a. Nguyên tắc
Khi hơ hấp thực vật hấp thu oxy và giải phóng cacbonnic,các phần xanh của thực vật
hô hấp trong tối
PTTQ: C6H12O6 + 6O2→ 6CO2 + 6H2O – Q KCal Dựa vào phản ứng để xác định CO2 tạo thành trong hơ hấp Khí CO2 phản ứng với Ba(OH)2 tạo thành BaCO3 kết tủa
CO2 + Ba(OH)2 = BaCO3 + H2O
b. Tiến hành thí nghiệm
Cho vào bình tam giác 40 g hạt nảy mần, đậy nút có mang phễu thủy tinh và ống dẫn khí. Bịt kín đầu kia của ống dẫn khí bằng kẹp và bịt phễu thủy tinh bằng bơng để khơng cho khí CO2 thốt ra ngồi.
Để lọ vào trong tối khoảng 1h. Sau đó nhúng ngập đầu ống nghiệm có Ba(OH)2 0.1N. Mở kẹp ống nghiệm và tháo nút bông của phễu, đổ nước vào lọ để tống khơng khí trong lọ sang ống nghiệm Ba(OH)2 0.1N.
THÍ NGHIỆM SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BIÊN SOẠN: MAI THỊ THÁI - 26 -
c. Tường trình
-Quan sát và ghi nhận kết quả -Giải thích
4.3.3. Thí nghiệm 3: Xác định cường độ hô hấp theo phương pháp Boysen –
Jensen.
a. nguyên tắc;dựa vào phản ứng khí CO2 với Ba(OH)2
-Qua lượng Ba(OH)2 dùng để phản ứng với khí CO2 suy ra lượng khí CO2 dùng trong hơ hấp
-Cường độ hơ hấp được tính theo lượng khí CO2 giải phóng trên đơn vị thời gian thường là mg CO2 /g/giờ.
a. Tiến hành thí nghiệm
-Lấy 2 bình tam giác có dung tích bằng nhau, mở nút, lắc đi lắc lại để cho khơng khí bên trong và bên ngồi cân bằng.
- Cho vào mỗi bình tam giác 20 ml dung dịch Ba(OH)2 0.1N
-Cân 4g hạt nẩy mầm cho vào túi vải sô cột bằng sợi rồi cho túi hạt vào bình tam giác thứ nhất, đậy bình lại bằng nút cao su 1 lỗ. Bình thứ hai làm tương tự nhưng chỉ khác hạt nảy nầm được đun cách thủy trong nước sơi (bình đối chứng). Chú ý: khơng để cho túi vải đựng mẫu chạm vào dung dịch trong lọ.
-Bọc lọ bằng vải đen rồi đem để vào chỗ tối có nhiệt độ 25-300C trong 25 phút
- Sau 25 phút kéo túi hạt sát nút. Lắc trịn hai bình tam giác trong thời gian 5 phút để Ba(OH)2 hấp thụ hết CO2 .
-Tháo nút cho vào mỗi lọ 2 giọt PP, lắc rồi chuẩn độ bằng H2SO4 0.1N Cường độ hơ hấp tính theo cơng thức
(V1-V2) x 2,2 x 60 T x P
A: cường độ hô hấp (mg CO2 /g/giờ)
V1 lượng H2SO4 0.1N dùng để chuẩn độ ở lọ đối chứng V2 H2SO4 0.1N dùng để chuẩn độ ở lọ thí nghiệm
2,2 hệ số đương lượng, cứ 1ml H2SO4 0.1N chuẩn độ Ba(OH)2 tương ứng với 2,2mg
THÍ NGHIỆM SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BIÊN SOẠN: MAI THỊ THÁI - 27 -
P: trọng lượng mẫu
T: thời gian thí nghiệm (30 phút)
b. Tường trình
Tính cường độ hơ hấp
Ghi nhận kết quả và giải thích
BÀI 5: KHẢO SÁT MỘT SỐ TÍNH CHẤT HĨA LÝ CỦA SẮC TỐ QUANG HỢP
5.1. MỤC ĐÍCH U CẦU Mục đích
- Bài này gồm các thí nghiệm về sắc tố chủ yếu chủ yếu của quang hợp là diệp lục. Các thí
nghiệm giúp ta xác định các tính chất quang học và hóa học của diệp lục, định lượng diệp lục và các sắc tố. Kết quả thí nghiệm bổ sung vào minh họa cho phần lý thuyết về hệ sắc tố quang hợp. Đồng thời, rèn luyện kĩ năng thực hiện các phản ứng, kĩ năng quan sát
Yêu cầu
- Sinh viên phải nắm được các nguyên tắc và phương pháp rút diệp lục ra khỏi lá cây, thu
được kết quả phân tích các tính chất của diệp lục.
