Trả lời nhanh
Nguyên lí của hiện tượng co và phản co nguyên sinh là sự thẩm thấu (osmosis) của nước qua màng sinh chất bán thấm. Khi tế bào sống ở môi trường ưu trương, nước đi ra, màng sinh chất co lại và tách khỏi thành tế bào (co nguyên sinh). Khi đưa vào môi trường nhược trương, nước đi vào, tế bào trở lại trạng thái ban đầu (phản co nguyên sinh).
Nguyên lí: thẩm thấu qua màng bán thấm
Thẩm thấu là sự khuếch tán của nước qua màng bán thấm, đi từ nơi có nồng độ chất tan thấp (nhiều nước tự do) sang nơi có nồng độ chất tan cao (ít nước tự do hơn). Nước đi theo chiều đó để cân bằng nồng độ hai bên màng.
Ở tế bào thực vật, màng sinh chất và lớp chất nguyên sinh đóng vai trò màng bán thấm chọn lọc. Còn thành tế bào (xenlulôzơ) có nhiều lỗ nhỏ, cho nước và chất tan đi qua dễ dàng nên không cản trở sự thẩm thấu.
Hiện tượng co nguyên sinh
Điều kiện: tế bào thực vật còn sống, đặt trong dung dịch ưu trương (nồng độ chất tan bên ngoài cao hơn trong dịch bào).
- Nước từ không bào và tế bào chất thẩm thấu ra ngoài.
- Không bào mất nước, thể tích giảm, chất nguyên sinh co lại.
- Màng sinh chất tách dần khỏi thành tế bào, để lại khoảng trống chứa dung dịch ngoài.
Quan sát dưới kính hiển vi: khối chất nguyên sinh co tròn lại ở giữa tế bào; thành tế bào vẫn giữ nguyên hình dạng vì cứng chắc. Nếu dùng tế bào biểu bì có không bào màu (như lá thài lài tía), vùng màu tím đậm lại và thu nhỏ rất rõ.
Hiện tượng phản co nguyên sinh
Điều kiện: tế bào đang co nguyên sinh nhưng chưa chết, được chuyển sang môi trường nhược trương (nước cất hoặc dung dịch loãng).
- Dịch bào lúc này đặc hơn môi trường ngoài nên nước thẩm thấu vào tế bào.
- Không bào trương lên, chất nguyên sinh ép trở lại sát thành tế bào.
- Tế bào trở về trạng thái bình thường (trạng thái trương nước).
Bảng so sánh nhanh
| Tiêu chí | Co nguyên sinh | Phản co nguyên sinh |
|---|---|---|
| Môi trường đặt tế bào | Ưu trương | Nhược trương |
| Chiều di chuyển của nước | Từ tế bào ra ngoài | Từ ngoài vào tế bào |
| Thể tích không bào | Giảm | Tăng |
| Màng sinh chất | Tách khỏi thành tế bào | Áp sát lại thành tế bào |
Mẹo nhớ: nước luôn “đi về phía nhiều chất tan”. Ngoài mặn hơn thì nước chạy ra (co); ngoài nhạt hơn thì nước chạy vào (phản co).
Vì sao phải là tế bào sống?
Tế bào chết mất tính thấm chọn lọc của màng sinh chất, nên chất tan đi qua màng tự do. Khi đó không còn sự chênh lệch áp suất thẩm thấu, vì vậy không có co nguyên sinh. Đây cũng là cách phân biệt tế bào sống và chết trong thí nghiệm.
Ngoài ra, nếu tế bào để co nguyên sinh quá lâu hoặc ở dung dịch quá đậm đặc, tế bào có thể chết và không còn phản co được.
Ứng dụng trong đời sống
- Muối dưa, muối cà, ướp muối thịt cá: môi trường ưu trương làm vi sinh vật mất nước, bị ức chế nên thực phẩm bảo quản được lâu.
- Bón quá nhiều phân hoá học: dung dịch đất ưu trương hơn dịch tế bào lông hút nên cây không hút được nước, bị héo (cháy rễ).
- Rau héo ngâm nước lạnh sẽ giòn lại nhờ nước thẩm thấu vào tế bào.
Lỗi sai thường gặp
- Nhầm “co nguyên sinh” với việc thành tế bào co lại. Thực ra thành tế bào gần như không đổi, chỉ chất nguyên sinh co.
- Nhầm chiều di chuyển của nước với chiều di chuyển của chất tan. Ở đây màng ngăn chất tan, chủ yếu chỉ nước di chuyển.
- Nghĩ rằng tế bào chết vẫn co nguyên sinh được.
Bài luyện tập
Bài 1. Đặt một mảnh biểu bì hành tím vào dung dịch muối ăn đậm đặc, sau đó chuyển sang nước cất. Mô tả hiện tượng ở từng giai đoạn.
Đáp án: Trong dung dịch muối đậm đặc (ưu trương), nước ra khỏi tế bào, xảy ra co nguyên sinh. Sau khi chuyển sang nước cất (nhược trương), nước vào tế bào, xảy ra phản co nguyên sinh nếu tế bào còn sống.
Bài 2. Vì sao luộc chín mảnh biểu bì rồi đặt vào dung dịch đường đặc thì không thấy co nguyên sinh?
Đáp án: Đun nóng làm tế bào chết, màng sinh chất mất tính bán thấm chọn lọc nên không còn thẩm thấu theo chiều nhất định.
Bài 3. Vì sao cây bị héo sau khi bón một lượng lớn phân đạm hoà tan?
Đáp án: Dung dịch đất trở nên ưu trương so với tế bào lông hút, nước bị hút ngược ra khỏi rễ hoặc không vào được rễ, cây thiếu nước nên héo.
Câu hỏi thường gặp
Co nguyên sinh là gì?
Là hiện tượng màng sinh chất cùng chất nguyên sinh của tế bào thực vật sống co lại và tách khỏi thành tế bào do mất nước khi đặt trong môi trường ưu trương.
Phản co nguyên sinh xảy ra khi nào?
Khi tế bào đang co nguyên sinh (vẫn còn sống) được đưa vào môi trường nhược trương, nước thẩm thấu vào làm chất nguyên sinh trương lên và áp sát thành tế bào trở lại.
Vì sao tế bào chết không bị co nguyên sinh?
Vì màng sinh chất của tế bào chết mất tính thấm chọn lọc, không còn hoạt động như màng bán thấm nên không có sự thẩm thấu có hướng của nước.
Hiện tượng co nguyên sinh có ý nghĩa gì trong thực tế?
Giúp giải thích việc muối dưa, ướp muối bảo quản thực phẩm, cây héo khi bón quá nhiều phân, và dùng để kiểm tra tế bào còn sống hay đã chết.