植物呼吸速率的測(cè)定

1、一、原理一、原理: 1. 在密閉、定溫及固定體積的系統(tǒng)中，在密閉、定溫及固定體積的系統(tǒng)中， 當(dāng)氣體被吸收時(shí)，氣體分子減少，壓力降低。當(dāng)氣體被吸收時(shí)，氣體分子減少，壓力降低。 相反，當(dāng)產(chǎn)生氣體時(shí)，壓力上升。壓力的變相反，當(dāng)產(chǎn)生氣體時(shí)，壓力上升。壓力的變 化可以用微量檢壓計(jì)測(cè)出，并可據(jù)此計(jì)算氣化可以用微量檢壓計(jì)測(cè)出，并可據(jù)此計(jì)算氣 體吸收或釋放的數(shù)量。因此，微量檢壓計(jì)可體吸收或釋放的數(shù)量。因此，微量檢壓計(jì)可 用以研究呼吸作用、光合作用及與用以研究呼吸作用、光合作用及與O2、CO2 及其它氣體交換相關(guān)的反應(yīng)如某些酶的活性及其它氣體交換相關(guān)的反應(yīng)如某些酶的活性 等。等。 一、原理一、原理: 2. 由于

2、在呼吸過(guò)程中吸收氧氣和產(chǎn)生二由于在呼吸過(guò)程中吸收氧氣和產(chǎn)生二 氧化碳是同時(shí)進(jìn)行的，所以從壓力計(jì)上所觀氧化碳是同時(shí)進(jìn)行的，所以從壓力計(jì)上所觀 察到的壓力變化是氧的吸收量和二氧化碳釋察到的壓力變化是氧的吸收量和二氧化碳釋 放量的總結(jié)果。若在反應(yīng)瓶中加入堿液（如放量的總結(jié)果。若在反應(yīng)瓶中加入堿液（如 氫氧化鉀），呼吸時(shí)所產(chǎn)生的二氧化碳被堿氫氧化鉀），呼吸時(shí)所產(chǎn)生的二氧化碳被堿 吸收，則可由壓力的變化計(jì)算出氧的吸收量。吸收，則可由壓力的變化計(jì)算出氧的吸收量。 二、材料、儀器設(shè)備二、材料、儀器設(shè)備 及試劑及試劑 （一）材料：萌發(fā)的小（一）材料：萌發(fā)的小 麥種子。麥種子。 （二）儀器設(shè)備：（二）儀器設(shè)備：

3、1. 1. 瓦瓦 布格呼吸計(jì)（微量呼吸布格呼吸計(jì)（微量呼吸 檢壓計(jì)）；檢壓計(jì)）；2. 2. 移液管；移液管； 3. 3. 量筒；量筒；4. 4. 小鑷子；小鑷子；5.5. 橡皮筋；橡皮筋；6.6.吸水紙吸水紙 （三）試劑：（三）試劑：1. 201. 20KOHKOH；2. 2. 凡士林；凡士林； 3. Brodie3. Brodie氏溶液：氏溶液：NaCl 23gNaCl 23g，牛膽酸，牛膽酸 鈉鈉5g5g，溶于，溶于500ml500ml水中，另加少許染料水中，另加少許染料 （酸性品紅）使溶液染色，并加數(shù)滴濃（酸性品紅）使溶液染色，并加數(shù)滴濃 麝香草酚乙醇溶液作為防腐劑麝香草酚乙醇溶液作為防

4、腐劑。 三、三、實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟 （一）種子吸氧量的測(cè)定（測(cè)壓計(jì)用）（一）種子吸氧量的測(cè)定（測(cè)壓計(jì)用） 1.1.種子處理：種子處理： 取發(fā)芽小麥種子取發(fā)芽小麥種子6-86-8粒，用吸水紙將種子粒，用吸水紙將種子 表面水分吸干，稱(chēng)其鮮重（表面水分吸干，稱(chēng)其鮮重（W W）。）。 用排水法測(cè)定其體積（用排水法測(cè)定其體積（V V種子 種子）：取 ）：取10ml10ml量量 筒，內(nèi)盛約筒，內(nèi)盛約5ml5ml的水，將種子充分放入量筒的水，將種子充分放入量筒 內(nèi)，二次水分體積之差即為種子體積。內(nèi)，二次水分體積之差即為種子體積。 將種子取出，再次用吸水紙吸干附在種子將種子取出，再次用吸水紙吸干附在種子 外表的