-Các phản ứng diệp lục với kiềm chứng tỏ diệp lục là este, phản ứng diêp lục với acide chứng tỏ Mg ở trung tâm diệp lục có vài trị tạo sắc tố xanh và có vai trị rất quan trọng trong quang hợp.
5.2. BẢNG KÊ CHI TIẾT THIẾT BỊ HÓA CHẤT DỤNG CỤ TRONG BÀI THỰC HÀNH
THÍ NGHIỆM SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BIÊN SOẠN: MAI THỊ THÁI - 28 -
A. HĨA CHẤT
STT Tên hóa chất Quy cách Số lượng/ĐVT Ghi chú
1 Cồn (96o) hoặc Acetone 400 ml Cho một nhóm
2 Benzen 100 ml 3 Dung dịch KOH 20% 100 ml 5 HCl 10% 100 ml 6 Acetat kẽm 20 g 7 Acid Ascorbic 20 g 8 Dd đỏ metyl 0,04% pha trong rượu 100 ml 9 Cồn 300 200ml 10 CaCO3 10g B. DỤNG CỤ
STT Tên dụng cụ Quy cách Số lượng/ĐVT Ghi chú
1 Ống nghiệm 80 cái Cho một nhóm
2 Giá ống nghiệm 10 cái
3 Phễu lọc 10 cái
4 Pipet 10ml 10 cái
5 Pipet 1ml 10 cái
5 Giấy lọc 30 miếng
6 Đèn cồn 10 cái
7 Cối chày sứ 10 cái
8 Kéo 10 cái
10 Ống đong nhỏ 100ml 30 cái
11 Kẹp 10 cái
12 Đũa thủy tinh 10 cái
13 Ống nhỏ giọt 10 cái
14 Bơng Khơng
thấm nước
1 kg
15 Quả bóp 10 cái
16 Giá Burret 10 cái
17 Bóng đèn 300W 10 cái
18 Cốc thủy tinh 500ml 2 cái
C. THIẾT BỊ
STT Tên thiết bị Quy cách Số lượng Ghi chú
1 Cân phân tích 1 cái Cho một nhóm
2 Bếp điện 5 cái
5.3. NỘI DUNG
THÍ NGHIỆM SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BIÊN SOẠN: MAI THỊ THÁI - 29 -
5.3.1. THÍ NGHIỆM 1: RÚT SẮC TỐ LÁ VÀ THỰC HIỆN MỘT SỐ PHẢN ỨNG HÓA
HỌC CỦA DIỆP LỤC
Chuẩn bị thí nghiệm : Lá rau lang, rau dền
a. nguyên tắc
-Quang hợp là quá trình hình thành các hợp chất hữu cơ từ những chất vô cơ là CO2 và H2O nhờ năng lượng ánh sáng mặt trời, sắc tố của lá xanh.
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + O2
-Quá trình quang hợp xảy ra ở lục lạp,cơ quan có màng lipoprotein bao bọc. Lục lạp được cấu tạo từ những thylacoit.Trong thylacoit xảy ra pha sáng của quang hợp tức là pha biến ánh sáng mặt trời thành hóa năng (các phân tử ATP và NADP2). Còn phản ứng khử CO2 và sinh tổng hợp glucide xảy ra ở khoảng giữa các thylacoit-thể stroma.
Trên màng thylacoit chứa các sắc tố sau: Diệp lục a: C55H72O5N4Mg có màu xanh lục
Diệp lục b: C55H70O6N4Mg có màu xanh-màu vàng. Caroten : C40H56 có màu da cam.
