Dưới đây là bài báo cáo thực hành mẫu cho Bài 6, được viết được tham khảo từ một nhóm học sinh lớp 12 sử dụng mẫu vật là gan gà theo quy trình hướng dẫn trong SGK. Các em có thể tham khảo để hoàn thiện bài thu hoạch của nhóm mình.

Báo cáo thực hành

1. Mục đích

• Tách chiết được DNA từ mẫu vật sống (gan gà).
• Quan sát được DNA dưới dạng kết tủa trắng đục.
• Vận dụng kiến thức về cấu trúc tế bào, cấu trúc DNA và tính chất hoá học của các chất để giải thích các bước trong quy trình tách chiết.

2. Kết quả và giải thích

Mẫu vật và số liệu đã sử dụng:

Kết quả quan sát được:

• Sau khi rót cồn ethanol lạnh chảy từ từ theo thành ống nghiệm, hỗn hợp trong ống nghiệm tách thành 2 lớp rõ rệt: lớp dịch chiết ở phía dưới có màu vàng nhạt, lớp cồn ethanol trong suốt ở phía trên.
• Sau khoảng vài phút, tại ranh giới giữa hai lớp và trong lớp cồn phía trên xuất hiện các sợi màu trắng đục – đó chính là DNA kết tủa.
• Dùng tăm tre xoay nhẹ, các sợi DNA bám vào tăm và được lấy ra khỏi ống nghiệm.

Giải thích kết quả:

• Nghiền mẫu trong cối sứ → phá vỡ mô, tách rời các tế bào và phá vỡ thành tế bào (ở tế bào thực vật) hoặc màng tế bào.
• Nước rửa bát chứa chất hoạt động bề mặt → hoà tan lipid của màng tế bào và màng nhân → giải phóng dịch nhân (chứa DNA) ra ngoài.
• Nước dứa chứa enzyme protease → phân cắt các protein liên kết với DNA (histone, protein điều hoà, protein phiên mã) thành các amino acid hoặc peptide nhỏ → giải phóng DNA khỏi các phức hợp protein.
• Cồn ethanol lạnh có ái lực với nước mạnh hơn với DNA → khi cho ethanol vào, các phân tử DNA bị đẩy sát lại gần nhau và kết tụ thành sợi màu trắng đục. Do ethanol nhẹ hơn nước nên tạo lớp phía trên → DNA đi từ dịch chiết lên lớp cồn và kết tủa ở đó.

3. Trả lời các câu hỏi

a) Tại sao phải sử dụng dung dịch nước rửa chén bát hay dung dịch tẩy rửa?

• Trong tế bào, DNA nằm trong nhân tế bào, được bao bọc bởi màng nhân; toàn bộ tế bào lại được bao bọc bởi màng sinh chất. Cả hai màng này đều có bản chất là lipid (phospholipid kép).
• Dung dịch nước rửa chén bát chứa các chất hoạt động bề mặt có khả năng hoà tan lipid.
• Khi cho dung dịch tẩy rửa vào → màng tế bào và màng nhân bị phá vỡ → DNA và các thành phần trong nhân được giải phóng ra ngoài dung dịch chiết xuất.

→ Nếu không có dung dịch tẩy rửa, DNA vẫn nằm trong nhân và không thể tách chiết ra được.

b) Tại sao cần sử dụng nước dứa? Có thể thay nước dứa bằng dung dịch gì?

Lí do cần sử dụng nước dứa:

• Trong tế bào, DNA liên kết với rất nhiều loại protein (histone, protein điều hoà, protein phiên mã,…).
• Nước dứa tươi chứa enzyme protease (bromelain) – có khả năng phân giải protein thành các amino acid đơn phân hoặc đoạn peptide nhỏ.
• Nhờ đó, DNA được giải phóng khỏi các phức hợp với protein → dung dịch chiết chủ yếu còn lại DNA và RNA → thuận lợi cho việc thu DNA sau này.

Có thể thay nước dứa bằng:

• Nước đu đủ tươi (chứa enzyme papain).
• Nước kiwi tươi (chứa enzyme actinidin).
• Các dung dịch chứa enzyme phân giải protein khác.

→ Điểm chung: các dung dịch thay thế đều phải chứa enzyme protease để phân giải protein liên kết với DNA.

c) Tại sao cần sử dụng cồn ethanol?

Cồn ethanol có vai trò kết tủa DNA để tách DNA ra khỏi dung dịch chiết. Cụ thể:

• Ethanol có ái lực với nước mạnh hơn so với DNA → khi cho ethanol vào dung dịch chiết chứa DNA, các phân tử nước bị “hút” về phía ethanol → DNA mất lớp nước bảo vệ và kết tụ lại thành sợi màu trắng đục.
• Ethanol nhẹ hơn nước → tạo thành lớp trong suốt phía trên ống nghiệm → DNA đi từ dịch chiết lên lớp ethanol và kết tủa tại đó, giúp ta dễ dàng quan sát và thu DNA.
• Sử dụng ethanol lạnh (nồng độ 70 – 95%) để tăng hiệu quả kết tủa DNA và hạn chế các enzyme phân giải DNA (nếu còn sót) hoạt động.

d) Cần phải cải tiến, khắc phục điều gì để thu được kết quả tốt hơn?

Để thu được kết quả DNA nhiều và rõ hơn, cần lưu ý các điểm sau:

• Nghiền mẫu thật kĩ và đều → tăng số lượng tế bào bị phá vỡ → giải phóng nhiều DNA hơn.
• Sử dụng nước lạnh và cồn ethanol lạnh (đã bảo quản trong tủ lạnh trước khi thí nghiệm) → hạn chế hoạt động của enzyme phân giải DNA có sẵn trong tế bào → DNA không bị phân huỷ trong quá trình tách chiết.
• Thao tác nhẹ nhàng khi khuấy và khi vớt DNA bằng tăm tre → tránh làm DNA bị gãy vụn.
• Lọc kĩ dịch nghiền qua giấy lọc → loại bỏ hoàn toàn cặn tế bào → dung dịch chiết trong hơn → DNA thu được sạch hơn.
• Rót cồn ethanol từ từ theo thành ống nghiệm → tạo hai lớp phân biệt rõ ràng → dễ quan sát DNA kết tủa.
• Sử dụng lượng nước dứa phù hợp và để đủ thời gian ủ (khoảng 10 phút) → enzyme protease phân giải hết protein liên kết với DNA.
• Nếu có điều kiện, có thể thử nghiệm thêm với dung dịch diphenylamine ở nhiệt độ cao để xác nhận chất kết tủa thu được là DNA (tạo phức màu xanh lam).

Cô Nguyễn Ngọc Châu

(Người kiểm duyệt, ra đề)

Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Sinh Học THPT

Trình độ: Cử nhân Sư phạm Sinh học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ AT sinh học, Ngoại ngữ B1

Kinh nghiệm: 9+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Trần Phú