện dừng lại ở các nội dung thực hành Di truyền học ở bậc Trung
học Phổ thông, với một số đối tượng cụ thể như sau:
- Cải tiến 03 quy trình thực hiện tiêu bản hiển vi tạm thời về quá trình nguyên
phân và bộ NST trong các SGK Sinh học lớp 10 (nâng cao) và SGK Sinh học 12
(cơ bản và nâng cao).
- Thực hiện bộ tiêu bản cố định về quá trình nguyên phân ở rễ hành tím.
- Thực hiện bộ tiêu bản cố định về quá trình giảm phân ở hoa hẹ.
- Thực hiện tiêu bản cố định về bộ NST của hành tím, tỏi, châu chấu và dế mèn,
và bộ NST khổng lồ của ruồi giấm.
- Đánh giá chất lượng bộ tiêu bản cố định sau 9 tháng - 1 năm.
7. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu và cải tiến quy trình làm tiêu bản nguyên phân và giảm phân.
- Nghiên cứu và đề xuất quy trình làm tiêu bản bộ nhiễm sắc thể.
- Nghiên cứu cố định các tiêu bản.


4

8. Phƣơng pháp nghiên cứu
Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm:
- Dựa trên quy trình của SGK (quy trình chuẩn), thiết kế các thí nghiệm để tìm
hiểu và cải tiến mỗi khâu (bước) thực hiện.
- Nghiên cứu các quy trình thực hiện tiêu bản NST ở thực vật và động vật hiện có
trong các tài liệu trong và ngoài nước, từ đó thiết kế và xây dựng quy trình hiệu quả
nhất cho mỗi đối tượng cụ thể.
9. Sản phẩm của đề tài
- Các quy trình cải tiến

- Bộ tiêu bản, mỗi loại gồm 20 chiếc đóng hộp
- Hướng dẫn sinh viên nghiên cứu khoa học và làm khóa luận tốt nghiệp
- Bài đăng trên tạp chí.
10. Ý nghĩa, hiệu quả của đề tài
- Đề tài thành công sẽ cung cấp cho các giáo viên Sinh học một quy trình làm tiêu
bản Di truyền học cụ thể, rõ ràng và hiệu quả (dễ thực hiện, dễ thành công).
- Quy trình tìm được có thể đưa vào sản xuất trên quy mô thủ công các loại tiêu
bản Di truyền học nhằm cung cấp cho thị trường thiết bị dạy học trong Thành phố.
- Là tiền đề cho việc biên soạn giáo trình, đề cương bài giảng Thực hành
Di truyền học cho sinh viên Cao đẳng, Đại học, Trung học chuyên nghiệp…


5

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Vai trò của thí nghiệm, thực hành trong dạy học Sinh học
Đối tượng của Sinh học là thế giới sống. Trong đó, thí nghiệm - thực hành là
phương pháp cơ bản, đặc trưng cho hoạt động nghiên cứu và dạy học Sinh học. Trong
dạy học Sinh học, giáo viên sử dụng phương pháp thí nghiệm - thực hành khi nghiên
cứu các quá trình, quy luật, các hiện tượng sinh học. Đối với học sinh, thông qua các
bài thí nghiệm - thực hành, các em tự mình khám phá ra những kiến thức mới, hoàn
thiện kĩ năng, kĩ xảo và qua đó kích thích hứng thú học tập, tạo sự say mê và niềm tin
khoa học (Đinh Quang Báo và Nguyễn Đức Thành, 2003).
Căn cứ vào mục đích của quá trình dạy học, người ta chia thí nghiệm - thực hành
làm các loại: Thí nghiệm hình thành kiến thức mới; thí nghiệm củng cố và hoàn thiện
kiến thức; thí nghiệm để kiểm tra - đánh giá; thí nghiệm vận dụng kiến thức. Tùy theo
mục đích sử dụng, nội dung, cách tiến hành, thời gian tiến hành thực hành thí nghiệm
mà các bài thực hành - thí nghiệm được sắp xếp ở những vị trí khác nhau trong chương
trình. Ở cấp Trung học Phổ thông, thí nghiệm thực hành thường được xếp vào bài cuối

