TAI LIEU THI NGHIEM THUC HANH TRUONG TRUNG HOC PHOTHONG

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (455.61 KB, 71 trang )

(1)BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VỤ GIÁO DỤC TRUNG HỌC. CHƯƠNG TRÌNH PHÁT TRIỂN GIÁO DỤC TRUNG HỌC. TÀI LIỆU THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG. Môn Sinh học (Tài liệu lưu hành nội bộ). Hà Nội, tháng 9 năm 2011.

(2) Nhóm tác giả biên soạn tài liệu 1. GS.TS. Vũ Văn Vụ 2. PGS.TS. Mai Sỹ Tuấn 3. ThS. Lê Đình Tuấn 4. TS. Ngô Văn Hưng 5. ThS. Nguyễn Thị Linh. Biên tập nội dung TS. Ngô Văn Hưng.

(3) 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 trong các trường THPT chuyên và phát triển chuyên môn cho giáo viên chuyên sinh, Bộ Giáo dục và Đào tạo tổ chức biên soạn tài liệu “Thí nghiệm thực hành trường THPT môn Sinh học”. Để đáp ứng yêu cầu đổi mới dạy học tăng cường dạy thí nghiệm thực hành và thi chọn học sinh giỏi sinh học THPT, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã mời các cán bộ quản lý chỉ đạo dạy học, các giảng viên đại học và các nhà khoa học, giáo viên trực tiếp giảng dạy chương trình chuyên sinh học có nhiều thành tích trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi và nghiên cứu khoa học, tham gia viết tài liệu này. Cấu trúc tài liệu gồm có: Phần 1. Giới thiệu chung về thí nghiệm thực hành môn Sinh học Phần 2. 10 bài thí nghiệm thực hành môn Sinh học. Mỗi bài được viết theo cấu trúc: -. Mục tiêu. -. Cơ sở khoa học. -. Thiết bị, hóa chất, mẫu vật. -. Tiến hành thí nghiệm. -. Phân tích kết quả và lập báo cáo. -. Câu hỏi đánh giá và mở rộng vấn đề. Phần 3. Phụ lục (giới thiệu một số bài thi thực hành của IBO). Mặc dù tài liệu được viết rất công phu, Tiểu ban thẩm định môn Sinh học đọc góp ý và biên tập nội dung nhưng khó tránh khỏi còn có những sơ sót nhất định. Các tác giả mong nhận được góp ý của quý thầy cô giáo và độc giả khi sử dụng tài liệu. Trân trọng cám ơn Tiểu ban thẩm định và bạn đọc. Thay mặt các tác giả TS. Ngô Văn Hưng.

(4) Mục lục Trang Lời nói đầu. 3. Mục lục. 4. Hướng dẫn sử dụng tài liệu. 5. Phần 1. Giới thiệu chung về thí nghiệm thực hành môn Sinh học. 7. Vai trò của dạy học thực hành đối với học sinh trường THPT chuyên. 7. Thực trạng thí nghiệm thực hành môn Sinh học THPTvà các giải pháp cải tiến thực trạng. 8. Những yêu cầu cần thiết dạy thực hành sinh học có hiệu quả. 9. An toàn thí nghiệm thực hành sinh học. 13. Yêu cầu về kỹ năng thực hành sinh học (theo IBO). 30. Phần 2. 10 bài thí nghiệm thực hành môn Sinh học. 34. Bài 1. Nhận biết một số thành phần hóa học của tế bào. 34. Bài 2. Ảnh hưởng nhiệt độ, pH, các chất kìm hãm lên hoạt độ của enzym. Xác định hoạt độ của một số enzyme. 50. Bài 3. Quan sát tế bào dưới kính hiển vi.. 64. Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh Bài 4. Thực hành lên men etilic. 69. Bài 5. Tìm hiểu hoạt động của tim ếch. 73. Bài 6. Thí nghiệm về điện sinh học. 80. Bài 7. Chiết rút sắc tố từ lá. Xác định tính cảm quang của clorophin. 85. Bài 8. Chứng minh quá trình hô hấp tỏa nhiệt mạnh. 91. Bài 9. Quan sát các dạng đột biến NST trên tiêu bản cố định hay trên tiêu bản tạm thời. 94. Bài 10. Tính độ phong phú của loài và kích thước quần thể. 110. Phần 3. Phụ lục. 123. Phụ lục. 123. Tài liệu tham khảo. 163. Thông tin về tác giả. 165.

(5) HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG TÀI LIỆU Cuốn tài liệu này được sử dụng cùng với cuốn “Tài liệu bồi dưỡng phát triển chuyên môn cho giáo viên trường THPT chuyên năm 2011 môn Sinh học” của Bộ GDĐT (tháng 7 năm 2011). Có hai quan niệm sai lầm cần tránh là: - Chỉ khi nào có đủ trang thiết bị, hóa chất, mẫu vật như trong tài liệu thì mới có thể tiến hành thí nghiệm thực hành sinh học được. Năm đầu tiên có thể chọn những thí nghiệm thực hành phù hợp với điều kiện của địa phương để thực hiện trước (ví dụ như bài nhận biết các chất hữu cơ trong tế bào, bài quan sát tế bào, bài lên men, bài chiết rút sắc tố, quan sát tiêu bản NST,…) đồng thời có kế hoạch khắc phục khó khăn, trở ngại để thực hiện hết các nội dung thực hành trong những năm sau. - Sẽ sai lầm nếu cho rằng chỉ cần thực hiện như nội dung các bài thực hành trong tài liệu là tốt rồi. Những nơi có điều kiện về trang thiết bị và giáo viên có thể mở rộng nội dung bài thực hành. Ví dụ bài 1 có thể 5ung nội dung nhận biết 5ung5ic và axit 5ung5ic; bài 3 có thể 5ung nội dung đếm số lượng tế bào; … Trong cuốn “Tài liệu bồi dưỡng phát triển chuyên môn cho giáo viên trường THPT chuyên năm 2011 môn Sinh học” có giới thiệu rất nhiều bài thực hành khác nữa. Để sử dụng tài liệu hiệu quả nhất xin lưu ý mấy điểm sau: - Đọc kĩ nội dung phần 1: “Giới thiệu chung về thí nghiệm thực hành môn Sinh học”. Giáo viên và học sinh phải tường minh những yêu cầu cần thiết dạy thực hành sinh học có hiệu quả, quy trình một bài thực hành sinh học, quy tắc làm việc trong phòng thí nghiệm, và đặc biệt là “yêu cầu về kĩ năng thực hành sinh học”. - Đọc kĩ nội dung từng bài thực hành ở phần 2, căn cứ vào thực tiễn địa phương để quyết định mục tiêu cụ thể cho từng nội dung thực hành thí nghiệm đã chọn cho dạy học hay thi tuyển học sinh giỏi. Khi chọn nội dung thực hành cần tính đến thời gian hoàn thành cho mỗi nội dung đó để bố trí dạy học hay thi cử cho hợp lý..

(6) - Nghiên cứu kĩ phần cơ sở khoa học của thí nghiệm thực hành. Đây chính là căn cứ để giải thích các hiện tượng quan sát được trong thí nghiệm. Giáo viên có thể dành thời gian hướng dẫn (hoặc kiểm tra) học sinh nội dung này. - Giáo viên phải tìm hiểu và chuẩn bị đầy đủ thiết bị, hóa chất, mẫu vật yêu cầu trong mỗi thí nghiệm thực hành (chú ý: có thể thay thế thiết bị, hóa chất, mẫu vật sẵn có của địa phương mà không nhất thiết phải đúng như trong tài liệu đã viết; để kích thích tư duy của học sinh có thể thay đổi số liệu khác với hướng dẫn trong tài liệu rồi yêu cầu học sinh giải thích vì sao kết quả thí nghiệm lại khác so với trong tài liệu). Trước khi thực hành nhất định học sinh phải thành thạo các bước: kiểm tra dụng cụ thiết bị, hóa chất, mẫu vật; trình tự các bước làm thí nghiệm thực hành. - Trong mỗi bài thí nghiệm thực hành, giáo viên cần nghiên cứu thật kĩ nội dung “phân tích kết quả và báo cáo” để hướng dẫn học sinh ghi chép kết quả thực hành, xử lí các số liệu thu được, trình bày báo cáo. - Phần câu hỏi đánh giá và mở rộng vấn đề là những gợi ý bước đầu. Trong thực tiễn dạy học thực hành giáo viên có thể đưa 6ung nhiều tình huống mới để kích thích tư duy cho học sinh, thậm chí lấy ngay tình huống cụ thể trong buổi thực hành để học sinh phân tích, thảo luận. Chú ý tham khảo các bài thi thực hành của IBO được giới thiệu ở phần phụ lục. - Giáo viên và học sinh có thể vào trang WEB của bộ môn Sinh học: để tải về những tư liệu và bài thực hành đã được quay băng. Cuối cùng nếu trong quá trình thực hiện có gặp khó khăn gì thì liên hệ với chúng tôi theo địa chỉ trong mục “Thông tin về tác giả” ở cuối tài liệu..

(7) Phần 1.. Giới thiệu chung về thí nghiệm thực hành môn Sinh học. I. Vai trò của dạy học thực hành đối với học sinh trường THPT chuyên. “… Không thể hình dung được việc giảng dạy sinh vật học trong nhà trường mà lại không có quan sát, không có thí nghiệm học tập.” B.P. Exipốp (trong cuốn những cơ sở của LLDH). Quan sát và thí nghiệm là các phương pháp nghiên cứu cơ bản của khoa học tự nhiên, của các môn khoa học thực nghiệm, trong đó có sinh học. Sinh học là một khoa học đã và sẽ không thể phát triển được nếu không có quan sát, thí nghiệm. Quan sát và thí nghiệm đã tạo khả năng cho các nhà khoa học phát hiện và khai thác các sự kiện, hiện tượng mới, xác định những quy luật mới, rút ra những kết luận khoa học và tìm cách vận dụng vào thực tiễn. Đối với quá trình dạy học các môn khoa học tự nhiên, khoa học thực nghiệm, quan sát và thí nghiệm cũng là phương pháp làm việc của học sinh (HS), nhưng với HS những bài tập quan sát hoặc các thí nghiệm được giáo viên (GV) trình bày hay do chính các em tiến hành một cách độc lập (thực hành quan sát, thí nghiệm của HS) dưới sự tổ chức, hướng dẫn của GV thường để giải quyết những vấn đề đã biết trong khoa học, rút ra những kết luận cũng đã biết tuy vậy đối với các em HS vẫn là mới. Thông qua quan sát, thí nghiệm, bằng các thao tác tư duy phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa và khái quát hóa giúp các em xây dựng các khái niệm. Bằng cách đó các em nắm kiến thức một cách vững chắc và giúp cho tư duy phát triển. Quan sát và thí nghiệm đòi hỏi phải có những thiết bị dạy học như tranh ảnh, mô hình, các mẫu vật tự nhiên và các phương tiện thiết bị phục vụ cho việc tiến hành các thí nghiệm. Quan sát và thí nghiệm không chỉ cho phép HS lĩnh hội tri thức một cách sâu sắc, vững chắc mà còn tạo cho các em một động lực bên trong, thúc đẩy các em thêm hăng say học tập. Tục ngữ có câu “Trăm nghe không bằng một thấy”, đủ nói lên vai trò của quan sát thí nghiệm. Người Ấn Độ và người Trung Hoa cũng đã nói: “Nghe thì quen, nhìn thì nhớ, làm thì hiểu”..

(8) Những phân tích trên đây không chỉ cho chúng ta thấy rõ tầm quan trọng của thí nghiệm thực hành mà còn nhấn mạnh đến phương pháp sử dụng các thí nghiệm thực hành đó để có thể đạt được hiệu quả cao đáp ứng mục tiêu dạy học hiện nay của sự nghiệp giáo dục. II. Thực trạng thí nghiệm thực hành môn Sinh học THPTvà các giải pháp cải tiến thực trạng Hiện nay số lượng và chất lượng thí nghiệm thực hành sinh học chưa đáp ứng được yêu cầu của việc dạy học nói chung và đặc biệt là yêu cầu việc đổi mới dạy học nói riêng. Tình trạng đó có thể có nhiều nguyên nhân, phần vì kinh phí cho khu vực này còn hạn hẹp tuy đã có nhiều cố gắng, phần vì trách nhiệm của nhà sản xuất (còn mà không dùng được, dùng được thì cũng chóng hỏng), phần vì thiếu một sự quản lí chỉ đạo, động viên những người tốt, việc tốt trong sử dụng và cải tiến sáng tạo thí nghiệm thực hành sinh học hiện có. Như đã phân tích, hiệu quả dạy học còn tùy thuộc vào phương pháp sử dụng các thí nghiệm thực hành. Nếu một bức tranh, một thí nghiệm chỉ được sử dụng để minh họa và củng cố những điều GV đã trình bày đầy đủ về phương diện lý thuyết sẽ hạn chế tư duy sáng tạo của HS, HS hầu như không thu lượm được thêm gì về kiến thức, nếu không phải chỉ để rèn luyện kĩ năng quan sát, thí nghiệm. Nhưng nếu được sử dụng theo con đường tìm tòi nghiên cứu (khám phá) để đi đến kiến thức cần lĩnh hội (kiến thức mới) sẽ có ý nghĩa khác biệt cơ bản so với loại hình thí nghiệm nêu trên, nó giúp HS có điều kiện, cơ hội phát triển tư duy sáng tạo – một phẩm chất và năng lực cần có ở con người mới mà nhà trường có trách nhiệm đào tạo. Đi theo con đường này, sau khi đã hiểu được nhiệm vụ cần làm sáng tỏ (mục đích của thí nghiệm) bằng tư duy tích cực, HS sẽ hình thành được các giả định (trong nghiên cứu khoa học đây chính là bước xây dựng giả thuyết về vấn đề nghiên cứu từ sự nảy sinh câu hỏi: “Điều gì sẽ xảy ra nếu…?”). Câu hỏi được hình thành từ những liên tưởng dựa trên vốn kiến thức và kinh nghiệm đã có của HS. Khi giả định được hình thành, trong đó hàm chứa con đường phải giải quyết, HS xây dựng kế hoạch giải quyết để chứng minh cho giả định đã.

(9) nêu. Hai bước nêu giả định và xây dựng kế hoạch giải quyết chứng minh cho giả định là hai bước đòi hỏi tư duy tích cực và sáng tạo. Đây là những cơ hội rèn luyện tu duy sáng tạo cho HS rất tốt, là giai đoạn tiến hành thí nghiệm tưởng tượng (“thí nghiệm trong tư duy”) định hướng cho hành động thí nghiệm tiếp theo dựa trên kế hoạch đã được HS thiết kế (kế hoạch dự kiến). Cuối cùng, căn cứ vào kết quả của thí nghiệm, HS rút ra kết luận, nghĩa là HS lĩnh hội được kiến thức từ thí nghiệm một cách chủ động (mà không phải do thày truyền đạt và HS tiếp thu một cách thụ động). Hiện nay hầu hết các bài thực hành thí nghiệm sinh học ở THPT trong chương trình và SGK được bố trí ở cuối mỗi chương chỉ mang tính chất củng cố minh họa cho các kiến thức lý thuyết đã được trình bày trong các bài học của chương trình dưới hình thức phần lớn là “bày sẵn” từng bước cho HS. Hơn nữa số tiết thực hành quy định trong chương trình và SGK cũng còn rất hạn chế. Rồi đây, chắc chắn số tiết này có thể sẽ được nâng lên cho phù hợp với xu thế chung của giáo dục thế giới và tương ứng với tính chất của các môn khoa học thực nghiệm. Trước mắt trong khi chờ đợi, đòi hỏi lòng nhiệt tâm vì sự nghiệp giáo dục của các thầy cô đang tiến hành các bài thực hành hiện có theo phương thức mới ở những nội dung phù hợp và cũng có thể bổ sung thêm các thí nghiệm thực hành sinh học vào các tiết dạy khi có thể và có điều kiện thích hợp. Trong tài liệu này, ngoài một số thí nghiệm thực hành đã quen làm, chúng tôi sẽ giới thiệu một số bài thí nghiệm thực hành có tính gợi ý để các đơn vị tham khảo và vận dụng trong điều kiện có thể, cũng có thể tiến hành hình thức ngoại khóa hoặc đi đến các cơ sở có điều kiện về 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 quả Dạy thực hành, mục đích chính lx à rèn các kỹ năng thao tác chân tay, các đức tính kiên nhẫn, biết chấp nhận thử thách và tự tìm cách vượt qua các thách thức để đạt được mục tiêu của mình. Vì vậy học sinh phải tự mình làm thí nghiệm cho dù các thao tác ban đầu còn vụng về và có thể thất bại. Như vậy, nếu quan niệm thực hành chỉ là minh họa, trình diễn để.

