Họ và tên: Nguyễn Thái Khang Giáo viên hướng dẫn: Cô Phạm Thị Tố Liên

Điểm Lời phê

BÀI THỰC HÀNH SỐ 1

Nội dung:

1. Thoát hơi nước ở lá

2. Tách chiết sắc tố ở thực vật

3. Hô hấp ở thực vật

I.Vật liệu, dụng cụ:

a.Vật liệu:

- Cây hoa quỳnh anh

- Lá và hoa cây hoa cúc

- Dung môi acetone, ete dầu hoả, benzene

- Dung dịch Clorua Coban (CoCl2), dung dịch nước vôi trong Ca(OH)2

b.Dụng cụ:

- Tủ sấy, băng keo, giấy thấm

- Cối, chày, đèn

- Ống nghiệm, đĩa petri, bình erlen, phễu thuỷ tinh

- Giấy sắc ký

- Giấy lọc, túi nhựa nhỏ

II.Các bước tiến hành thí nghiệm:

*Thí nghiệm 1: Sự thoát hơi nước ở lá

Bước 1: Dùng giấy thấm dung dịch Clorua Coban và đem sấy khô trong tủ sấy để Clorua Coban thấm trên giấy trở thành dạng tinh thể.

Bước 2: Lấy nhanh 2 mẩu giấy thấm Clorua Coban đã sấy khô, dính vào 2 đầu băng keo trong suốt. 1 đầu dán vào mặt trên của lá cây quỳnh anh, 1 đầu dán vào mặt dưới của lá cây quỳnh anh. Lưu ý dán thật kín để kết quả thí nghiệm không bị ảnh hưởng bởi hơi nước trong không khí.

Bước 3: Theo dõi. Tính thời gian và quan sát sự thay đổi màu sắc trên 2 mẩu giấy Clorua Coban. So sánh mặt trên so với mặt dưới của lá cây quỳnh anh và đưa ra kết luận.

*Thí nghiệm 2: Tách chiết sắc tố quang hợp

Bước 1: Lấy từ 20 – 30 lá cây hoa cúc, cho vào cối, dùng chày giã và nghiền thật nhuyễn, nát.

Bước 2: Cho dung môi acetone vào cối chứa lá đã nghiền nát. Lọc qua giấy lọc ta thu được một hỗn hợp sắc tố quang hợp đựng trong ống nghiệm. Lưu ý bọc miệng ống nghiệm bằng túi nhựa để tránh acetone bay hơi (vì acetone là chất dễ bay hơi).

Bước 3: Chia phần dịch lọc thành 2 phần bằng nhau, chứa trong 2 ống nghiệm.

Bước 4: Một phần dịch lọc được đặt gần dưới ánh sáng đèn. Quan sát hiện tượng. Sau đó, cho thêm vào phần dịch lọc này ete dầu hoả, lắc đều và để yên trong khoảng 15 phút (miệng ống nghiệm được bọc bằng túi nhựa). Quan sát hiện tượng và giải thích.

Bước 5: Chuẩn bị giấy sắc kí, vạch 1 đường bằng bút chì ở phía trên và phía dưới tờ giấy sắc ký cách lể 1 cm. Lưu ý không được chạm tay vào phần giấy sắc kí vì mồ hôi ở tay sẽ làm hỏng giấy sắc kí. Cuộn tròn tờ giấy sắc kí và bấm lại ở 2 đầu.

Bước 6: Đổ phần dịch lọc còn lại ra 1 đĩa petri. Nhúng 1 đầu tờ giấy sắc kí vào dịch lọc chứa sắc tố quang hợp sao cho dịch sắc tố không được quá vạch bút chì đã kẻ. Để giấy sắc kí khô lại trong khoảng 2-3 phút rồi thực hiện lại như vậy 10 lần.

Bước 7: Chạy sắc kí. Đổ benzene vào 1 đĩa petri khác. Đặt tờ giấy sắc kí đã thấm dịch sắc tố thẳng đứng vào đĩa petri chứa benzene. Quan sát hiện tượng và giải thích.

*Thí nghiệm 3: Sự hô hấp ở thực vật

Bước 1: Ngắt 3-4 bông hoa cúc. Cho vào túi nhựa nhỏ có đục sẵn nhiều lỗ nhỏ.

Bước 2: Cột túi nhựa chứa hoa cúc ở miệng bình erlen chứa nước vôi trong Ca(OH)2 và bịt kín miệng bình bằng 1 miếng nhựa khác để kết quả thí nghiệm không bị ảnh hưởng bởi khí CO2 từ môi trường bên ngoài.

Bước 3: Quan sát kết quả và giải thích.

III.Quan sát hiện tượng, kết quả:

*Thí nghiệm 1:

- Sau 1 phút, mẩu giấy thấm Clorua Coban đã sấy khô được dán ở mặt dưới của lá cây quỳnh anh chuyển từ màu xanh dương sang màu đỏ nhạt. Trong khi mẩu giấy thấm Clorua Coban đã sấy khô dán ở mặt trên lá vẫn có màu xanh dương.

