THỰC HÀNH SINH LÝ THỰC VẬT

THỰC HÀNH SINH LÝ THỰC VẬT I MỤC TIÊU Minh họa cho kiến thức giảng phần lý thuyết sinh lý thực vật Bổ sung kiến thức mà phạm vi phần lý thuyết không đề cập Cung cấp phương pháp nghiên cứu lĩnh vực sinh lý thực vật đặc biệt, cung cấp phương pháp xác định tiêu cần thiết nghiên cứu sinh lý thực vật Thực hành sinh lý thực vật phân bố 30 tiết, gồm thực hành Mỗi thực hành gồm số thí nghiệm định Trong thí nghiệm, trình bày cụ thể phần sau Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ Nguyên lý phương pháp thí nghiệm Cách tiến hành cụ thể thí nghiệm Kết luận câu hỏi cho thí nghiệm II YÊU CẦU VỀ KỸ NĂNG Sau thực hành, sinh viên nắm vững nguyên lý cách tiến hành Trên sở vận dụng nghiên cứu thực tế Yêu cầu sinh viên làm báo cáo thí nghiệm, theo mội dung sau: Tên thí nghiệm Ngun lý phương pháp Giải thích trình bày kết đạt thí nghiệm sau tính tốn Trả lời câu hỏi theo yêu cầu thí nghiệm rút kết luận Bài SINH LÝ TẾ BÀO THỰC VẬT I MỤC TIÊU - Minh họa cho sinh viên hiểu rõ số đặc tính chức sinh lý mức độ tế bào thực vật - Giúp cho sinh viên biết cách tiến hành thí nghiệm để xác định số hoạt động sinh lý diễn tế bào thực vật - Sinh viên cần có thái độ nghiêm túc, cẩn thận xác thao tác thí nghiệm II KIẾN THỨC CHUYÊN MÔN Sinh viên cần nắm vững phần lý thuyết vấn đề hoạt động sinh lý tế bào thực vật tượng co nguyên sinh chất; tính thấm chất nguyên sinh; áp suất thẩm thấu tế bào; hoạt động hút nước tế bào III THỰC HÀNH Điều kiện thực 1.1 Địa điểm thực hành: Phịng thí nghiệm 1.2 Thiết bị dụng cụ: Kim mũi mác lưỡi dao cạo, lam kính, lamem, ống nhỏ giọt pipet, giấy thấm, kính hiển vi, ống nghiệm, đèn cồn nồi đun cách thủy, dao sắc, kẹp gỗ, đĩa Petri, đĩa sứ, khoan nút chai (hoặc nắp bút máy kéo sắc); ống nghiệm xếp hai dãy giá đỡ (mỗi dãy ống nghiệm); pipet 5ml, pipet 1ml 1.3 Thời gian thực hành: tiết Trình tự tiến hành 2.1 Thí nghiệm 1: Hiện tượng co nguyên sinh phản co nguyên sinh 2.1.1 Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ + Mẫu thực vật: Củ hành tía thài lài tía + Hóa chất: Dung dịch glyxerin 5%, 10% dung dịch Sacaroza 1,5M + Dụng cụ: Kim mũi mác lưỡi dao cạo, lam kính, lamem, ống nhỏ giọt pipet, giấy thấm, kính hiển vi 2.1.2 Nguyên lý phương pháp Tế bào thực vật hệ thống thẩm thấu sinh học, dịch tế bào tương đương với dung dịch gây thẩm thấu, màng sinh chất hệ thống chất nguyên sinh coi màng bán thấm Vì vậy, ngâm tế bào với dung dịch có nồng độ khác có trường hợp: - Nếu dung dịch có nồng độ nhỏ nồng độ dung dịch bào (dung dịch nhược trương) nước từ bên ngồi dung dịch vào tế bào làm cho thể tích tế bào tăng lên, tế bào trương nước - Nếu dung dịch có nồng độ nồng độ dịch bào (dung dịch đẳng trương) lượng nước vào khỏi tế bào cân Thể tích tế bào không thay đổi - Nếu dung dịch có nồng độ lớn nồng độ dung dịch bào (dung dịch ưu trương) nước từ bên khơng bào bên ngồi làm cho thể tích không bào co lại dẫn đến chất nguyên sinh co theo Vì thành tế bào có tính đàn hồi nên không bị co theo chất nguyên sinh nên làm cho chất nguyên sinh co lại tách khỏi tế bào, gây nên tượng co nguyên sinh Tùy theo mức độ co nguyên sinh mà có hai trạng thái co nguyên sinh sau: co nguyên sinh lõm – tế bào bắt đầu co nguyên sinh, chất nguyên sinh tách phần góc tế bào co nguyên sinh lồi – chất nguyên sinh tách hoàn toàn khỏi thành tế bào co tròn lại Tuy nhiên, tượng co ngun sinh có tính thuận nghịch, tức sau co nguyên sinh lồi xảy tượng phản co nguyên sinh Bởi chất tan gây co nguyên sinh có khả qua lớp chất nguyên sinh để vào không bào làm cho nồng độ dịch bào tăng lên, đến lúc nồng độ dịch bào lại lớn nồng độ dung dịch bên nước lại vào tế bào tế bào lại trở trạng thái ban đầu 2.1.3 Cách tiến hành Dùng kim mũi mác dao bóc lớp tế bào