(10) học sinh xem thì việc tổ chức cho cả lớp học sinh vào một phòng thí nghiệm làm cùng lúc là được nhưng học sinh không thể hình thành được kỹ năng cũng như rèn luyện được những đức tính cần thiết của người làm khoa học. Còn nếu để học sinh tự làm thì lại phải chia lớp thành nhiều nhóm nhỏ (tối đa khoảng 10 em) thì các em mới có thể tự làm thí nghiệm được và học sinh chỉ hình thành được kỹ năng khi được làm đi làm lại nhiều lần một kỹ năng nhất định. Một quan niệm không đúng về dạy thực hành là giáo viên thường không đưa ra các tình huống khác thường để dạy học sinh cách phân tích rút ra các kết luận phù hợp cũng như không biết cách tìm ra nguyên nhân khi thí nghiệm không ủng hộ giả thiết ban đầu. Có thể lấy ví dụ cụ thể: Khi làm bài thực hành chứng minh ảnh hưởng của cường độ ánh sáng đến tốc độ quang hợp ở cây thủy sinh là rong đuôi chó. Cường độ quang hợp được tính bằng lượng O2 thoát ra (đếm bằng số bọt khí/phút hoặc bằng khối lượng O2 thu được trong ống nghiệm) còn cường độ ánh sáng có thể được thay đổi bởi khoảng cách chiếu sáng hoặc bởi công suất của bóng đèn. Trong bài học này ngoài thí nghiệm trên, giáo viên có thể tạo ra tình huống trong đó cùng một cây rong đuôi chó ở thí nghiệm trước tạo ra rất nhiều O 2 thì trong thí nghiệm khác lại không nhả ra một bọt khí O 2 nào cho dù có cho đèn vào gần hơn hoặc công suất bóng đèn tăng lên nhiều lần. Học sinh được yêu cầu phải tìm ra nguyên nhân (đưa ra giả thuyết) và làm thí nghiệm ủng hộ giả thuyết của mình là đúng. Như vậy mục đích cốt lõi của dạy thực hành là rèn các kỹ năng khéo léo trong các thao tác tay chân, các kỹ năng bố trí thí nghiệm, thu thập kết quả, giải thích kết quả thực nghiệm, lý giải đưa ra các giả thuyết và tự tiến hành các thí nghiệm ủng hộ hay bác bỏ giả thuyết của mình chứ không đơn thuần là minh họa cho các bài lý thuyết. Như vậy dạy thực hành phát triển các kỹ năng tổng hợp và do vậy tất cả các học sinh cần được dạy thực hành. Lưu ý là ngay cả trong các kỳ thi Olympic Sinh học Quốc tế có sử dụng các trang thiết bị hiện đại như điện di sắc ký, quang phổ vv… thì điểm của học sinh cao hay thấp không phụ thuộc nhiều vào thiết bị (trừ phi học sinh chưa được làm quen với thiết bị đó). Vì sử dụng thiết bị hiện đại cũng chỉ để thu thập số.

(11) liệu, trong khi đó các kỹ năng đơn giản như pha loãng hóa chất, xử lý số liệu thu được như vẽ đồ thị, rút ra các kết luận phù hợp, biết cách sắp xếp thời gian hợp lý vv… lại quyết định kết quả cuối cùng. Qui trình cho một bài thí nghiệm có thể gồm các bước như sau: - Chuẩn bị thí nghiệm: GV phải có kế hoạch đảm bảo chuẩn bị đầy đủ dụng cụ, hóa chất, mẫu vật và các điều kiện cần thiết khác để thí nghiệm thành công. Có thể giao cho HS chuẩn bị nhưng phải kiểm tra. - Phổ biến nội qui an toàn phòng thí nghiệm: Ngay khi bắt đầu một bài thực hành, giáo viên cần phải hướng dẫn cho học sinh về qui tắc an toàn trong phòng thí nghiệm. Điều này là hết sức cần thiết và phải làm ngay mỗi lần học sinh vào phòng thí nghiệm. Bên cạnh đó cũng cần phổ biến cách cấp cứu trong những trường hợp cần thiết như bỏng hóa chất, băng bó khi bị thương vv… -. Bước 1: GV nêu mục tiêu thí nghiệm (hoặc hướng dẫn học sinh. phát biểu mục tiêu thực hành), phải đảm bảo mỗi HS nhận thức rõ mục tiêu làm thí nghiệm để làm gì? -. Bước 2: GV hướng dẫn HS cách tiến hành thí nghiệm, phải đảm. bảo mỗi HS nhận thức rõ làm thí nghiệm như thế nào? Bằng cách nào? Giáo viên giới thiệu qui trình thí nghiệm: Học sinh có thể tự đọc qui trình thí nghiệm (nếu có sẵn trong bài thực hành) hoặc giáo viên giới thiệu cho học sinh. Sau đó học sinh tự kiểm tra các loại hóa chất thiết bị, mẫu vật xem có đáp ứng được với yêu cầu bài thực hành hay không. Tiến hành thí nghiệm: Học sinh tự tiến hành thí nghiệm theo qui trình đã cho để thu thập số liệu. -. Bước 3: Mô tả kết quả thí nghiệm. HS viết ra (hoặc nói ra) các. kết quả mà họ quan sát thấy trong quá trình làm thí nghiệm. Xử lý số liệu thực nghiệm: Học sinh xử lý số liệu và viết báo cáo thí nghiệm nộp cho giáo viên. Cuối buổi giáo viên có thể đưa ra các tình huống khác với thí nghiệm để học sinh suy ngẫm và tìm cách lý giải. Phần này GV có thể tham khảo sách Sinh học của Campbell & Reece ở mục “Điều gì nếu?” sau mỗi thí nghiệm mà sách đưa ra..

(12) -. Giải thích các hiện tượng quan sát được: đây là giai đoạn có. nhiều thuận lợi để tổ chức HS học theo phương pháp tích cực. GV có thể dùng hệ thống câu hỏi dẫn dắt theo kiểu nêu vấn đề giúp HS tự giải thích các kết quả. -. Rút ra kết luận cần thiết: GV yêu cầu HS căn cứ vào mục tiêu. ban đầu trước khi làm thí nghiệm để đánh giá công việc đã làm. -. Chú ý: Các thí nghiệm sinh học có thể là thí nghiệm định tính. hay định lượng. Các thí nghiệm định tính thì không nên quá tiết kiệm nguyên liệu, sẽ khó quan sát kết quả. Các thí nghiệm định lượng thì cần chính xác hàm lượng các chất làm thí nghiệm mới có kết quả. Ví dụ: khi làm thí nghiệm tách chiết ADN, nếu cho ít dịch lọc hay ít chất tẩy rửa hoặc quá ít nước cốt dứa thì sẽ rất khó có kết quả khả quan. Tóm tắt quy trình một bài thực hành . Bước 1. Xác định mục tiêu (cho GV và cho HS). Yêu cầu của. bước này là HS phải nhận thức được và phát biểu rõ mục tiêu (trả lời câu hỏi: để làm gì?) . Bước 2. Kiểm tra kiến thức cơ sở và kiểm tra sự chuẩn bị thực. hành (trả lời câu hỏi: có làm được không?). . Bước 3. Xác định nội dung thực hành (trả lời câu hỏi: làm như. thế nào?) . Bước 4. Tiến hành các hoạt động thực hành (trả lời câu hỏi: quan. sát thấy gì? Thu được kết quả ra sao?). Bước 5. Giải thích và trình bày kết quả, rút ra kết luận (trả lời câu hỏi: tại sao? Mục tiêu đã hoàn thành hay chưa?). . Viết báo cáo thực hành..

(13) IV. An toàn thí nghiệm thực hành sinh học 1. Nguyên lý an toàn sinh học Nguyên lý cơ bản của an toàn sinh học là phòng ngừa, là làm giảm thiểu hoặc hạn chế nguy cơ gây hại cho con người và môi trường khi tiếp xúc với sinh vật và các vật liệu lây nhiễm lưu giữ trong phòng thí nghiệm. Nguyên lý an toàn sinh học được xác định là sự kết hợp của ba nhân tố phòng ngừa trong thực hành và kĩ thuật phòng thí nghiệm, thiết bị an toàn và thiết kế điều kiện làm việc tốt. Người ta chia biện pháp phòng ngừa thành hai loại, phòng ngừa sơ cấp và phòng ngừa thứ cấp. Phòng ngừa sơ cấp : là bảo vệ người và môi trường thí nghiệm khỏi tác hại của các tác nhân gây ô nhiễm. Phòng ngừa sơ cấp bao gồm chủ yếu các kĩ thuật an toàn trong phòng thí nghiệm và khi tiếp xúc với sinh vật. Phòng ngừa thứ cấp : là bảo vệ môi trường bên ngoài phòng thí nghiệm khỏi sự phát tán của các vật liệu lây nhiễm, bao gồm cả việc thiết kế phòng thí nghiệm, lớp học,... sao cho an toàn và đảm bảo vệ sinh lao động. - Phòng ngừa trong thực hành và kĩ thuật phòng thí nghiệm: Phòng thí nghiệm cần phải được xây dựng đảm bảo quy định về an toàn sinh học, trong đó cần xác định rõ các tác nhân và chất nguy hại có thể có trong phòng thí nghiệm. Xác định rõ các kĩ thuật làm việc đặc biệt và đưa ra các các quy định rõ ràng nhằm giảm thiểu hoặc hạn chế sự bùng phát của các tác nhân gây hại. Nhân viên mới được tuyển dụng vào làm việc trong phòng thí nghiệm, học sinh và sinh viên tới học trong phòng thí nghiệm cần phải được chỉ dẫn chu đáo về các tác nhân gây hại đặc hiệu, được học về kiến thức và kĩ thuật phòng thí nghiệm, được phổ biến các quy định an toàn trong phòng thí nghiệm sinh học. - Thiết bị an toàn: Thiết bị an toàn trước hết nhằm bảo vệ trực tiếp nhữnh người tiếp xúc với sinh vật và các tác nhân hây hại. Các thiết bị an toàn phổ biến của phòng thí nghiệm sinh học bao gồm tủ cấy an toàn sinh học, thiết bị li tâm.

(14) an toàn, các dụng cụ an toàn đựng mẫu vật (dụng cụ thủy tinh, ống nghiệm,...), dụng cụ đảm bảo an toàn cá nhân như găng tay, quần áo bảo hộ lao động, áo choàng, khẩu trang, mũ bảo vệ,.... Tủ cấy an toàn là phương tiện bắt buộc sử dụng để ngăn ngừa sự lây nhiễm do đổ vỡ hoặc bụi, nhất là khi thực hành vi sinh vật. Có ba loại tủ cấy an toàn sinh học, tủ cấy loại I và II đảm bảo an toàn sơ cấp cho cán bộ, học sinh và sinh viên khi làm thí nghiệm, đồng thời bảo vệ mẫu vật thí nghiệm (vi sinh vật, tế bào,...) tránh bị nhiễm khuẩn từ bên ngoài. Tủ cấy an toàn sinh học III có cấu tạo đặc biệt đảm bảo mức độ an toàn cao nhất cho cán bộ và sinh viên trong phòng thí nghiệm. Thiết bị li tâm an toàn sử dụng ống li tâm có nắp đậy, tránh bụi nước thoát ra ngoài khi li tâm gây hại cho con người và môi trường phòng thí nghiệm. Trong nhiều trường hợp không thể thực hiện thí nghiệm trong tủ cấy an toàn sinh học thì thiết bị an toàn cá nhân là vật dụng tối cần thiết, hạn chế rủi ro cho con người. Ví dụ, khi tiến hành mổ động vật, khi rửa và bảo dưỡng các thiết bị thí nghiệm cần sử dụng đầy đủ dụng cụ bảo vệ cán nhân. - Phòng ngừa trong thiết kế và xây dựng các cơ sở làm việc đảm bảo an toàn và vệ sinh lao động: Phòng thí nghiệm được thiết kế đúng quy cách, có trang thiết bị tương ứng với chức năng và cấp độ an toàn sinh học của phòng, đảm bảo an toàn và vệ sinh lao động. Các phòng thí nghiệm có cấp độ an toàn sinh học I và II cần được thiết kế tách riêng với lối đi công cộng, nơi tiêu độc và khu vệ sinh. 2. Nguyên tắc phân loại tác nhân sinh học theo nhóm rủi ro và cấp độ an toàn sinh học Các tác nhân sinh học được phân loại theo nhóm và phân thành bốn cấp độ khác nhau. Nguyên tắc phân loại tùy thuộc vào từng quốc gia các các tổ chức quốc tế khác nhau như cấp độ an toàn sinh học của Liên minh Châu Âu, cấp độ an toàn sinh học của viện Y học Quốc gia Mỹ,.... Sau đây.

(15) là ví dụ về phân loại nhóm rủi ro và cấp độ an toàn sinh học theo quy định an toàn sinh học phòng thí nghiệm của WHO: - Nhóm rủi ro loại 1 (RG1): gồm những sinh vật dường như không gây rủi ro hoặc gây rủi ro thấp cho con người và động vật. - Nhóm rủi ro loại 2 (RG2): gồm các sinh vật có khả năng gây bệnh cho con người nhưng ở mức độ không nghiêm trọng. Có thể có khả năng lây nhiễm bệnh từ phòng thí nghiệm nhưng đã có biện pháp phòng ngừa và chữa trị, hạn chế được sự lan truyền bệnh. - Nhóm rủi ro loại 3 (RG3): gồm các sinh vật có khả năng gây bệnh cao cho con người, nhưng thông thường không lan truyền từ người này sang người khác và đã có biện pháp phòng và chữa chạy hiệu quả. - Nhóm rủi ro loại 4 (RG4): gồm các tác nhân gây rủi ro cao cho con người và động vật, bệnh có thể lây truyền từ người này sang người khác và chưa có biện pháp phòng và chữa trị. Từ việc phân loại các nhóm rủi ro, người ta có thể xây dựng các tiêu chuẩn cụ thể cho mỗi cấp độ an toàn sinh học. 3. Phòng bệnh nghề nghiệp và đề phòng tai nạn Theo Tổ chức lao động Quốc tế (ILO), ước tính hằng năm có tới 120 triệu tổn thương trên thế giới do tai nạn lao động, 67-157 triệu trường hợp mắc bệnh nghề nghiệp và khoảng 200.000 người tử vong khi làm việc. Ở Việt Nam, ước tính năm 2000, có tới 4.081 người lao động phát hiện bệnh nghề nghiệp, 3334 người bị tại nạn lao động, 941 người bị thương nặng, 331 người tử vong. Trong môi trường lao động nói chung, môi trường học tập và nghiên cứu sinh học trong phòng thí nghiệm sinh học nói riêng luôn tiềm ẩn khả năng mắc phải nhiều bệnh tật. Khi môi trường bị ô nhiễm bởi các sinh vật gây hại thì dễ dàng truyền bệnh cho con người. Nguyên tắc chung của phòng bệnh lây truyền từ sinh vật là : - Cách ly người có biểu hiện bệnh, theo dõi, báo cáo và xử lý bệnh. - Ngăn cản sự phát tán mầm bệnh bằng các phương pháp tiệt trùng, tiêu đốt, thực hiện vệ sinh phòng thí nghiệm. - Sử dụng vắc xin và các thuốc cần thiết để phòng trừ..

(16) - Những người có nguy cơ mắc bệnh do làm việc trong phòng thí nghiệm sinh học cần được khám bệnh 6 tháng/ lần nhằm phát hiện các bệnh phổ biến như : bệnh phổi (lao, bụi phổi,...), bệnh viêm gan, viêm loét da, bệnh nấm, viêm phế quản nạm tính, hen phế quản....; Các chỉ tiêu xét nghiệm cơ bản như : xét nghiệm máu với các chỉ số HbASg, SGOT, SGPT,...; xét nghiệm nước tiểu với các chỉ số Albumin, sắc tố mật, muối mật; siêu âm gan; chụp X quang phổi; tìm Bk trong đờm; phản ứng Mantoux; tốc độ máu lắng,.... Hiện nay những nghiên cứu về bệnh nghề nghiệp trong dạy học còn chưa nhiều, tuy vậy trong mỗi điều kiện cụ thể, chúng ta cần tìm ra các phương pháp phòng trừ nhằm ngăn cản bệnh. Ví dụ như xây dựng tiêu chuẩn về bàn và ghế trong phòng học phù hợp : - Chiều cao ghế ngồi phải đảm bảo cho 2 bàn chân chạm đất, 2 ống chân vuông góp với mặt đất. 2 đùi vuông góc với ống chân. Như vậy, chiều cao ghế phải xấp xỉ với ống chân. - Chiều rộng của mặt ghế không quá rộng hoặc quá hẹp, bằng 2/3 đến ¾ chiều dài đùi. - Chiều cao của bàn thích hợp cho người ngồi viết được xác định là bằng chiều cao ghế đến khuỷu tay khi ta ngồi ngay ngắn trên ghế, cánh tay áp sát nách, ngón tay cái nằm theo trục dọc với cẳng tay, đầu ngón đặt vào đuôi mắt cùng bên. - Chiều rộng của bàn tối thiểu bằng chiều dài của tay. Để ngăn ngừa bệnh về mắt cần phải tuân thủ: - Phòng học có đủ ánh sáng, bảng không lóa. - Khi đọc sách cần ngồi thẳng, khoảng cách thích hợp giữa mắt và sách là khoảng 30-35 cm. - Giữ mắt sạch sẽ, có thể vệ sinh mắt bằng các dung dịch chuyên dụng. - Cung cấp đủ vitamin cho cơ thể, nhất là vitamin A để tránh bệnh quáng gà và bệnh khô mắt. - Khám mắt định kì để khi cần thiết sử dụng kính đeo mắt phù hợp. 4. Khái niệm về an toàn sinh học.

(17) An toàn sinh học (Biosafety) là việc thực hiện các chính sách, cơ chế quản lí về quy trình làm việc, thiết kế tiện nghi,… quy định sử dụng những trang thiết bị an toàn để ngăn ngừa sự lan truyền các tác nhân sinh học gây hại tới những người làm việc và học tập trong phòng thí nghiệm sinh học, những người xung quanh và môi trường. An toàn sinh học bao gồm : - Các biện pháp quản lí an toàn trong các hoạt động nghiên cứu khoa học, phát triển công nghệ và khảo nghiệm; sản xuất, kinh doanh và sử dụng; nhập khẩu, xuất khẩu, lưu giữ và vận chuyển các sinh vật biến đổi gen; sản phẩm, hàng hóa có nguồn gốc từ sinh vật biến đổi gen.. Hình 1. Kí hiệu cảnh báo nguy hiểm sinh học - An toàn sinh học còn bao gồm các giải pháp thiết kế phòng thí nghiệm, phòng học an toàn khi làm việc và tiếp xúc với sinh vật; quy định việc cung cấp các thiết bị an toàn sinh học. - Ngày nay an toàn sinh học còn bao gồm cả phạm trù an ninh sinh học phòng thí nghiệm. Tính cấp thiết của an toàn sinh học Các phòng thí nghiệm sinh học, đặc biệt là phòng thí nghiệm vi sinh vật học là môi trường đặc biệt luôn tiềm ẩn nguy cơ lây nhiễm bệnh cho con người làm việc và học tập trong phòng thí nghiệm và cộng đồng dân cư xung quanh. Trong những năm gần đây có nhiều trường hợp lây truyền dịch bệnh từ phòng thí nghiệm sinh học và y sinh, như dịch bệnh thương hàn, bệnh tả, bệnh uốn ván,... ở người, bệnh lở mồm long móng ở trâu bò . Nguyên nhân của việc lan truyền bệnh có thể là do việc dùng thiết bị thí nghiệm không phù hợp (như dùng mồm để hút pitet hoặc sử dụng kim.