Mặt trên của lá cây quỳnh anh

Mặt dưới lá cây quỳnh anh

- Sau 10 đến 15 phút, mẩu giấy thấm Clorua Coban đã sấy khô dán ở mặt trên lá mới bắt đầu đổi sang màu đỏ nhạt.

*Thí nghiệm 2:

a. Sự phát huỳnh quang của sắc tố quang hợp:

- Khi cho dịch lọc sắc tố đặt dưới ánh sáng đèn có cường độ mạnh, thì có hiện tượng dịch lọc màu xanh lá cây chuyển sang màu đỏ huyết dụ. Chứng tỏ có sự phát huỳnh quang dưới ánh sáng của dịch lọc sắc tố.

Hiện tượng phát huỳnh quang màu đỏ huyết dụ

b. Tách 2 nhóm sắc tố chính:

- Khi cho ete dầu hoả vào dịch lọc sắc tố có chứa acetone. Dịch lọc sắc tố phân thành 2 lớp khác nhau. Lớp trên có màu xanh lục còn lớp phía dưới có màu vàng.

Lớp trên có màu xanh, lớp dưới có màu vàng

c. Chạy sắc kí:

- Trên giấy sắc kí phân thành 4 dải màu khác nhau rõ rệt. Từ trên xuống màu vàng => vàng nâu => xanh lục => xanh lá cây đậm.

Kết quả chạy sắc kí

*Thí nghiệm 3:

- Sau một thời gian khoảng 30 phút, bắt đầu thấy xuất hiện kết tủa trắng trong bình erlen chứa nước vôi trong.

Xuất hiện kết tủa trắng

IV.Giải thích kết quả thí nghiệm và kết luận:

*Thí nghiệm 1:

a.Giải thích:

Clorua Coban là một chất khi ở dạng dung dịch có màu đỏ còn khi ở dạng tinh thể (đã được sấy khô) có màu xanh dương. Khi dùng một mẩu giấy thấm dung dịch Clorua Coban và đem sấy khô, mẩu giấy lấy ra từ tủ sấy có màu xanh dương. Khi dán mẩu giấy lên bề mặt lá cây, màu xanh của mẩu giấy chuyển dần sang màu đỏ theo thời gian. Chứng tỏ các tinh thể Clorua Coban màu xanh đã gặp nước và chuyển dần sang màu đỏ. Vậy ta chứng minh được ở lá cây có quá trình thoát hơi nước.

Trong quá trình sống của thực vật, sự thoát hơi nước ở lá diễn ra không ngừng. Quá trình thoát hơi nước ở lá chủ yếu thông qua việc đóng mở khí khổng. Vì khí khổng hầu hết được phân bố ở mặt dưới của lá còn mặt trên của lá thường có lớp cutin hạn chế sự thoát hơi nước nên tốc độ thoát hơi nước giữa 2 mặt lá là không giống nhau. Tốc độ thoát hơi nước ở mặt dưới nhanh hơn ở mặt trên của lá. Nên mẩu giấy thấm Clorua Coban đã sấy khô dán ở mặt dưới lá nhận được lượng hơi nước nhiều hơn so với mẩu giấy dán ở mặt trên của lá nên chuyển từ màu xanh dương sang màu đỏ nhanh hơn.

b.Kết luận:

Trong quá trình sống, cây luôn có sự thoát hơi nước qua lá. Sự thoát hơi nước qua khí khổng đóng vai trò chủ yếu và khí khổn phân bố ở bề mặt dưới lá nhiều hơn bề mặt trên của lá.

*Thí nghiệm 2:

a.Phát huỳnh quang ở dịch lọc sắc tố quang hợp:

Huỳnh quang là sự phát quang khi phân tử hấp thụ năng lượng dạng quang.

Do sắc tố quang hợp có cấu trúc đặc biệt để biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hoá học nên khi đặt dịch lọc sắc tố quang hợp thu được dưới ánh sáng đèn ở khoảng cách gần (tức cường độ ánh sáng mạnh) thì các hạt photon từ ánh sáng đèn đập vào các phân tử sắc tố quang hợp kích thích 1 electron chuyển từ trạng thái bền sang trạng thái kích thích không bền mang mức năng lượng cao hơn. Do electron ở mức năng lượng cao hơn không bền, nó sẽ giải phóng năng lượng để trở về dạng bền trong phân tử sắc tố. Quá trình giải phóng năng lượng của electron bị kích thích sẽ giải phóng ra nhiệt và các hạt photon mang mức năng lượng thấp. Theo quang phổ, các hạt photon mang mức năng lượng thấp sẽ cho ta ánh sáng có bước sóng dài, đó là bước sóng của ánh sáng màu đỏ. Do vậy ta thấy dịch lọc sắc tố phát huỳnh quang màu đỏ huyết dụ dưới ánh sáng đèn.

b.Tách chiết 2 nhóm sắc tố chính:

Ở lá, hệ sắc tố quang hợp nằm bên trong màng thylakoid trong lục lạp nên để tách chiết được hệ sắc tố ta cần nghiền thật nát lá cây để phá vỡ các cấu trúc bào quan của các tế bào thịt lá.