chương, gồm khoảng một hay hai thí nghiệm thực hành với mục đích: củng cố kiến
thức; rèn luyện kỹ năng, kỹ xảo; giúp học sinh nhận thức được thế giới khách quan, thế
giới sinh vật cụ thể hơn, hình thành cho học sinh thái độ đúng đắn với môi trường sống
xung quanh, với thế giới sinh vật. Ngoài ra, còn có một số thí nghiệm được đặt ở đầu
mỗi bài với mục đích giúp học sinh phát hiện kiến thức mới, chuẩn bị tâm thế và tăng
tính tích cực, chủ động của học sinh (SGK Sinh học lớp 10, SGK Sinh học lớp 12).
1.2. Các bài thực hành Di truyền học trong chƣơng trình Sinh học Trung học Cơ
sở và Trung học Phổ thông
Trong chương trình Sinh học lớp 9, phần kiến thức về Di truyền và biến dị gồm 6
bài thực hành trên tổng số 40 bài. Trong đó, ở chương II “Nhiễm sắc thể” có bài số 14
“Thực hành: Quan sát hình thái nhiễm sắc thể”. Mục tiêu của bài này là giúp học sinh
nhận biết được NST ở các kì trong quá trình phân bào, đồng thời rèn luyện và phát
triển kĩ năng sử dụng và quan sát tiêu bản dưới KHV (KHV). Phương tiện cần cho tiết
thực hành gồm: KHV quang học, các tiêu bản cố định NST của một số loài động vật,


6

thực vật (giun đũa, châu chấu, bò, lợn, người, hành, lúa nước...), bộ tiêu bản với số
lượng tương ứng với số nhóm học sinh (SGK Sinh học lớp 9).
Trong chương trình Sinh học lớp 10, kiến thức Di truyền được đề cập ở phần II
“Sinh học tế bào” và chương IV “Phân bào”. Học sinh được tìm hiểu về cơ chế Di
truyền ở cấp độ tế bào: Quá trình nguyên phân và giảm phân. Trong chương này, học
sinh được rèn luyện kĩ năng thực hành ở bài 20 “Thực hành: Quan sát các kỳ của
nguyên phân trên tiêu bản rễ hành” (SGK Sinh học 10 cơ bản), bài 31“Thực hành:
Quan sát các kỳ của nguyên phân rễ hành trên tiêu bản tạm thời và cố định” (SGK
Sinh học 10 nâng cao) với các mục tiêu là nhận biết được các kì nguyên phân trên tiêu
bản tạm thời dưới KHV quang học, rèn kĩ năng sử dụng KHV và kĩ năng làm tiêu bản
tạm thời của tế bào rễ hành (SGK Sinh học lớp 10 cơ bản và nâng cao).
Trong chương trình Sinh học lớp 12, kiến thức Di truyền được đề cập ở phần V

“Di truyền học”, tập trung ở năm chương đầu trong SGK. Riêng ở chương I “Cơ chế di
truyền và biến dị”, học sinh sẽ được thực hiện thí nghiệm “Thực hành: quan sát các
dạng đột biến số lượng nhiễm sắc thể trên tiêu bản cố định và trên tiêu bản tạm thời” ở
bài 7 SGK Sinh học 12 cơ bản hay bài 10 SGK Sinh học 12 nâng cao. Đối tượng để
thực hiện tiêu bản giữa SGK Sinh học 12 cơ bản và SGK Sinh học 12 nâng cao có sự
khác nhau. SGK Sinh học 12 cơ bản đề xuất đối tượng dùng để thực hiện tiêu bản quan
sát NST là châu chấu, trong khi đó SGK Sinh học 12 nâng cao lại đề xuất đối tượng là
khoai môn, khoai sọ hoặc ráy (SGK Sinh học lớp 12 cơ bản và nâng cao).