(18) tiêm không đúng cách gây lan truyền bệnh AIDS,...), hoặc do thiết bị thí nghiệm không đủ tiêu chuẩn, không đảm bảo tiêu chuẩn an toàn sinh học. Công nghệ sinh học ngày càng phát triển có khả năng tạo ra nhiều sinh vật biến đổi gen. Do vậy, nghiên cứu và sử dụng các sinh vật biến đổi gen một cách an toàn cho con người, môi trường và đa dạng sinh học là hết sức cần thiết. 5. Kỹ thuật phòng thí nghiệm và thiết bị an toàn Mỗi phòng thí nghiệm cần được xây dựng đáp ứng các tiêu chuẩn về an toàn sinh học. Nguyên tắc phòng ngừa cần được thể hiện trong những công việc hằng ngày, trong các nội quy phòng thí nghiệm. Khi thực hành trong phòng thí nghiệm không có khả năng kiểm soát triệt để các tác nhân sinh học nguy hại, thì phải tìm các biện pháp bổ sung cần thiết khác, nhằm hạn chế rủi ro của các tác nhân gây hại. Thiết bị an toàn ngoài tủ cấy an toàn sinh học (BSC), dụng cụ an toàn đựng các mẫu vật, vật dụng bảo vệ cá nhân (như đã đề cập trong bài 1), còn có nhiều thiết bị khác, ví dụ như : - Các thiết bị cách li bao film mềm áp suất âm, là thiết bị bảo vệ ban đầu để ngăn chặn các vật liệu sinh học độc hại. Khí đi vào bên trong thiết bị cách li này qua một bộ lọc HEPA và khí đi ra ngoài qua 2 bộ lọc HEPA, vì vậy ngăn cản được sinh vật gây hại phát tán ra bên ngoài. - Các thiết bị hỗ trợ dùng pipet góp phần hút dung dịch an toàn. - Các thiết bị nghiền đồng thể, máy lắc, máy trộn và thiết bị dùng sóng siêu âm được thiết kế trong các BSC hay được phủ kín trong quá trình sử dụng, góp phần ngăn cản quá trình gây ra các sol khí độc hại. - Que cấy đầu tròn dùng một lần, không cần khử trùng, dùng được trong BSC và sử lí như rác thải nhiễm bẩn khi sau khi dùng. - Que cấy vi sinh vật khử trùng bằng nhiệt có vỏ bọc bằng thủy tinh Brosilicat hay sứ giúp khử trùng tiện lợi và hiệu quả. - Các biện pháp bảo vệ thiết bị như bảo vệ ống tiêm, làm sạch các thiết bị đựng mẫu vật; các biện pháp bảo quản mẫu máu, dịch cơ thể, mô và các chất bài tiết. Các biện pháp phổ biến như:.

(19) + Biện pháp thu thập, dán nhãn và vận chuyển mẫu vật. Các mẫu vật nên được đặt trong dụng cụ đúng quy cách, ghi nhãn và quy định sử dụng rõ ràng. + Cách mở ống đựng mẫu hoặc vật đựng lấy mẫu đứng quy cách, tốt nhất nên mở trong BSC, cần đi găng tay, mặc tạp dề. Nút đậy dụng cụ cần có miếng lót giấy hoặc gạc để tránh chất lỏng bắn ra. + Với các thiết bị thủy tinh cần cẩn thận tránh đổ vỡ, nếu có thể nên thay bằng dụng cụ chất dẻo an toàn hơn. + Sử dụng các thiết bị tự động khi cần thiết nhằm tránh gây tràn dung dịch hay gây sol khí. Các chất bị vung vãi cần được thu thập, đựng trong dụng cụ có nắp, sau đó đem hấp áp lực hoặc xử lí như xử lí rác ô nhiễm. + Sử dụng các chất sát khuẩn cấp độ cao để làm sạch các dụng cụ thí nghiệm. Ví dụ, các dụng dịch hyproclorit có lượng clo 1g/lL và 5g/l được sử dụng làm sạch các thiết bị đựng máu, glutaraldehyt có thể sử dụng làm sạch bề mặt dụng cụ. 6. Vi sinh vật và an toàn sinh học Vi sinh vật nhỏ bé, trong đó đặc biệt là virut thường có tốc độ sinh trưởng nhanh, khả năng hấp thu và chuyển hóa vật chất cao, thích ứng nhanh với điều kiện môi trường và dễ phát sinh đột biến. Nhiều vi sinh vật là tác nhân gây bệnh truyền nhiễm, chúng xâm nhập vào cơ thể chủ yếu thông qua các con đường hô hấp (như bệnh lao, bạch cầu, cúm), tiêu hóa (như các bệnh thương hàn, tả, lỵ,....), tiếp xúc qua da hoặc niêm mạc (như bệnh giang mai, lậu, HIV,...). Nhìn chung, bệnh do vi sinh vật lan truyền rất nhanh, khi xâm nhập vào cơ thể chúng gây rối loại các quá trình trao đổi chất, phá hủy chức năng của tế bào, khi phát bệnh có thể gây tử vong. Vi sinh vật gây bệnh tùy theo đặc điểm sinh học và vị trí phân loại được chia ra thành nhiều nhóm như nhóm vi khuẩn, virus, vi nấm. Ngoài ra, tùy theo mức độ gây hại, vi sinh vật được phân chia theo nhóm rủi ro, và cũng tùy cấp độ rủi ro mà yêu cầu xây dựng phòng thí nghiệm theo cấp độ an toàn phù hợp:.

(20) - Vi sinh vật thuộc nhóm rủi ro 1 gồm các vi sinh vật gây rủi ro thấp, không chắc gây bệnh cho người hoặc động vật khỏe mạnh. Ví dụ, các vi khuẩn Escherichia coli, nấm men, nấm mốc sử dụng làm vật liệu nghiên cứu trong phòng thí nghiệm. - Vi sinh vật thuộc nhóm rủi ro 2 gồm các vi sinh vật gây rủi ro trung bình cho người làm việc và học tập trong phòng thí nghiệm. Các vi sinh vật thuộc nhóm rủi ro 2 ít khi gây nguy hiểm cho người khỏe mạnh, ít khi gây bùng phát lây nhiễm nghiêm trọng khi đã có biện pháp phòng ngừa. Ví dụ như vi khuẩn thương hàn (Salmonella enterica), virus gây viên gan A, virus gây viêm gan B, virus cúm thường, virus sởi, virus quai bị,.... - Vi sinh vật thuộc nhóm rủi ro 3 gồm các vi sinh vật gây rủi ro cao cho con người và động vật. Tuy nhiên bệnh không lan truyền từ người này sang người khác hoặc có thể có thuốc điều trị. Ví dụ như vi khuẩn gây bệnh than (Bacillus anthracis), vi khuẩn lao (Mycobacterium tuberculosis), các vi rút sốt vàng, vius HIV,... - Vi sinh vật thuộc nhóm rủi ro 4 gồm vi sinh vật gây rủi ro cao cho con người và động vật. Các vi sinh vật gây bệnh truyền nhiễm nghiêm trọng, bệnh có khả năng lây truyền từ người này sang người khác hoặc không có khả năng chữa trị. Ví dụ như virus Lassa, virus Ebola, virus cum A ở gia cầm. Theo quy định quốc tế, các vi sinh vật thuộc nhóm rủi ro 4 không được phép nghiên cứu tại phòng thí nghiệm của các trường đại học. 7. Công nghệ ADN và an toàn sinh học - Công nghệ ADN (hay còn gọi là công nghệ gen, công nghệ sinh học phân tử, kĩ thuật gen,...) là các kĩ thuật di truyền tạo nên các phân tử ADN tái tổ hợp, nhằm tạo nên các gen mới mang thông tin di truyền mã hóa các đặc điểm tốt mong muốn ở các tế bào hoặc cơ thể sống. Những thành công của công nghệ ADN trong những năm gần đây là tạo ra nhiều sinh vật biến đổi gen mang nhiều đặc điểm sinh học ưu thế. Ví dụ như cà chua biến đổi gen không có hạt, thuốc lá và ngô năng suất cao, lúa và ngô mang gen chịu được thuốc diệt cỏ,...; một số động vật biến đổi gen như cừu, lợn, bò, dê,.... mang nhiều đặc điểm có lợi giúp con người.

(21) thu được các sản phẩm điều trị bệnh máu khó đông, điều trị vết thương, chống nhiễm trùng, điều trị bệnh tắc nghẽn mạch máu,.... Sinh vật biến đổi gen có nhiều ưu điểm rõ rệt nhằm tăng năng suất nông nghiệp và góp phần xóa đói giảm nghèo trên toàn cầu. Tuy nhiên, bên cạnh các lợi ích, sinh vật biến đổi gen có thể tiềm ẩn một số rủi ro có hại cho sức khỏe con người và môi trường, nên an toàn sinh học của sinh vật biến đổi gen đang được tranh luận ở nhiều quốc gia, nhiều tổ chức trên thế giới. Việc sử dụng sinh vật biến đổi gen cần được nghiên cứu kĩ lưỡng, chỉ sử dụng khi biết chắc an toàn và cần được cảnh báo để người sử dụng cẩn thận hơn. Một số rủi ro cần theo dõi đối với sinh vật biến đổi gen là: -. Khả năng sinh vật biến đổi gen và sản phẩm của chúng chứa các. protein mới, có thể gây độc hoặc dị ứng cho con người, ảnh hưởng tới sức khỏe. -. Các sinh vật biến đổi gen thường chứa gen kháng chất kháng. sinh nên khi sử dụng có thể làm cho vi sinh vật kháng lại nhiều loại kháng sinh, làm giảm khả năng ngăn cản một số bệnh ở người và sinh vật. -. Các sinh vật biến đổi gen có thể cạnh tranh và chiếm ưu thế đối. với nhiều loài trong tự nhiên, gây tác động xấu về mặt sinh thái học. 8. Quản lý an toàn sinh học ở Việt Nam Hiện nay, nghiên cứu về công nghệ gen đang được quan tâm thực hiện tại nhiều phòng thí nghiệm sinh học tại các viện nghiên cứu, các trường đại học, đáp ứng yêu cầu cấp bách của phát triển công nghệ sinh học phục vụ đời sống và khoa học. Nhận thức được tầm quan trọng của an toàn sinh học trong đời sống, Nhà nước ta đã rất quan tâm tới vấn đề an toàn sinh học. Ngay từ khi trở thành thành viên tham gia Công ước Đa dạng sinh học và Nghị định thư Cartagena, Chính phủ Việt Nam đã ban hành nhiều quyết định, quy chế, chỉ thị,.... và hướng dẫn về an toàn sinh học. Ví dụ, -. Năm 1993, ban hành Pháp lệnh Bảo vệ và Kiểm dịch thực vật.. -. Năm 1993, ban hành Pháp lệnh Thú y..

(22) -. Năm 1996, ban hành Nghị định về Quản lí giống cây trồng vật. nuôi. -. Năm 2004, nhà nước Việt Nam chính thức tham gia Nghị định. thư Cartagena về an toàn sinh học. -. Năm 2005, Chính phủ Việt Nam ban hành Quy chế Quản lý an. toàn sinh học đối với sinh vật biến đổi gen; sản phẩm, hàng hóa có nguồn gốc từ sinh vật biến đổi gen. -. Năm 2008, Nhà nước Việt Nam đã ban hành luật Đa dạng sinh. học. Chương 4 và các điều từ 57 tới điều 69 của luật Đa dạng sinh học của Việt Nam đã đề cập tới các vấn đề về báo cáo đánh giá rủi ro về sinh vật biến đổi gen; thẩm định báo cáo đánh giá rủi ro về sinh vật biến đổi gen; quy định cấp giấy chứng nhận mức an toàn sinh học; quy định cung cấp thông tin về an toàn sinh học của hàng hóa có chứa sinh vật biến đổi gen; cung cấp, công khai thông tin về sinh vật biến đổi gen; nghiên cứu tạo ra sinh vật biến đổi gen; khảo nghiệm sinh vật biến đổi gen; nhập khẩu, quá cảnh sinh vật biến đổi gen; chế biến sản phẩm từ sinh vật biến đổi gen; tiếp thị, quảng cáo, mua, bán, cho, tặng sinh vật biến đổi gen; vận chuyển, lưu giữ, thải bỏ sinh vật biến đổi gen; và giải phóng sinh vật biến đổi gen ra môi trường, V. AN TOÀN TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM SINH HỌC 1.An toàn khi tiếp xúc với sinh vật trong phòng thí nghiệm Khi làm việc trong phòng thí nghiệm sinh học có thể bị lây nhiễm bệnh do tiếp xúc với sinh vật. Con đường lây truyền có thể qua da, qua không khí hoặc do ăn uống của các tác nhân mới chưa được xác định an toàn. Tác nhân gây bệnh có thể là từ các mô, máu của sinh vật nghiên cứu; từ đờm dãi của người bệnh; từ virus phát tán trong không khí,... Gặp những trường hợp như vậy thì cần xác định rõ con đường lây truyền, nguyên nhân và mức độ lây nhiễm. Bệnh có khả năng mắc phải càng cao thì càng cần phải đánh giá nhanh chóng và thân trọng..

(23) 2. An toàn khi tiếp xúc với hoá chất trong các thí nghiệm sinh học Giống như với an toàn sinh học, an toàn khi tiếp xúc với hóa chất đặt nguyên tắc cơ bản là phòng ngừa lên trên hết. Bốn nguyên tắc cơ bản của hoạt động kiểm soát hóa chất là : - Quy định thay thế: Loại bỏ các chất hoặc các quá trình độc hại, nguy hiểm hoặc thay thế chúng bằng thứ khác ít nguy hiểm hơn hoặc không còn nguy hiểm nữa. Khi tiến hành các thí nghiệm trong quá trình dạy học cố gắng lựa chọn các chất ít độc hại , ít gây nguy hiểm ví dụ thí nghiệm brom tác dụng với nhôm có thể thay thế bằng thí nghiệm ít độc hơn như iot tác dụng với nhôm. Hoặc loại bỏ các chất gây nguy hiểm thí dụ thí nghiệm với thuỷ ngân hoặc asen. - Quy định khoảng cách: hoặc che chắn giữa người lao động và hóa chất nhằm ngăn cách mọi nguy cơ liên quan tới hóa chất đối với người lao động. Trong dạy học các thí nghiệm độc hại hoặc dễ nổ gây nguy hiểm phải được tiến hành trong tủ hốt hoặc có tấm kính mica che phía HS, khoảng cách tiến hành các thí nghiệm không quá gần với HS. - Quy định thông gió: sử dụng hệ thống thông gió thích hợp để di chuyển hoặc làm giảm nồng độ độc hại trong không khí chẳng hạn như khói, khí, bụi, mù. Phòng thí nghiệm, phòng kho hoá chất…cần phải thoáng, có hệ thông hút gió, có nhiều cửa ra vào. - Quy định về trang bị phương tiện bảo vệ cá nhân: cho người lao động ( HS) nhằm ngăn ngừa việc hoá chất dây vào người như : áo blu, kính bảo vệ mắt, găng tay, khẩu trang, ủng … Tùy theo việc sử dụng từng hóa chất mà có các quy định cụ thể. Ví dụ: - Hóa chất dễ cháy nổ : Trong phòng thí nghiệm có hóa chất dễ cháy nổ phải quy định chặt chẽ chế độ dùng lửa, khu vực dùng lửa, có bảng chỉ dẫn bằng chữ và ký hiệu cấm lửa để ở nơi dễ nhận thấy. Khi cần thiết phải sửa chữa cơ khí, hàn điện hay hàn hơi phải có biện pháp làm việc an toàn. Tất cả các dụng cụ điện và thiết bị điện đều phải là loại phòng chống cháy nổ. Việc dùng.

(24) điện chạy máy và điện thắp sáng ở những nơi có hóa chất dễ cháy nổ phải đảm bảo các yêu cầu sau: + Không được đặt dây cáp điện trong cùng một đường rãnh có ống dẫn khí hoặc hơi chất lỏng dễ cháy nổ, không được lợi dụng đường ống này làm vật nối đất . + Khi sửa chữa, thay thế các thiết bị điện thuộc nhánh nào thì phải cắt điện vào nhánh đó. + Thiết bị điện nếu không được bọc kín, an toàn về cháy nổ thì không được đặt ở nơi có hóa chất dễ cháy nổ. + Cầu dao, cầu chì, ổ cắm điện phải đặt ngoài khu vực dễ cháy nổ. Bất kỳ nhánh dây điện nào cũng phải có cầu chì hay thiết bị bảo vệ tương đương. Tất cả các chi tiết máy động hoặc dụng cụ làm việc đều phải làm bằng vật liệu không được phát sinh tia lửa do ma sát hay va đập. Tất cả các trang bị bằng kim loại đều phải tiếp đất., các bộ phận hay thiết bị cách điện đều phải có cầu nối tiếp dẫn. Trước khi đưa vào đường ống hay thiết bị một chất có khả năng gây cháy nổ, hoặc trước và sau khi sửa chữa đều phải thực hiện nghiêm ngặt các quy định phòng chống cháy nổ. Không dùng thiết bị, thùng chứa, chai, lọ hoặc đường ống bằng nhựa không chịu được nhiệt chứa hóa chất dễ cháy nổ. Không để các hóa chất dễ cháy nổ cùng chỗ với các hóa chất duy trì sự cháy. Khi đun nóng các chất lỏng dễ cháy không dùng ngọn lửa trực tiếp, mức chất lỏng trong nồi phải cao hơn mức hơi đốt bên ngoài. Trong quá trình sản xuất, sử dụng hóa chất dễ cháy nổ phải bảo đảm yêu cầu vệ sinh an toàn lao động. Phải có ống dẫn nước, hệ thống thoát nước, tránh sự ứ đọng các loại hóa chất dễ cháy nổ... - Hóa chất ăn mòn Các thiết bị, đường ống chứa hóa chất dễ ăn mòn phải được làm bằng vật liệu thích hợp, phải đảm bảo kín. Tại nơi làm việc có hóa chất ăn mòn phải có vòi nước, bể chứa dung dịch natri bicacbonat (NaHCO 3) nồng độ 0,3%, dung dịch axit axetic nồng độ 0,3% hoặc các chất khác có tác dụng.

