Giáo án Bài 5. Thực hành: Quang hợp ở thực vật

HS nhận ra cần có đối chứng trong cùng một lá để kết luận về vai trò của ánh sáng, từ đó xác định nhiệm vụ của tiết thực hành.

GV chiếu hình một chiếc lá đã được che một phần rồi chiếu sáng, sau đó đặt câu hỏi: "Nếu chiếu sáng cả chiếc lá rồi thử tinh bột, kết quả có cho biết vai trò của ánh sáng không? Vì sao?" và "Lá nào cần được khử tinh bột trước khi làm thí nghiệm?". HS ghi dự đoán riêng vào vở trước khi thảo luận cặp đôi.

Dự đoán riêng của mỗi HS: vùng được chiếu sáng sẽ xanh tím khi thử iodine, vùng che không xanh tím; kết luận chỉ đáng tin khi có đối chứng trong cùng lá và lá đã khử tinh bột trước. Nhiệm vụ tiết học: thử tinh bột, thu khí quang hợp, quan sát lục lạp và phân tích sắc tố, đồng thời kiểm tra kết luận bằng bằng chứng.

HS nêu được quy trình thử tinh bột trên lá đã khử tinh bột và giải thích được vì sao vùng được chiếu sáng cho màu xanh tím còn vùng che thì không.

HS quan sát GV thao tác và ghi quy trình theo đúng trình tự: (1) lá đã khử tinh bột được che kín một phần hai mặt, chiếu sáng; (2) GV loại màu lá bằng ethanol nóng trong bể nước cách thủy kiểm soát, xa lửa; (3) rửa lá rồi nhỏ iodine; (4) so sánh vùng che với vùng được chiếu sáng trong cùng lá. Hoạt động dùng Phiếu học tập số 1. Trước khi thực hiện, GV nhắc: ethanol dễ cháy, HS không tự đun ethanol. Nếu có học liệu số NeoEdu, GV chiếu bài học tại neoedu.vn/learn/11/biology/bai-5-thuc-hanh-quang-hop-o-thuc-vat để HS đối chiếu quy trình.

Phiếu học tập số 1 hoàn thành gồm: quy trình thử tinh bột theo đúng 4 bước; màu quan sát được ở vùng chiếu sáng (xanh tím) và vùng che (không xanh tím); kết luận: ánh sáng cần cho quá trình tạo và tích lũy tinh bột ở điều kiện thử; giới hạn: kết luận chỉ đúng khi lá đã khử tinh bột, được che kín và còn sống, và kết quả không đo trực tiếp tốc độ quang hợp.

HS nêu được cách thu khí quang hợp không lẫn vùng dung môi, giải thích vì sao phải đo thể tích khí tích lũy thay vì chỉ đếm bọt, và nêu cách nhận biết oxygen bằng phép đối chứng.

HS quan sát bộ thí nghiệm: rong đặt dưới phễu trong cốc nước, ống nghiệm đầy nước úp lên cuống phễu; hai bộ giống nhau được đặt ở điều kiện sáng và tối, giữ nhiệt độ và thời gian 30 phút như nhau. HS ghi thể tích khí tích lũy và trả lời: "Vì sao không được chỉ đếm bọt?", "Làm thế nào để biết khí thu được là oxygen?". Việc thử que đóm do GV thực hiện ở khu riêng, tách biệt hoàn toàn với nơi chứa dung môi hay ethanol. Hoạt động dùng Phiếu học tập số 2.

Phiếu học tập số 2 hoàn thành gồm: bảng ghi thể tích khí tích lũy ở bộ sáng và bộ tối sau 30 phút; giải thích: bọt có kích thước khác nhau nên đếm bọt chỉ là chỉ số gần đúng; cách nhận biết: dùng cảm biến oxygen hoặc que đóm, kết hợp đối chứng; kết luận: quan sát khí chưa tự chứng minh toàn bộ khí là oxygen, cần phép nhận biết và đối chứng.

HS quan sát được lục lạp trong tế bào lá rong, phân biệt hình thực quan sát với sơ đồ dự kiến và tính được $R_f$ từ số liệu sắc kí, đồng thời nêu được giới hạn của sắc kí giấy.

HS lấy lá rong mỏng, đặt trong giọt nước trên lam, hạ lamen nghiêng để tránh bọt; quan sát từ vật kính 10× sang 40×, vẽ ranh giới tế bào và các lục lạp nhìn thấy. Đồng thời HS phân tích đồ minh họa sắc kí: dịch sắc tố được GV chấm trên giấy, để khô, chấm lặp, đặt vào bình kín với vạch chấm phía trên mặt dung môi; mặt dung môi đi 8,0 cm, vệt A đi 6,4 cm. HS tính $R_f$ và trả lời: "Vì sao vạch chấm không được ngâm trong dung môi?". Dung môi do GV thao tác. Hoạt động dùng Phiếu học tập số 3.

Phiếu học tập số 3 hoàn thành gồm: bản vẽ tế bào lá rong có ghi chú phân biệt hình thực quan sát và sơ đồ dự kiến; tính đúng $R_f = \dfrac{6{,}4}{8{,}0} = 0{,}80$ (không có đơn vị); giải thích: nếu vạch chấm chìm trong dung môi thì mẫu hòa tan vào bể thay vì được dòng dung môi kéo tách trên giấy; giới hạn: $R_f$ chỉ so sánh được khi cùng giấy và cùng hệ dung môi, không đủ để định danh tuyệt đối sắc tố.