7

Bảng 1.1: Một số bài thực hành liên quan đến kiến thức Di truyền học trong chương
trình Sinh học phổ thông
(Nguồn: Các SGK Sinh học lớp 9, lớp 10 và lớp 12 cơ bản và nâng cao)
SGK

SGK

SGK

SGK

SGK

Sinh học 9

Sinh học 10

Sinh học 10

Sinh học 12

Sinh học 12

Cơ bản

Nâng cao

Cơ bản

Nâng cao

Bài 14 “Thực Bài 20 “Thực Bài 31 “Thực Bài 7 “Thực Bài 10“ Thực
hành:

quan hành:

quan hành:

quan hành:

quan hành:

quan

sát hình thái sát các kỳ của sát các kỳ của sát các dạng sát các dạng
nhiễm
Tên bài

thể”

sắc nguyên phân nguyên phân đột biến số đột biến số
trên tiêu bản rễ hành trên lượng nhiễm lượng nhiễm
rễ hành”

tiêu bản tạm sắc thể trên sắc thể trên
thời

và

cố tiêu bản cố tiêu bản cố

định”

định và trên định và trên
tiêu bản tạm tiêu bản tạm
thời”

- Nhận dạng - Xác định - Nhận biết -

thời”

Quan

sát - Phân biệt

được NST ở được các kì được các kì được bộ NST các dạng đột
các kì.

khác

- Phát triển kĩ của
năng sử dụng phân
và quan sát KHV.

nhau khác
nguyên của

nhau dưới KHV.

nguyên - Xác định NST trên tiêu

dưới phân trên tiêu được một số bản cố định
bản tạm thời dạng đột biến hay tiêu bản

tiêu bản dưới - Vẽ được các hay cố định.
KHV.
Mục tiêu

NST trên tiêu tạm thời.

tế bào ở các - Rèn luyện kĩ bản cố định.
kì

biến số lượng

-

Vẽ

được

nguyên năng quan sát - Rèn kĩ năng hình thái, số

phân quan sát tiêu bản trên làm tiêu bản lượng NST đã
được
KHV.

dưới KHV.

NST và xác quan sát.

- Rèn kĩ năng định số lượng

- Rèn luyện kĩ làm tiêu bản NST

dưới

năng quan sát tạm thời của KHV.
tiêu bản trên tế bào rễ hành - Xác định
KHV.

được các cặp
NST

tương

đồng

của


8
người

trên

ảnh chụp.
Các tiêu bản Tiêu bản cố - Các tiêu bản - Tiêu bản cố - Tiêu bản cố
cố định NST định lát cắt cố định NST định bộ NST định bộ NST
của một số dọc rễ hành của một số của

người của

khoai

loài như giun hoặc các tiêu loài như giun bình

thường môn,

khoai

đũa,

mẫu vật

châu và

chấu, trâu, bò, thường.

lợn,

lợn,

nước...

và

đũa,

chấu, trầu, bò,
hành,

Tiêu bản

châu bản tạm thời.
người,
lúa

bất sọ, ráy (2n);
khoai

môn,

người, - Châu chấu khoai sọ tam

hành,
nước...

lúa đực (để làm bội (3n) hoặc
tiêu bản tạm ráy

tứ

bội

Tiêu

bản

- Củ hành đã thời).

(4n).

trồng ra rễ.

-

NST của tế
bào bạch cầu
của người bị
hội

chứng

Down; người
bị hội chứng
Turner.
- Nếu không

có tiêu bản cố
định, có thể
làm tiêu bản
tạm thời bộ
NST.

Qua bảng 1.1, có thể nhận thấy ở các bài thực hành Di truyền học của lớp 9 và
lớp 10 có cùng một mục tiêu chung, đó là giúp học sinh phân biệt được các kì của
nguyên phân. Ở chương trình Sinh học 10 cơ bản, học sinh được yêu cầu là vẽ được
các kì quan sát được trên KHV. Ngược lại, chương trình Sinh học 10 nâng cao có yêu
cầu cao hơn, đó là học sinh phải rèn luyện được kĩ năng làm được tiêu bản tạm thời
của nguyên phân ở tế bào rễ hành. Đối với các bài thực hành trong chương trình Sinh
học 12 cơ bản, các mục tiêu là tương tự nhau, đó là quan sát được bộ NST bình thường


