BÀI 1: MỘT SỐ ĐẶC TÍNH SINH LÝ CỦA TẾ BÀO THỰC VẬT a. THÍ NGHIỆM 1: Khảo sát sự chuyển động vòng của các hạt lục lạp vùng gân lá cây thủy thảo + Chuyển động chủ động: đó là quá trình biến đổi hóa năng thành cơ năng dưới tác dụng của ánh sáng nhiệt độ. + Chuyển động thụ động: Do nguyên sinh chất của tế bào là 1 hệ keo phức tạp (có 2 trạng thái gel (đặc) và sol (lỏng)). Hạt keo nhỏ không bị ảnh hưởng của trọng lực nên không bị lắng tụ, xung quanh hạt keo được bao bọc bởi những phân tử nước nhỏ hơn và chuyển động theo dòng. Lục lạp là bào quan nằm trong tế bào chất nên cũng bị cuốn theo sự chuyển động này. Mặt khác, chất nguyên sinh có tính nhớt, khi chiếu sang, tăng nhiệt độ làm cho độ nhớt giảm dẫn đến tăng sự chuyển động của các tiêu thể phân tán trong môi trường lỏng. Vì vậy, ta thấy sự chuyển động dòng của lục lạp. Mặt khác, cây thủy thảo là cây C 3 sự chuyển động của dòng tế bào chất tuân theo sự chuyển động của ánh sáng mặt trời, do đó ở cùng 1 lục lạp nhưng thời điểm chiếu sáng khác nhau (sáng hay chiều) thì sự chuyển động cũng diễn ra theo chiều ngược nhau. Mặt khác, ở 2 tế bào nằm cạnh nhau thì sự sắp xếp của tế bào chất cũng thường ngược nhau, do đó ta thấy 2 tế bào cạnh nhau thường chuyển động theo 2 chiều trái ngược nhau. Giải thích: lấy mẫu lá ở vị trí thấp quá sẽ là lá già, một số tế bào chết hay bào quan bị tiêu giảm, các sắc tố bị thay đổi do diệp lục tố giảm, các sắc tố khác tăng lên, lấy ở vị trí cao quá, các lá còn quá non, phát triển chưa đầy đủ, số lượng diệp lục ít. Lá ở giữa thân trưởng thành, diệp lục nhiều, không bào lớn đẩy tế bào chất và các bào quan ra sát màng tế bào nên dễ thấy được chuyển động vòng của lục lạp. Lục lạp di chuyển vòng quanh theo màng tế bào chất để tăng khả năng lấy ánh sáng của các lục lạp cũng như phân phối ánh sáng đến các lục lạp đều nhau, tăng hiệu suất quang hợp. Ta nhận thấy những lục lạp trong cùng một tế bào thì chuyển động cùng chiều nhau. Sự chuyển động này theo 2 cơ chế: thụ động và chủ động. THÍ NGHIỆM 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính thấm của màng tế bào. Cách thực hiện: Khoan 5 mẫu củ dền đỏ kích thước 1 × 1,5 × 4cm, rửa nhanh với nước máy, thấm ráo. Cho mỗi mẫu củ dền vào các nhiệt độ sau: Mẫu 1: xử lý trong nước ở nhiệt độ phòng thí nghiệm. Mẫu 2, 3, 4 và 5: xử lý 1 phút trong nước ở lần lượt các nhiệt độ 45, 55, 65 và 70 0 C. Sau đó chuyển các mẫu củ dền sang 5 ống nghiệm tương ứng với mỗi ống có chứa 10ml nước cất. Để yên 10 phút rồi vớt mẫu củ dền ra, lắc đều các ông nghiệm đựng nước đã ngâm này, quan sát và so sánh màu sắc của chúng. Sử dụng máy đo quang phổ để đo dộ truyền quang của các dung dịch màu này ở độ dài sóng 540nm.  