biểu bì củ hành tía đặt lên lam kính Nhỏ giọt dung dịch Glyxerin 5% lên miếng biểu bì đậy lamen lại Bắt đầu quan sát tượng co nguyên sinh phản co nguyên sinh kính hiển vi Cũng lặp lại cách tiến hành làm với dung dịch Glyxerin 15% Quan sát tượng co nguyên sinh phản co nguyên sinh hai nồng độ Glyxerin 5% 15% 2.1.4 Kết luận câu hỏi a Tại tế bào có tượng co nguyên sinh phản co ngun sinh? b Vẽ hình giải thích tượng co nguyên sinh phản co nguyên sinh c So sánh giải thích tượng co nguyên sinh phản co nguyên sinh hai nồng độ Glyxern 5% 15% 2.2 Thí nghiệm 2: Tính thấm chất nguyên sinh sống chết 2.2.1 Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ + Mẫu thực vật: Củ su hào củ khoai tây bí xanh + Hóa chất: Dung dịch Indigocarmin 0,2%, nước cất + Dụng cụ: Ống nghiệm đèn cồn nồi đun cách thủy, dao sắc, kẹp gỗ, đĩa petri 2.2.2 Nguyên lý phương pháp Tế bào thực vật hệ thống thẩm thấu sinh học, chất nguyên sinh coi màng bán thấm có khả cho chất tan qua cách chọn lọc (đó chất cần thiết cho hoạt động sống tế bào) Tuy nhiên, khả thấm chọn lọc chất tan xảy tế bào sống, tế bào chết khả khơng cịn nên tế bào chết chất tan vào khỏi tế bào cách dễ dàng 2.2.3 Cách tiến hành Dùng dao cắt củ su hào bỏ vỏ (khoai tây bí xanh) thành miếng có kích thước khoảng 2cm x 1cm x 0,5cm cho vào ống nghiệm đổ ngập nước Một ống nghiệm để nguyên không đun sôi, ống nghiệm đun sôi lửa đèn cồn khoảng từ 1-2 phút, sau nhỏ khoảng giọt dung dịch Indigocarmin 0,2 % hai ống nghiệm, ngâm 15 phút Vớt miếng su hào hai ống nghiệm đặt đĩa Petri, dùng dao cắt đôi quan sát thấm Indigocarmin vào miếng su hào phần lát cắt hai trường hợp bị đun sôi để nguyên 2.2.4 Kết luận trả lời câu hỏi a Ý nghĩa tính thấm chất nguyên sinh b So sánh thấm vào Indigocarmin hai trường hợp giải thích tượng c.Từ tương thấm cảu Indigocarmin hai trường hợp trên, cho biết Indigocarmin chất tế bào chọn thấm hay khơng? 2.3 Thí nghiệm 3: Xác định áp suất thẩm thấu tế bào phương pháp co nguyên sinh 2.3.1 Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ + Mẫu thực vật: Củ hành tía thài lài tía + Hóa chất: Dung dịch NaCl (hoặc Sacaroza) với nồng độ: 0,2M; 0,3M; 0,4M; 0,5M; 0,6M + Dụng cụ: Đĩa sứ, lưỡi dao cạo kim mũi mác, lam kính, lamen, kính hiển vi 2.3.2 Nguyên lý phương pháp Áp suất thẩm thấu tính theo cơng thức sau: ∏= R.T.C.i Trong ∏ - suất thẩm thâu R- số khí có giá trị 0,0831 T- nhiệt độ tuyệt đối = to +273 i - hệ số điện ly tính theo cơng thức i= α + (n-1) ( Trong α bậc điên ly; n số ion phaanly) Đối với dung dịch NaCl với nồng độ có giá trị I tương ứng sau: Nồng độ NaCl (M) 1,0 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Giá trị i: 1,62 1,64 1,66 1,68 1,70 1,73 1,75 1,78 1,83 C- nồng dộ dịch bào Như vậy, cơng thức tính áp suất thẩm thấu, cịn cần xác định giá trị nồng độ dịch bào để áp dụng vào cơng thức tính áp suất thẩm thấu Có nhiều phương pháp xác định nồng độ dịch bào Trong thí nghiệm này, sử dụng phương pháp co nguyên sinh để xác định nồng độ dịch bào Phương pháp dựa sở xác định nồng độ đẳng trương (nồng độ dung dịch nồng độ dịch bào), từ suy nồng độ dịch bào Muốn vậy, ta ngâm tế bào dung dịch NaCl có nồng độ khác nhau, quan sát để tìm nồng độ bắt đầu gây co nguyên sinh (nồng độ ưu trương) để xác định nồng độ dịch bào (đẳng trương) theo công thức: 2.3.3 Cách tiến hành Lần lược lấy dung dịch NaCl với nồng độ 0,2M; 0,3M; 0,4M; 0,5M; 0,6M đĩa sứ Dùng dao bóc biểu bì củ hành ngâm vào dung dịch NaCl có nồng độ từ 0,2M đến 0,6M Mỗi nồng độ ngâm cách phút nồng độ ngâm 20 phút, ngâm đến nồng độ 0,6M bắt đầu quan sát nồng độ 0,2M (đã đủ 20 phút), nồng độ quan sát phút tìm nồng độ mà bắt đầu gây co nguyên sinh trung bình cộng với nồng độ trước chưa gây co nguyên sinh để xác định giá trị nồng độ dịch