5、水分，將種子放入反應(yīng)瓶的底部，并外表的水分，將種子放入反應(yīng)瓶的底部，并 往反應(yīng)瓶底部加入往反應(yīng)瓶底部加入0.5ml0.5ml水。水。 2.2.反應(yīng)瓶及壓力計(jì)處理：反應(yīng)瓶及壓力計(jì)處理： 在中央小槽內(nèi)加入在中央小槽內(nèi)加入2020KOH 0.2mlKOH 0.2ml， 用以吸收用以吸收COCO2 2。為了增大吸收。為了增大吸收COCO2 2的能力，的能力， 可將可將1cm1cm2cm2cm濾紙折疊后插入中央小槽濾紙折疊后插入中央小槽 內(nèi)，并在中央小槽口上涂少量凡士林，內(nèi)，并在中央小槽口上涂少量凡士林， 防止堿液逸出。防止堿液逸出。 側(cè)管的玻璃棒涂以凡士林后塞緊。壓側(cè)管的玻璃棒涂以凡士林后塞緊。壓 力

6、計(jì)口亦涂上凡士林和反應(yīng)瓶連接，轉(zhuǎn)力計(jì)口亦涂上凡士林和反應(yīng)瓶連接，轉(zhuǎn) 動(dòng)反應(yīng)瓶，使封口凡士林呈透明為止，動(dòng)反應(yīng)瓶，使封口凡士林呈透明為止， 然后用橡皮筋將反應(yīng)瓶固定在壓力計(jì)上。然后用橡皮筋將反應(yīng)瓶固定在壓力計(jì)上。 3.3.壓力計(jì)及反應(yīng)瓶與水槽間溫度的平衡：將壓力計(jì)及反應(yīng)瓶與水槽間溫度的平衡：將 壓力計(jì)固定在水槽上，并打開(kāi)壓力計(jì)活塞。壓力計(jì)固定在水槽上，并打開(kāi)壓力計(jì)活塞。 設(shè)置恒溫水槽溫度，啟動(dòng)水槽攪拌裝置并啟設(shè)置恒溫水槽溫度，啟動(dòng)水槽攪拌裝置并啟 動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)振蕩，使壓力計(jì)平衡動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)振蕩，使壓力計(jì)平衡101015min15min。在。在 此過(guò)程中要注意檢查反應(yīng)瓶是否漏氣。此過(guò)程中要注意檢查反應(yīng)瓶是否漏

7、氣。 4.4.測(cè)定與讀數(shù)：當(dāng)反應(yīng)瓶?jī)?nèi)溫度與水槽測(cè)定與讀數(shù)：當(dāng)反應(yīng)瓶?jī)?nèi)溫度與水槽 溫度平衡后，停止振蕩，將壓力計(jì)上的溫度平衡后，停止振蕩，將壓力計(jì)上的 活塞關(guān)閉并重新開(kāi)始振蕩，記錄開(kāi)始時(shí)活塞關(guān)閉并重新開(kāi)始振蕩，記錄開(kāi)始時(shí) 間。每隔間。每隔15min15min記錄壓力計(jì)左側(cè)毛細(xì)管記錄壓力計(jì)左側(cè)毛細(xì)管 BrodieBrodie液面高度（液面高度（ h ）。讀數(shù)時(shí)暫停）。讀數(shù)時(shí)暫停 振蕩，并將壓力計(jì)的右管液面調(diào)至振蕩，并將壓力計(jì)的右管液面調(diào)至 150mm150mm處，記錄左管液面高度，共計(jì)四處，記錄左管液面高度，共計(jì)四 次（共次（共1h1h）。）。 （二）空白實(shí)驗(yàn)與測(cè)壓計(jì)壓力值校（二）空白實(shí)驗(yàn)與測(cè)壓計(jì)