HS vận dụng kiến thức về đối chứng, thử tinh bột, thể tích khí và an toàn thao tác để trả lời các câu hỏi trắc nghiệm và đúng sai.

HS làm bài tập 1 đến 6 theo nhóm, mỗi nhóm trình bày đáp án và lí do. Đề bài:

• Câu 1: Che một phần lá giúp kiểm tra yếu tố gì? A. Tuổi toàn cây; B. Ánh sáng; C. Mọi gene cùng lúc.
• Câu 2: Iodine phát hiện sản phẩm nào? A. O₂ trực tiếp; B. NADPH trực tiếp; C. Tinh bột.
• Câu 3: Thao tác ethanol nóng đúng? A. Giáo viên dùng cách thủy, xa lửa; B. Đun trực tiếp trên lửa ở nhà; C. Ngửi hơi để thử đủ nóng.
• Câu 4: Đếm bọt khí luôn bằng đo chính xác thể tích O₂. (Đúng hay sai?)
• Câu 5: Mô hình B 20 bọt/phút, A 12 bọt/phút. B hơn A bao nhiêu bọt/phút?
• Câu 6: Sắp xếp các bước thử tinh bột sau chiếu sáng.

Đáp án:

• Câu 1: B. Ánh sáng. Hai phần của cùng một lá giảm nhiều khác biệt nền.
• Câu 2: C. Tinh bột. Màu xanh tím gợi tinh bột tích lũy.
• Câu 3: A. Giáo viên dùng cách thủy, xa lửa. Ethanol dễ cháy nên cần kiểm soát.
• Câu 4: Sai. Bọt khác kích thước và thành phần khí cần kiểm tra.
• Câu 5: 8 bọt/phút (20 − 12 = 8).
• Câu 6: Giáo viên xử lí lá an toàn → loại màu bằng quy trình cách thủy → rửa và thêm iodine → so vùng che với vùng sáng. Chỉ đọc màu khi đã xử lí và có đối chứng.

HS phân tích kết luận từ bằng chứng thí nghiệm, nêu điều kiện kiểm soát và giới hạn; tính đúng $R_f$ và giải thích vị trí vạch chấm.

HS làm bài tập 7 đến 9 theo nhóm:

• Câu 7: Vùng sáng xanh, vùng che không xanh: kết luận thế nào? (Nêu kết luận, điều kiện kiểm soát và giới hạn.)
• Câu 8: Thiết kế so hai mức sáng bằng cây thủy sinh và nêu mô hình kết quả.
• Câu 9: Mặt dung môi đi 8,0 cm, vệt A đi 6,4 cm. Tính $R_f$ và giải thích vì sao không được ngâm vạch chấm trong dung môi.

Đáp án và thang điểm gợi ý:

• Câu 7 (thang 1 điểm: kết luận 0,4; kiểm soát 0,4; giới hạn 0,2): Vùng sáng xanh tím, vùng che không xanh cho thấy ánh sáng cần cho sự tạo và tích lũy tinh bột ở điều kiện thử. Điều kiện: lá đã khử tinh bột, được che kín và còn sống. Giới hạn: kết quả không trực tiếp đo tốc độ cố định $\mathrm{CO_2}$.
• Câu 8 (thang 1 điểm: thiết kế 0,5; mô hình 0,2; giới hạn 0,3): Dùng mẫu cây thủy sinh tương đương, cùng nhiệt độ, $\mathrm{CO_2}$ và thời gian; đo khí ở mức sáng A và B với nhiều lần lặp. Mô hình 12 và 20 bọt/phút gợi ý B hoạt động mạnh hơn, nhưng cần đo thể tích khí và kiểm tra $\mathrm{O_2}$ để định lượng chắc hơn.
• Câu 9 (thang 1 điểm: tính đúng 0,4; lí do vị trí vạch 0,4; giới hạn nhận dạng 0,2): $R_f = \dfrac{6{,}4}{8{,}0} = 0{,}80$, không có đơn vị. Nếu vạch chấm chìm, mẫu hòa tan vào bể thay vì được dòng dung môi kéo tách trên giấy. Không suy tên sắc tố chỉ từ một số $R_f$.

HS vận dụng kiến thức về đối chứng, biến số và đo khí để thiết kế một khảo sát mới với cây thủy sinh, dự đoán kết quả và nêu giới hạn của phép đo.

GV nêu tình huống: một nhóm muốn so sánh hoạt động quang hợp của cây thủy sinh ở hai mức sáng A và B. HS thiết kế khảo sát trên Phiếu học tập số 2 (mục vận dụng) hoặc vở: nêu biến số độc lập, biến số phụ cần giữ cố định (chiều dài mẫu, nhiệt độ, $\mathrm{CO_2}$, thời gian), đối chứng, cách đo, số lần lặp và dự đoán. Yêu cầu ghi riêng dự đoán và quan sát. Nếu chưa hoàn thành, HS hoàn thiện ở nhà.

Bản thiết kế gồm: biến độc lập là mức sáng A và B; biến phụ giữ cố định gồm chiều dài mẫu, nhiệt độ, nồng độ $\mathrm{CO_2}$ và thời gian; đo thể tích khí tích lũy có lặp lại; dự đoán: mức sáng B cho khí nhiều hơn nếu quang hợp mạnh hơn; giới hạn: bọt/phút chỉ là chỉ số gần đúng, cần kiểm tra $\mathrm{O_2}$ để kết luận chắc hơn.