9

và đột biến và rèn kĩ năng làm tiêu bản tạm thời để quan sát bộ NST. Để đảm bảo
được các mục tiêu của bài học nói trên, giáo viên và học sinh cần nắm vững các kĩ
năng và thao tác thực hiện tiêu bản tạm thời. Thời gian thực hiện tiêu bản tạm thời
càng ngắn cũng đồng nghĩa với việc học sinh có nhiều thời gian quan sát và phân tích
tiêu bản trên KHV hơn và từ đó dễ đạt được mục tiêu của bài học. Vì vậy, việc tìm ra
quy trình thực hiện tiêu bản tạm thời đạt yêu cầu với thời gian ngắn nhất và tiết kiệm
hóa chất nhưng vẫn đảm bảo chất lượng là rất hữu ích.
Về tiêu bản và mẫu vật cần chuẩn bị, tất cả các bài thực hành Di truyền học đều
yêu cầu bộ tiêu bản cố định bộ NST của các loài động thực vật và của người (riêng đối
với chương trình lớp 12). Việc chuẩn bị các tiêu bản cố định của khoai môn, khoai sọ,
ráy tam bội hoặc tứ bội là điều rất khó khăn vì hầu như trên thị trường chưa bán các
tiêu bản này, vì vậy có thể thay thế bằng việc thực hiện tiêu bản tạm thời để quan sát
đột biến đa bội trên đối tượng khoai sọ, khoai môn, ráy, hành tím, tỏi hoặc hành tây

(4n) bằng cách xử lý mẫu với colchicine. Tuy nhiên, rất ít tài liệu hướng dẫn cho giáo
viên quy trình cụ thể để chuẩn bị các mẫu vật gây đột biến như trong SGK giới thiệu.
Điều này thực sự gây khó khăn cho giáo viên và học sinh khi dạy và học các bài thực
hành trên.
1.3. Các quy trình làm tiêu bản Di truyền học trong và ngoài nƣớc
Darlington và La Cour (1942) đã giới thiệu nhiều phương pháp thực hiện tiêu
bản để phân tích NST của động thực vật. Các công đoạn cố định mẫu, nhuộm mẫu,
thực hiện tiêu bản tạm thời và tiêu bản cố định đã được mô tả. Trong đó, có sự phân
tích công dụng của các loại hóa chất sử dụng để nhuộm mẫu vật và hướng dẫn cách
pha chế nhiều loại hóa chất một cách chi tiết. Tuy nhiên, việc pha chế hóa chất cũng
như quy trình thực hiện phải trải qua nhiều công đoạn phức tạp và tốn nhiều thời gian,
điều này lại không phù hợp với các tiết dạy thực hành ở phổ thông với thời lượng 1
tiết.
Ostergren và Heneen (1962) đã nghiên cứu và đề xuất quy trình thực hiện tiêu
bản hiển vi tạm thời và cố định để nghiên cứu hình thái NST ở thực vật bao gồm 14
bước cụ thể và chi tiết. Các tác giả đã đề xuất sử dụng thuốc nhuộm là Feulgen trong 2
giờ, thủy phân bằng HCl 1N ở 60oC trong 8 phút, xử lý bằng dung dịch 8-hydroxyquinoline (0,002 mol/L) ở 15oC trong khoảng 3 - 4 giờ. Tuy nhiên, để thực hiện quy
trình trên cần tốn rất nhiều thời gian (ít nhất là 24 giờ) và nhiều hóa chất (14 loại).


10

Karuzina (1980) đã đề cập đến các bài thực hành quan sát quá trình nguyên
phân, giảm phân và NST khổng lồ. Tài liệu này đã hướng dẫn cách pha chế thuốc
nhuộm carmin và orcein, đồng thời cũng giới thiệu cách thức chuẩn bị mẫu tuyến nước
bọt để tiến hành quan sát NST khổng lồ của muỗi Chironomus và ruồi giấm
Drosophila melanogaster.
SGK Sinh học 10 Nâng cao (2006) đã giới thiệu phương pháp thực hiện tiêu
bản tạm thời để quan sát các kì nguyên phân trong bài 31 “Thực hành: quan sát các kì
nguyên phân qua tiêu bản tạm thời và cố định” với mục đích rèn luyện kĩ năng làm