(25) cấp cứu kịp thời tại chỗ khi xảy ra tai nạn. Tất cả các chất thải đều phải được xử lý không còn tác dụng ăn mòn trước khi đưa ra ngoài v.v... - Hóa chất độc Khi tiếp xúc với hóa chất độc, phải có mặt nạ phòng độc tuân theo những quy định sau: Phải chứa chất khử độc tương xứng; Chỉ được dùng loại mặt nạ lọc khí độc khi nồng độ hơi khí không vượt quá 2% và nồng độ ôxy không dưới 15%; Đối với cacbua oxit (CO) và những hỗn hợp có nồng độ CO cao phải dùng loại mặt nạ lọc khí đặc biệt. Tiếp xúc bụi độc phải mặc quần áo kín may bằng vải bông dày có khẩu trang chống bụi, quần áo bảo vệ chống hơi, bụi chất lỏng độc cần phải che kín cổ tay, chân, ngực. Khi làm việc với dung môi hữu cơ hòa tan thì phải mang quần áo bảo vệ không thấm và mặt nạ cách ly. Cấm hút dung dịch hóa chất độc bằng miệng. Không được cầm nắm trực tiếp hóa chất độc. Các thiết bị chứa hóa chất độc dễ bay hơi, phải thật kín và nếu không do quy trình sản xuất bắt buộc thì không được đặt cùng chỗ với bộ phận khác không có hóa chất độc v.v.. 3. Phòng chống cháy nổ Phòng chống cháy nổ là yêu cầu của tất cả các phòng thí nghiệm. Phòng thí nghiệm sinh học cần đáp ứng các điều kiện cụ thể sau : - Có hệ thống báo động cháy, nổ và có thể tiếp cận hệ thống đó dễ dàng. - Có cửa thoát hiểm được thiết kế đúng yêu cầu, có dấu báo hiệu đường dẫn đến cửa thoát hiểm. - Có hệ thống tự động báo cháy và hệ thống đó được kiểm tra khả năng hoạt động thường xuyên. - Có sẵn các thiết bị chống cháy nổ tại chỗ và các thiết bị đó được kiểm tra thường xuyên và có thể tiếp cận dễ dàng. - Đồ đạc được sắp xếp gọn gàng, không cản trở lối thoát hiểm và chặn đường tiếp cận các thiết bị chữa cháy. - Các hóa chất và thiết bị dễ cháy cần để nơi an toàn, riêng ở một nơi và xa nơi có thể phát nổ như nguồn điện, lửa,... Hóa chất cần được dán.

(26) nhãn cảnh báo đầy đủ. Phòng thí nghiệm có hóa chất dễ phát nổ cần thoáng khí và không quá chật chội. - Những bình khí nén và khí hóa lỏng được đánh dấu rõ ràng, các van giảm áp được kiểm tra thường xuyên đảm bảo độ kín tuyệt đối. Các bình đựng khí hóa lỏng được đặt cách xa nguồn điện, lửa,... - Tất cả các thiết bị điện được bảo dưỡng thường xuyên, hệ thống điện ba pha cần có dây tiếp đất. Các thiết bị ngắt điện luôn trong trạng thái hoạt động tốt, đảm bảo ngắt điện ngay khi cần thiết. Mỗi ổ cắm chỉ nên sử dụng cho một thiết bị điện, không nên dùng thiết bị nối. Giáo viên và học sinh làm việc trong phòng thí nghiệm được thông báo nguy cơ cháy nổ, và được thực tập phương án phản ứng đúng khi cháy nổ xảy ra. QUY TẮC LÀM VIỆC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM HÓA SINH I. An toàn khi làm việc với axit và kiềm 1. An toàn khi làm việc với axit: -. Phải làm việc trong tủ hút bất cứ khi nào đun nóng axit hoặc. thực hiện phản ứng với các hơi axit tự do. -. Khi pha loãng, luôn phải cho axit vào nước trừ phi được dùng. trực tiếp. -. Giữ để axit không bắn vào da hoặc mắt bằng cách đeo khẩu. trang, găng tay và kính bảo vệ mắt. Nếu làm văng lên da, lập tức rửa ngay bằng một lượng nước lớn. -. Luôn phải đọc kỹ nhãn của chai đựng và tính chất của chúng.. -. H2SO4 : Luôn cho axit vào nước khi pha loãng, sử dụng khẩu. trang và găng tay để tránh phòng khi văng axit. -. Các axit dạng hơi (HCl) thao tác trong tủ hút và mang găng tay,. kính bảo hộ. 2. An toàn khi làm việc với kiềm hấp.. Kiềm có thể làm cháy da, mắt gây hại nghiêm trọng cho hệ hô.

(27) -. Mang găng tay cao su, khẩu trang khi làm việc với dung dịch. kiềm đậm đặc. -. Thao tác trong tủ hút, mang mặt nạ chống độc để phòng ngừa. bụi và hơi kiềm. -. Amoniac: là một chất lỏng và khí rất ăn da, mang găng tay cao. su, khẩu trang, thiết bị bảo vệ hệ thống hô hấp. Hơi amoniac dễ cháy, phản ứng mạnh với chất oxy hoá, halogen, axit mạnh. -. Amoni hydroxyt: chất lỏng ăn da, tạo hỗn hợp nỏ với nhiều kim. loại nặng: Ag, Pb, Zn ... và muối của chúng. -. Kim loại Na, K, Li, Ca: phản ứng cực mạnh với nước, ẩm, CO 2,. halogen, axit mạnh, dẫn xuất clo của hydrocacbon. Tạo hơi ăn mòn khi cháy. Cần mang dụng cụ bảo vệ da mắt. Chỉ sử dụng cồn khô khi tạo dung dịch natri alcoholate, cho vào từ từ. -. Tránh tạo tinh thể cứng khi hoà tan. Tương tự khi hoà tan với. nước, đồng thời phải làm lạnh nhanh. -. Oxit canxi rất ăn da, phản ứng cực mạnh với nước, cần bảo vệ da. mắt, đường hô hấp do dễ nhiểm bụi oxit. -. Natri và kali hydroxyt: rất ăn da, phản ứng cực mạnh với nước.. Các biện pháp an toàn như trên, cho từng viên hoặc ít bột vào nước chứ không được làm ngược lại. II. Quy tắc làm việc với hóa chất thí nghiệm 1. Hoá chất thí nghiệm Các hoá chất dùng để phân tích, làm tiêu bản, tiến hành phản ứng, ... trong phòng thí nghiệm được gọi là hóa chất thí nghiệm. Hoá chất có thể ở dạng rắn (Na, MgO, NaOH, KCl, (CH COO) ...;. lỏng (H 2SO4, aceton,. ethanon, chloroform, ...) hoặc khí (Cl 2 , NH3 , N2 , C2H2 ...) và mức độ tinh khiết khác nhau: - Sạch kỹ thuật (P): độ sạch > 90% - Sạch phân tích (PA): độ sạch < 99% - Sạch hóa học (PC): độ sạch > 99% Hóa chất có độ tinh khiết khác nhau được sử dụng phù hợp theo những yêu cầu khác nhau và chỉ nên sử dụng hóa chất còn nhãn hiệu..

(28) 2. Nhãn hiệu hoá chất: Hóa chất được bảo quản trong chai lọ thủy tinh hoặc nhựa đóng kín có nhãn ghi tên hoá chất, công thức hóa học, mức độ sạch, tạp chất, khối lượng tịnh, khối lượng phân tử, nơi sản xuất, điều kiện bảo quản. 3. Cách sử dụng và bảo quản hoá chất: Khi làm việc với hóa chất, nhân viên phòng thí nghiệm cũng như sinh viên cần hết sức cẩn thận, tránh gây những tai nạn đáng tiếc cho mình và cho mọi người. Những điều cần nhớ khi sử dụng và bảo quản hóa chất được tóm tắt như sau: -. Hóa chất phải được sắp xếp trong kho hay tủ theo từng loại (hữu. ơ, vô cơ, muối, acid, bazơ, kim loại, ...) hay theo một thứ tự a, b, c để khi cần dễ tìm. -. Tất cả các chai lọ đều phải có nhãn ghi, phải đọc kỹ nhãn hiệu. hóa chất trước khi dùng, dùng xong phải trả đúng vị trí ban đầu. -. Chai lọ hóa chất phải có nắp. Trước khi mở chai hóa chất phải. lau sạch nắp, cổ chai, tránh bụi bẩn lọt vào làm hỏng hóa chất đựng trong chai. -. Các loại hóa chất dễ bị thay đổi ngoài ánh sáng cần phải được. giữ trong chai lọ màu vàng hoặc nâu và bảo quản vào chổ tối. -. Dụng cụ dùng để lấy hóa chất phải thật sạch và dùng xong phải. rửa ngay, không dùng lẫn nắp đậy và dụng cụ lấy hóa chất. -. Khi làm việc với chất dễ nổ, dễ cháy không được để gần nơi dễ. bắt lửa. Khi cần sử dụng các hóa chất dễ bốc hơi, có mùi,... phải đưa vào tủ hút, chú ý đậy kín nắp sau khi lấy hóa chất xong. -. Không hút bằng pipette khi chỉ còn ít hóa chất trong lọ, không. ngửi hay nếm thử hóa chất. -. Khi làm việc với axit hay bazơ mạnh: Bao giờ cũng đổ axit hay. bazơ vào nước khi pha loãng (không được đổ nước vào acid hay base); Không hút axit hay bazơ bằng miệng mà phải dùng các dụng cụ riêng như ống bóp cao su. Trường hợp bị bỏng với axit hay bazơ rửa ngay với nước lạnh rồi bôi lên vết bỏng NaHCO 3 1% (trường hợp bỏng acid) hoặc.

(29) CH3COOH 1% (nếu bỏng base). Nếu bị bắn vào mắt, dội mạnh với nước lạnh hoặc NaCl 1%. Trường hợp bị hóa chất vào miệng hay dạ dày, nếu là axit phải súc miệng và uống nước lạnh có MgO, nếu là bazơ phải súc miệng và uống nước lạnh có CH 3COOH 1%. Lưu ý các kí hiệu cảnh báo nguy hiểm:. Chất dễ bắt lửa (Xi) và độc (Xn). Chất ăn mòn (C). Chất gây nguy hiểm với môi trường (N).

(30) YÊU CẦU VỀ KĨ NĂNG THỰC HÀNH SINH HỌC (Trích từ yêu cầu về kĩ năng thực hành của IBO năm 2010) Phần thực hành tập trung vào việc đánh giá năng lực giải quyết các vấn đề sinh học của các học sinh. Để có được năng lực này các học sinh cần được trang bị các kĩ năng sau: I. Các kĩ năng khoa học (science process skills) 1.. Quan sát (Observation).. 2.. Đo đạc (Measurement).. 3.. Phân loại hay phân nhóm (Grouping or classification).. 4.. Tìm kiếm mối quan hệ (Relationship finding).. 5.. Tính toán (Calculation).. 6.. Xử lí và trình bày các số liệu bao gồm vẽ đồ thị, lập các bảng. biểu, biểu đồ cột, sơ đồ, ảnh chụp. 7.. Đưa ra các tiên đoán (Prediction/projection).. 8.. Hình thành giả thuyết khoa học (Hypothesis formulation).. 9.. Xây dựng khái niệm (Operational definition: scope, condition,. assumption). 10. Xác định các biến và đối chứng (Variable identification and control). 11. Thực hiện thí nghiệm: thiết kế thí nghiệm, làm thực nghiệm, thu thập số liệu và kết quả thí nghiệm, giải thích kết quả thí nghiệm và rút ra các kết luận. 12. Biểu diễn kết quả thí nghiệm dưới dạng đồ thị ở mức chính xác phù hợp (số thập phân). II. Các kĩ năng sinh học cơ bản (Basic biological skills) 1.. Quan sát các đối tương sinh học bằng kính lúp.. 2.. Biết sử dụng kính hiển vi (vật kính tối đa 45 X).. 3.. Biết sử dụng kính hiển vi soi nổi (stereo microscope).. 4.. Biết vẽ các ảnh quan sát được trên tiêu bản hiển vi (vẽ hình ảnh. từ kính hiển vi). 5.. Biết mô tả chính xác các hình vẽ sinh học bằng cách sử dụng. bảng các thuật ngữ sinh học được đánh dấu bằng các mã số..

(31) III. Các phương pháp sinh học (Biological methods) A. Các phương pháp tế bào học (Cytological methods) 1.. Các kĩ thuật ngâm và ép tiêu bản. 2.. Phương pháp làm tiêu bản vết bôi. 3.. Phương pháp nhuộm tế bào và tiêu bản hiển vi.. B. Các phương pháp nghiên cứu giải phẫu và sinh lý thực vật 1.. Làm tiêu bản cắt ngang hoa và xác định công thức hoa.. 2.. Làm tiêu bản cắt ngang các bộ phận khác nhau của cây: rễ, thân,. lá và quả. 3.. Dùng tay tách các phần của thân, rễ, lá.. 4.. Thuốc nhuộm (ví dụ thuốc nhuộm lignin) và nhuộm các tiêu bản. mô thực vật. 5.. Đo các thông số cơ bản về quang hợp.. 6.. Đo các thông số cơ bản về hô hấp. C . Các phương pháp nghiên cứu giải phẫu và sinh lý động vật 1.. Mổ các động vật không xương sống; Mổ các phần hoặc các cơ. quan của động vật có xương sống được nuôi cho tiêu dùng. 2.. Làm tiêu bản cả con các động vật không xương sống loại nhỏ. (Whole - mount slide preparation of small invertebrates) 3.. Đo các thông số cơ bản về hô hấp. D. Các phương pháp nghiên cứu tập tính học Nhận biết và giải thích các hành vi của động vật E. Các phương pháp nghiên cứu môi trường và sinh thái học 1.. Ước tính mật độ quần thể (Estimation of population density). 2.. Ước tính sinh khối quần thể (Estimation of biomass ). 3.. Ước tính các thông số cơ bản của chất lượng nước (Elementary. estimation of water quality) 4.. Ước tính các thông số cơ bản của chất lượng không khí. (Elementary estimation of air quality) F . Các phương pháp phân loại (Taxonomic methods) 1.. Sử dụng khoá lưỡng phân (Use of dichotomous keys ).

(32) 2.. Xây dựng khoá lưỡng phân đơn giản (Construction of simple. dichotomous keys) 3.. Nhận biết được các họ thực vật có hoa phổ biến nhất. (Identification of the most common flowering-plant families) 4.. Nhận biết được các bộ côn trùng (Identification of insect orders). 5.. Nhận diện đến ngành và lớp các sinh vật khác (Identification of. phyla and classes of other organisms) IV. Các phương pháp vật lý và hoá học (Physical and chemical methods) 1.. Các kĩ thuật tách chiết xuất: lọc và li tâm, sắc kí.. 2.. Các phép thử chuẩn nhận biết đường đơn, đường đa, lipit,. protein (Fehling, I2 in KI(aq), biuret ) 3.. Chuẩn độ (Titration). 4.. Đo lường số lượng bằng phương pháp nhỏ giọt và dải. (Measuring quantities by drip and strip methods) 5.. Các phương pháp pha loãng dung dịch.. 6.. Kỹ thuật sử dụng pipet, bao gồm cả sử dụng các micropipet.. 7.. Kính hiển vi, bao gồm cả sử dụng buồng đếm tế bào.. 8.. Đo mức độ hấp thụ ánh sáng.. 9.. Điện di trên gel (Gel electrophoresis ). V . Các phương pháp vi sinh vật (Microbiological Methods) 1.. Chuẩn bị môi trường dinh dưỡng.. 2.. Các kĩ thuật vô trùng (vật liệu thủy tinh chịu nhiệt và chịu lửa). 3.. Các kĩ thuật nuôi cấy vi sinh vật.. VI . Các phương pháp thống kê (Statistical methods) 1.. Xác suất và phân bố xác suất. 2.. Biết cách tính và sử dụng các giá trị trung bình, trung vị, tỉ lệ %,. phương sai, độ lệch chuẩn, sai số chuẩn, T-test và phép thử Khi bình phương..

(33) VII . Sử dụng thiết bị (Handling equipment) Do các đơn vị có thể có các thiết bị khác nhau nên các kĩ năng này chỉ được đánh giá nếu các thí sinh đã được thông báo trước về thuật toán (algorithm), cách sử dụng thiết bị, cách tiến hành thí nghiệm đặc biệt nào đó ra sao vv....