8、壓力值校 正正 由于壓力計(jì)左管口與大氣相通，實(shí)由于壓力計(jì)左管口與大氣相通，實(shí) 驗(yàn)時(shí)室內(nèi)氣壓或水槽溫度微小變化對(duì)讀驗(yàn)時(shí)室內(nèi)氣壓或水槽溫度微小變化對(duì)讀 數(shù)均有影響，為此，必須進(jìn)行校正。數(shù)均有影響，為此，必須進(jìn)行校正。 校正方法：反應(yīng)瓶中除不加種子校正方法：反應(yīng)瓶中除不加種子 外，其他處理、測(cè)定及讀數(shù)與測(cè)壓計(jì)完外，其他處理、測(cè)定及讀數(shù)與測(cè)壓計(jì)完 全相同（即空白實(shí)驗(yàn)，作溫壓計(jì)用）；全相同（即空白實(shí)驗(yàn)，作溫壓計(jì)用）； 由測(cè)壓計(jì)讀數(shù)與溫壓計(jì)讀數(shù)的差值求由測(cè)壓計(jì)讀數(shù)與溫壓計(jì)讀數(shù)的差值求 得測(cè)壓計(jì)的實(shí)際壓力值（校正值）。得測(cè)壓計(jì)的實(shí)際壓力值（校正值）。 四、結(jié)果計(jì)算四、結(jié)果計(jì)算 （二）呼吸速率計(jì)算： （樣品耗

9、氧的）呼吸速率（l/gh） h h K/ Wt。 其中， h hK為根據(jù)實(shí)際壓力差值（h，mm）求出 的氧氣的吸收量（l）；W為鮮樣品質(zhì)量（g）；t 為反應(yīng)時(shí)間（h） 五、分析討論五、分析討論 主要注意事項(xiàng)： 1. 1. 操作中切勿對(duì)種子造成物理或化學(xué)損傷；操作中切勿對(duì)種子造成物理或化學(xué)損傷； 2. 2. 壓力計(jì)為精密玻璃儀器，須防止損壞；壓力計(jì)為精密玻璃儀器，須防止損壞； 3. 3. 壓力計(jì)與反應(yīng)瓶編號(hào)要配套一致；壓力計(jì)與反應(yīng)瓶編號(hào)要配套一致； 4. 4. 壓力計(jì)及反應(yīng)瓶必需保證氣密性良好；壓力計(jì)及反應(yīng)瓶必需保證氣密性良好； 5. 5. 壓力計(jì)讀數(shù)時(shí)應(yīng)暫停振蕩，且不可將活塞壓力計(jì)讀數(shù)時(shí)應(yīng)暫停

10、振蕩，且不可將活塞 打開(kāi)，也不可將壓力計(jì)從水槽上卸下。打開(kāi)，也不可將壓力計(jì)從水槽上卸下。 思考題：思考題： 1.1.本實(shí)驗(yàn)中為什么要設(shè)計(jì)溫壓計(jì)？本實(shí)驗(yàn)中為什么要設(shè)計(jì)溫壓計(jì)？ 2.2.反應(yīng)瓶常數(shù)反應(yīng)瓶常數(shù)k k與哪些因素有關(guān)？本實(shí)驗(yàn)是如與哪些因素有關(guān)？本實(shí)驗(yàn)是如 何滿足其條件的？何滿足其條件的？ 實(shí)驗(yàn)4-2 小籃子法（廣口瓶法） 測(cè)定植物呼吸速率 一、原理 植物呼吸時(shí)會(huì)放出CO2，一定量的植 物樣品在單位時(shí)間內(nèi)放出CO2的數(shù)量，即 可作為該樣品的呼吸速率。 植物呼吸過(guò)程中放出的CO2可用氫氧 化鋇溶液吸收，呼吸過(guò)程結(jié)束后用已知 濃度的草酸溶液滴定剩余的堿液，從空 白和樣品二者消耗草酸溶液之差即可