tiêu bản tạm thời của tế bào rễ hành và các kĩ năng thực hành khác. Trong bài thực
hành này, ở SGK cũng như Sách giáo viên đều không hướng dẫn cách pha các loại
thuốc nhuộm và một số hóa chất cần thiết. Điều này có thể sẽ gây ra sự lúng túng cho
những giáo viên chưa có kinh nghiệm khi thực hiện công tác chuẩn bị và giảng dạy.
Nếu không thực hiện được tiêu bản tạm thời thì giải pháp thay thế là giáo viên có thể
cho học sinh quan sát trên tiêu bản cố định. Tuy nhiên, rất ít trường Trung học hiện
nay được trang bị đầy đủ các loại tiêu bản cố định như SGK giới thiệu.
Bài số 10 “Thực hành quan sát các dạng đột biến số lượng NST trên tiêu bản cố
định hay trên tiêu bản tạm thời” trong SGK Sinh học12 Nâng cao (2008) đã mô tả và
hướng dẫn cách thực hiện tiêu bản tạm thời theo phương pháp ép để quan sát các dạng
đột biến số lượng NST trên các đối tượng như khoai môn, khoai sọ hoặc ráy lưỡng bội,
tam bội và tứ bội. Tuy nhiên, việc chuẩn bị các loại mẫu vật thực vật đa bội là điều khá
khó khăn đối với nhiều giáo viên phổ thông. Thêm nữa, các tiêu bản cố định bộ NST
của các loài trên hiện nay dường như chưa có trên thị trường. Do vậy, giáo viên
thường cho học sinh xem tranh ảnh bộ NST thay vì thực hành tại phòng thí nghiệm.
Đào Như Phú (1998) đã giới thiệu nhiều phương pháp thực hiện các thí nghiệm
trong chương trình Sinh học ở trường Trung học, trong đó có đề cập đến các thí
nghiệm về Di truyền học. Tác giả đã mô tả cách thức thực hiện tiêu bản hiển vi tạm
thời để quan sát NST của châu chấu và hành tím hoặc hành tây. Thay vì hơ nóng tiêu
bản trên ngọn lửa đèn cồn hoặc đặt tiêu bản trong tủ ấm ở 60oC như quy trình của một
số tác giả khác, Đào Như Phú đề xuất sử dụng phương pháp hơ nóng tiêu bản tạm thời
bằng hơi nước trên cốc thủy tinh nhằm giúp thuốc nhuộm ngấm nhanh hơn nhưng
không làm hư mẫu vật. Tác giả sử dụng thuốc nhuộm NST là orcein, carmine hay mực


11

đỏ nhưng không hướng dẫn chi tiết cách pha và bảo quản chúng. Quy trình thực hiện
làm tiêu bản vẫn chỉ dừng ở mức tạm thời chứ chưa đề cập đến mức cố định tiêu bản.
Huỳnh Thị Ngọc Nhân và ctv. (2004) đã giới thiệu quy trình thực hiện các loại

tiêu bản Di truyền học như: nguyên phân ở hành tiều đỏ, giảm phân ở hoa của cây một
lá mầm hay hai lá mầm, tứ bội hóa tế bào hành bằng colchichine, NST khổng lồ ở ruồi
giấm. Tuy nhiên một số hóa chất được tác giả giới thiệu trong quy trình vẫn chưa đề
cập nồng độ cụ thể, ví dụ như dung dịch HCl dùng để làm mềm mẫu, điều này đã gây
lúng cho người thực hiện đặc biệt là những người mới bắt đầu. Tương tự, nhiều loại
thuốc nhuộm như orcein, hematoxyline, Giemsa, crystal violet, Schiff được sử dụng
trong các quy trình không ghi nồng độ cụ thể, cách thức chuẩn bị thuốc nhuộm cũng
như quy trình cố định tiêu bản vẫn chưa được đề cập.
Vũ Đức Lưu và Nguyễn Minh Công (2007), trong giáo trình Di truyền học thuộc
dự án đào tạo giáo viên Trung học Cơ sở, đã giới thiệu một số bài thực hành để quan
sát hình thái, số lượng nhiễm sắc thể ở thực vật và động vật, sử dụng thuốc nhuộm là
aceto – carmine 2%; orcein hoặc fuchsin. Quy trình chuẩn bị mẫu vật cũng như cố
định mẫu để bảo quản đã được đề cập một cách khá chi tiết. Quá trình cố định tiêu bản
hiển vi quá trình nguyên phân ở hành tây (hoặc hành tím) cũng được các tác giả giới
thiệu nhưng các dung dịch sử dụng trong quá trình cố định tiêu bản vẫn chưa có nồng
độ hoặc cách pha chế cụ thể. Bên cạnh đó, một vài quy trình thực hiện các tiêu bản
hiển vi tạm thời cũng chưa thật rõ ràng và chi tiết, cách thức pha thuốc nhuộm và một
số dung dịch cần thiết vẫn chưa được đề cập đã gây không ít khó khăn trong quá trình
thực hiện đối với giáo sinh và giáo viên.
Nguyễn Thị Minh Phương và Tashiro (2010) đã tiến hành nghiên cứu sự đa dạng
và số lượng NST của cây trồng ăn được thuộc chi Hành tỏi ở Việt Nam. Đề tài đã tiến
hành khảo sát số lượng NST của 10 loài thuộc chi Hành tỏi, sử dụng phương pháp ép
và nhuộm mẫu bằng leucobasic fuchsin. Tuy nhiên, phương pháp thực hiện tiêu bản
vẫn chưa được mô tả một cách cụ thể.
Võ Thị Thanh Phương (2012) đã sử dụng phương pháp sốc nhược trương để
khảo sát số lượng NST ở một số loài thực vật và động vật. Tác giả đã giới thiệu quy
trình thực hiện tiêu bản hiển vi tạm thời và cố định để quan sát bộ NST của một số loài
động thực vật phổ biến, bao gồm dưa hấu, hành tím, hành tây, đậu Hà Lan, 9 loài thực
vật thuộc họ Araceae, châu chấu đực Acrida sp., ruồi giấm Drosophila sp. Các bước