(34) Phần 2.. 10 bài thí nghiệm thực hành môn Sinh học. Bài 1. Nhận biết một số thành phần hóa học của tế bào I. MỤC TIÊU 1. Pha chế và sử dụng một số thuốc thử, hóa chất thông dụng trong hóa sinh học: thuốc thử Lugol, Fehling. 2. Nhận biết protein, amino axit bằng một số thuốc thử đặc trưng (ninhydrin, Biuret, HNO2), chứng minh một số tính chất của protein: phản ứng màu với một số thuốc thử, kết tủa thuận nghịch và không thuận nghịch. 3. Nhận biết tinh bột, saccharide, phân biệt đường no và đường không no (đường còn và không còn tính khử). 4. Nhận biết lipid, chứng mình một số tính chất của triglyceride. 5. Rèn các kỹ năng thực hành: -. Kỹ năng thực hành thí nghiệm, đức tính kiên nhẫn, để đạt được. mục đích của mình. -. Kỹ năng quan sát, ghi chép kết quả thí nghiệm. -. Kỹ năng thao tác thí nghiệm, bố trí thí nghiệm. -. Kỹ năng phân tích kết quả thí nghiệm. -. Kỹ năng báo cáo kết quả thực hành. II. CƠ SỞ KHOA HỌC A. Nhận biết protein Kết tủa protein bằng muối trung tính (kết tuả thuận nghịch) + (NH4)2SO4 là muối trung tính, vừa có tác dụng trung hòa điện (các ion tác dụng tương hỗ với các nhóm tích điện trái dấu), vừa loại bỏ lớp vỏ hydrat của phần tử keo protein, do đó làm kết tủa protein. Phản ứng kết tủa này là kết tủa thuận nghịch, các protein khác nhau bị kết tủa ở các nồng độ muối khác nhau. + So với albumin, globulin có độ tan kém hơn nên kết tủa trước, khi hòa tan sẽ tan chậm hơn. Kết tủa protein bằng axit hữu cơ (Kết tủa không thuận nghịch).

(35) + TCA (tricloacetic acid) là một muối hữu cơ có tác dụng làm biến tính protein (thay đổi tính tan, hoạt tính sinh học, cấu trúc,...), khi đó protein bị đông tụ lại thành dạng keo không hòa tan (kết tủa không thuận nghịch). Các nhân tố khác cũng có thể gây biến tính protein như nhiệt độ cao, axit vô cơ đặc, một số axit hữu cơ, kiềm đặc, muối kim loại nặng nồng độ cao,... + Phản ứng này được sử dụng rộng rãi trong thực tế để phát hiện hoặc loại bỏ protein khỏi dung dịch, phát hiện protein trong nước tiểu (độ nhạy lên tới 0,0015%). B. Nhận biết tinh bột, saccharid Phản ứng màu của tinh bột với iod + Amilose trong tinh bột có khả năng tương tác tạo phức với tinh bột, hình thành cấu trúc xoắn giữ các phân tử iod ở giữa (phức này có màu xanh đặc trưng). Sự tương tác này dễ dàng bị phá vỡ khi đun nóng. Phân biệt đường đơn (glucozơ) và đường đôi (sacarozơ ) + Phản ứng với thuốc thử Fehling, Benedict hay tráng gương đều là những phản ứng chứng minh glucose có tính khử, phân biệt glucose với sucrose. Phản ứng Benedict và tráng gương có thể thực hiện dễ dàng, hóa chất dễ chuẩn bị (chú ý tránh để AgNO3 dây ra tay). Thuốc thử Fehling khó chuẩn bị (muối segnette). Khi thực hiện phản ứng tráng gương có thể thực hiện thêm với sucrose. Phản ứng với thuốc thử Fehling + Trong thuốc thử Fehling, muối tactrat có vai trò tạo phức với Cu 2+ tạo ion phức [Cu(C4H4O6)2]2– (khiến Fehling có màu xanh lơ) nhằm ngăn cản sự tạo thành kết tủa Cu(OH)2 trong thuốc thử. + Ống nghiệm I: khi tác dụng với glucose (HO–CH 2–(CHOH)4– CH=O, có chứa gốc andehyte) hoặc các chất chứa gốc andehyte, thuốc thử này tạo kết tủa Cu2O đỏ. Phản ứng xảy ra khi đun nóng: 2Na2[Cu(C4H4O6)2] + NaOH + R–CHO + H2O → Cu2O + R–COONa + 2H2C4H4O6 + 2Na2C4H4O6 + Ống nghiệm II: không tạo kết tủa vì sucrose (đường đôi) không có tính khử nên không có phản ứng với Fehling..

(36) Sucrose: Phản ứng Benedict + Phản ứng xảy ra hoàn toàn tương tự như với thuốc thử Fehling. + Phản ứng này rất nhạy, chỉ cần sử dụng glucose 0,1% là đã tạo kết tủa Cu2O đỏ gạch, tuy nhiên kết tủa lẫn với dung dịch màu xanh dương nên dung dịch chuyển sang màu xanh đậm. + Nếu sử dụng glucose 1% thì lượng kết tủa sinh ra lớn, sẽ nhìn thấy rõ kết tủa Cu2O (lẫn với màu xanh của dung dịch nên không thấy màu đỏ gạch mà chuyển sang đỏ nâu, gần như đen). Phản ứng tráng gương + Khi mới cho NH3 xảy ra phản ứng tạo và hòa tan kết tủa AgNO3 + NH3 + H2O → AgOH↓ + NH4NO3 AgOH + 2NH3 → [Ag(NH3)2]OH + Khi cho glucose 5% vào và đun nóng: HO – CH2 – (CHOH)4 – CH = O + 2[Ag(NH3)2]OH → HO – CH2– (CHOH)4– COONH4 + 2Ag↓ + 3NH3↑ + H2O C. Nhận biết lipid Thí nghiệm về sự nhũ tương hóa + Bình thường mỡ không hòa tan trong nước. + Khi có chất tạo nhũ tương (axit mật, xà phòng,...), mỡ bị phân ra thành các giọt nhỏ, gọi là hiện tượng nhũ tương hóa. Thí nghiệm chứng minh mỡ chứa gốc glyceryl (trong triglycerid) + Khi đun nóng dầu với chất lấy nước, glyceryl tự do được giải phóng, chất này mất nước tạo thành acrolein có mùi khét đặc biệt, dễ nhận biết: HO – CH2 – CHOH – CH2 – OH → CH2= CH–CH= O + H2O + Khi cho giấy lọc tẩm AgNO3/NH3 vào miệng ống sẽ xảy ra phản ứng tráng bạc:.

(37) CH2=CH–CH=O + 2AgNO3 + 3NH3 + H2O → CH2=CH–COONH4 + 2NH4NO3 + 2Ag↓ * Chú ý: Nếu thay dầu lạc bằng lipid không chứa glyceryl (như sáp) thì sẽ không có phản ứng này. Phản ứng xà phòng hóa + Dưới tác dụng của kiềm NaOH, triglycerid bị xà phòng hóa. + Khi thêm CaCl2 vào sẽ tạo thành kết tủa canxi của muối hữu cơ. Sự tạo thành axit béo tự do + Thêm H2SO4 vào dung dịch xà phòng, dung dịch trở nên đục do axit béo được tạo thành. 2R – COONa + H2SO4 → 2R – COOH + Na2SO4 Khi đun nóng, axit béo nổi lên trên bề mặt dung dịch. + Khi thêm NaOH vào ống nghiệm chứa axit béo xảy ra phản ứng trung hòa: R – COOH + NaOH → R – COONa + H2O + Khi dư NaOH, dung dịch có môi trường bazơ làm phenol phtalein không màu chuyển sang màu hồng. + Thêm dung dịch axit béo xảy ra phản ứng trung hòa NaOH dư làm màu hồng nhạt dần, tiến tới không màu. III. THIẾT BỊ – HÓA CHẤT- MẪU VẬT 1. Dụng cụ + Ống nghiệm, pipet, cốc đong, ống đong 50ml, bình nón 50ml, đũa thủy tinh. + Giá đựng ống nghiệm, kẹp gỗ. + Bản sứ 6 giếng, cối chày sứ, chén thủy tinh, bình sắc ký. + Giấy lọc, giấy quỳ, giấy sắc ký, giấy thấm, bông. + Đèn cồn..

(38) 2. Thiết bị + Bếp điện, tủ ấm 370C, tủ lạnh, nồi cách thủy. + Máy đo pH, đồng hồ, cân hóa chất. 3. Nguyên liệu, hóa chất + Lòng trắng trứng, tinh bột, dầu lạc, mỡ động vật + Glucose, sucrose + Ethanol 96%, ether ethylic + Tricloacetic acid (CCl3–COOH), H2SO4 đặc + Tinh thể (NH4)2SO4, KI, I2, CuSO4.5H2O, muối Segnette (kali natri tactrat,NaOOC–CHOH–CHOH–COOK.4H2O. hay. C4H4O6NaK.4H2O),. NaOH, KHSO4, CaCl2 + Bột Na2CO3, natri citrat HOOC–CH2–C(OH)(COOH)–CH2–COONa + AgNO3/NH3, xà phòng IV. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 1. Nhận biết protein 1.1.Kết tủa protein bằng muối trung tính (kết tuả thuận nghịch) – Chuẩn bị: + Lòng trắng trứng pha loãng: Lấy lòng trắng của 01 quả trứng cho vào 0,5 lít nước cất, cho thêm 3gram NaOH tinh khiết, khuấy đều. + Chuẩn bị dung dịch (NH4)2SO4 bão hòa: Cân 08 gram tinh thể amoni sun-phát (NH4)2SO4, hòa tan từ từ trong 10ml nước cất cho tới khi tinh thể không bị hòa tan. Lọc bằng giấy lọc. + Ống nghiệm, pipet, đũa thủy tinh, giấy lọc. – Tiến hành: + Cho vào ống nghiệm: 10ml lòng trắng trứng pha loãng, 10ml dung dịch (NH4)2SO4 bão hòa, lắc đều (có thể dùng đũa thủy tinh khuấy), thấy xuất hiện kết tủa. + Để 5 phút, lọc thu riêng kết tủa ra 1 ống nghiệm, dịch thu được đưa sang ống nghiệm khác (chú ý: trước khi lọc phải thấm ướt giấy lọc bằng dung dịch (NH4)2SO4). + Cho vào dịch lọc 3g tinh thể (NH 4)2SO4, thấy tiếp tục xuất hiện kết tủa..

(39) + Lọc, thu lấy kết tủa vào 1 ống nghiệm khác. + Thêm vào mỗi ống nghiệm (chứa các kết tủa thu được) khoảng 3ml nước cất, lắc đều, so sánh sự hòa tan kết tủa. (Chú ý: để khách quan, nên lấy lượng kết tủa tương đối bằng nhau, do kết tủa globulin bao giờ cũng nhiều hơn albumin). 1.2. Kết tủa protein bằng axit hữu cơ (Kết tủa không thuận nghịch) – Chuẩn bị: + Dung dịch lòng trắng trứng 5%, tricloacetic acid (CCl 3–COOH) 10% + Ống nghiệm, pipet – Tiến hành: + Cho 1ml dung dịch lòng trắng trứng 5% vào ống nghiệm + Thêm 5–10 giọt dung dịch tricloacetic acid (TCA) 10%, lắc đều. Quan sát hiện tượng. – Kết quả: ? – Giải thích: 2. Nhận biết tinh bột, saccharid 2.1. Phản ứng màu của tinh bột với iod – Chuẩn bị: + Dung dịch tinh bột 5%: Hòa tan 0,5g tinh bột trong một ít nước cất, thêm nước cất đang sôi vào, khuấy đều, tiếp tục đun đến sôi, để nguội, tiếp tục thêm nước cất đến đủ 100ml. + Thuốc thử Lugol: Hòa tan 2,5g KI trong 20ml nước cất, thêm 1g iod, lắc cho tan hết, thêm nước cất đến 100ml. + Ống nghiệm, pipet, đèn cồn. – Tiến hành: + Lấy 2–3ml dung dịch tinh bột vào ống nghiệm. + Thêm vài giọt thuốc thử Lugol, quan sát màu. + Đun nóng ống nghiệm tới khi dung dịch vừa mất màu. + Làm lạnh ống nghiệm, quan sát hiện tượng. + Đun nóng ống nghiệm tới khi dung dịch mất màu thì đun tiếp khoảng 30 giây..

(40) + Làm lạnh ống nghiệm trở lại, quan sát hiện tượng. – Kết quả:? – Giải thích:? 2.2.Phân biệt đường đơn (glucôse) và đường đôi (sucrôse) 2.2.1. Phản ứng với thuốc thử Fehling – Chuẩn bị: + Dung dịch glucose 1%, sucrose 1%, NaOH, tinh thể CuSO4.5H2O, muối segnette (kali natri tactrat, NaOOC–CHOH–CHOH–COOK.4H 2O hay C4H4O6NaK.4H2O). + Pha thuốc thử Fehling: Dung dịch Fehling A:. hòa tan 0,4g. CuSO4.5H2O trong 10ml nước cất (nếu dung dịch đục thì cần lọc). Dung dịch Fehling B: hòa tan 0,2g C4H4O6NaK.4H2O và 1,5g NaOH trong 10ml nước cất. Thuốc thử Fehling (chỉ pha ngay trước khi sử dụng để hạn chế sự tạo thành kết tủa Cu(OH)2): trộn 1 thể tích Fehling A và 1 thể tích Fehling B, lắc đều, thu được dung dịch trong, xanh biếc. + Ống nghiệm, pipet, đèn cồn. – Tiến hành: + Cho vào ống nghiệm A: 1ml glucose 1%, ống nghiệm B: 1ml sucrose 1% + Thêm vào mỗi ống 1ml thuốc thử Fehling + Lắc đều các ống, đun đến khi bắt đầu sôi, quan sát hiện tượng. – Kết quả:? – Giải thích:? 2.2.2. Phản ứng Benedict Phản ứng này rất đặc trưng và nhạy với đường khử hơn phản ứng với thuốc thử Fehling. – Chuẩn bị: + Dung dịch glucose 0,1%, CuSO4 17,3%, bột Na2CO3, bột natri citrat HOOC–CH2–C(OH)(COOH)–CH2–COONa + Pha thuốc thử Benedict: hòa tan 17,3g natri citrat trong 70ml nước cất đun sôi, thêm 10g Na2CO3 khan, làm lạnh, thêm từ từ 10ml dung dịch CuSO4 17,3%, thêm nước đến đủ 100ml, dung dịch có màu xanh dương..

(41) + Ống nghiệm, pipet, nồi cách thủy 1000C – Tiến hành: + Cho 5ml thuốc thử Benedict và 8 giọt dung dịch glucose 0,1% vào ống nghiệm + Đặt ống nghiệm vào nồi cách thủy đang sôi trong 5 phút, quan sát dung dịch. – Kết quả:? – Giải thích: ? 2.2.3.Phản ứng tráng gương Chú ý: Khi tiến hành thí nghiệm cần cẩn thận, tránh để AgNO 3 dây ra tay. – Chuẩn bị: + Dung dịch NH3, AgNO3, glucose 5% + Ống nghiệm, pipet, đèn cồn – Tiến hành: + Cho vào ống nghiệm 1ml dung dịch AgNO3 5% + Thêm từng giọt NH3, tạo thành kết tủa + thêm NH3 đến khi kết tủa vừa tan + Thêm 3ml glucose 5% và đun, quan sát hiện tượng. – Kết quả: ? – Giải thích:? 3. Nhận biết lipid 3.1.Thí nghiệm về sự nhũ tương hóa – Chuẩn bị: + Dầu lạc, dung dịch xà phòng loãng hoặc mật động vật + Ống nghiệm, pipet – Tiến hành: + Lấy 2 ống nghiệm, cho vào mỗi ống 4ml nước cất + Thêm 3–5 giọt dầu lạc vào mỗi ống + Thêm 0,5ml dung dịch xà phòng loãng (hoặc vài giọt dịch mật) vào ống B + Lắc đều cả 2 ống, quan sát hiện tượng..

(42) – Kết quả: ? – Giải thích:? 3.2.Thí nghiệm chứng minh mỡ chứa gốc glyceryl (trong triglycerid). – Chuẩn bị: + Dầu lạc, tinh thể KHSO4, dung dịch AgNO3/NH3 + Ống nghiệm, pipet, giấy lọc, ống nghiệm – Tiến hành: + Cho vào ống nghiệm 2–3 giọt dầu lạc + Thêm một ít KHSO4 (khoảng 200mg) + Lắc đều, đun nóng mạnh tới khi có khói trắng thoát ra + Lấy giấy lọc tẩm AgNO3/NH3 hơ vào miệng ống nghiệm đang thoát khói, quan sát hiện tượng. – Kết quả:? – Giải thích: ? 3.3.Phản ứng xà phòng hóa – Chuẩn bị: + Dầu lạc, dung dịch NaOH 0,5M trong ethanol 50%, dung dịch CaCl2 1%. + Ống nghiệm, pipet, bình nón 50ml, nồi cách thủy 1000C, bếp điện. – Tiến hành: + Cho 0,5ml dầu lạc vào bình nón 50ml + Thêm 10ml dung dịch NaOH/C2H5OH + Khuấy đều và đun cách thủy 1 giờ, nếu chưa cạn thì lấy ra đun đến khi cạn khô + Lấy sản phẩm ra, để nguội, thêm 20–30ml nước cất, lắc đều, quan sát + Lấy 2–3ml dung dịch trên vào ống nghiệm, thêm 1ml CaCl 2 1%, lắc đều, quan sát hiện tượng. – Kết quả: ? – Giải thích: ? 3.4.Sự tạo thành axit béo tự do – Chuẩn bị:.

