Lý thuyết Sinh học 10 Bài 11: Thực hành: Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh
Chương 4: Trao đổi chất qua màng và truyền tin tế bào · Kết nối tri thức với cuộc sống
Tóm tắt lý thuyết Sinh học 10 Bài 11: Thực hành: Thí nghiệm co và phản co nguyên sinh theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá toàn bộ kiến thức trọng tâm, sơ đồ cấu trúc tế bào sinh học chuẩn xác, bảng biểu so sánh trực quan và câu hỏi củng cố có lời giải chi tiết.
- Khi môi trường bên ngoài tế bào có nồng độ chất tan cao hơn nồng độ chất tan bên trong tế bào, nước sẽ thẩm thấu từ bên trong tế bào ra bên ngoài khiến tế bào bị mất nước và toàn bộ nguyên sinh chất bị co lại, tách khỏi thành tế bào.
Hiện tượng co nguyên sinh ở tế bào thực vật
- Khi bên trong tế bào có nồng độ chất tan cao hơn bên ngoài tế bào, nước sẽ thẩm thấu từ bên ngoài vào bên trong tế bào làm tế bào căng phồng lên.
2. Quy trình thí nghiệm
a) Thí nghiệm co nguyên sinh
- Bước 1: Dùng lưỡi dao lam nhẹ nhàng tách lớp biểu bì dưới phiến lá cây thài lài tía, sau đó đặt lớp biểu bì lên trên lam kính có nhỏ sẵn giọt dung dịch NaCl. Tiếp đến, đặt lamen lên trên mẫu vật rồi dùng giấy thấm hút bớt dung dịch thừa ở phía ngoài. Lưu ý, các em có thể thử các nồng độ dung dịch NaCl khác nhau xem kết quả co nguyên sinh sẽ xảy ra nhanh chậm thế nào.
- Bước 2: Đặt lam kính lên bàn kính hiển vi và điều chỉnh vùng có mẫu vật vào giữa thị trường kính hiển vi rồi quan sát mẫu vật ở vật kính 10×.
- Bước 3: Chọn vùng biểu bì chỉ có một lớp tế bào, sau đó chuyển sang vật kính 40× để quan sát tế bào rõ hơn.
- Bước 4: Quan sát và vẽ các tế bào bình thường, tế bào khí khổng vào vở.
b) Thí nghiệm phản co nguyên sinh
- Bước 1: Lấy tiêu bản ra khỏi kính hiển vi, dùng ống nhỏ giọt nhỏ một giọt nước cất vào rìa của một phía lamen. Sau đó, dùng giấy thấm đặt ở phía đối diện với phía vừa nhỏ giọt nước cất của lamen để hút bớt nước thừa.
- Bước 2: Đặt tiêu bản lên kính hiển vi để quan sát sự thay đổi của chất nguyên sinh trong tế bào ở vật kính 10×.
- Bước 3: Chọn vùng biểu bì chỉ có một lớp tế bào, sau đó chuyển sang vật kính 40× để quan sát tế bào rõ hơn.
- Bước 4: Quan sát và vẽ các tế bào bình thường, các tế bào bị co nguyên sinh và các tế bào bảo vệ đóng mở khí khổng vào vở.
IV. Thu hoạch
Học sinh viết báo cáo thực hành theo các nội dung sau:
🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)
Thí nghiệm co nguyên sinh chứng minh tính thấm chọn lọc của màng sinh chất và quy luật thẩm thấu: khi đưa tế bào biểu bì lá thài lài tía (hoặc vảy hành tía) vào môi trường ưu trương (dung dịch muối NaCl10% hoặc đường sucrose 10%) có nồng độ chất tan cao hơn trong tế bào, nước từ không bào thẩm thấu ra ngoài.
Khi mất nước, thể tích không bào co nhỏ lại, khối nguyên sinh chất co rút tách rời khỏi thành tế bào cứng cáp, tạo nên hiện tượng co nguyên sinh (plasmolysis) quan sát rõ dưới kính hiển vi quang học.
Hiện tượng phản co nguyên sinh (deplasmolysis): khi thay môi trường ưu trương bằng nước cất (môi trường nhược trương), nước lại thẩm thấu từ ngoài vào bên trong tế bào làm không bào trương to trở lại, khối nguyên sinh chất dãn ra áp sát vào thành tế bào.
Ứng dụng sinh học: thí nghiệm co và phản co nguyên sinh giúp xác định tế bào còn sống hay đã chết (tế bào chết mất tính thẩm thấu chọn lọc của màng nên không co nguyên sinh), đồng thời giúp xác định áp suất thẩm thấu nội bào và khả năng chịu hạn, chịu mặn của cây trồng.
Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học
Giải thích cơ chế xuất hiện hiện tượng co nguyên sinh ở tế bào thực vật khi ngâm vào dung dịch muối NaCl10%.
Dung dịch muối NaCl10% là môi trường ưu trương so với dịch bào bên trong tế bào thực vật. Theo quy luật thẩm thấu, các phân tử nước tự do sẽ thẩm thấu từ nơi có thế nước cao (bên trong không bào) ra nơi có thế nước thấp (ngoài môi trường). Sự mất nước làm thể tích không bào thu nhỏ lại, khối tế bào chất co rút và dần dần tách rời khỏi thành tế bào cellulose cứng cáp, tạo nên hiện tượng co nguyên sinh.
Tại sao khi nhỏ nước cất vào tiêu bản đang co nguyên sinh thì tế bào lại phản co nguyên sinh?
Nước cất là môi trường nhược trương tuyệt đối (0% chất tan, thế nước cao nhất). Khi nhỏ nước cất, chiều gradient thế nước bị đảo ngược: nước từ môi trường ngoài nhanh chóng thẩm thấu ngược vào bên trong tế bào chất và không bào. Khi nhận đủ nước, không bào trương phồng trở lại, khối tế bào chất nở ra áp sát trở lại màng và thành tế bào, đó chính là hiện tượng phản co nguyên sinh.
Dựa vào thí nghiệm co nguyên sinh, làm thế nào để biết một tế bào thực vật còn sống hay đã chết?
Chỉ có tế bào sống mới có màng sinh chất nguyên vẹn mang tính thấm chọn lọc và duy trì được chênh lệch nồng độ chất tan để xảy ra hiện tượng co và phản co nguyên sinh. Nếu tế bào đã chết (do đun sôi, hóa chất độc), màng sinh chất bị phá hủy mất tính bán thấm, các chất tự do khuếch tán ra vào cân bằng nên tế bào chết hoàn toàn không có hiện tượng co nguyên sinh.
Ứng dụng hiện tượng co nguyên sinh trong việc tưới tiêu phân bón và bảo quản thực phẩm như thế nào?
Trong nông nghiệp: nếu bón phân hóa học quá nhiều với nồng độ cao vượt mức, đất sẽ biến thành môi trường ưu trương làm rễ cây bị mất nước qua co nguyên sinh, khiến cây héo rũ và chết (hiện tượng cháy phân). Trong đời sống: việc ngâm đường (làm mứt, siro) hay ướp muối (muối dưa, ướp cá thịt) tạo môi trường ưu trương mạnh, làm các tế bào vi khuẩn và nấm mốc bị co nguyên sinh mất nước, ức chế hoàn toàn khả năng sinh sôi gây thối hỏng.