Do hệ sắc tố là những chất hữu cơ không tan trong nước, nên muốn thu được dịch sắc tố phải sử dụng dung môi hữu cơ là acetone. Vì hợp chất hữu cơ không tan trong nước nhưng tan tốt trong dung môi hữu cơ.

Acetone là một dung môi hữu cơ có công thức (CH3)2CO với gốc xeton là C=O. Do hiệu độ âm điện giữa nguyên tử Oxy và nguyên tử Cacbon trong gốc xeton lớn hơn 0,4 nên liên kết đôi trong gốc xeton C=O lệch về phía nguyên tử oxy, do đó đây là liên kết cộng hoá trị có cực.

Bởi diệp lục tố chlorophyll cũng có gốc xeton C=O với liên kết cộng hoá trị phân cực. Nên diệp lục tố chlorophyll tan tốt trong dung môi acetone vì có cùng tính chất phân cực.

Cấu tạo phân tử diệp lục tố a Cấu tạo phân tử acetone

Còn nhóm sắc tố carotenoid là hợp chất hữu cơ hidrocacbon. Các liên kết cộng hoá trị trong hợp chất hidrocacbon của carotenoid không phân cực. Do vậy carotenoid tan tốt trong ete dầu hoả vì ete dầu hoả là hỗn hợp các đồng đẳng của alkan như C5H12, C6H14, ….(alkan là hợp chất hidrocacbon no, các liên kết cộng hoá trị ở alkan không phân cực).

Do acetone có tính chất phân cực còn ete dầu hoả không có tính phân cực nên không hoà tan vào nhau tạo thành 2 lớp tách biệt. Phần dung môi acetone có màu xanh vì hoà tan

diệp lục tố chlorophyll, phần dung môi ete dầu hoả có màu vàng vì hoà tan carotenoid là nhóm sắc tố quang hợp có màu vàng.

Do acetone có công thức (CH3)2CO với phân tử khối là 58 đơn vị Cacbon nhẹ hơn ete dầu hoả với phân tử khối trên 72 đơn vị Cacbon. Nên dung môi ete dầu hoả chìm xuống phía dưới do nặng hơn và hoà tan carotenoid nên lớp dung dịch dưới đáy ống nghiệm có màu vàng, còn acetone nằm phía trên do nhẹ hơn và hoà tan chlorophyll nên lớp dung dịch phía trên có màu xanh.

c.Chạy sắc kí:

Nguyên lý của sắc kí giấy:

Dựa vào ái lực của dung môi với giấy sắc kí, bằng lực mao dẫn của dung môi chuyển dời trên giấy sắc ký và sự khác nhau về phân tử khối của các chất hoà tan trong hỗn hợp để tách các chất ấy ra khỏi nhau trên mẩu giấy sắc kí.

Dùng benzene làm dung môi sắc kí vì benzene là dung môi hữu cơ không phân cực, có ái lực cao với giấy sắc ký.

Sắc tố Diệp lục tố b Diệp lục tố a Xantophyl CarotenPhân tử khối

(đơn vị Cacbon)906 892 552 - 632 536

Màu sắc Xanh lá đậm Xanh lục Vàng sậm Vàng

Dựa vào bảng phân tử khối trên ta kết luận:

Màu sắc phân bố từ dưới lên trên mẩu giấy sắc kí tỉ lệ nghịch với phân tử khối của mỗi sắc tố. Tức là những sắc tố có phân tử khối nặng sẽ di chuyển chậm theo dòng mao dẫn của benzene nên nằm ở phía dưới mẩu giấy sắc kí. Còn những sắc tố có phân tử khối nhẹ hơn sẽ di chuyển nhanh theo lực mao dẫn của dung môi và phân bố ở phía trên mẩu giấy sắc kí.

Vậy phân bố màu sắc và các sắc tố theo thứ tự từ dưới lên của mẩu sắc kí là:

Diệp lục tố b (màu xanh lá đậm) => diệp lục tố a (xanh lục) => Xantophyl (vàng sậm) => Caroten (Vàng)

*Thí nghiệm 3:

Qua thí nghiệm chứng minh được quá trình hô hấp của thực vật sinh ra khí CO2 bởi những bông hoa vẫn tiếp tục hô hấp sau khi đã ngắt khỏi cành. Quá trình hô hấp phân giải

các chất hữu cơ thành CO2, CO2 gặp dung dịch nước vôi trong Ca(OH)2 tạo thành kết tủa trắng CaCO3 quan sát được từ kết quả thí nghiệm.

Phương trình phản ứng:

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O

*Các thành viên của nhóm:

Nguyễn Thành Nhựt Minh – Nguyễn Hoàng Khôi – Nguyễn Hoài Nhật Duy

Xin cảm ơn cô đã đọc bài báo cáo của em!

1 lớp vàng ở dưới là ete dầu hỏa hòa tan carotenoid và lớp trên màu xanh là acetone hòa tan chlorophyll