bào Áp dụng cơng thức tính áp suất thẩm thấu tế bào 2.3.4 Kết luận trả lời câu hỏi a Ý nghĩa việc xác định áp suất thẩm thấu? b Xác định nồng độ dung dịch bào áp dụng cơng thức tính áp suất thẩm thấu? c Trình bày kết quan sát theo bảng sau: Nồng độ NaCl 0,2M 0,3M 0,4M 0,5M 0,6M Mức độ co ngun sinh Vẽ hình theo quan sát 2.4 Thí nghiệm 4: xác định sức hút nước tế bào theo phương pháp sacdacop 2.4.1 Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ + Mẫu thực vật: tươi + Hóa chất: Dung dịch NaCl, nồng độ 0,2M; 0,3M; 0,4M; 0,5M; 0,6M; dd xanh methylen 5% + Dụng cụ: Khoan nút chai (hoặc nắp bút máy kéo sắc) giữ ống nghiệm ống nghiệm xếp hai dãy, dãy ống nghiệm; Pipet 5ml, Pipet 1ml 2.4.2 Nguyên lý phương pháp Sức hút nước tế bào tính theo cơng thức S =∏-P ( S sức hút nước; ∏ áp suất thẩm thấu; P sức trương tế bào) Phương pháp dựa so sánh sức hút nước tế bào (Stb) sức hút nước cảu dung dịch ngâm tế bào (Sdd) Cụ thể: Nếu Stb > Sdd tế bào hút nước dung dịch làm cho nồng độ dung dịch tăng lên, tỷ trọng dung dịch lớn ban đầu Nếu Stb< Sdd dung dịch hút nước tế bào làm cho nồng đọ dung dịch giảm xuống, tỷ trọng dung dịch giảm xuống Nếu Dtb= Sdd trình trao đổi nước cân bằng, nồng độ dung dịch không thay đổi, tỷ trọng dung dịch không thay đổi Trong trường hợp đó, Stb = Sdd mà Sdd tính áp suất thẩm thấu dung dịch, vậy, áp suất thẩm thấu dung dịch sức hút nước tế bào Trong thí nghiệm này, cần tìm nồng độ đẳng trương cách so sánh tỷ trọng dung dịch sau ngâm mô với dung dịch đối chứng không ngâm 2.4.3 Cách tiến hành Có hai dãy ống nghiệm xếp song song giá Dùng pipet lấy vào ống nghiệm hai hàng đối xứng 5ml dung dịch NaCl nồng độ từ 0,2M đến 0,6M (dùng bút đánh dấu nồng độ) Dùng mũi khoan (hoặc nắp bút, kéo cắt) khoan mảnh lá, cho vào ống nghiệm dãy ống nghiệm 15-20 (số lượng đồng ống nghiệm), dãy ống nghiệm thứ hai làm đối chứng (khơng có lá) để so sánh Ngâm khoảng 15 phút (diễn trao đổi nước dung dịch) Sau nhuộm màu dung dịch dãy ống nghiệm ngâm cách nhỏ vào ống nghiệm 1-2 giọt xanh methylen So sánh thay đổi tỷ trọng dung dịch ngâm với dung dịch đối chứng theo cặp nồng độ tương ứng, cách dùng piper lấy giọt dung dịch màu ngâm cẩn thận, cho piper vào sâu ống nghiệm đối chứng nhẹ nhàng nhỏ dung dịch màu vào ống nghiệm Quan sát di chuyển giọt dung dịch màu ống nghiệm, tìm nồng độ giọt màu lơ lửng, nồng độ đẳng trương, nồng độ có Stb = Sdd nên tỷ trọng dung dịch không thay đổi sau thời gian ngâm Mà sức hút nước dung dịch áp suất thẩm thấu dung dịch: Sdd= ∏= R.T.C.i Do Stb= R.T.Ci (C nồng độ đẳng trương) 2.4.4 Kết luận trả lời câu hỏi a Ghi kết theo dõi bảng sau: Nồng độ dung dịch (M) Áp suất TT 20o (atm) Sự chuyển động giot dd 0,2 0,537 0,3 0,821 0,4 1,125 0,5 1,449 0,6 1,803 b Xác định sức hút nước tế bào thí nghiệm Bài TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT I MỤC TIÊU - Minh họa cho phần lý thuyết chức trao đổi nước Đồng thời giúp sinh viên hiểu biết quan trao đổi nước rễ cây, cây, khí khổng… - Sinh viên biết phương pháp xác định số tiêu hoạt động trao đổi nước xác định thể tích rễ cây, diện tích cây, điều khiển đóng mở khí khổng hóa chất… - Sinh viên cần có thái độ nghiêm túc, cẩn thận tiến hành thí nghiệm II KIẾN THỨC CHUYÊN MÔN Sinh viên cần nắm vững kiến thức phần lý thuyết quan tiến hành trao đổi nước rễ cây, thân cây, cây, khí khổng… Nắm vững hoạt động trình trao đổi nước như: hút nước, vận chuyển nước, thoát nước III THỰC HÀNH Điều kiện thực 1.1 Địa điểm thực hành: phịng thí nghiệm 1.2 Thiết bị, dụng cụ: Dụng cụ đo thể tích rễ, Pipet, bơng, giấy lọc, cân điện kỹ thuật, thước kẻ, bút chì, kéo; kim mũi mác dao nhọn, kính hiển vi, lam kính, lamen, giấy thấm, trắc vi vật kính, trắc vi thị kính, tủ sấy 1.3 Thời gian thực hành: tiết Trình tự thực hành 2.1 Thí nghiệm 1: Xác định thể tích rễ 2.1.1 Đối tượng, hóa chất, dụng cụ + Mẫu thực vật: Cây có rễ cịn ngun vẹn (tốt trồng dd + Hóa chất: Nước oxi già (H2O2), nước + Dụng cụ: Dụng cụ đo thể tích rễ, Pipet, bơng, giấy lọc 2.1.2 Nguyên tắc phương pháp Để đo thể tích rễ, người ta sử dụng ống thủy tinh gắn với ống cao su, đầu ống cao su gắn với pipet có chia độ Đổ nước vào bình thủy tinh cho đủ ngập rễ Nước ống thủy tinh đo lượng nước piper nằm ngang Nhúng rễ vào ống thủy tinh, nước dâng lên làm dâng theo mức nước pipet Lấy rễ khỏi ống thủy tinh xác định lại thể tích lượng nước 2.1.3 Cách tiến hành Đổ nước vào bình thủy tinh, gắn pipet vào đầu ống cao su để pipet lệch với hướng nằm ngang góc nhỏ Lấy đũa thủy tinh nhúng vào nước để thử độ nhạy hệ thống (nếu chuyển dịch mức nước pipet nhanh tức nhạy) Ghi lại mức nước ban đầu pipet Nhúng rễ vào ống thủy tinh, mức nước tăng lên, ghi lại mức nước tăng Lặp lặp lại lần (chú ý sau lần cần nhẹ nhàng vẩy nước dính rễ cây) Lấy giá trị trung bình tương ứng với thể tích rễ 2.1.4 Kết luận trả lời câu hỏi Dụng cụ đo thể tích rễ a Xác định thể tích rễ hai loại trồng? b Nhận xét khả hút nước hai loại thí nghiệm? 2.2 Thí nghiệm 2: Các phương pháp đo diện tích 2.2.1 Phương pháp cân Có hai loại: Cân trực tiếp cân gián tiếp * Cân trực tiếp: - Đối tượng, dụng cụ: + Mẫu thực vật: tươi + Dụng cụ: Cân điện kỹ thuật, thước kẻ, bút chì, kéo - Ngun tắc thí nghiệm: Phương pháp sử dụng cho loại mà có phân bố đồng phần gân thịt Diện tích xác định qua khối lượng toàn cần đo khối lượng đơn vị diện tích (cm2, dm2…) - Cách tiến hành: Đo cắt đơn vị diện tích định (chẳng hạn 1cm 2, 1dm2…) đem cân khối lượng P1 sau cân tồn cần đo điện tích khối lượng P Điện tích tính tỷ số P2/P1 * Cân gián tiếp: - Đối tượng, dụng cụ: + Mẫu thực vật: tươi + Dụng cụ: Cân điện kỹ thuật, giấy gram, thước kẻ, bút chì, kéo - Ngun tắc thí nghiệm: Phương pháp sử dụng cho mà có phân bố khơng đồng phần gân thịt vị trí Diện tích xác định gián tiếp qua hình in giấy, tức qua khối lượng hình in giấy khối lượng đơn vị diện tích giấy (cm2, dm2 ) - Cách tiến hành: Đo cắt đơn vị diện tích giấy định (chẳng hạn 1cm 2, 1dm2…) đem cân khối lượng P1 Sau in hình giấy cắt hồn tồn hình cần đo đem cân khối lượng P2 Diện tích tính tỷ số P2/P1 2.2.2 Phương pháp sử dụng hệ số (K) - Đối tượng, dụng cụ: + Mẫu thực vật: Lá tươi + Dụng cụ: Thước kẻ, bút chì, kéo - Ngun tắc thí nghiệm: Phương pháp thường sử dụng có hình dài lúa, ngơ… cịn có hình khác độ xác Diện tích xác định thơng qua chiều dài, chiều rộng hệ số K biết trước Hệ số K tùy thuộc vào loại có hình khác - Cách tiến hành: Đo chiều dài (D) chiều rộng (R) Diện tích (S) S=D.R.K Hệ số K tính: K= S’/ D.R S’ diện tích tính theo phương pháp Việc xác định hệ số K cần lặp lại nhiều giai đoạn sinh trưởng khác để xác định hệ số K chung cho loại 2.2.3 Phương pháp dùng máy - Đối tượng, dụng cụ: + Mẫu thực vật: Lá tươi + Dụng cụ: Máy đo diện tích - Cách tiến hành: Trước tiến hành đo cần chọn chế độ máy cho mục đích cần sử dụng (đo diện tích, đo chu vi, đo chiều dai, chiều rộng…) Sau đặt máy dùng quét ta quét toàn máy số liệu diện tích 2.2.4 Kết trả lời câu hỏi Đo diện tích điền số liệu vào bảng sau Stt Loại P.P cân P.P hệ số K P.P đo máy 2.3 Thí nghiệm 3: Quan sát đóng mở khí khổng kính hiển vi 2.3.1 Đối tượng, hóa chất, dụng cụ + Mẫu thực vật: Lá thài lài + Hóa chất: Dung dịch glixerin 5% 15%, nước cất + Dụng cụ: Kim mũi mác mũi dao nhọn, kính hiển vi, lam, lamen, giấy thấm 2.3.2 Nguyên tắc thí nghiệm Khí khổng khe hở nhỏ nằm biểu bì lá, thơng khoảng gian bào với khí Qua khí khổng, nước từ bay CO từ bên ngồi khuếch tán vào Vì vậy, việc đóng mở khí khổng điều kiện quan trọng cho trình trao đổi nước trao