(43) + Dịch xà phòng trong bình nón 50ml còn thừa ở thí nghiệm trên, H2SO4 đặc, ether ethylic, NaOH 0,01%. + Ống nghiệm, pipet, giấy quỳ, đèn cồn. – Tiến hành: + Thêm vài giọt H2SO4 đặc vào dung dịch xà phòng trong bình nón cho tới khi môi trường có pH axit (thử pH bằng giấy quỳ tím), quan sát hiện tượng. + Đun hỗn hợp đến sôi, xuất hiện lớp chất lỏng nổi trên bề mặt. + Tách riêng lớp chất lỏng nổi đó, hòa tan trong 5ml ether ethylic. + Lấy 1ml dịch trên cho vào ống nghiệm, thêm vài giọt phenol phtalein, thêm NaOH 0,01% tới khi dung dịch có màu hồng. + Thêm từ từ dung dịch hòa tan trong ether ở trên, quan sát sự đổi màu dung dịch. – Kết quả: ? – Giải thích: ? V. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO 1. Nhận biết protein 1.1.Kết tủa protein bằng muối trung tính (kết tuả thuận nghịch) – Gợi ý phân tích kết quả: + Cả 2 lần thêm dung dịch (NH4)2SO4 bão hòa và tinh thể (NH4)2SO4 có thu được kết tủa hay không? Kết tủa ở lần nào nhiều hơn? + Khi lắc kết tủa với nước cất thì hiện tượng xảy ra là gì? + Kết tủa thu được ở lần nào tan dễ dàng hơn? – Giải thích các kết quả thu được. Tại sao trước khi lọc phải thấm ướt giấy lọc bằng dung dịch (NH4)2SO4? – Kết luận rút ra là gì? – Nếu trong thí nghiệm ta thay dung dịch (NH 4)2SO4 bão hòa bằng nước cất thì thu được kết quả thế nào? Ý nghĩa của thí nghiệm này là gì? 1.2.Kết tủa protein bằng axit hữu cơ – Gợi ý phân tích kết quả: Xuất hiện kết tủa protein. – Giải thích kết quả thu được. – Kết luận rút ra là gì?.

(44) 2. Nhận biết tinh bột, saccharid 2.1.Phản ứng màu của tinh bột với iod – Gợi ý phân tích kết quả: + Khi thêm thuốc thử Lugol vào dung dịch hồ tinh bột, xuất hiện màu gì? + Sự thay đổi màu như thế nào khi đun nóng; khi làm lạnh ống nghiệm chứa dung dịch? + Nếu đun nhẹ rồi lại làm lạnh thì sự biến đổi màu diễn ra thế nào? Thí nghiệm lặp lại đến khoảng lần thứ 7–10 thì kết quả có thay đổi không? (Lưu ý: số lần có thể lặp lại phụ thuộc vào việc đun nhẹ nhàng hay không). + Khi đun nóng kĩ dung dịch, làm lạnh trở lại, dung dịch có còn màu xanh không? – Giải thích kết quả thu được. – Kết luận rút ra là gì? 2.2. Phân biệt đường đơn (glucose) và đường đôi (sucrose) – Gợi ý phân tích kết quả: + Ống nào (A hay B) xuất hiện kết tủa? Màu kết tủa là màu gì? + Theo lý thuyết thì màu kết tủa là màu gì? Tại sao thực tế màu kết tủa lại khác? – Giải thích kết quả thu được. – Kết luận rút ra là gì? 2.3. Phản ứng Benedict – Gợi ý phân tích kết quả: Dung dịch chuyển màu như thế nào? Nếu sử dụng glucose 1% thì có thể thấy kết tủa màu gì? – Giải thích kết quả thu được. – Kết luận rút ra là gì? (Lưu ý: Phản ứng này rất đặc trưng và nhạy với đường khử hơn phản ứng với thuốc thử Fehling). 3. Nhận biết lipid 3.1.Thí nghiệm về tính tan của mỡ – Gợi ý phân tích kết quả:.

(45) Ống nghiệm. Nguyên liệu, hóa chất. Ống A. 2ml nước cất + dầu lạc. ?. ?. Ống B. 2ml ethanol + dầu lạc. ?. ?. Ống C. 2ml benzen + dầu lạc. ?. ?. Tính tan. Kết quả thí nghiệm. – Giải thích kết quả thu được. – Kết luận rút ra là gì? 3.2. Thí nghiệm về sự nhũ tương hóa – Gợi ý phân tích kết quả:. Ống nghiệm. Nguyên liệu, hóa chất. Tính tan. Màu của dung dịch. Ống A. 4ml nước cất + 3 – 5 giọt dầu lạc. ?. ?. Ống B. 4ml nước cất + 3 – 5 giọt dầu lạc + 0,5ml xà phòng 2%. ?. ?. – Giải thích kết quả thu được. – Kết luận rút ra là gì? 3.3. Thí nghiệm chứng minh mỡ chứa gốc glyceryl (trong triglycerid). – Gợi ý phân tích kết quả: + Khi đun nóng dầu với chất lấy nước, có mùi gì đặc biệt ? Tại sao có khói trắng thoát ra? + Chú ý quan sát màu sắc trên tờ giấy lọc tẩm AgNO 3/NH3 hơ vào miệng ống nghiệm đang thoát khói. + Nếu thay dầu lạc bằng lipid không chứa glyceryl (như sáp) thì sẽ có phản ứng này hay không? Tại sao? – Giải thích kết quả thu được. – Kết luận rút ra là gì? 3.4. Phản ứng xà phòng hóa – Gợi ý phân tích kết quả:.

(46) + Sau khi đun cạn khô bình nón, thêm nước cất vào lắc sẽ được dung dịch có màu như thế nào? Có tạo bọt không? Đó là dung dịch gì? + Thêm CaCl2 vào dung dịch đó thì có tạo thành kết tủa hay không? – Giải thích kết quả thu được. – Kết luận rút ra là gì? VI. CÂU HỎI ĐÁNH GIÁ VÀ MỞ RỘNG VẤN ĐỀ 1. Giải thích những hạn chế của thử nghiệm của Benedict trong việc xác định có đường hoặc không có đường trong một một số sản phẩm thực phẩm. Tại sao tất cả các monosacarit phản ứng với thuốc thử Benedict, nhưng chỉ một số disaccharides phản ứng với thuốc thử Benedict? Cho dung dịch saccarozơ vào ống nghiệm, cho thêm 2 giọt HCl đậm đặc và đun sôi trong 10 phút. Sau dó, trung hoà bằng NaOH (dùng giấy quỳ để nhận biết), nhỏ thêm 1ml dung dịch Benedict vào. Có phản ứng gì xảy ra? Giải thích. 2. Điều gì đã làm bạn tìm hiểu về các đặc trưng của thuốc thử biuret? Bạn học được gì về đặc tính của thuốc thử biuret?. .. 3. Trong phòng thí nghiệm, bạn sử dụng thuốc thử biuret để xác định sự hiện diện của albumin (lòng trắng trứng) trong dung dịch. Tại sao bạn không sử dụng thuốc thử ninhydrin? Dùng 3ml sữa cho vào 1 ống nghiệm rồi cho thêm vài giọt CuSO4 1%, lắc đều. Giải thích hiện tượng xảy ra. 4. Lá của nhiều loài thực vật được phủ một chất sáp làm cho chúng không đọng nước. Bạn mong chờ gì về chất này sẽ phản ứng như thế nào trong thử nghiệm Sudan IV? Lấy lá cây mướp, hoặc cây ngô cho vào ống nghiệm; cho rượu êtylic vào và đun sôi trên đèn cồn. Sau đó dùng kẹp cặp và nhúng lá vào dung dịch kali iotat có nồng độ loãng. Mô lá sẽ có màu gì? Tác dụng của rượu êtylic trong thí nghiệm này là gì? Tại sao phải đun sôi trên đèn cồn? 5. Ninhydrin phản ứng với một hỗn hợp của các axit amin và cho màu tím. Proline có phải là một trong những amino axit hay không? Làm thế nào bạn có thể khẳng định một hỗn hợp có chứa proline hay không? 6. Một số hợp chất hữu cơ chưa được kiểm tra để xác định loại phân tử có mặt. Hoàn thành bảng dưới đây, cho biết nguyên liệu từ 1 đến 5 là chất gì trong các.

(47) chất: protein, đường khử, tinh bột, chất béo, hoặc các axit amin tự do (+ = kết quả dương tính).. Nguyên liệu. Thử nghiệm Benedict. Thử nghiệm Lugol. Thử nghiệm Biuret. Thử nghiệm Ninhydrin. Thử nghiệm Sudan IV. Trả lời. 1.. -. -. +. -. -. ?. 2.. +. -. -. -. -. ?. 3.. -. +. -. -. -. ?. 4.. -. -. -. +. -. ?. 5.. -. -. -. -. +. ?. 7. Hỗn hợp các chất chưa biết sẽ được kiểm tra với một số thuốc thử đo màu. Với các kết quả trong bảng, xác định trong bốn lựa chọn dưới đây, lựa chọn nào mô tả đung nhất các thành phần của từng ống. (Cho biết: + = kết quả dương) Ống nghiệm. 1 2 3. Thử nghiệm Benedict. Thử nghiệm Lugol. + +. Thử nghiệm Biuret. +. Thử nghiệm Ninhydrin. + + -. + -. a. Ống 1: đường khử và protein Ống 2: lipid, axit amin tự do, và protein Ống 3: tinh bột, đường khử, và lipid b. Ống 1: protein và axit amin tự do Ống 2: tinh bột, protein, và lipid Ống 3: axit amin tự do, tinh bột và protein c. Ống 1: protein và axit amin tự do Ống 2: lipid, đường khử và protein Ống 3: lipid, đường khử và tinh bột d. Ống 1: axit amin tự do và chất béo Ống 2: lipid, tinh bột, và axit amin tự do Ống 3: tinh bột, axit amin tự do, và đường khử 8. Bạn kiểm tra 5 dung dịch và có được kết quả như sau:. Thử nghiệm Sudan IV. + +.

(48) I. Vàng. Xanh dương. Kết quả của Ninhydrin Test Tím. II. Vàng. Da cam. Không màu. III. Đen. Xanh dương. Không màu. IV. Nâu. Xanh đen. Vàng. V. Vàng. Xanh dương. Không màu. Dung dịch. Kết quả của Lugol Test. Kết quả của Benedict Test. a. Dung dịch nào có chứa tinh bột? b. Dung dịch nào rất có thể có đường? c. Dung dịch nào có chứa một axit amin khác với proline? 9. Khi ăn thịt màu đỏ, bạn sẽ có được những chất dinh dưỡng nào (chỉ xét đến phân tử hữu cơ)? Những nhà dinh dưỡng học khuyên chất béo nào nên có trong chế độ ăn uống của bạn? Bạn sẽ sử dụng lời khuyên đó như thế nào? 10. Một số vitamin không nên dùng quá nhiều. Đó là vitamin nào? Tại sao? 11. Một số axit amin được gọi là axit amin thiết yếu. Điều này có nghĩa là gì? Axit béo với nhiều hơn một liên kết đôi được coi là các axit béo cần thiết. Động vật không có thể tạo ra axit béo có nhiều hơn một liên kết đôi. Các nguồn của các axit béo cần thiết là gì? 12. Nghiền nhỏ mẫu gan lợn hoặc gan gà trong cối sứ rồi lấy ra một ít đặt lên lam kính. Cho thêm vào mẫu vài giọt dung dịch KI. Hãy dự đoán kết quả xảy ra. Có thể rút ra kết luận gì từ thí nghiệm này? 13. Cắt nhỏ cùi dừa cho vào ống nghiệm và cho thêm vào vài ml cồn. Lượng cồn trong ống nghiệm phải ngập hết cùi dừa, lắc đều trong ít phút. Để cùi lắng xuống và dùng pipet hút phần dịch nổi cho vào một ống nghiệm khác có đựng 3ml nước. Giải thích hiện tượng xảy ra. 14. Vào mùa đông, thực vật biến đổi các lipit bão hòa trong màng tế bào của nó cho axit béo không no. Lipit không no là khung giữ cho các màng tế bào lỏng nhiều hơn bởi vì chúng không thể được liên kết với nhau chặt chẽ. Có phải lợi thế này sẽ giúp cho cây thân thảo sống qua hết mùa đông?.

(49) (Gợi ý: khi bạn đặt bát súp nấu với thịt xông khói trong tủ lạnh sẽ thấy xuất hiện váng mỡ trên mặt bát súp. Tại sao vậy?).

(50) Bài 2. Ảnh hưởng nhiệt độ, pH, các chất kìm hãm lên hoạt độ của enzyme - Xác định hoạt độ của một số enzyme I. MỤC TIÊU 1. Tìm hiểu ảnh hưởng nhiệt độ, pH, các chất kìm hãm, các chất ức chế,... lên hoạt độ của enzyme. 2. Sử dụng phương pháp chuẩn độ để xác định hoạt độ của một số enzyme. 3. Rèn các kỹ năng thực hành: -. Kỹ năng quan sát. -. Kỹ năng đo đếm thời gian cho các phản ứng xúc tác bởi enzyme. -. Kỹ năng chuẩn độ. -. Kỹ năng phân tích kết quả thí nghiệm. -. Kỹ năng báo cáo kết quả thực hành. II. CƠ SỞ KHOA HỌC A. Tính đặc hiệu của enzyme + Tính đặc hiệu của enzyme thể hiện ở chỗ mỗi enzyme chỉ tác dụng lên một hoặc một số chất cùng kiểu cấu trúc và chuyển hóa cơ chất theo một kiểu phản ứng nhất định. Tính đặc hiệu của urease + Urease được xem là có tính đặc hiệu tuyệt đối: chỉ tác dụng lên urea, ngoài ra hầu như không tác dụng lên các hợp chất khác. Do tính đặc hiệu của urease chỉ xúc tác cho phản ứng thủy phân urea nên ở ống A có xảy ra phản ứng tạo NH 3, làm giấy quỳ chuyển sang xanh, còn ống B không xảy ra phản ứng. Tính đặc hiệu của α–amylase nước bọt và sucrase nấm men + Sucrase được xem là có tính đặc hiệu tương đối: nó không chỉ thủy phân liên kết β–glycozit của sucrose mà còn thủy phân liên kết β–glycozit của nhiều hợp chất khác như trong rafinose. + α–amylase chỉ thủy phân liên kết α–1,4-glycosid, trong khi sucrase chỉ thủy phân liên kết α–1,2-glycosid của đường sucrose..

(51) + Ở tinh bột, liên kết giữa các phân tử glucose ở amylose (thành phần tạo phản ứng màu với I2 trong thuốc thử Lugol) là α–1,4-glycosid, trong khi ở amylopectin là α–1,4-glycosid (mạch thẳng) và α–1,6-glycosid (vị trí phân nhánh). + Ống A và B: α–amylase nước bọt thủy phân liên kết α–1,4-glycosid ở amylose của tinh bột thành các dextrin từ lớn đến nhỏ, cuối cùng là glucose, trong khi sucrase không thủy phân được tinh bột, do đó ống A cho màu vàng (hoặc đỏ vàng, đỏ nâu tùy độ mạnh của α–amylase) với thuốc thử Lugol (âm tính), trong khi ống B cho màu xanh tím (dương tính). + Ống C và D: sucrase không thủy phân được tinh bột, nhưng thủy phân liên kết α–1,2-glycosid của đường sucrose tạo thành đường glucose có tính khử, do đó ống C âm tính với thuốc thử Fehling, còn ống D xuất hiện kết tủa Cu2O đỏ gạch. B. Ảnh hưởng nhiệt độ, pH, các chất kìm hãm lên hoạt độ của enzyme Ảnh hưởng của nhiệt độ + Các enzyme tách từ cơ thể động vật máu nóng hoạt động mạnh nhất ở 37–400C, ngoài giới hạn này hoạt độ đều giảm, đặc biệt khi đun nóng trên 700C các enzyme đều bị bất hoạt hoàn toàn. + Do đó nếu tinh bột không bị thủy phân sẽ tạo phức màu xanh tím với iod trong thuốc thử Lugol. + Nếu tinh bột bị thủy phân dần thành các dextrin từ lớn đến nhỏ, sẽ không tạo thành phức màu tím với iod trong thuốc thử Lugol. Ảnh hưởng của pH môi trường + Mỗi enzyme hoạt động mạnh nhất ở một pH nhất định, ở các pH khác hoạt độ enzyme giảm. + pH thích hợp cho hoạt độ của enzyme α–amylase nước bọt ở vùng trung tính (gần 7) do đó trong khoảng này (6,8–7,2), tinh bột bị thủy phân sẽ cho phản ứng âm với thuốc thử Lugol. Ảnh hưởng của các chất kích thích và kìm hãm.

(52) + Các ion kim loại nặng, kim loại trung bình (như Cu 2+) có tác dụng kìm hãm hoạt độ của α–amylase nước bọt, trong khi các ion kim loại kiềm (như Na+) có tác dụng kích thích hoạt độ α–amylase nước bọt. C. Xác định hoạt độ của một số enzyme Xác định hoạt độ của catalase – Nguyên tắc: + Catalase là enzyme xúc tác cho phản ứng: 2H2O2 → O2 + 2H2O. (1). + Ta định lượng catalase bằng KMnO4 để xác định lượng H2O2 trước và sau khi enzyme tác dụng theo phương trình phản ứng: 5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + K2SO4 + 5O2 + 8H2O (2) + Số mg H2O2 bị phân giải bởi enzyme trong 1g khoai tây (X): Trong đó: A, B – thể tích KMnO4 0,1N dùng để chuẩn độ H2O2 trong bình A, B. V1, V2 – thể tích enzyme ban đầu và lấy để xác định. a – Số gam nguyên liệu lấy nghiên cứu. 1,7 – Hệ số phản ứng tính theo H2O2 tính theo phản ứng (2) + Số đơn vị catalase trong 1g khoai tây trên 1 micromol H 2O2 bị phân giải sau 1 phút: Trong đó: 30 – Thời gian enzyme tác dụng 0,034 – Khối lượng 1μmol H2O2 + Trong thí nghiệm này sử dụng phương pháp chuẩn độ ngược, dùng dung dịch KMnO4 0,1N để xác định lượng H2O2 trước và sau khi enzyme tác dụng, từ đó tính được lượng H2O2 đã bị phân giải 5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + K2SO4 + 5O2 + 8H2O Chuẩn độ cho tới khi xuất hiện màu hồng bền chính là màu KMnO4 dư. + Bình thí nghiệm cho enzyme tác dụng, còn bình đối chứng với enzyme bị bất hoạt, không xảy ra phản ứng phân giải H2O2 Xác định hoạt độ của urease.