Giải thích: Nhiệt độ ảnh hưởng đến sự chuyển động của các phân tử trong dung dịch. Nhiệt độ càng cao thì các phân tử chuyển động càng nhanh, do đó sự khếch tán của những phân tử trong mẫu củ dền ra bên ngoài môi trường nước càng mạnh. Mặt khác, protein trên màng tế bào bị biến tính nên các chất dễ dàng di chuyển ra bên ngoài. Do đó, mẫu 5 (xử lý ở nhiệt độ 65 0 C) cho màu đậm nhất. Kế đến mẫu 4 (xử lý ở nhiệt độ 55 0 C). Đáng lẽ ra, theo lý thuyết thì màu các ống sẽ nhạt dần từ ống 5 đến ống 1 nhưng quy tắc này chỉ đúng ở các ống 5, 4, 3, 2 trong kết quả của nhóm. Nguyên nhân có thể là do trong quá trình thao tác nhóm thực hiện chưa chính xác, rất có thể là ở gian đoạn canh giờ ngâm mẫu, do nhóm chỉ khoan mẫu 1 lần nên không thể sai số do mẫu không đồng nhất. ta thấy độ truyền quang ở mẫu 5> mẫu 4> mẫu 1> mẫu 3 > mẫu 2. THÍ NGHIỆM 3: Khảo sát áp suất thẩm thấu của tế bào thực vật Cách tiến hành:Dùng lưỡi lam kẻ những ô có kích thước 3 ×3 mm ở biểu bì dưới vùng gân chính của lá lẻ bạn. Tách từ các ô đã kẽ khoảng 50 miếng biểu bì màu tím (chú ý gỡ sao cho lấy được lớp biều bì màu tím, loại bỏ phần nhu mô màu xanh) cho vào đĩa chứa nước cất. Cho vào các đĩa petri 5ml dung dịch pha sẵn với các nồng độ pha sẵn theo bảng trên, mỗi đĩa 5 miếng biều bì và các đĩa cách nhau 5 phút. Chú ý, vớt các miếng biều bì ra và đặt lên miếng giấy thấm, thấm cho ráo nước khi ngâm vào dung dịch đường đã pha sẵn. Đậy đĩa để tránh sự bay hơi làm ảnh hưởng tới nồng độ dung dịch. Sau 20 phút (thời gian ngâm cho từng đĩa), nhỏ 1 giọt dung dịch của đĩa chuẩn bị xem vào miếng lam, vớt 3 miếng biểu bì, đậy lame lại và xem từng miếng dưới KHV ở vật kính 10X. Chọn 1 thị trường rõ nhất của từng miếng, đếm tổng số tế bào co nguyên sinh phân phối đều trong 1 thị trường kính (không đếm những tế bào hư nằm ở phía ngoài) quy ra % tế bào co trong thị trường. Suy ra % tế bào co nguyên sinh trung bình của 3 miếng. tìm nông độ dung dịch đường gây ra 50% tế bào co nguyên sinh (được gọi là co nguyên sinh sơ khởi).  Nhận xét: Nồng độ đường càng cao tế bào co nguyên sinh càng nhiều. Đường biểu diễn (%) tế bào co nguyên sinh theo nồng độ dung dịch đường. Chọn nồng độ gây ra 50% tế bào co nguyên sinh là 2.5 để tính áp suất thẩm thấu. Vì khi cho các miếng biểu bì của lá lẻ bạn đã ngâm nước vào các dung dịch pha sẵn, do có sự khác nhau về nồng độ nên có hiện tượng thẩm thấu. Dung dịch làm cho 50% tế bào co nguyên sinh, tức là ở đó có 50% tế bào co và 50% tế bào không co. Hiện tượng này là do sự khếch tán có từ tế bào ra ngoài và từ môi trường ngoài vào tế bào là như nhau. Điều này chứng tỏ nồng độ bên trong của tế bào và bên ngoài của môi trường bằng nhau, hay nói cách khác là ta đã tìm được môi trường gần đẳng trương với nồng độ dung dịch của tế bào cần quan sát. Nhờ đó mà ta có thể chọn nồng độ dung dịch gây ra 50% tế bào co nguyên sinh để thay cho nồng độ dung dịch trong tế bào để tính áp suất thẩm thấu. BÀI 2: TRAO ĐỔI NƯỚC CỦA THỰC VẬT a. THÍ NGHIỆM 1: Đo thế năng nước của mô thực vật bằng phương pháp cân Nhận xét: giá trị (T.L. trước- T.L. sau) tăng dần, tỉ lệ thuận với nồng độ dung dịch. Giải thích: Nguyên tắc đo áp suất thẩm thấu Ψ s của mô củ sắn trong thí nghiệm 1 là khi áp suất thẩm thấu bên trong mô