đổi khí Sự đóng mở khí khổng phụ thuộc vào sức trượt nước hai tế bào bảo vệ Khi tế bào bảo vệ no nước khí khổng mở cịn tế bào bảo vệ nước khí khổng đóng lại Trong thí nghiệm này, điều khiển khí khổng đóng mở nhân tạo để quan sát cách sử dụng tác nhân hóa chất làm cho tế bào bảo vệ nước, đồng thời sử dụng nước để tế bào bảo vệ trạng thái trương nước Qua có vận động đóng mở khí khổng để quan sát kính hiển vi 2.3.3 Cách tiến hành Dùng kim mũi mác mũi dao nhọn bóc biểu bì mặt cảu thài lài đặt lên lam kính Nhỏ giọt glyxerin 5% , đậy lamen lại quan sát khí khổng kính hiển vi Vì nồng độ 5% glixerin lớn nồng độ dịch bào nên tế bào nước làm khí khổng đóng Tiếp theo điều khiển khí khổng mở cách nhỏ giọt nước bên mép lamen đặt miếng giấy thấm mép lamen đối diện, theo nguyên tắc mao quản miếng giấy thấm hút glyxerin nước dẫn vào bên làm loãng dung dịch glyxerin Vì vậy, tế bào bảo vệ lại trương nước nen khí khổng mở Nếu muốn điều khiển khí khổng đóng lại ta lại dùng dung dịch glixerin 5% thao tác 2.3.4 Kết trả lời câu hỏi a Vẽ hình trạng thái đóng mở khí khổng quan sát kính b Giải thích ngun nhân gây đóng mở khí khổng quy luật vận động khí khổng ngày? 2.4 Thí nghiệm 4: Đếm số lượng khí khổng kính vi 2.4.1 Đối tượng, dụng cụ + Mẫu thực vật: thài lài + Dụng cụ: Kính hiển vi, trắc vi vật kính, trắc vi kính, kim mũi mác mũi dao nhọn 2.4.2 Nguyên tắc thí nghiệm Chỉ tiêu số lượng khí khổng đơn vị diện tích quan trọng định đến hoạt động thoát nước Số lượng khí khổng đơn vị diện tích thường phụ thuộc vào yếu tố giống trồng, tuổi điều kiện ngoại cảnh Chỉ tiêu phản ánh khả chịu hạn Sử dụng trắc vi thị khính trắc vi vật khính để xác định diện tích hiển vi trường Đếm số lượng khí khổng hiển vi trường (đếm lặp lại lần vị trí lá) Từ tính số lượng khí khổng đơn vị diện tích 2.4.3 Cách tiến hành Dùng kim mũi mác mũi dao nhọn bó lớp biểu bì đặt lên lam kính, nhỏ giọt nước đậy lamen lại quan sát kính hiển vi Đếm số lượng khí khổng hiển vi trường Đếm lần vị trí khác nhau, lấy giá trị trung bình Từ tính số lượng khí khổng cm2 biết diện tích hiển vi trường Lặp lại thí nghiệm với hai mặt loại lá, tuổi khác nhau, khác nhau… 2.4.4 Kết trả lời câu hỏi a Điền kết diện tích hiển vi trường vào bảng sau Lần (cm2) Lần (cm2) Lần (cm2) Lần (cm2) b Điền kết số lượng khí khổng vào bảng giải thích kết quả: Loại Mặt Mặt Giải thích 2.5 Thí nghiệm 5: Xác định khả nước 2.5.1 Đối tượng, nội dung phương pháp nghiên cứu + Mẫu thực vật: tươi (cắm chậu nước tự nhiên) + Dụng cụ: cặp gỗ có gắn hai kính, miếng giấy lọc có thẩm CoCl 5% (sấy khơ có màu xanh); đồng hồ bấm giây; panh 2.5.2 Nguyên lý phương pháp Giấy tẩm CoCl2 khơ có màu xanh, bị ẩm chuyển màu hồng Dựa vào mức độ chuyển màu miếng để xác định khả thoát nước 2.5.3 Cách tiến hành Giữ nguyên cành cây, dùng kẹp gỗ có gắn kính kẹp vào (kẹp sát vào lá, tránh để khơng khí bên ngồi vào làm ẩm giấy không làm xây xát lá) Dùng panh gắp hai miếng giấy tẩm CoCl2 đặt vào kính, hai miếng hai mặt , lên hai mặt dùng kẹp có gắn kính để kẹp lại bắt đầu tính đến miếng giấy hồn toàn chuyển từ màu xanh sang màu hồng Thời gian chuyển màu cho biết khả thoát nước Thời gian lâu khả nước chậm ngược lại 2.5.4 Kết trả lời câu hỏi a So sánh khả thoát nước mặt mặt b So sánh khả thoát nước non có khác giải thích? Loại Thời gian chuyển màu miếng giấy CoCl2 Non Mặt Mặt Bánh tẻ Già 2.6 Thí nghiệm 6: xác định cường độ thoát nước 2.6.1 Phương pháp cân nhanh - Đối tượng, dụng cụ + Mẫu thực vật: Cành tươi (cắm nước để giữ tươi) + Dụng cụ: Cân xác, kéo sắc - Nguyên lý phương pháp: Dựa vào thay đổi khối lượng tươi sau cắt khỏi thời gian ngắn Khối lượng thay đổi hai lần cân lượng nước mà non thời gian Xác định diện tích thí nghiệm, ta tính cường độ nước theo cơng thức: - Cách tiến hành thí nghiệm: Cắt khỏi cành, xác định nhanh chóng khối lượng (W 1) Để thoát nước phút (nếu để lâu héo khơng xác) Cân nhanh khối lượng lần thứ hai (W 2) Sau xác định diện tích phương pháp cân (S), áp dụng cơng thức tính cường độ nước (ITHN) Lặp lại thí nghiệm lần, tính giá trị nước bình - Kết trả lời câu hỏi: a Giải thích phải thao tác nhanh hai lần cân thí nghiệm? b Điền kết vào bảng sau: Lần lặp lại W1 (g) W2 (g) Diện tích (cm2) Lần Lần Lần Trung bình 2.6.2 Phương pháp hấp thủy kế - Đối tượng, dụng cụ: + Mẫu thực vật: Cành tươi (lúa, ngô, khoai lang…) + Dụng cụ: Đồng hồ, pipet - Nguyên lý phương pháp: Hấp thủy kế dụng cụ để đo lượng nước mà hấp thu vào thời gian thí nghiệm, mà lượng nước thoát xấp xỉ lượng nước hấp thu vào thời gian Vì vậy, biết lượng nước hấp thu vào, từ tính cường độ nước tồn - Cách tiến hành thí nghiệm: Đặt cành qua lỗ nắp bình nhét bơng thật kín (có thể gắn paraphin) Cho nước qua phễu vào bình, thấy có chuyển động mức nước ống thủy nằm ngang tức hệ thống kín Đánh dấu mức nước ban đầu ống thủy tinh Sau phút, mức nước hệ thống bị giảm đi, đồng thời mức nước ban đầu chạy đến vị trí Dùng pipet nhỏ nước qua phễu dùng bình mức nước trở trạng thái ban đầu, qua ta tính lượng nước phút Xác định diện tích phương pháp cân để tính cường độ nước (số gam nước thoát đi/ cm lá/ giờ) Lặp lại thí nghiệm lần rịi lấy số liệu Tiến hành thí nghiệm so sánh cường độ thoát nước loại điều kiện khác nhau: bóng râm, ngồi nắng so sánh cường độ thoát nước loại khác (hay gọi tắt hợp chất hữu –kim) có màu xanh lục bền vững Phản ứng thường sủ dụng việc bảo quản màu xanh mẫu thực vật 2.3.3 Cách tiến hành thí nghiệm + Dùng pipet lấy 2ml dung dịch chiết rút sắc tố vào ống nghiệm Cho thêm 1ml KOH 20% (hoặc 1-2 tinh thể KOH), thêm 1ml benzene 1-2ml nước cất Lắc nhẹ để yên giá vài phút, dung dịch phân làm hai lớp: lớp bezen có màu vàng lớp rượu có màu xanh hịa tan sản phẩm xà phịng hóa muối chlophylat Kali + Lấy 2ml dung dịch chiết rút sắt tố vào ống nghiệm, thêm vào vài giọt HCL 3N lắc nhẹ ta thấy màu nâu xuất pheophytin + Tiếp tục cho vào ống nghiệm vài tinh thể axetat đồng, lắc nhẹ ta thấy màu xanh xuất (đó hợp chất cơ- kim) 2.3.4 Kết luận trả lời câu hỏi Viết phương trình phản ứng giải thích tượng xảy ta phản ứng? 2.4 Thí nghiệm 4: Phương pháp xác định cường độ quang hợp 2.4.1 Xác định cường độ quang hợp theo phương pháp Ivanop Kotsvich * Đối tượng, dụng cụ, hóa chất: + Mẫu thực vật: cành tươi + Dụng cụ: bình tam giác 1000ml (hoặc bình trịn 1000ml), nút cao su có lỗ, dao, kéo dây buộc, giấy đen, buret vịi, buret vịi, bình trụ lít có nút kín đựng dung dịch Ba(OH) + Hóa chất: HCL 0,02N, Ba(OH)2 0,02N, nước cất * Nguyên lý phương pháp Cường độ quang hợp đo lượng CO hấp thu thời gian quang hợp đơn vị diện tích (số mg CO2 hấp thu/cm2 lá/1 giờ) Lượng CO2 hấp thu xác định bình kín có đặt ngồi sáng Hiệu số lượng CO2 trước sau thí nghiệm lượng CO mà sử dụng để quang hợp thời gian thí nghiệm Để xác định lượng CO2 bình ta kết hợp với Ba(OH) Từ lượng Ba(OH)2 tác dụng với CO2 ta tính lượng CO2 bình đối chứng bình thí nghiệm Tuy nhiên, thời gian tiến hành quang hợp tiến hành q trình hơ hấp thải CO2 vào bình Vì vậy, để xác định xác lượng CO sử dụng quang hợp, ta cần xác định lượng CO2 thải hơ hấp cách có bình che sáng để tiến hành hô hấp xác định cường độ hơ hấp Tiếp theo, cần xác định diện tích để áp dụng cơng thức tính cường độ quang hợp cường độ hô hấp * Cách tiến hành thí nghiệm: Chuẩn bị bình: - Bình đối chứng (khơng có cây) - Bình quang hợp (có đặt ngồi ánh sáng) - Bình hơ hấp (có đặt bóng tối) Mở nút bình trước thí nghiệm để khơng khí ngồi bình nhau, đậy nút lại cho vào bình quang hợp hơ hấp đậy nút lại - Bình quang hợp đặt ngồi sáng Bình hơ hấp lấy giấy đen bao lại đặt bóng tối - Bình đối chứng đậy nắp lại đặt phòng thí nghiệm Sau 30 phút, nhẹ nhàng lấy khỏi bình đậy nút lại Lấy vào bình 20ml Ba(OH) 0,02N qua lỗ nút bình Lắc tròn nhẹ nhàng để tác dụng với CO bình Sau dùng HCL 0,02N để chuẩn lại lượng Ba(OH)2 dư dung dịch chuyển từ màu hồng sang trắng Chú ý: - Vì Ba(OH)2 dễ thay đổi nồng độ tác dụng với CO khơng khí nên trước tính tốn phải xác định lại nồng độ thực Ba(OH) Muốn ta lấy 20ml Ba(OH) vào bình tam giác chuẩn độ với HCl 0,02N Số ml HCl lượng cần thiết để trung hòa hết 20ml Ba(OH)2 với nồng độ - Số liệu thu đồng hóa CO số liệu quang hợp biểu kiến, lượng CO hơ hấp cịn chưa tính đến Vì phải xác định cường độ hơ hấp để tính cường độ quang hợp thực * Cách tính tốn: Thí nghiệm tiến hành dựa hai phản ứng: Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O Ba(OH)2 + 2HCl → BaCl + 2H2O Gọi lượng chuẩn độ HCL bình quang hợp la A ml; bình hơ hấp B ml; bình đối chứng C ml Lượng chuẩn độ lại 20 ml Ba(OH)2 X ml Vậy lượng CO2 có bình đối chứng (X-C).0,44 Lượng CO2 có bình quang hợp (X-A).0,44 Lượng CO2 mà sử dụng quang hợp (X-C).0,44 – (X-A) 0,44 Lượng CO2 có bình hơ hấp là: (X-B) 0,44 Lượng CO2 thải hô hấp là: (X-C) 0,44 –(X-A) 0,44 Vậy cường độ quang hợp thực là: Iqht = Iqbbk + Ihb * Kết luận trả lời câu hỏi: a Từ số liệu thu thí nghiệm, tính kết theo cơng thức b So sánh giống khác việc xác định cường độ quang hợp cường độ hô hấp? 2.4.2 Phương pháp xác định cường độ quang hợp máy - Đối tượng, dụng cụ: + Mẫu thực vật: Cành tươi + Dụng cụ: máy đo cường độ quang hợp - Nguyên lý thí nghiệm: Máy đo cường độ quang hợp dựa nguyên lý xác định nồng độ CO trước sau thí nghiệm dịng khí chạy qua thời gian định - Cách tiến hành thí nghiệm: Trước tiến hành kiểm tra độ kín buồng Cho dịng khí chạy qua, số nồng độ CO2 dịng khí hiển thị máy Đặt vào buồng kín cho dịng chạy qua thời gian định, máy hiển thị số nồng độ CO sau quang hợp Qua số liệu nồng độ CO trước sau thí nghiệm, ta tính cường độ quang hợp cách nhanh chóng xác 2.5 Thí nghiệm 5: Xác định hiệu suất quang hợp 2.5.1 Đối tượng, dụng cụ + Mẫu thực vật: Cây tươi nguyên vẹn (cả thân, rễ, lá) + Dụng cụ: cân xác, tủ sấy, kéo, thước kẻ 2.5.2 Nguyên lý thí nghiệm Hiệu suất quang hợp lượng chất hữu tích lũy đơn vị diện tích ngày đêm Dựa vào lượng chất khô tăng lên hai lần lấy mẫu (cách T ngày), ta tính hiệu suất quang hợp theo cơng thức: Trong đó: - W1, W2 khối lượng chất khô cân lần - L1, L2 diện tích đo lần - T thời gian cách hai lần lấy mẫu 2.5.3 Cách tiến hành thí nghiệm Nhổ 5-10 nguyên vẹn cách ngẫu nhiên thí nghiệm, rũ đất Xác định nhanh chóng diện tích (L1) phương pháp cân Sau đem sấy tồn nhiệt độ 80oC 6-8 Cân ta đượng khối lượng W1 Để sinh trưởng sau T ngày lại tiếp tục tiến hành thư thu số liệu L1, W2 Áp dụng cơng thức tính hiệu suất quang hợp 2.5.4 Kết thí nghiệm a Tiến hành đo hiệu suất quang hợp số cây, điền số liệu vào bảng sau: Loại W1 W2 L1 L2 b Nêu ý nghĩa tiêu hiệu suất quang hợp BÀI 4: Q TRÌNH HƠ HẤP I MỤC ĐÍCH Trong có thí nghiệm phát hình thành CO hô hấp, hấp thu O2 hơ hấp, xác định cường độ hơ hấp Các thí nghiệm làm sáng tỏ chất q trình hơ hấp II YÊU CẦU Sinh viên nắm vững nguyên lý phương pháp phát khí CO 2, O2 q trình hơ hấp Nắm sở phương pháp đánh giá q trình hơ hấp với đặc điểm loài tác nhân mơi trường Có kỹ thí nghiệm Thu kết giải thích kết III THỰC HÀNH Điều kiện thực hành: 1.1 Địa điểm thực hành: phịng thí nghiệm ngồi nhà lưới 1.2 Thiết bị, dụng cụ Nồi hấp, tủ sấy, phễu lọc, buồng cấy vơ trùng, bình ni thủy tinh, cốc thủy tinh, cát ẩm, kéo cắt cây, bình phun ẩm; giấy lọc xốp 1.3 Thời gian thực hành: tiết Trình tự thực hành 2.1 Thí nghiệm Phát CO2 thải hô hấp 2.1.1 Nguyên tắc Khí CO2 phản ứng với Ca(OH)2 Ba(OH)2 