Thực hành: Quang hợp ở thực vật

I. Yêu cầu cần đạt

• Quan sát được lục lạp trong tế bào thực vật; nhận biết, tách chiết các sắc tố trong lá cây.
• Thiết kế và thực hiện được các thí nghiệm về sự hình thành tinh bột, thải khí oxygen trong quá trình quang hợp.

II. Chuẩn bị

1. Dụng cụ, thiết bị

• Kim mũi mác, lam kính, lamen, kính hiển vi có vật kính 10x và 40x.
• Bình tam giác, cốc thủy tinh, giấy sắc kí, ống eppendorf, bình sắc kí hình trụ có nắp đậy, ống mao dẫn chuyên dùng cho sắc kí, thước kẻ, bút chì.
• Giá thí nghiệm, panh, băng giấy đen, nước ấm (khoảng 40^oC), đĩa Petri, đèn cồn, ống nghiệm, cốc thủy tinh, que đóm, bật lửa/diêm.

2. Hóa chất

• Nước cất
• Acetone 80%, dung môi dùng để chạy sắc kí là hỗn hợp petroleum ether và ethanol tỉ lệ 14 : 1.
• Cồn 90^o, dung dịch iodine.

3. Mẫu vật

• Cây rong mái chèo hoặc lá thài lài tía.
• Lá cây (các loại lá rau theo mùa).
• Chậu cây khoai tây hoặc chậu cây khác (cây theo mùa), cành rong đuôi chó.

III. Cách tiến hành

1. Quan sát lục lạp trong tế bào thực vật

a. Nguyên lí

Lục lạp là bào quan có màu, di chuyển trong dịch tế bào, có thể quan sát dưới kính hiển vi.

b. Quy trình thí nghiệm

• Bước 1: Lấy một lá rong mái chèo còn tươi, nguyên vẹn và cuốn phiến lá vòng qua ngón tay trỏ (kẹp giữ lá bằng ngón cái và ngón giữa). Dùng kim mũi mác bóc lấy lớp biểu bì của lá.
• Bước 2: Đặt mẫu biểu bì lên lam kính, nhỏ 1 giọt nước cất lên trên, đậy lamen. Quan sát bằng kính hiển vi với vật kính 10x và 40x.
• Bước 3: Vẽ hình ảnh quan sát được vào vở.

2. Tách chiết các sắc tố trong lá cây

a. Nguyên lí

Một số dung môi hữu cơ có khả năng phá vỡ liên kết giữa diệp lục, lipid và protein trong lá, nhờ đó có thể tách chiết sắc tố ở trạng thái dung dịch. Sử dụng sắc kí giấy với dung môi thích hợp có thể tách và quan sát các sắc tố thành phần.

b. Quy trình thí nghiệm

• Bước 1: Chuẩn bị dung dịch sắc tố: cân khoảng 2 g lá tươi đã cắt bỏ cuống và gân chính. Dùng kéo cắt nhỏ lá, cho vào bình tam giác. Đổ vào đó khoảng 20 mL acetone 80% cho ngập mẫu. Sau 1 giờ, thu được dung dịch sắc tố.
• Bước 2: Chuẩn bị dung dịch sắc kí: hỗn hợp petroleum ether và ethanol tỉ lệ 14 : 1.
• Bước 3: Tiến hành thí nghiệm:
  • Lấy 0,3 mL dung dịch sắc tố đậm đặc cho vào ống eppendorf, đậy kín để tránh bay hơi.
  • Dùng bút chì và thước kẻ, kẻ một đường mờ trên giấy sắc kí.
  • Dùng ống hút mao dẫn hút dung dịch sắc tố và chấm dịch theo vệt chì mờ trên bản sắc kí khoảng 10 lần.
  • Đặt bản sắc kí theo chiều thẳng đứng vào bình sắc kí đã đựng sẵn dung dịch sắc kí, sao cho vệt sắc tố không chạm vào dung dịch bên dưới.
  • Để cho các sắc tố tách riêng thành 4 loại trong khoảng 10 phút.

• Bước 4: Quan sát hiện tượng và ghi lại kết quả thí nghiệm vào vở.

3. Sự tạo thành tinh bột trong quang hợp

a. Nguyên lí

Iodine là thuốc thử tinh bột. Khi nhỏ iodine vào tinh bột, tinh bột sẽ chuyển thành màu xanh tím.

b. Quy trình thí nghiệm

• Bước 1: Chuẩn bị thí nghiệm
  • Đặt chậu cây khoai tây trong bóng tối 2 ngày.
  • Dùng bằng giấy đen bịt kín một phần lá ở cả hai mặt, đem chậu cây để ra ngoài nắng khoảng 4 - 6 giờ.
  • Ngắt chiếc lá, bỏ băng giấy đen.
• Bước 2: Tiến hành thí nghiệm
  • Đun sôi cách thủy lá trong cồn 90^o.
  • Rửa sạch lá trong cốc nước ấm.
  • Nhúng lá vào dung dịch iodine đựng trong đĩa Petri và quan sát sự thay đổi màu sắc trên lá.
• Bước 3: Ghi lại kết quả thí nghiệm vào vở.

4. Sự thải oxygen trong quang hợp

a. Nguyên lí

Oxygen tạo thành trong quang hợp có thể làm tàn đỏ của que đóm sáng lên hoặc làm que đóm cháy nhẹ.

b. Quy trình thí nghiệm

• Bước 1: Lấy 2 cành rong đuôi chó cho vào 2 phễu thủy tinh sao cho phần ngọn rong ở phía miệng phễu.
• Bước 2: Úp ngược 2 phễu vào 2 cốc thủy tinh đựng nước. Đổ đầy nước vào 2 ống nghiệm, dùng ngón tay bịt miệng từng ống nghiệm và nhanh tay úp ống nghiệm vào cuống phễu.
• Bước 3: Để một cốc trong tối hoặc bọc giấy đen, cốc còn lại để ra nắng hoặc ánh sáng đèn.
• Bước 4: Sau 30 phút, quan sát hiện tượng xảy ra ở 2 ống nghiệm.

IV. Thu hoạch