thực vật bằng với áp suất thẩm thấu của dung dịch ngâm sẽ không gây ra sự sai biệt về trọng lượng trước và sau khi cân. Nếu môi trường ưu trương thì nước trong mô củ sắn sẽ đi ra, làm khối lượng mẫu giảm, nếu môi trường nhược trương, nước sẽ đi từ ngoài môi trường vào mẫu mô làm tăng khối lượng mẫu mô. b. THÍ NGHIỆM 2: Đo vận tốc tương đối của sự thoát hơi nước qua lá Nhận xét và giải thích: vận tốc thoát hơi nước khác nhau tùy thuộc vào loài thực vật, kiểu lá, mặt lá, kích thước khí khẩu, nhiệt độ và ẩm độ môi trường, trạng thái tuổi tác cây trồng, thời điểm trong ngày…Và có liên quan mật thiết tới số lượng và phân bố khí khẩu trên lá. Thông thường mặt dưới lá sẽ có số lượng khí khẩu nhiều hơn mặt trên (như ở cây Ổi) nên cường độ thoát hơi nước ở mặt dưới lá lớn hơn mặt trên hay khí khẩu 2 ở 2 mặt gần bằng nhau (thường là những cây có gân lá song song, lá hình bản dẹp, dài) như cây tre nên vận tốc thoát hơi nước ở 2 mặt gần như tương đương nhau hoặc chỉ có khi khẩu ở một mặt lá như Cô tòng. c. THÍ NGHIỆM 3: Đo cường độ thoát hơi nước của lá Nhận xét: nhìn chung lá có diện tích bề mặt càng lớn thị khối lượng giảm sau 2 lần cân càng lớn. Giải thích: Tính cường độ thoát hơi nước trên lá thực vật. S PP I *2*20 60*)21( − = (gram/cm 2 lá/giờ) Trong đó: I: cường độ thoát hơi nước của lá (g/cm 2 lá/ giờ) P1: trọng lượng ban đầu (g) P2: trọng lượng lúc sau(g) S : diện tích bề mặt lá (diện tích 3D) (Cm 2 ) Khi bề mặt lá càng lớn, lá càng có điều kiện thoát hơi nước ra ngoài, cường độ thoát hơi nước I cho ta biết trên mỗi cm2 lá trong mỗi giờ có lượng nước thoát ra là bao nhiêu. Chính vì sự thoát hơi nước mà trọng lượng của lá giảm và ta có bảng kết quả như ở trên. BÀI 3: DINH DƯỠNG KHOÁNG 1. Ghi nhận và lập bảng so sánh các chỉ tiêu quan sát với nghiệm thức đối chứng. Ứng dụng của bài này trong thực tiễn sản xuất. Chỉ tiêu quan sát Chiều cao cây cm Màu sắc Kích thước lá Đốm, vệt cháy trên lá Ghi chú Nghiệm thức đối chứng (Đầy 17,83 - Thân và lá màu xanh, phát - Lá to - Có nhiều rễ con. đủ) triển bình thường Thiếu Đạm (N) 15,17 - Mép lá già có màu vàng. - Lá non vẫn còn xanh. - Lá non nhỏ lại. - Cháy ở mép lá - Rễ thứ cấp kém phát triển. - Thân nhỏ. Thiếu Lân (P) 18,43 - Lá già có màu xanh đậm. - Lá nhỏ lại. - Bản lá hẹp. - Thân mỏng. Thiếu Kali (K) 13,5 - Ở lá già có gân màu tím. - Lá nhỏ. - Lá già bị xoắn. - Có những vệt cháy ở lá non. - Rễ kém phát triển. - Thân lùn. Thiếu Sắt (Fe) 18,83 - Vàng lá, gân xanh. - Lá nhỏ. - Rễ phát triển mạnh. 2. Hãy tính loại và lượng khoáng đa vi lượng trong dung dịch thiếu Magie và dung dịch thiếu Canxi. TRẢ LỜI: (pha 1l dung dịch) Ta có công thức: ba M m l)lence(meq/Miliequiva = a: Số ion b: Hóa trị Loại khoáng đa vi lượng trong dung dịch thiếu Magiê là MgSO 4 .7H 2 O )/(22.1. 