12

thực hiện tiêu bản cố định được mô tả rất chi tiết, tuy nhiên trong quy trình thao tác có
sử dụng nhiều loại hóa chất ảnh hưởng đến sức khỏe như xylene, n-butanol. Trong khi
Ruiyang và ctv. (1982) (trích dẫn của Võ Thị Thanh Phương, 2012) đề cập đến việc sử
dụng KCl 0,075M để nhược trương tế bào thực vật thì Võ Thị Thanh Phương (2012)
lại nghiên cứu và sử dụng citrate natri 0,4% hay NaCl 0,4 – 0,5% (tùy loài). Qua đó,
tác giả đã cho thấy hiệu quả nhất định của việc sử dụng một số dung dịch muối để gây
sốc nhược trương tế bào thực vật giúp NST phân tán đều và dễ quan sát.
Nghiên cứu của Nguyễn Đức Lập và Võ Thị Thanh Phương (2012) tiến hành trên
kiểu nhân hành tím (Allium ascalonicum L.). Các tác giả đã khảo sát thời gian thu mẫu
và xác định được thời gian tốt nhất là từ 8 giờ đến 8 giờ 45 phút sáng. Nhược trương tế
bào trong natri citrate 0,1% trong 45 phút kết hợp xử lí mẫu rễ với 8-oxyquinolince để
tăng kích thước nhiễm sắc thể. Việc xác định thể kèm sẽ tạo thuận lợi cho quan sát
hình thái NST, sắp xếp và xác định kiểu nhân.
Nghiên cứu của Phạm Trút My và Võ Thị Thanh Phương (2012) về thực hiện
tiêu bản hiển vi tạm thời và cố định rễ hành tím (Allium ascalonicum L.), các tác giả
đã đề xuất tráng lame bằng albumin để tăng độ bám của tế bào và sử dụng phẩm
nhuộm crystal violet có giá thành thấp, tiết kiệm chi phí nhưng vẫn cho kết quả tốt.
Nhược điểm của cách nhuộm này là màu sắc tiêu bản chỉ giữ được trong một thời gian
ngắn.
Trương Văn Xạ và Võ Thị Thanh Phương (2012) cũng đã thực hiện tiêu bản hiển
vi tạm thời và cố định trên đối tượng là rễ hành tím (Allium ascalonicum L.), với thuốc
nhuộm hematoxylin. Thời gian cố định mẫu trong carnoy tốt nhất là 4 giờ. Mẫu được
làm mềm bằng HCl 1N và methanol (1:1) trong 5 phút nhằm tăng hiệu quả bắt màu
với thuốc nhuộm. Hematoxylin được pha loãng trong nước cất (1:4) để nhuộm NST
trong 25 phút ở nhiệt độ 45oC. Kết quả thu được là các tế bào bắt màu đồng đều, màu
tím xanh đậm, có thể quan sát rõ hình thái nhiễm sắc thể ở các kì của nguyên phân.
Riêng đối với tình hình sản xuất và cung cấp cho thị trường trong nước, có một