11、計(jì) 算出呼吸過(guò)程中釋放的CO2的量。 二、材料、設(shè)備儀器及試劑 （一）材料：發(fā)芽的小麥種子。 （二）儀器設(shè)備：1.呼吸測(cè)定裝置；2.天平；3.鐘表； 4.酸式及堿式滴定管；5.溫度計(jì) （三）試劑： 1） 0.05mol/L 左右的Ba(OH)2：Ba(OH)2 8.6g溶于 1000ml蒸餾水中； 2） 144 mol/L 草酸溶液：準(zhǔn)確稱(chēng)取重結(jié)晶的 H2C2O42H2O 2.8651g溶于蒸餾水中并定容至 1000ml（每ml相當(dāng)于1mg CO2）； 3） 酚酞指示劑：1g酚酞溶于100ml 95乙醇中， 貯于滴瓶中。 三、實(shí)驗(yàn)步驟 1. 取500ml廣口瓶一個(gè)， 瓶口用打有三孔的橡皮塞 塞

12、緊，一孔插一盛堿石灰 的干燥管，使呼吸過(guò)程中 能進(jìn)入無(wú)CO2的空氣，一 孔插溫度計(jì)，另一孔直徑 約1cm，供滴定用，平時(shí) 用一小橡皮塞塞緊，瓶塞 下面掛一鐵絲紗小籃，以 便裝植物樣品，整個(gè)裝置 即為廣口瓶呼吸測(cè)定裝置。 三、實(shí)驗(yàn)步驟 2. 向廣口瓶?jī)?nèi)加入0.05mol/L 的Ba(OH)2 溶液20ml，立即塞緊橡皮塞（不帶小 籃），充分搖動(dòng)廣口瓶2min，使瓶?jī)?nèi) CO2全部被吸收，拔出小橡皮塞，加入酚 酞指示劑2滴后搖勻，把滴定管插入孔中， 用標(biāo)準(zhǔn)草酸溶液進(jìn)行空白滴定，直到紅 色剛剛消失為止。記錄滴定所用草酸的 量（V0，ml） 三、實(shí)驗(yàn)步驟 3. 倒出瓶中廢液，用無(wú)CO2的蒸餾水（煮沸過(guò)的

13、）洗 凈后，重加上述Ba(OH)2溶液20ml。稱(chēng)取5g左右的 發(fā)芽小麥種子（稱(chēng)前須擦干種子表面水分），裝入 小籃子中，掛于橡皮塞下，塞緊瓶塞并開(kāi)始記錄時(shí) 間，經(jīng)過(guò)2030min，其間輕輕搖動(dòng)數(shù)次（以破壞溶 液表面的BaCO3薄膜，利于充分吸收CO2）。到預(yù)訂 時(shí)間后，打開(kāi)塞子，將裝有植物材料的小籃子迅速 取出，向瓶?jī)?nèi)加入2滴酚酞指示劑，立即塞緊塞子， 搖勻后用草酸滴定，方法如前。記錄滴定所用草酸 的量（Vs，ml）。 四、結(jié)果計(jì)算 樣品的呼吸速率（mg CO2/gh） （V0Vs）1/(Wt) 式中， V0 ：空白滴定用去的草酸量 （ml）； Vs ：樣品滴定用去的草酸量（ml）； W：樣品

14、鮮重（g）；t：測(cè)定時(shí)間（h）。1表 示滴定所用每毫升144mol/L 的草酸相當(dāng)于 1mgCO2。 五、分析討論 主要注意事項(xiàng)： 1. 操作過(guò)程中應(yīng)防止實(shí)驗(yàn)人員口中呼出的氣 體進(jìn)入廣口瓶； 2. 應(yīng)避免對(duì)植物材料造成理化損傷； 3. 搖動(dòng)廣口瓶時(shí)應(yīng)小心，防止小籃子掉入堿 液中。 思考題：在本實(shí)驗(yàn)中要準(zhǔn)確測(cè)定呼吸速率，還 需要注意哪些方面的問(wèn)題？ 一、原理一、原理: 1. 在密閉、定溫及固定體積的系統(tǒng)中，在密閉、定溫及固定體積的系統(tǒng)中， 當(dāng)氣體被吸收時(shí)，氣體分子減少，壓力降低。當(dāng)氣體被吸收時(shí)，氣體分子減少，壓力降低。 相反，當(dāng)產(chǎn)生氣體時(shí)，壓力上升。壓力的變相反，當(dāng)產(chǎn)生氣體時(shí)，壓力上升。壓力的變

15、 化可以用微量檢壓計(jì)測(cè)出，并可據(jù)此計(jì)算氣化可以用微量檢壓計(jì)測(cè)出，并可據(jù)此計(jì)算氣 體吸收或釋放的數(shù)量。因此，微量檢壓計(jì)可體吸收或釋放的數(shù)量。因此，微量檢壓計(jì)可 用以研究呼吸作用、光合作用及與用以研究呼吸作用、光合作用及與O2、CO2 及其它氣體交換相關(guān)的反應(yīng)如某些酶的活性及其它氣體交換相關(guān)的反應(yīng)如某些酶的活性 等。等。 一、原理一、原理: 2. 由于在呼吸過(guò)程中吸收氧氣和產(chǎn)生二由于在呼吸過(guò)程中吸收氧氣和產(chǎn)生二 氧化碳是同時(shí)進(jìn)行的，所以從壓力計(jì)上所觀氧化碳是同時(shí)進(jìn)行的，所以從壓力計(jì)上所觀 察到的壓力變化是氧的吸收量和二氧化碳釋察到的壓力變化是氧的吸收量和二氧化碳釋 放量的總結(jié)果。若在反應(yīng)瓶中加入堿

16、液（如放量的總結(jié)果。若在反應(yīng)瓶中加入堿液（如 氫氧化鉀），呼吸時(shí)所產(chǎn)生的二氧化碳被堿氫氧化鉀），呼吸時(shí)所產(chǎn)生的二氧化碳被堿 吸收，則可由壓力的變化計(jì)算出氧的吸收量。吸收，則可由壓力的變化計(jì)算出氧的吸收量。 （三）試劑：（三）試劑：1. 201. 20KOHKOH；2. 2. 凡士林；凡士林； 3. Brodie3. Brodie氏溶液：氏溶液：NaCl 23gNaCl 23g，牛膽酸，牛膽酸 鈉鈉5g5g，溶于，溶于500ml500ml水中，另加少許染料水中，另加少許染料 （酸性品紅）使溶液染色，并加數(shù)滴濃（酸性品紅）使溶液染色，并加數(shù)滴濃 麝香草酚乙醇溶液作為防腐劑麝香草酚乙醇溶液作為防腐劑。 3.3.壓力計(jì)及反應(yīng)瓶與水槽間溫度的平衡：將壓力計(jì)及反應(yīng)瓶與水槽間溫度的平衡：將 壓力計(jì)固定在水槽上，并打開(kāi)壓力計(jì)活塞。壓力計(jì)固定在水槽上，并打開(kāi)壓力計(jì)活塞。 設(shè)置恒溫水槽溫度，啟動(dòng)水槽攪拌裝置并啟設(shè)置恒溫水槽溫度，啟動(dòng)水槽攪拌裝置并啟 動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)振蕩，使壓力計(jì)平衡動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)振蕩，使壓力計(jì)平衡101015min15min。在。在 此過(guò)程中要注意檢查反應(yīng)瓶是否漏氣。此過(guò)程中要注意檢查反應(yīng)瓶是否漏氣。 三、實(shí)驗(yàn)步驟 2. 向廣口瓶?jī)?nèi)加入0.05mol/L 的Ba(OH)2 溶液2