246 246 2 lmeqMg == + => lưu huỳnh thiếu 2 (meq/l), ta bù lại lượng lưu huỳnh này bằng muối K 2 SO 4 sao cho cung cấp đủ 2 (meq/l) lưu huỳnh, khi đó kali lại thừa 4 (meq/l), cân bằng lượng ion K + bằng cách giảm lượng KNO 3 , việc này dẫn đến thiếu đạm cho cây, ta bổ sung nitơ bằng NH 4 NO 3 với khối lượng là 2 x 80 / (2 x 4) = 20 (mg/l), còn các chất còn lại sẽ không thay đổi. Loại khoáng đa vi lượng trong dung dịch thiếu Canxi là Ca(NO 3 ) 2 .4H 2 O )/(64,22.1. 298 8,542 2 lmeqCa == + => nitơ thiếu 2,64 (meq/l), ta bù lại lượng nitơ này bằng muối NH 4 NO 3 với khối lượng là 1,32 x 80 / (2 x 4) = 13,2 (mg/l), còn các chất còn lại sẽ không thay đổi. 3. Tại sao phải sơn che tối hộp chứa dung dịch? Tại sao không cho đầy hộp dung dịch khoáng ngay từ đầu? Sơn che tối hộp chứa dung dịch để: - Hạn chế sự thoát hơi nước. - Hạn chế sự hình thành rong tảo làm mất dưỡng chất khóang. Không cho đầy hộp dung dịch khoáng ngay từ đầu vì nếu như thế có thể làm cây bị chết do úng nước khi cây còn non (rễ chưa phát triển đầy đủ). ba M m l)lence(meq/Miliequiva = Trong đó: m: Khối lượng thực tế sử dụng (mg/l) M: Trọng lượng phân tử (g) BÀI 4: QUANG HỢP a. THÍ NGHIỆM 1: Tách và đo hàm lượng các sắc tố của lá Bảng lượng oxy tạo ra Giải thích kết quả: Theo bảng số liệu ta thấy hàm lượng chlorophyll a, b, carotenoid ở lá già nhiều hơn lá non => lá già có nhiều diệp lục hơn lá non. Do thời gian sinh trưởng của lá già lâu hơn lá non nên hàm lượng sắc tố tích lũy trong lá già cao hơn so với trong lá non. So sánh lượng oxy do cọng rong tạo ra theo cường độ ánh sáng (khoảng cách từ bóng đèn đến cọng rong) khác nhau. Lượng O 2 tạo ra phản ánh cường độ quang hợp của cây. Lượng oxy của mẫu có cường độ ánh sáng cao nhất (gần nguồn sáng nhất) thì lớn nhất. Ngược lại, lượng O 2 của mẫu nào có cường độ ánh sáng nhỏ nhất (xa nguồn sáng nhất) thì thấp nhất. Giải thích: Khi càng để gần nguồn sáng thì cường độ ánh sáng càng mạnh nên lượng O 2 tạo ra nhiều và ngược lại. Bên cạnh đó, càng gần nguồn sáng thì nhiệt độ sẽ cao hơn cũng thúc đẩy quá trình quang hợp càng tăng. Như vậy, khi thay đổi những bước sóng khác nhau thì ánh sáng màu đỏ sẽ có hiệu quả nhất đến sự quang hợp của rong. Sắc tố quang hợp chủ yếu ở rong là chlorophyll a và chlorophyll b hấp thu tốt ánh sáng màu đỏ có bước sóng khoảng 660 – 700 nm nên lượng O 2 được tạo ra nhiều nhất. Còn đối với ánh sáng tím và xanh (có bước sóng ngắn hơn ánh sáng đỏ và mang năng lượng cao hơn), khi phân tử diệp lục tố hấp thu, nó bị kích thích và mang năng lượng cao, thời gian tồn tại ở trạng thái này rất ngắn khoảng 10 -9 đến 10 -12 và nó tỏa nhiệt mất đi một phần năng lượng. Vì thế, lượng O 2 tạo ra khi hấp thu ánh sáng tím và xanh sẽ thấp hơn so với ánh sáng đỏ. BÀI 5 : HÔ HẤP CỦA THỰC VẬT Câu 1: Hãy giải thích vì sao phải cho dung dịch KOH 10% vào bình đựng mẫu khi đo hô hấp của mẫu vật bằng áp suất kế Warburg?  