(53) – Nguyên tắc: Dùng phương pháp chuẩn độ để xác định lượng NH 3 được tạo thành từ urea dưới tác dụng của urease. + 1ml HCl 0,1N tương ứng với 1,4mg N 2. Hoạt độ urease được giải phóng từ urea dưới tác dụng của urea có trong lượng dung dịch enzyme đã dùng trong 1 phút và được tính theo công thức: Trong đó: A, B – Thể tích HCl 0,1N đã dùng để chuẩn độ bình A, B 30 – Thời gian phản ứng (phút) 1,4 – Hệ số chuyển thành nitr + Hoạt độ của nguyên liệu ban đầu (trên 1g mẫu): Trong đó: V1, V2 – Thể tích dung dịch enzyme thu được và xác định hoạt độ. m – Khối lượng bột chiết để tách enzyme III. THIẾT BỊ – HÓA CHẤT- MẪU VẬT 1. Dụng cụ + Ống nghiệm, pipet, bình nón, buret, bình định mức, cốc đong, ống đong, đũa thủy inh + Giá đựng ống nghiệm, kẹp gỗ, giá đỡ buret + Bản sứ 6 giếng, cối chày sứ + Giấy lọc, phễu lọc Buchner, giấy quỳ, giấy sắc ký, giấy thấm, bông + Đèn cồn 2. Thiết bị + Bếp điện, tủ ấm 370C, tủ lạnh, nồi cách thủy + Máy đo pH, đồng hồ, cân hóa chất, máy hút chân không, máy ly tâm 3. Nguyên liệu, hóa chất, mẫu vật + Khoai tây, đậu tương, bột CaCO3 + Dung dịch tinh bột, sacaroza, sacaroza nấm men + Dung dịch urea, Pb(CH3COO)2, KMnO4, H2O2 trong đệm phosphate, NaCl, CuSO4, Na2HPO4, KH2PO4,.

(54) + Dung dịch HCl đặc, H2SO4 đặc + Giấy quỳ tím, phenol phtalein, thuốc thử Lugol, thuốc thử Fehling + Acetamit. IV. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 1. Tính đặc hiệu của enzyme 1.1.Tính đặc hiệu của urease – Chuẩn bị: + Urease (bột đậu tương), dung dịch urea 5%, dung dịch acetamit 5% + Ống nghiệm, pipet, giấy quỳ, nút bấc ống nghiệm, tủ ấm 370C – Tiến hành: + Lấy 2 ống nghiệm sạch, cho vào ống A: 4ml urea 5%, ống B: 4ml acetamit 5% + Thêm vào mỗi ống 1g bột đậu tương, lắc đều. + Đặt trên miệng mỗi ống một mẩu giấy quỳ, đậy miệng 2 ống bằng nút bấc + Có thể đặt cả 2 ống vào 370C trong 5 – 10 phút, quan sát hiện tượng. – Kết quả:? – Giải thích: ? 1.2.Tính đặc hiệu của α–amylase nước bọt và saccarozơ nấm men: – Chuẩn bị: + Dung dịch α–amylase nước bọt, sucrase nấm men, tinh bột 1%, saccarozơ 1%, thuốc thử Lugol, thuốc thử Fehling + Ống nghiệm,pipet, đèn cồn – Tiến hành: + Lấy 4 ống nghiệm, cho vào ống A và B: 2ml dung dịch tinh bột/ống; ống C và D: 2ml dung dịch saccarozơ/ống. + Thêm vào ống A và C: 0,5ml dung dịch nước bọt; ống B và D: 0,5ml dung dịch sucrase nấm men. + Lắc đều các ống, giữ ở 37–400C trong 10 phút. + Làm lạnh ống A và B, thêm vài giọt thuốc thử Lugol và quan sát hiện tượng..

(55) + Thêm thuốc thử Fehling vào ống C và D, đun nóng và quan sát hiện tượng. – Kết quả: ? – Giải thích: ? 2. Tính chất của enzyme 2.1.Ảnh hưởng của nhiệt độ – Chuẩn bị: + Dung dịch nước bọt pha loãng 10 lần, dung dịch tinh bột 1%, thuốc thử Lugol. + Ống nghiệm, pipet, nồi cách thủy 1000C, tủ ấm 370C, nước đá. – Tiến hành: + Lấy 3 ống nghiệm, cho vào mỗi ống 2ml dung dịch tinh bột 1%. + Đặt ống A vào nồi cách thủy đang sôi, đặt ống B vào tủ ấm 37 0C, đặt ống C lên nước đá, giữ các ống ở nhiệt độ tương ứng trong 15 phút. + Trong thời gian này lấy 3 ống nghiệm khác, cho 0,5ml dung dịch nước bọt vào mỗi ống, đặt các ống vào nồi cách thủy đang sôi, tủ ấm 37 0C và nước đá. + Sau 15 phút cho dịch nước bọt vào các ống A, B, C với nhiệt độ tương ứng. + Sau 10 phút đưa các ống về nhiệt độ phòng, cho vào mỗi ống vài giọt thuốc thử Lugol, quan sát. – Kết quả: Ống A và C có màu xanh tím, ống B màu vàng (hoặc đỏ vàng) – Giải thích: 2.2.Ảnh hưởng của pH môi trường – Chuẩn bị: + Dung dịch nước bọt pha loãng 20 lần, Na 2HPO4 1/15M, KH2PO4 1/15M, dung dịch tinh bột 0,5% trong NaCl 0,1%, thuốc thử Lugol. + Ống nghiệm, pipet, bản sứ 6 giếng. – Tiến hành: + Lấy 7 ống nghiệm sạch (ký hiệu từ A đến G), cho vào các ống thể tích Na2HPO4 1/15M và KH2PO4 1/15M như ghi trong bảng, lắc đều..

(56) Ống nghiệm A B C D E F G. Thể tích Na2HPO4 (ml) 0,1 0,3 1,0 2,5 3,5 4,5 4,9. Thể tích NaH2PO4 (ml) 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. + Cho vào mỗi ống 1ml dung dịch tinh bột 0,5%/NaCl 0,1%, lắc đều. + Thêm vào mỗi ống 1ml dung dịch nước bọt pha loãng 20 lần, lắc đều. + Sau 3 phút lấy 0,2ml dung dịch mỗi ống cho lên bản sứ để thử phản ứng màu với Lugol, cứ mỗi 5 phút thử 1 lần cho tới khi có 1 ống cho phản ứng âm tính với Lugol thì cho vào mỗi ống 3 giọt thuốc thử Lugol, lắc đều. – Kết quả: Sau 13 phút? – Giải thích: ? 2.3.Ảnh hưởng của các chất kích thích và kìm hãm – Chuẩn bị: + Dung dịch nước bọt pha loãng 20 lần, dung dịch tinh bột 0,5%, NaCl 1%, CuSO4 1%, thuốc thử Lugol. + Ống nghiệm, pipet. – Tiến hành: + Chuẩn bị 3 ống nghiệm, cho vào ống A: 1ml nước cất, ống B: 0,8ml nước cất và 0,2ml NaCl 1%, ống C: 0,8ml nước cất và 0,2ml CuSO4 1%. + Thêm vào mỗi ống 1ml dung dịch nước bọt pha loãng 20 lần, 1ml dung dịch tinh bột 0,5%, lắc đều. + Sau 10 phút, thêm vào mỗi ống vài giọt thuốc thử Lugol, quan sát. – Kết quả:? – Giải thích: ? 3. Xác định hoạt độ của một số enzyme 3.1.Xác định hoạt độ của catalase – Chuẩn bị:.

(57) + Khoai tây, cát, bột CaCO 3, KmnO4 0,1N, H2SO4 10%, H2O2 0,1% trong 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 cùng cát, thêm từ từ 2–3ml nước và một ít CaCO 3 để trung hòa dung dịch chiết (đến khi ngừng tạo bọt CO2), chuyển toàn bộ mẫu đã nghiền vào bình định mức, thêm nước cất đến 100ml, lắc đều, để lắng khoảng 30 phút, lọc thu dịch trong. – Tiến hành: + Cho vào 1 bình nón (bình A) 20ml dung dịch enzyme, thêm tiếp 25ml H2O2 0,1%, giữ ở 300C trong 30 phút, thêm 5ml H2SO4 10% và chuẩn độ bằng KmnO4 0,1N đến khi xuất hiện màu hồng bền trong 1 phút. + Cho vào bình nón thứ hai (bình B) 20ml dung dịch enzyme, đặt vào nồi cách thủy đang sôi trong 5 phút để bất hoạt enzyme, lấy ra để nguội, thêm tiếp 25ml H2O2 0,1% và tiếp tục làm như bình A. – Kết quả: ? – Giải thích: ? 3.2.Xác định hoạt độ của urease – Chuẩn bị: + Dung dịch urease, urea 2%, Pb(CH3COO)2 5%, HCl 0,1N, chỉ 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 mỗi bình 10ml urease. + Giữ nguyên bình A, đun sôi bình B 2–3 phút rồi hạ xuống nhiệt độ phòng. + Cho vào mỗi bình 10ml urea 2%, lắc đều. + Để vào tủ ấm 300C trong 30 phút. + Thêm vào mỗi bình 5ml Pb(CH3COO)2 5%, 3–5 giọt chỉ thị hỗn hợp, lắc đều..

(58) + Chuẩn độ cả 2 bình đến khi dung dịch có màu tím nhạt. – Kết quả: ? – Giải thích: ? V. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO 1. Nhận biết một số enzyme Nhận biết amylase – Gợi ý phân tích kết quả: + Khi thử bằng Lugol: quan sát sự biến đổi màu dần dần ở dãy giếng trên bản sứ lấy hỗn hợp phản ứng từ ống A và dãy giếng trên bản sứ lấy hỗn hợp phản ứng từ ống B rồi ghi kết quả vào bảng sau:. Ống nghiệm Ống A Ống B. 01 phút ? ?. 02 phút ? ?. 04 phút ? ?. 06 phút ? ?. 08 phút ? ?. 10 phút ? ?. So sánh kết quả ở các mẫu nước bọt khác nhau, cùng một thời gian nhưng màu sắc có giống nhau không? Nguyên nhân của hiện tượng đó là gì? + Thử bằng Fehling: ống nào xuất hiện kết tủa? Màu sắc kết tủa là màu gì? Giải thích kết quả thu được. – Kết luận rút ra là gì? 2. Tính đặc hiệu của enzyme 2.1. Tính đặc hiệu của urease – Gợi ý phân tích kết quả: Ống nghiệ m. Thí nghiệm. Hiện tượng xảy ra. 4ml urea 5% + 1g bột đậu tương, lắc Ống A. đều. Đặt trên miệng ống một mẩu giấy. ?. quỳ, đậy miệng ống bằng nút bấc. Đặt ống vào 370C trong 5–10 phút. 4ml acetamit 5% + 1g bột đậu tương, Ống B. lắc đều. Đặt trên miệng ống một mẩu giấy quỳ, đậy miệng ống bằng nút bấc. Đặt ống vào 370C trong 5–10 phút.. ?.

(59) – Giải thích kết quả thu được. – Kết luận rút ra là gì? 2.2.Tính đặc hiệu của α–amylase nước bọt và sucrase nấm men – Gợi ý phân tích kết quả:. Ống nghi ệm. Thí nghiệm. Hiện tượng xảy ra. 2ml dung dịch tinh bột + 0,5ml dung Ống. dịch nước bọt. Lắc đều, giữ ở 37 – 400C. A. trong 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 ở. B. 37 – 400C trong 10 phút. Làm lạnh.. ?. Thêm vài giọt thuốc thử Lugol. 2ml dung dịch sacaroza + 0,5ml dung Ống. dịch nước bọt. Lắc đều, giữ ở 37 – 400C. C. trong 10 phút. Thêm thuốc thử Fehling.. ?. Đun nóng. 2ml dung dịch sacaroza +0,5ml dung Ống. dịch sacaroza nấm men. Lắc đều, giữ ở. D. 37 – 400C trong 10 phút. Thêm thuốc thử. ?. Fehling. Đun nóng. – Giải thích kết quả thu được. – Kết luận rút ra là gì? 2.3. Tính chất của enzyme 2.3.1.Ảnh hưởng của nhiệt độ – Gợi ý phân tích kết quả:. Ống nghi ệm. Thí nghiệm. Hiện tượng xảy ra. 2ml dung dịch tinh bột 1% . Đặt ống A Ống. vào nồi cách thủy đang sôi, giữ ống ở. A. nhiệt độ tương ứng trong 15 phút.. ?.

(60) 2ml dung dịch tinh bột 1% . Đặt ống B Ống. vào tủ ấm 370C, giữ ống ở nhiệt độ. B. tương ứng trong 15 phút. 2ml dung dịch tinh bột 1% . Đặt ống C. Ống. lên nước đá, giữ ống ở nhiệt độ tương. C. ứng trong 15 phút.. ?. ?. – Giải thích kết quả thu được. – Kết luận rút ra là gì? 2.3.2.Ảnh hưởng của 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 3 phút ? ? ? ? ? ? ?. – Sau 3 phút lấy 0,2ml dung dịch mỗi ống cho lên bản sứ để thử phản ứng màu với Lugol thì thu được kết quả như thế nào? Cứ mỗi 5 phút thử 1 lần thì ống nào cho phản ứng âm tính với Lugol? Khi cho vào mỗi ống 3 giọt thuốc thử Lugol, lắc đều sau 13 phút thu được kết quả như thế nào? – Giải thích kết quả thu được. – Kết luận rút ra là gì? 2.3.3.Ảnh hưởng của các chất kích thích và kìm hãm – Gợi ý phân tích kết quả:. Ống nghi ệm. Thí nghiệm. Hiện tượng xảy ra. 1ml nước cất + 1ml dung dịch nước A. bọt pha loãng 20 lần + 1ml dung dịch tinh bột 0,5%, lắc đều. Sau 10 phút,. ?.

(61) thêm vào vài giọt thuốc thử Lugol. 0,8ml nước cất và 0,2ml NaCl 1%+ B. 1ml dung dịch nước bọt pha loãng 20. ?. lần + 1ml dung dịch tinh bột 0,5%, lắc đều. Sau 10 phút, thêm vào vài giọt thuốc thử Lugol. 0,8nl nước cất và 0,2ml CuSO4 1% + C. 1ml dung dịch nước bọt pha loãng 20. ?. lần + 1ml dung dịch tinh bột 0,5%, lắc đều. Sau 10 phút, thêm vào vài giọt thuốc thử Lugol. – Giải thích kết quả thu được. – Kết luận rút ra là gì? VI. CÂU HỎI ĐÁNH GIÁ VÀ MỞ RỘNG VẤN ĐỀ 1. Phản ứng enzim chịu ảnh hưởng những nhân tố nào? Em hãy đưa ra phương án thí nghiệm chứng minh. 2.Các enzyme hoạt động tốt nhất ở các giá trị pH cụ thể. Trong dạ dày của người bình thường, độ pH = 2,0 - 3,0 là môi trường cần thiết cho các hoạt động bình thường của các enzym tiêu hóa ở đó. Các loại thuốc: Aspirin, Sodium bicarbonate - (NaHCO3), Maalox, hydroxyt. magie -. [Mg(OH)2] thường được sử dụng để điều trị "chứng khó tiêu axit" của dạ dày, một điều kiện trong đó việc giảm độ pH gây trở ngại cho enzyme tiêu hóa hoạt động hiệu quả. a. Làm thế nào bạn có thể giải thích tác động của những loại thuốc này tốt nhất ở pH nào? b. Điều gì có thể xảy ra nếu dư thừa của những loại thuốc này khi đã được sử dụng? 3. Tính pH của các dung dịch được liệt kê. Dung dịch Maalox Nước bọt Dấm. +. -9. [H ] = 3,1 x 10 M [H+] = 1,95 x 10-7 M [OH-] = 2,4 x 10-12M. pH ? ? ?.

(62) 4. Tính nồng độ H+ và OH- trong những dung dịch được liệt kê. Dung dịch Nước cà chua Máu huyết Nước biển. [H+]M ? ? ?. pH 4.2 7.4 8.2. [OH-]M ? ? ?. 5. Bạn có bốn ống nghiệm 1000 ml đầy bốn dung dịch khác nhau rõ ràng: 0.1 M NaH2PO4; 0.1 M Na2HPO4; 0,1 M phosphate buffer, pH 7,2 và nước cất. Rất tiếc! Bạn quên dán nhãn ống nghiệm và tất cả 4 ống nghiệm đều giống nhau. Bạn nhận được các màu đỏ và thymolph-thalein từ các phòng thí nghiệm và thử nghiệm một mẫu của mỗi dung dịch, ghi nhãn các ống nghiệm ngẫu nhiên như A, B, C, và D. Bạn sử dụng congo đỏ khi HCl được thêm vào mẫu, và thymolphthalein khi NaOH được thêm vào. Bạn nhận được các kết quả sau: Ống nghiệ m A A. Màu sắc trước khi bổ sung. Thêm. Màu sắc sau khi 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 của các dung dịch A, B, C, và D là gì? 6. Bạn có bộ đệm của pH 2, 4, 6, 8, và 10, nhưng bạn cần một bộ đệm pH 7 cho thử nghiệm. Mô tả cách thức bạn sẽ làm cho các bộ đệm pH 7. 7. Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng ban đầu (khởi đầu) vào nồng độ cơ chất đối với 3 enzim khác nhau ( X,Y và Z) được trình bày trong bảng: Nồng độ cơ chất (đơn vị tuỳ ý) 1 2 4 6. X 0,92 1,67 2,85 3,75. Tốc độ khởi đầu (đơn vị tuỳ ý) Y Z 0,91 0,032 1,67 0,176 2,68 0,919 3,75 2,180.