Xatophin: C40H56On có màu vàng nhạt
Tất cả các sắc tố này không tan trong nước mà tan trong các dung môi hữu cơ như rượu, axeton, ete…dựa vào tính chất này để tách chiết các sắc tố
-Diệp lục là 1 este phức tạp của acid dicarboxylic với hai rượu metanol (CH3OH) và phytol (C20H39OH). Nhân diệp lục chứa 4 vòng pyrol, chúng liên kết với nhau bằng liên kết đôi cách đều nhau bằng các cầu metyl. Ở trung tâm nhân porphyril là nguyên tố Mg, liên kết với nitơ ở các vịng pyrol. Ngồi ra, nhân porphyril cịn chứa vịng 5, cạnh thứ 5 mang nhóm cacboxyl. Diệp lục a khác diệp lục b ở chỗ nhóm metyl (-CH3) ở vòng pyrol thứ 2 được thay thế bằng nhóm aldehyt (-CHO). Nhờ có Mg nên nhân porphyril mang tính tan trong nước và kết hợp được với protein màng. Đi dài cacbon tạo từ gốc phytol mang tính chất kị nước, do đó, đi diệp lục được hướng tới cấu trúc lipid của lớp thylacoit và làm cho phân tử diệp lục có tính tan tốt trong dung mơi hữu cơ. Song, để tách hết diệp lục từ lá,người ta không dùng ete petrol hoặc bezen mà dùng rượu hoặc axeton-các dung mơi này chứa một ít nước để tách hết phần diệp lục nằm trong phần protein.
THÍ NGHIỆM SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BIÊN SOẠN: MAI THỊ THÁI - 30 -
Ngoài diệp lục a và b ,trong lục lạp cịn chứa các carotenonit –nhóm sắc tố vàng-mà bản chất hóa học của nó là do các gốc isopren(C5H8) tạo nên. Có nhiều dạng caroten(,…- caroten) song dạng cơ bản là caroten.
Xantophin l dẫn xuất của carotene, lutein cũng vậy, chúng có nhóm - OH (hydroxyl) ở vòng benzen.
Nhiệm vụ của bài này chiết xuất từ lá xanh một số sắc tố và làm quen với các tính chất của chúng.
c. Cách thức tiến hành
Lá tươi hoặc khô được nghiền nhỏ trong cối chày sứ (sau khi vứt bỏ gân lá), thêm một ít bột thủy tinh và CaCO3 để trung hịa độ acid của dịch tế bào và để dễ nghiền, thêm vào một ít rượu etylic và nghiền cho đến khi thành một thể đồng nhất. Thêm rượu etylic để rửa chày cối sứ rồi dùng đũa thủy tinh để khuấy sau đó gạn dịch chiết đổ vào phễu lọc. Rửa cối chày sứ lần nữa, sao cho dung dịch thu được khoảng 8-10 ml.Thực hiện phản ứng sau đây:
Xà phịng hóa diệp lục bằng kiềm : Cho vào ống nghiệm thứ 2 ,4- 5 giọt KOH 20% và lắc đều lên. Đổ thêm như vậy lượng benzen, lắc mạnh và để yên. Quan sát màu của lớp rượu và benzen. Ở kết luận viết phản ứng xà phịng hóa:
Muối của diệp lục cũng có màu xanh, song khác với diệp lục là không tan trong benzen. Chứng minh các chất nào tan trong rượu, chất nào tan trong benzen. Cho biết rằng các sắc tố vàng khơng có phản ứng với kiềm.
Tạo phêophytin và khử liên kết kim loại Lấy 2 ống nghiệm còn lại, thêm vào 2-3 giọt dung dịch HCl 10% ta thu được chất phêơphytin, có màu xám vì Mg đã bị thay thế bằng 2 nguyên tử hydro.
THÍ NGHIỆM SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BIÊN SOẠN: MAI THỊ THÁI - 31 -
+2KOH C32H30ON4Mg C32H30ON4Mg COOCH3 COOC20H39 COOK COOK +CH3OH + C20H39OH
Cho vào một trong 2 ống nghiệm vi mảnh axetat chì hoặc đồng hoặc kẽm đun sơi dung dịch trên nồi cách thủy. Quan sát sự thay đổi màu do sự hoàn lại liên kết kim loại. d. Tường trình:
-Nêu hiện tượng của các phản ứng hóa học, viết các phương trình, nhận xét các kết quả
thu được.