Sự hô hấp thường được biểu diễn theo sơ đồ: C 6 H 6 O 6 + 6O 2 → 6CO 2 + 6H 2 O + 36ATP Hô hấp là quá trình hấp thu O 2 và thải ra CO 2 . Lượng CO 2 sinh ra nhiều sẽ làm ảnh hưởng đến chiều cao cột chất lỏng trong bình chữ U, cường độ hô hấp đo được sẽ không chính xác. Phải dùng KOH 10% để trung hòa lượng CO 2 được giải phóng trong hô hấp để có thể đo cường độ hô hấp chính xác hơn. Câu 4:  Nhận xét: - Cường độ hô hấp ở hạt đang nảy mầm mạnh hơn cường độ hô hấp của hạt đang trong tình trạng bảo quản. - Cường độ hô hấp của trái có climateric cao hơn cường độ hô hấp của trái không có climateric. Phần được nhuộm với màu của tetrazolium là phôi của hạt. Phôi là nơi diễn ra quá trình hô hấp mạnh nhất. Chúng ta phải đun sôi một số hạt làm mẫu đối chứng để giết chết phôi vì khi đó phôi này không bắt màu với tetrazolium. Do đó, ta có thể đối chứng giữa hạt đun sôi và hạt không đun sôi để chứng minh phôi là bộ phận bắt màu với dung dịch tetrazolium. BÀI 6: CHẤT ĐIỀU HÒA SINH TRƯỞNG THỰC VẬT 1. Trong thí nghiệm 1 loại cây nào cho phản ứng rõ rệt và chính xác nhất? Ứng dụng của thí nghiệm này trong thực tiễn? Vẽ đường biểu diễn của số rễ và chiều dài rễ theo nồng độ của 2,4D đối với mỗi loại hạt. So sánh hai đường biểu diễn này, xác định nồng độ dung dịch X. Trả lời: Trong thí nghiệm 1, cây dưa leo cho phản ứng rõ rệt và chính xác nhất. Bộ rễ dưa leo phát triển yếu nhất so với các cây trong họ bầu, bí (rễ dưa leo chỉ phân bố ở tầng đất mặt 30 – 40cm), thời gian sinh trưởng ngắn (khoảng 60 – 70 ngày thì tàn) và dưa leo có đặc điểm là phản ứng nhanh chóng với chất dinh dưỡng, nhưng không chịu được nồng độ cao (theo “Giáo trình trồng rau” – Trần Thị Ba). + Ứng dụng của thí nghiệm này trong thực tiễn: Trong nông nghiệp, dùng 2,4D với nồng độ thích hợp sẽ kích thích sự tăng trưởng rễ của cây trồng, làm cho cây sinh trưởng và phát triển tốt hơn, giúp đạt năng suất cao hơn. Ví dụ: trộn 2,4D với hạt giống (lúa…) lúc ủ giống để kích thích hạt nảy mầm và sau khi gieo sạ, bộ rễ cây sẽ tăng trưởng tốt hơn… Ngoài ra, trong công tác nhân giống, chúng ta có thể dùng các hợp chất như: IAA, IBA (Auxin tổng hợp) với nồng độ thích hợp để tạo rễ cành giâm, cành chiết, các loại cây ăn quả và hoa kiểng (các chồi và lá non là nơi tổng hợp auxin của cành giâm sẽ di chuyển xuống đáy cành để kích thích sự thành lập rễ). 2. Tại sao không phun progibb trên đậu xanh vào buổi trưa trời nắng gắt? TRẢ LỜI: - Ở thời điểm này, nhiệt độ môi trường cao sự thoát hơi nước tăng, khí khẩu đóng lại để hạn chế thoát hơi nước. - Trên lá có lớp sáp làm ngăn cản sự xâm nhập của chất tan vào bên trong tế bào nên nếu phun vào buổi trưa trời nắng gắt thì khả năng xâm nhập của chất tan vào bên trong tế bào kém. Vì vậy, phun vào thời điểm này sẽ hạn chế sự hấp thu progibb vào trong lá, thêm vào đó, ở ngoài ánh sáng và nhiệt độ cao có thể làm biến chất của progibb. Làm giảm tác dụng của progibb lên cây. . % tế bào co nguyên sinh trung bình của 3 miếng. tìm nông độ dung dịch đường gây ra 50% tế bào co nguyên sinh (được gọi là co nguyên sinh sơ khởi).  Nhận. co nguyên sinh càng nhiều. Đường biểu diễn (%) tế bào co nguyên sinh theo nồng độ dung dịch đường. Chọn nồng độ gây ra 50% tế bào co nguyên sinh là 2.5