số cơ quan trước đây đã từng thực hiện các bộ tiêu bản hiển vi về quá trình nguyên
phân và giảm phân như Đại học Y Hà Nội, Công ty Cổ phần Sách thiết bị trường học
TP. Hồ Chí Minh. Tuy nhiên hiện nay các cơ quan này đã ngừng sản xuất. Thay vào
đó, Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt hiện có sản xuất và phân phối “Bộ tiêu bản
nhiễm sắc thể người bình thường và bất thường” cũng như bộ tiêu bản về nguyên phân


13

ở hành tím. Qua thực tế sử dụng, nhận thấy khuyết điểm của sản phẩm là tiêu bản
thường mất màu sau khoảng 1 năm sử dụng, nhiều tiêu bản về quá trình nguyên phân
chưa đạt yêu cầu cho việc quan sát và phân biệt rõ các kì. Theo đánh giá cá nhân, hiện
vẫn còn nhu cầu cao về các bộ tiêu bản Di truyền học như là loại phương tiện trực
quan trong dạy học thực hành, đặc biệt là trong các trường không có đủ điều kiện để tự
thực hiện tiêu bản.
1.4. Một số loại thuốc nhuộm nhiễm sắc thể
Có rất nhiều loại thuốc nhuộm được sử dụng trong các nghiên cứu NST. Một số
thường được sử dụng phổ biến ở nước ta gồm aceto-carmine; aceto-orcein; Giemsa;
hematoxyline; leuco-basic fuchsin; xanh methylene, v.v…
Orcein có công thức C28H24O2N7. Khi kết hợp với acid acetic tạo thành aceto –
orcein tạo nên một loại thuốc nhuộm thực vật có màu nâu đỏ. Thuốc nhuộm acetoorcein được đề xuất bởi La Cour (1941) và được sử dụng phổ biến để nhộm NST ở cả
thực vật và động vật hiện nay (Darlington and La Cour, 1942). Dùng orcein dạng bột
pha với acid acetic 45% và đun nóng khoảng 1 giờ sau đó lọc và bảo quản trong lọ
màu, có thể sử dụng từ 1 - 2 năm. Tuy nhiên, nếu để quá lâu thì cần lọc lại bằng giấy
lọc trước khi dùng để hạn chế cặn bẩn.

Hình 1.1: Công thức cấu tạo của orcein
(nguồn: o/StainsFile/dyes/orcein.htm)
Tài liệu của Lê Đình Trung và Đặng Hữu Lanh (2000) cũng có đề cập đến việc
dùng xanh methylene để nhuộm NST nhưng không đề cập đến quy trình sử dụng và

đối tượng nghiên cứu. Phẩm nhuộm xanh methylene được sử dụng rất phổ biến trong
các nghiên cứu mô học hiện nay, thường được sử dụng trong nhuộm nhân tế bào còn
sống, nhuộm mô của động thực vật hoặc NST (Ostergren and Heneen, 1962). Xanh
methylene tan dễ dàng trong nước và cồn. Tại các mô, xanh methylene nhanh chóng bị


14

khử thành xanh leukomethylen (Junis, 1965). Xanh methylene do có khả năng oxy hóa
làm tổn thương NST nên ít được khuyên dùng cho nhuộm NST (Darlington and La
Cour, 1942). Tuy vậy, loại thuốc nhuộm này có giá thành rẻ, dễ pha chế. Nếu sử dụng
để nhuộm tiêu bản di truyền với mục đích quan sát quá trình nguyên phân, giảm phân
hoặc quan sát bộ NST của một số loài với các yêu cầu không quá khắt khe trong các
bài thực hành Di truyền sẽ giúp tiết kiệm chi phí mua các loại thuốc nhuộm chuyên
dụng đắt tiền như carmine hoặc orcein. Hạn chế của phẩm nhuộm này là dễ tan trong
cồn nên khi khử nước bằng cồn trong thao tác cố định tiêu bản sẽ khiến màu sắc của
mẫu nhạt đi đáng kể, cần chú ý để khắc phục.