(63) 8 10 15 20 30 50 100. 4,40 4,90 5,80 6,23 6,80 6,00 4,20. 4,44 5,00 6,00 6,67 7,50 8,33 9,09. 3,640 5,000 7,337 8,498 9,397 9,824 9,968. a. Vẽ đồ thị nêu mối quan hệ giữa tốc độ khởi đầu và nồng độ cơ chất. b. Enzim nào (X ,Y, hoặc Z) là enzim điều hoà theo kiểu cùng hợp tác? c. Enzim nào (X, Y hoặc Z) bị ức chế bởi cơ chất của chính nó? Bài 3. Quan sát tế bào dưới kính hiển vi Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh I. MỤC TIÊU 1- Học sinh biết cách làm tiêu bản tạm thời của tế bào thực vật để quan sát hình dạng tế bào. 2- Học sinh có thể quan sát được các thành phần chính của tế bào, hiện tượng co nguyên sinh và phản co nguyên sinh củng cố kiến thức về sự trao đổi chất qua màng tế bào. 3- Học sinh có thể làm được thí nghiệm quan sát hiện tượng co và phản co nguyên sinh ở tế bào thực vật, củng cố kiến thức về sự trao đổi chất qua màng tế bào. 4- Rèn luyện kĩ năng sử dụng kính hiển vi quang học. 5- Rèn cho học sinh tính cẩn thận, tỉ mỉ trong thao tác thí nghiệm. II. CƠ SỞ KHOA HỌC 1. Thẩm thấu là cách vận chuyển nước thụ động, đó là sự khuếch tán của các phân tử nước qua màng bán thấm chọn lọc. 2. Mỗi tế bào đều chứa dung dịch nội bào có áp suất thẩm thấu nhất định và màng tế bào chất có tính thấm nước nên các phân tử nước có thể đi vào hay đi ra khỏi tế bào - Tính trương của dung dịch là khả năng dung dịch làm cho tế bào lấy thêm hoặc mất nước. Tính trương của dung dịch một phần phụ thuộc vào nồng độ các chất tan không thể đi qua màng tế bào của nó so với nồng độ các chất đó bên trong tế bào..

(64) - Dung dịch ưu trương là dung dịch có nồng độ chất tan cao hơn so với dịch nội bào nên áp suất thẩm thấu cao hơn và có sức hút dung môi nước lớn hơn. - Dung dịch nhược trương là dung dịch có nồng độ các chất tan thấp hơn nên áp suất thẩm thấu thấp hơn và sức hút nước kém hơn - Dung dịch đẳng trương là dung dịch có nồng độ chất tan bằng với dung dịch trong tế bào nên áp suất thẩm thấu bằng nhau và do đó sức hút nước cân bằng với dung dịch tế bào 3. Hiện tượng co nguyên sinh và phản co nguyên sinh phản ánh sự cân bằng nước ở tế bào thực vật (tế bào có thành tế bào) - Co nguyên sinh là khi đặt tế bào thực vật trong dung dịch ưu trương thì tế bào bị mất nước và khối tế bào chất bị co lại, nhăn nhúm và tách ra khỏi thành tế bào. - Khi đặt tế bào trong dung dịch nhược trương thì do nồng độ dịch bào cao hơn nên đã hút nước từ ngoài vào làm nguyên sinh chất trương phồng trở lại như lúc đầu, đó là hiện tượng phản co nguyên sinh. III. THIẾT BỊ – HÓA CHẤT- MẪU VẬT 1. Thiết bị: Kính hiển vi với các vật kính 10X, 40X, lam kính, lamen, kim mũi mác, đèn cồn, cốc thủy tinh, đĩa đồng hồ, giấy thấm. 2. Hoá chất: Nước cất, dung dịch NaCl 1% và 0,9%. Nếu chuẩn bị các dung dịch ưu trương khác (KNO3 hoặc đường) thì không nên để nồng độ quá cao sẽ làm co nguyên sinh quá nhanh không kịp quan sát 3. Mẫu vật: Củ hành tươi (hoặc lá thài lài tía). IV. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM 1. Qui trình sử dụng và bảo quản kính hiển vi..

(65) - Kỹ thuật lấy ánh sáng: Nếu là kính hiển vi dùng nguồn sáng ngoài thì cần điều chỉnh gương chiếu sáng; nếu là kính hiển vi dùng điện thì hướng dẫn các em vị trí công tắc và nút điều chỉnh cường độ ánh sáng - Đặt và cố định tiêu bản trên bàn kính sao cho mẫu vật nằm đúng trung tâm, dùng kẹp giữ tiêu bản. - Quan sát: mắt nhìn vào thị kính (nếu là kính 2 mắt thì cần phải quan sát bằng cả 2 mắt), dùng tay điều chỉnh ốc sơ cấp (ốc to) sao cho quan sát thấy rõ vật cần quan sát. Lưu ý, không để cho tiêu bản chạm vào vật kính (có thể dùng ốc hãm, hoặc chỉnh ốc sơ cấp cho vật kính xuống gần chạm vào tiêu bản thì dừng lại rồi bắt đầu vừa quan sát vừa chỉnh vật kính lên cho tới khi quan sát rõ mẫu vật). Dể nhìn rõ nhất hình ảnh của mẫu vật co thể điều chỉnh ốc vi cấp (ốc nhỏ). - Nghiêm cấm học sinh không được sờ tay vào vật kính và thị kính, không được để bộ phận này tiếp xúc với nước hay hóa chất hoặc bất cứ thứ gì để tránh làm hư hỏng các bộ phận này. - Sau khi sử dụng cần lau kính bằng khăn sạch rồi chụp bao nilon hay cho vào hộp bảo quản. Luôn bê kính bằng 2 tay (một tay cầm, một tay đỡ phía dưới) 2. Cách làm tiêu bản tế bào thực vật - Dùng kim mũi mác bóc một lớp tế bào biểu bì hành. Để thí nghiệm quan sát được rõ cần tách lớp biểu bì càng mỏng càng tốt, nếu không tách được mỏng thì các lớp tế bào chồng lên nhau rất khó quan sát. - Đặt miếng biểu bì trên lam kính đã nhỏ sẵn một giọt nước, đậy lamen và quan sát cấu trúc tế bào. Lưu ý học sinh kỹ thuật đậy lamen để tiêu bản không bị lẫn nhiều bọt khí và vị trí của mẫu ở vị trí trung tâm của lam kính 3. Quan sát hiện tượng co nguyên sinh và phản co nguyên sinh - Nhỏ vào mép lamen một giọt nước muối NaCl 1%. Giữ nguyên tiêu bản ở vị trí này, dùng ống hút nhỏ một giọt nước ở mép lamen, đồng thời dùng miếng giấy thấm đặt ở phía bên kia lamen để hút hết phần nước cho đến khi dung dịch muối thay thế hoàn toàn. Sau 1 – 2 phút ta thấy màng tế bào tách khỏi lớp vỏ xenlulozơ  thể tích tế bào chất bị thu hẹp.

(66) lại. Đó là hiện tượng co sinh chất. - Giữ nguyên tiêu bản ở vị trí này, dùng ống hút nhỏ một vài giọt nước ở một mép lamen và ở mép lamen phía đối diện, dùng giấy thấm hút hết dung dịch muối ra, quan sát sẽ thấy hiện tượng ngược lại với co nguyên sinh chất: Thể tích của tế bào chất và các không bào dần dần mở rộng trở về vị trí ban đầu do nước được hút ngược trở lại. Đó là hiện tượng phản co nguyên sinh. 4. Thí nghiệm đối chứng Giết chết tế bào bằng cách hơ lam kính trên ngọn lửa đèn cồn và lặp lại thí nghiệm, sau đó quan sát, nhận xét hiện tượng. Cũng cách làm tương tự trên, ta cho tế bào trong dung dịch NaCl 0,9%. Quan sát hiện tượng xảy ra và giải thích. V. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO 1. Học sinh vừa quan sát và vẽ - Hình dạng tế bào và chú thích các thành phần cấu trúc chính của tế bào - Hình dạng của tế bào khi xảy ra hiện tượng co nguyên sinh và phản co nguyên sinh 2. So sánh kết quả thí nghiệm trong 2 trường hợp mẫu không xử lý nhiệt và đã qua xử lý nhiệt. Từ kết quả so sánh ở phần trên yêu cầu học sinh rút ra kết luận về đặc điểm sống của tế bào. VI. CÂU HỎI ĐÁNH GIÁ VÀ MỞ RỘNG VẤN ĐỀ 1. Tại sao không nên dùng dung dịch ưu trương có nồng độ quá cao? 2. Hiện tượng co nguyên sinh và phản co nguyên sinh có xảy ra ở tế bào động vật không? Giải thích. 3. Khi trồng cây thì môi trường đất phù hợp nhất là loại môi trường dung dịch đất có tính trương như thế nào? 4. Khi tế bào co nguyên sinh, khoảng trống giữa chất nguyên sinh và thành tế bào là gì? 5. Một học sinh đã làm thí nghiệm:.

(67) – Cắt một đoạn thân hành (phần thân màu trắng). Dùng lưỡi lam bổ dọc thành hai, sau đó bóc tách các lá. – Bóc lớp biểu bì trong của lá hành giữa và đặt lên lam kính. – Dùng 2 lamen đặt hai bên miếng biểu bì hành và nhỏ vào giữa một giọt dung dịch đường 20%, dùng lamen thứ 3 đậy lên mẫu. Quan sát dưới kính ở 3 thời điểm: sau khi nhỏ đung dịch đường, sau 10 phút và sau 20 phút. Theo em bạn học sinh đó quan sát thấy hiện tượng gì? Giải thích. 6. Một học sinh đã làm thí nghiệm: – Nhỏ một giọt máu người (hoặc máu ếch) lên lam kính, đậy lamen, quan sát dưới kính hiển vi ở bội giác 10X rồi chuyển sang bội giác 40X. – Nhỏ vào mép lamen một giọt NaCl 0,6%, quan sát ở bội giác 40X. – Lấy một giọt máu khác, đậy lamen, nhỏ một giọt NaCl 10% vào mép lamen, quan sát ở bội giác 40X. Cho biết hiện tượng gì đã xảy ra và giải thích nguyên nhân? Điền vào các ô trống trắng và ô trống có dấu chấm hỏi câu trả lời thích hợp? ?. ?. ?. ?. ?. ?. ?.

(68) Bài 4. Lên men etilic I. MỤC TIÊU 1- Học sinh hiểu rõ hơn bản chất của quá trình lên men. 2- Giúp học sinh rèn kỹ năng sắp xếp và bố trí thí nghiệm, tiến hành được các bước của thí nghiệm. II. CƠ SỞ KHOA HỌC 1. Lên men bao gồm đường phân và các phản ứng tái sinh NAD + nhờ chuyển electron từ NADH đến pyruvat hoặc các dẫn xuất của pyruvat. Sau đó NAD+ có thể dùng lại để oxi hóa đường nhờ đường phân từ đó sinh 2 ATP theo con đường phophorin hóa mức cơ chất. Có nhiều kiểu lên men, chỉ khác nhau ở sản phẩm cuối cùng, hai kiểu phổ biến là lên men etilic (lên men rượu) và lên men lactic. 2. Lên men là kiểu hô hấp khác với các kiểu hô hấp khác là sản phẩm tạo ra là các hợp chất hữu cơ và năng lượng tạo ra rất ít. 3. Trong quá trình lên men etilic, pyruvat bị biến đổi thành ethanol theo hai bước. Bước đầu là giải phóng CO 2 từ pyruvat và pyruvat bị biến đổi thành hợp chất có 2-cacbon acetaldehyt, ethanol. 4. Nhiều vi khuẩn tiến hành lên men rượu trong điều kiện kị khí và nấm men rượu cũng lên men rượu. III. THIẾT BỊ – HÓA CHẤT- MẪU VẬT Cho 1 nhóm thí nghiệm: - Bình thủy tinh 500 – 1000 ml - 3 ống nghiệm, có đánh số - Bánh men được giã nhỏ là 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 1. Yêu cầu học sinh pha 200 – 500 ml dung dịch đường 8% - 10% chuẩn bị vào bình thủy tinh hình trụ. 2. Giáo viên cần chuẩn bị một bộ thí nghiệm gồm 3 ống nghiệm để làm mẫu trước khi cho học sinh thí nghiệm khoảng 4 h trước theo trình tự:.

(69) - Cho vào đáy mỗi ống nghiệm số 2 và số 3 khoảng 1g bột bánh men - Đổ nhẹ theo thành ống 10 ml dung dịch đường vào mỗi ống 1 và 2 - Đổ nhẹ theo thành ống 10 ml nước sôi để nguội vào ống nghiệm 3 - Dùng giấy mềm hoặc nilon buộc kín miệng các ống nghiệm. 3. Giáo viên cho học sinh quan sát bộ thí nghiệm đã chuẩn bị trước và yêu cầu học sinh quan sát hiện tượng xảy ra. 4. Giới thiệu các dụng cụ thí nghiệm và yêu cầu học sinh bố trí thí nghiệm từ các dụng cụ và nguyên vật liệu trên nhằm mục đích quan sát các hiện tượng của quá trình lên men etilic như đã quan sát. 5. Học sinh làm thí nghiệm. V. PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ VIẾT BÁO CÁO 1. Viết phương trình lên men etilic 2. Quan sát thí nghiệm và điền các nhận xét vào bảng (có +; không có -) Nhận xét Có bọt khí Có mùi rượu Có mùi bánh men Có vị đường. ống nghiệm 1 ? ? ? ?. ống nghiệm 2 ? ? ? ?. ống nghiệm 3 ? ? ? ?. 3. Yêu cầu học sinh kết luận về các điều kiện của quá trình lên men và nêu nguyên liệu và sản phẩm của quá trình lên men etilic. VI. CÂU HỎI ĐÁNH GIÁ VÀ MỞ RỘNG VẤN ĐỀ 1. Nếu ống nghiệm 2 là dung dịch đường 5 - 6 % và có bổ sung thêm dịch nước ép hoa quả đã thanh trùng thì số lượng bọt khí có thể xuất hiện nhanh và nhiều hơn. Giải thích. 2. Vi sinh vật được sử dụng trong thí nghiệm trên là nấm men. Ở điều kiện hiếu khí nấm men hô hấp hiếu khí nhưng khi không có O 2 nấm men chuyển sang lên men a. Giải thích hiện tượng trên. b. So sánh hô hấp hiếu khí và lên men. 3.Viết sơ đồ các bước chính và so sánh: a. Len men rượu etylic do Sac. Cerevisiae. b. Len men lactic do Streptococcus lactis. 4. Để định lượng một dung dịch piridoxin chiết từ hạt ngô đang nảy mầm, người ta chuẩn bị một môi trường dinh dưỡng lỏng chứa tất cả các.

(70) chất dinh dưỡng cần thiết cho sự sinh trưởng của chủng Streptococcus faecalis, trừ piridoxin. Phân phối môi trường này vào 8 ống nghiệm khác nhau, đánh số từ 1 đến 8, sau đó tiến hành: – Bổ sung vào các ống nghiệm từ 2 đến 6 những thể tích nhất định của một dung dịch mẹ chứa 2mg/ ml piridoxin chuẩn. – Bổ sung vào các ống 7 và 8 những thể tích nhất định một dung dịch được chuẩn bị từ hạt ngô nảy mầm. – Bổ sung nước cất vào tất cả các ống nghiệm để chúng đạt cùng một thể tích. – Sau khi cấy vi khuẩn để đạt nồng độ tế bào ban đầu là 10 5 tế bào /ml, tất cả các ống ngiệm được giữ trong tủ ấm 37 0C trong 24 giờ trên máy lắc. Đo sự sinh trưởng bằng cách đếm khuẩn lạc trên mặt thạch của khay petri, kết quả trong bảng sau:. Ống nghiệm số. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. dinh. 5. 5. 5. 5. 5. 5. 5. 5. Dung dịch piridoxin chuẩn (ml). 0. 0,5. 1. 1,5. 2. 2,5. 0. 0. Dung dịch ngô nảy mầm (ml). 0. 0. 0. 0. 0. 0. 2,5. 5. Nước cất (ml). 5. 4,5. 4. 3,5. 3. 2,5. 2,5. 0. Sinh trưởng của vi sinh vật logN. 5. 5,12. 5,24. 5,36. 5,39. 5,40. 5,12. 5,24. Môi trường dưỡng (ml). a. Có thể thay thế chủng vi khuẩn Streptococcus faecalis trong thí nghiệm trên bằng bất kì chủng vi khuẩn nào khác được không? Vì sao? b. Ống nghiệm 1 có cần thiết không? c. Các ống nghiệm từ 2 đến 6 có tác dụng gì? 5. Người ta nuôi vi khuẩn vi khuẩn giấm (Acetobacter suboxydans) trên môi trường lỏng chứa các chất dinh dưỡng phù hợp, trong bình A không có axit para–aminobenzoic (PAB) và trong bình B có hợp chất này. Ở từng thời điểm người ta tính sự sinh trưởng của vi khuẩn giấm theo lnN = f(t), kết quả ghi trong bảng sau; biết rằng chỉ có vi khuẩn phát triển trong môi trường B.. t (giờ) 0 1 2. lnN 11,50 11,50 11,50. t (giờ) 9 10 11. lnN 15,75 16,55 17,05.

(71) 3 4 5 6 7 8. 11,50 11,85 12,45 13,25 14,10 14,90. 12 13 14 15 16 17. 17,40 17,55 17,65 17,70 17,75 17,75. a. Hợp chất PAB là loại hợp chất gì và có vai trò như thế nào đối với vi khuẩn giấm này? b. Hãy kẻ đồ thị sinh trưởng của vi khuẩn theo hàm số lnN = f(t). c. Xác định các pha sinh trưởng và ý nghĩa sinh lí của từng pha. d. Nêu mối liên hệ giữa 2 đại lượng lnNt (logarit N ở thời điểm t) và lnNt + g (logarit N ở thời điểm t+g). Biết rằng g là thời gian một thế hệ tế bào; t và t+g đều nằm trong pha log (pha cấp số mũ). e. Hãy tính hằng số tốc độ sinh trưởng riêng và thời gian một thế hệ của vi khuẩn này (lấy ln2 = 0,7)..

(72)

TAI LIEU THI NGHIEM THUC HANH TRUONG TRUNG HOC PHOTHONG

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về