MỐI LIÊN HỆ GIỮA THỂ TÍCH VÀ DIỆN TÍCH BỀ MẶT ĐẾN SỰ TRAO ĐỔI CHẤT


1. Mục Đích:

Nghiên cứu mối quan hệ giữa thể tích và diện tích bề mặt lên sự trao đổi chất

2. Chuẩn bị lý thuyết:

Tại sao tế bào quá nhỏ?

Tế bào luôn luôn trao đổi ion, khí, chất đạm và những chất thải với môi trường bên ngoài ở bề mặt tế bào (qua quá trình khuếch tán). Để tế bào có thể thực hiện chức năng này hiệu quả, tỷ lệ giữa vùng bề mặt của tế bào và thể tích của nó phải đủ lớn. Khi tế bào phát triển lớn hơn, thể tích gia tăng nhanh hơn vùng bề mặt, và điều này có nghĩa là tỷ lệ diện tích bề mặt với thể tích sẽ giảm. Do đó, tế bào nhỏ thì sẽ hiệu quả trong việc trao đổi chất hơn là một tế bào lớn vì nó sẽ có vùng bề mặt lớn hơn để hoạt động có hiệu quả trong mối quan hệ với thể tích. Đây là lý do vì sao tế bào rất nhỏ.

Trong phần này, bạn sẽ sử dụng các viên thạch cao được chuẩn bị trước với muối để nghiên cứu việc gia tăng vùng bề mặt trong khi giữ thể tích cố định sẽ ảnh hưởng đến tỷ lệ trao đổi chất với môi trường như thế nào. Khi các viên thạch cao được đặt trong ly nước thủy tinh, ion trong các viên thạch cao sẽ khuếch tán vào nước xung quanh. Bạn sẽ sử dụng cảm biến dẫn (có thể theo dõi nồng độ ion trong dung dịch) để theo dõi số lượng ion đã khuếch tán.

3. Đồ dùng cần thiết:

aMixer và chương trình Addestation

01 Cảm biến dẫn

01 Ly thủy tinh dung tích 250 cm3

Thanh khuấy

Giá đỡ

Các viên thạch cao

01 Dao mổ

4. Thực hành:

Click đúp vào biểu tượng  trên màn hình để khởi động chương trình Addestation.

Nối aMixer vào máy vi tính. Nếu bạn không có (hoặc không chắc) chuẩn hoá cho aMixer, hãy chuẩn hoá bằng cách click vào “Tuỳ chọn” trên thanh công cụ và chọn “Chuẩn hoá aMixer và Cảm biến”. Kế đến, click vào “Chuẩn hoá”, kế tiếp “Bắt đầu” rồi “OK”.

Nối Cảm biến dẫn vào CH1 của aMixer. Chỉnh nút kế bên cảm biến lên mức “0-20000µS” .

Click vào “Hiệu chỉnh nhanh” trên thanh công cụ, chọn “Bộ Addestation Sinh học”, kế đến là “Bài 3: Mối liên hệ giữa thể tích và diện tích bề mặt”. Bạn sẽ thấy màn hình xuất hiện như hình bên.

Đổ vào ly thủy tinh 200 cm3 nước máy.

Để cảm biến dẫn vào giá đỡ. Nhấn chìm đầu cảm biến vào trong nước cho đến khi cách đáy ly khoảng 2 cm. Đảm bảo là đầu cảm biến đặt sâu trong nước.

Cắt khối thạch cao thành những viên nhỏ có kích thước 2 x 2 x 2 cm³.

Đặt các viên thạch cao vào ly thủy tinh.

Ngay lập tức, click vào   để bắt đầu thu dữ liệu. Sử dụng que khuấy động nước liên tục và thận trọng trong suốt quá trình thu dữ liệu. Dữ liệu thu được sẽ tự động dừng sau 2 phút.

Lưu dữ liệu đã thu được.

Click vào “Phân tích dữ liệu” trên thanh công cụ, chọn “Hồi quy tuyến tính”. Chương trình sẽ hiển thị biểu đồ đúng với dữ liệu nhất. Sự cân bằng của biểu đồ được thể hiện ở cuối màn hình.

Ghi nhận độ dốc của đường biểu diễn (với 2 số thập phân) như là tỉ lệ thay đổi của cảm biến dẫn trong Bảng 1.

Lưu Ý:

Sự thay đổi lớn của tính dẫn cho thấy sự thay đổi lớn của tỷ lệ trao đổi chất.

Click vào “Phân tích dữ liệu” trên thanh công cụ, chọn “Thoát khỏi mã phân tích dữ liệu”. Kế đến, click vào nút  “Xoá toàn bộ dữ liệu”.

Đổ bỏ dung dịch trong ly thủy tinh và rửa sạch. Rửa cảm biến dẫn bằng cách nhỏ từng giọt nước và lau khô nó bằng khăn giấy hoặc khăn lông.

Lập lại từ bước (5) đến (14) sử dụng nhiều viên thạch cao với kích thước nhỏ được ghi ở hai dòng cuối của Bảng 1.

Tổng thể tích của thạch cao trong 3 thí nghiệm thì bằng nhau,          nhưng tỷ lệ thể tích và diện tích bề mặt thì khác nhau.

Click vào “File” trên thanh công cụ, chọn “Mở đặc biệt”, tiếp theo là “Browse” và mở 3 dữ liệu đã được lưu lên một màn hình. Sử dụng biểu đồ này để trả lời những câu hỏi tiếp theo.

5.Kết quả:

Bảng 1: So sánh tốc độ dẫn thay đổi theo diện tích bề mặt với tỷ lệ thể tích khác nhau

6.Câu hỏi:

  1. Giữa tế bào nhỏ và tế bào lớn, tế bào nào trao đổi chất hiệu quả hơn? Cung cấp bằng chứng cho câu trả lời của bạn dựa trên quan sát của bạn.
  2. Mối quan hệ giữa tỷ lệ diện tích bề mặt với thể tích và tỷ lệ trao đổi chất?  Giải thích.