Hình 1.2: Công thức cấu tạo của xanh methylene
(nguồn: www.chemexplore.net/triangulene.htm)
Sự bắt màu của thuốc nhuộm với mô do các liên kết hóa học cũng như nhiều yếu
tố khác. Một số thuốc nhuộm bắt màu nhờ sự hỗ trợ của các hóa chất trung gian
(mordant) được bổ sung trong hỗn hợp thuốc nhuộm làm tăng khả năng bắt màu của
chúng, ví dụ Ag hoặc Fe làm tăng khả năng bắt màu của hematoxyline với nhân tế bào.
Bảng 1.2: Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng bắt màu của mô đối với thuốc nhuộm
(Nguồn: www.scionpublishing.com)
Loại liên kết

Lực liên kết (kcal mole-1)

Liên kết hóa trị

35 – 212

Liên kết ion

40 – 110

Liên kết kỵ nước

4–8

Liên kết hydro

2–7

Lực Van der Waals

1–2


15

Hình 1.3: Sự bắt màu của mô với xanh methylene
bởi liên kết ion (a) và liên kết hydro (b)
(Nguồn: www.scionpublishing.com)
1.5. Đối tƣợng thƣờng đƣợc dùng trong thực hiện tiêu bản Di truyền học
Có một số đối tượng thường được lựa chọn để làm tiêu bản Di truyền học, chẳng
hạn như nhị của các hoa còn non của một số loài thuộc chi Tradescantia (Belar, 1929),
bao phấn của một số loài thực vật (Wulff, 1934), tuyến nước bọt của các loài thuộc Bộ

Hai cánh (Diptera), họ Chironomidae (Bauer, 1934), tinh hoàn của một số loài trong
họ Orthoptera để quan sát quá trình giảm phân (Belar, 1929) hoặc đuôi của các loài
thuộc Bộ Có đuôi (Urodela) ở lưỡng cư để quan sát NST (Barber và Callan, 1942)
(trích dẫn của Darlington và La Cour, 1942).
Để thuận tiện cho việc thực hiện tiêu bản Di truyền đối với giáo viên Trung học
và học sinh ở nước ta, cần đề xuất lựa chọn các đối tượng phổ biến, dễ tìm kiếm ở các
vùng miền và thường có quanh năm như là hành, tỏi, hẹ, châu chấu, dế mèn hay ruồi
giấm. Đây cũng là các đối tượng được giới thiệu phổ biến trong các bài thực hành di
truyền của SGK Sinh học lớp 9, 10, 12 và một số giáo trình Di truyền học phổ biến ở
nước ta hiện nay.
1.6. Các quy trình thực hiện tiêu bản Di truyền tạm thời có trong SGK
Qua hướng dẫn trong các SGK Sinh học lớp 10 và 12, có 3 quy trình được nghiên
cứu và sơ đồ hóa như sau:


16

Quy trình 1a: Thực hiện tiêu bản tạm thời để quan sát các kì nguyên phân
Trồng hành cho ra rễ, cắt rễ sau đó rửa sạch
và cố định đầu rễ trong dụng dịch carmine để giữ cho tế bào không hỏng

Lấy 4-5 rễ hành cho vào đĩa kính có dung dịch aceto-carmine (bước 1.1)

Đun nóng trên đèn cồn trong 6 phút (không cho sôi)
rồi chờ 30-40 phút bước (bước 1.2)

Đặt lên phiến kính 01 giọt acid acetic 45%, dùng kim mũi mác lấy rễ hành đặt lên
phiến kính, dùng dao cạo cắt đầu rễ khoảng 1,5-2mm và bổ đôi (bước 1.3)

Đậy lá kính lên mẫu, dùng giấy thấm hút hết acid acetic còn thừa, dùng đầu cán

gỗ của kim mũi mác chà lên lá kính theo 1 chiều để các tế bào dàn thành 1 lớp
(bước 1.4)

Quan sát tiêu bản trên KHV
Hình 1.4: Sơ đồ quy trình thực hiện tiêu bản hiển vi tạm thời
để quan sát các kì của nguyên phân
(Nguồn: SGK Sinh học 10 – nâng cao )