-Phản ứng nào chứng tỏ diệp lục là este
-Phản ứng nào chứng tỏ Mg là nguyên tố quan trọng tạo màu xanh lục và đóng vai trị quan trọng trong quang hợp
5.3.2 THÍ NGHIỆM 2: Tính huỳnh quang của diệp lục
a. Nguyên tắc
.Huỳnh quang là trạng thái kích thich sơ cấp singlet của chlorophil (diêp lục)khi hấp thu ánh sáng ,là biểu hiện hoạt tính quang hóa
b. Cách thức tiến hành
Đặt ống nghiệm chứa dịch sắc tố ra gần cửa sổ trên một nền đen (có thể ống nghiệm
gần bóng đèn điện). Quan sát màu của dịch rút trong ánh sáng phản xạ. Trong ánh sáng phản xạ ta thấy dịch sắc tố có màu đỏ rượu vang thẫm. Điều đó chứng tỏ diệp lục có khả năng huỳnh quang.
Hiện tượng huỳnh quang có thể quan sát được ở các cây sống. Đối tượng tốt để quan sát là tảo, rêu, thủy sinh và các cây khác.Những đối tượng này được đặt trên lam kính,quan sát dưới kính hiển vi trong khi chiếu sáng chúng bằng các tia xanh tím.Muốn vậy giữa các nguồn sáng và gương chiếu của kính hiển vi người ta đặt một tấm kính màu xanh. Khi chiếu như vậy các chất diệp lục trong lạp thể bắt đầu sáng lên màu đỏ.
c. Tường trình:
nêu hiện tượng và giải thích
5.3.3. THÍ NGHIỆM 3: TÍNH CHẤT CẢM QUAN CỦA DIỆP LỤC THÍ NGHIỆM SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BIÊN SOẠN: MAI THỊ THÁI - 32 -
+2HCl C32H32ON4 C32H30ON4Mg COOCH3 COOC20H39 COO C20H39 COOCH3 + MgCl2
a. Nguyên tắc
-Sự chuyển hydro hoặc điện tử nhờ phân tử diệp lục có thể thực hiện được ngoài ánh sáng, hiện tượng này gọi là tính cảm quang. Tính cảm quang có thể xảy ra khơng những ở tế bào nguyên vẹn mà còn ở dịch chiết xuất.
-Các diệp lục chiết xuất từ lá có thể chất nhạy cảm đối với các phản ứng oxi hóa khử. Ở đây chất cho điện tử là acid ascorbic, còn chất nhận điện tử là đỏ metyl. Dưới tác dụng của ánh sáng các phân tử diệp lục sẽ chuyển proton và điện tử từ acid ascorbic sang đỏ metyl, biến nó từ dạng oxi hóa sang dạng khử (không màu) và lại xuất hiện màu xanh lá cây của diệp lục.
b. Cách thức tiến hành
-Cho vào ống nghiệm (2 ống) một lượng sắc tố như nhau (2ml). Thêm vào mỗi ống một ít acid ascorbic cho tới bão hịa (lúc xuất hiện một số tinh thể ascorbic không tan lắng xuống đáy ống nghiệm) thêm vào mỗi ống 1ml dung dịch đỏ metyl 0.04% trong rượu.
-Lắc mạnh hỗn hợp và đưa 1 ống nghiệm ra ngoài ánh sáng, cịn ống kia vào bóng tối. -Ống nghiệm thứ 3 (đối chứng) thay dung dịch sắc tố bằng cồn, còn các bước tiến hành như 2 ống nghiệm trên. Ống nghiệm thứ 3 cũng để ngoài ánh sáng.
Sau một thời gian (khoảng 30 phút) quan sát sự thay đổi màu ở 3 ống nghiệm, ghi lại kết quả:
Ống nghiệm
Thành phần hỗn hợp Điều kiện Mẫu
1 2 3
Diệp lục+acid ascorbic +đỏ metyl Diệp lục+acid ascorbic +đỏ metyl Cồn +acid ascorbic +đỏ metyl
Ánh sang Bóng tối Ánh sang
c. Tường trình:
Kết luận và giải thích kết quả.