tạo thành CaCO3 BaCO3 kết tủa Phản ứng xảy sau: Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O Dựa vào phản ứng để phát CO2 hình thành hơ hấp 2.1.2 Dụng cụ ngun liệu - Hạt nẩy mầm - Lọ thuỷ tinh dung tích 200-300ml có nút cao su vừa khít - Nút cao su có lỗ: lỗ gắn phễu thuỷ tinh, lỗ gắn ống mao quản hình chữ U - Ống nghiệm - Nước vơi Ca(OH)2 Ba(OH)2 bão hồ 2.1.3 Tiến hành thí nghiệm Cho vào bình thuỷ tinh 30-40g hạt nẩy mầm Đậy nút có mang phễu thuỷ tinh ống mao quản hình chữ U Để lọ vào tối 1-2 Chú ý bịt kín đầu ống chữ U bơng để khí CO2 khơng ngồi Sau thời gian trên, bỏ bịt đầu ống chữ U nhúng ngập đầu ống vào ống nghiệm có Ca(OH)2 Để quan sát nhanh hơn, đổ nước vào lọ thuỷ tinh qua phễu để đẩy khí CO từ lọ sang ống nghiệm Quan sát thấy nước vôi vẩn đục Điều chứng tỏ có khí CO phản ứng với Ca(OH)2 CO2 hình thành hơ hấp Thí nghiệm tiến hành với đối tượng khác cây, rễ, loại hạt… Hình : Tiến hành thí nghiệm phát CO2 bay hạt hơ hấp 2.2 Thí nghiệm Hơ hấp sử dụng khí oxy 2.2.1 Ngun tắc Thực vật có hơ hấp ty thể, nghĩa hơ hấp hiếu khí, cần có oxy khơng khí tham gia Có thể phát hút oxy hạt nẩy mầm nhiều cách: Định lượng oxy phản ứng trì cháy Cách định lượng oxy phức tạp địi hỏi máy móc tinh vi Cách thử phản ứng cháy dễ thực 2.2.2 Dụng cụ nguyên liệu - Hạt nẩy mầm - Lọ thuỷ tinh có nút cao su vừa khít, diêm, cốc dung dịch KOH bão hồ 2.2.3 Tiến hành thí nghiệm Cho hạt nẩy mầm vào lọ thuỷ tinh lọ có để thêm cốc KOH bão hồ Nút chặt để vào hộp tối Sau 1-2 giờ, cho que diêm cháy khe hở mở nắp lọ, que diêm cháy bị tắt Hiện tượng xảy lọ Miêu tả tượng giải thích II.3 Thí nghiệm Xác định định cường độ hô hấp theo phương pháp Boysen – Jensen 2.3.1 Nguyên tắc Phương pháp Boysen –Jensen dựa sở phản ứng CO Ba(OH)2 Qua lượng Ba(OH)2 dùng để phản ứng với CO2 suy lượng CO2 giải phóng hơ hấp Cường độ hơ hấp tính theo lượng CO giải phóng đơn vị khối lượng đơn vị thời gian thường mg CO2/g/giờ 2.3.2 Dụng cụ nguyên liệu - Mẫu thực vật thí nghiệm (hạt nảy mầm, cây…) - Bình cầu hay bình trụ miệng rộng dung tích 500ml - Nút cao su có móc nhỏ phía - Túi chứa đựng mẫu vật - Buret 25ml, pipet 10ml - Giấy đen - HCl H2SO4 0,1N, Ba(OH)2 0,1N - Phenolphtalein 2.3.3 Tiến hành thí nghiệm Lấy hai lọ thuỷ tinh có dung tích nhau, mở nút, lắc lắc lại để cân khơng khí bên bên Cho vào lọ 20ml dung dịch Ba(OH) 0,1N Cân 2-3g hạt nảy mầm cho vào túi lưới hay túi vải xơ treo vào móc sắt nút, đậy nút vào lọ thứ (lọ thí nghiệm), lọ thứ hai (lọ đối chứng) tiến hành tương tự lọ thứ khác hạt nảy mầm bị giết chết enzym cách đun sôi cách thuỷ Chú ý không để túi đựng mẫu chạm vào dung dịch lọ Bọc lọ giấy đen vải đen, đặt vào chỗ có nhiệt độ 25-30oC Sau 30 phút thay nút lọ nút dự trữ có lỗ bịt kín đũa thuỷ tinh lắc vịng trịn cà lọ thời gian 10 phút dịch Ba(OH) hấp thụ hoàn toàn CO2 Rút đũa thuỷ tinh, cho vào lọ giọt phenolphtalein qua lỗ nút, lắc tiếp phút chuẩn độ dung dịch H2SO4 0,1N hay dung dịch HCl 0,1N Cường độ hô hấp tính theo cơng thức sau: A: Cường độ hơ hấp (mg CO2/ g mẫu/ giờ) V1: Lượng ml axit dùng để chuẩn độ lượng dung dịch kiềm dư thừa lọ đối chứng V2: Lượng ml axit dùng để chuẩn độ lượng dung dịch kiềm dư thừa lọ thí nghiệm 2,2: Hệ số đương lượng: 1ml H 2SO4 hay HCl 0,1N chuẩn độ Ba(OH) dư tương ứng với 2,2 mg CO2 bị kiềm liên kết P: Trọng lượng mẫu T: Thời gian thí nghiệm (phút) Thí nghiệm với đối tượng khác (hạt nảy mầm, rễ, lá, hoa…) so sánh kết II.4 Thí nghiệm Xác định hệ số hơ hấp II.4.1 Nguyên tắc Hệ số hô hấp tỷ số lượng CO thoát lượng O2 hấp thu vào hô hấp Hệ số hô hấp phụ thuộc vào nguyên liệu hô hấp Nếu nguyên liệu gluxit hệ số hơ hấp Nếu ngun liệu chất có tính oxy hố cao gluxit acid hữu hệ số hô hấp >1 Cịn ngun liệu hơ hấp protein hay lipit, có hệ số hơ hấp