THÍ NGHIỆM SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BIÊN SOẠN: MAI THỊ THÁI - 33 -
BÀI 6. QUANG HỢP 6.1. MỤC ĐÍCH YÊU CẦU
Mục đích: Bài thí nghiệm này gồm các thí nghiệm xác định sự có mặt của oxy trong sản phẩm quang hợp và xác định cường độ quang hợp của cây thủy sinh thơng qua lượng oxy được giải phóng. Các thí nghiệm này minh họa cho phần lý thuyết về cơ chế quang hợp. -Xác định các điều kiện của quang hợp
-Rèn luyện cho sinh viên phương pháp nghiên cứu
Yêu cầu
- Sinh viên cần nắm được cơ sở của thí nghiệm. Giải thích ảnh hưởng của nồng độ ánh sáng và cacbonic đến cường độ quang hợp qua số lượng bọt khí thốt ra.
- Sinh viên nhận diện được các sắc tơ quang hợp. Giải thích cơ sở tách sắc tố bằng
phương pháp sắc kí giấy.
6.2. BẢNG KÊ CHI TIẾT THIẾT BỊ - HÓA CHẤT - DỤNG CỤ TRONG THỰC HÀNH
A. HĨA CHẤT
Tên hóa chất Quy Cách SL/ĐVT Ghi chú
1 NaHCO3 20g Cho một nhóm
2 Aceton 600ml
3 Ete petro 600ml
4 CaCO3 10g
B. DỤNG CỤ
Tên dụng cụ Quy Cách SL/ĐVT Ghi chú
1 Ống nghiệm 80 cái Cho một nhóm
2 Giá ống nghiệm 10 cái
3 Bóng đèn 200 – 300W 10 cái
4 Pipet 10 cái
5 Giấy lọc 10 cái
6 Giấy sắc kí 10 tờ
7 Giá buret 10 cái
8 Kéo 10 cái
9 Nhiệt kế 10 cái
10 Ống đong nhỏ 100 ml 30 cái
11 Kẹp 10 cái Vào giá buret
12 Cốc thủy tinh 500ml 10 cái
THÍ NGHIỆM SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG
BIÊN SOẠN: MAI THỊ THÁI - 34 -
13 Bình sắc kí 2 cái
14 Chày cối sứ 10 cái
15 Đĩa Petri 10 cái
16 Đũa thủy tinh 10 cái
C. THIẾT BỊ
Tên thiết bị Quy Cách SL/ĐVT Ghi chú
1 Cân kỹ thuật 1 cái Cho một nhóm
6.3. NỘI DUNG Chuẩn bị:
-Lá cây tươi: lá khoai lang, lá rau dền
-Cành rong tóc tiên thủy sinh Hydrylla verticillata, rong đi chó (Ceratophyllum) 6.3 .1- THÍ NGHIỆM 1 Tách các sắc tố bằng phương pháp sắc kí trên giấy
a. nguyên tắc:
Các sắc tố quang hợp của thực vật bậc cao bao gồm :chlorofil a,b carotenoid.Các sắc tố có độ hịa tan khác nhau trong một dung mơi qui định ,do đó khi cho các sắc tố lên bản hấp phụ (giấy sắc kí),các sắc tố sẽ phân bố ở các vùng khác nhau của bản .Các sắc tố nào hóa tan tốt trong dung mơi ấy thì chuyển dịch nhanh và xa hơn. Ngược lại sắc tố nào tan kém thì chuyển dịch chậm và thấp hơn
c. Tiến hành :
-Phương pháp tách chiết giống như TN1 bài 5 ,chỉ khác là dùng aceton để chiết với tỷ lệ 3 g lá dùng 25 ml aceton
-Rót dung dịch sắc tố vào hộp petri ,lấy giấy sắc kí nhúng vào dung dịch chú ý các mép giấy phải để đều không để lệch. Sau vài giây ,dung dịch mẫu sẽ nâng lên khoảng 1- 1,5cm so với đầu mép.lấy giấy sắc kí ra để khơ và lại tiếp tục nhúng vào dung dịch. Làm như vậy 5-7 lần để lượng mẫu ở giấy đã có vạch tối.Sau đó nhúng từ từ giấy sắc kí vào aceton tinh khiết để tất cả các sắc tố đều nâng cao 1-1,5 cm và để khô cho đến khi hết mùi aceton
-Chuẩn bị sắc kí :đổ ete petrol vào bình sắc ki (khoảng 1 cm) nhúng giấy sắc kí vào ete