植物呼吸速率的测定精.ppt

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1、植物呼吸速率的测定第1页，本讲稿共22页一、原理一、原理:1.在密闭、定温及固定体积的系统中，当在密闭、定温及固定体积的系统中，当气体被吸收时，气体分子减少，压力降低。相气体被吸收时，气体分子减少，压力降低。相反，当产生气体时，压力上升。压力的变化可反，当产生气体时，压力上升。压力的变化可以用微量检压计测出，并可据此计算气体吸收以用微量检压计测出，并可据此计算气体吸收或释放的数量。因此，微量检压计可用以研究或释放的数量。因此，微量检压计可用以研究呼吸作用、光合作用及与呼吸作用、光合作用及与O2、CO2及其它气体及其它气体交换相关的反应如某些酶的活性等。交换相关的反应如某些酶的活性等。第2页，本

2、讲稿共22页一、原理一、原理:2.由于在呼吸过程中吸收氧气和产生二氧由于在呼吸过程中吸收氧气和产生二氧化碳是同时进行的，所以从压力计上所观察到化碳是同时进行的，所以从压力计上所观察到的压力变化是氧的吸收量和二氧化碳释放量的的压力变化是氧的吸收量和二氧化碳释放量的总结果。若在反应瓶中加入碱液（如氢氧化钾）总结果。若在反应瓶中加入碱液（如氢氧化钾），呼吸时所产生的二氧化碳被碱吸收，则可由，呼吸时所产生的二氧化碳被碱吸收，则可由压力的变化计算出氧的吸收量。压力的变化计算出氧的吸收量。第3页，本讲稿共22页二、材料、仪器设备二、材料、仪器设备及试剂及试剂（一）材料：萌发的小麦（一）材料：萌发的小麦种子

3、。种子。（二）仪器设备：（二）仪器设备：1.1.瓦布瓦布格呼吸计（微量呼吸检压格呼吸计（微量呼吸检压计）；计）；2.2.移液管；移液管；3.3.量量筒；筒；4.4.小镊子；小镊子；5.5.橡皮筋；橡皮筋；6.6.吸水纸吸水纸第4页，本讲稿共22页第5页，本讲稿共22页二、材料、仪器设备及试剂二、材料、仪器设备及试剂（三）试剂：（三）试剂：1.201.20KOHKOH；2.2.凡士林；凡士林；3.3.BrodieBrodie氏溶液：氏溶液：NaCl 23gNaCl 23g，牛胆酸钠，牛胆酸钠5g5g，溶，溶于于500ml500ml水中，另加少许染料（酸性品红）水中，另加少许染料（酸性品红）使溶液

4、染色，并加数滴浓麝香草酚乙醇溶液使溶液染色，并加数滴浓麝香草酚乙醇溶液作为防腐剂作为防腐剂。第6页，本讲稿共22页三、三、实验步骤实验步骤（一）种子吸氧量的测定（测压计用）（一）种子吸氧量的测定（测压计用）1.1.种子处理：种子处理：取发芽小麦种子取发芽小麦种子6-86-8粒，用吸水纸将种子表面水粒，用吸水纸将种子表面水分吸干，称其鲜重（分吸干，称其鲜重（W W）。）。用排水法测定其体积（用排水法测定其体积（V V种子种子）：取）：取10ml10ml量筒，量筒，内盛约内盛约5ml5ml的水，将种子充分放入量筒内，二的水，将种子充分放入量筒内，二次水分体积之差即为种子体积。次水分体积之差即为种子

5、体积。将种子取出，再次用吸水纸吸干附在种子外将种子取出，再次用吸水纸吸干附在种子外表的水分，将种子放入反应瓶的底部，并往反表的水分，将种子放入反应瓶的底部，并往反应瓶底部加入应瓶底部加入0.5ml0.5ml水。水。第7页，本讲稿共22页三、三、实验步骤实验步骤2.2.反应瓶及压力计处理：反应瓶及压力计处理：在中央小槽内加入在中央小槽内加入2020KOH 0.2mlKOH 0.2ml，用以吸收，用以吸收COCO2 2。为了增大吸收。为了增大吸收COCO2 2的能力，可将的能力，可将1cm2cm1cm2cm滤纸滤纸折叠后插入中央小槽内，并在中央小槽口上涂少量折叠后插入中央小槽内，并在中央小槽口上涂

6、少量凡士林，防止碱液逸出。凡士林，防止碱液逸出。侧管的玻璃棒涂以凡士林后塞紧。压力计口亦涂侧管的玻璃棒涂以凡士林后塞紧。压力计口亦涂上凡士林和反应瓶连接，转动反应瓶，使封口凡士上凡士林和反应瓶连接，转动反应瓶，使封口凡士林呈透明为止，然后用橡皮筋将反应瓶固定在压力林呈透明为止，然后用橡皮筋将反应瓶固定在压力计上。计上。第8页，本讲稿共22页三、三、实验步骤实验步骤3.3.压力计及反应瓶与水槽间温度的平衡：将压力计压力计及反应瓶与水槽间温度的平衡：将压力计固定在水槽上，并打开压力计活塞。设置恒温水槽固定在水槽上，并打开压力计活塞。设置恒温水槽温度，启动水槽搅拌装置并启动转盘振荡，使压力温度，启动

7、水槽搅拌装置并启动转盘振荡，使压力计平衡计平衡101015min15min。在此过程中要注意检查反应瓶。在此过程中要注意检查反应瓶是否漏气。是否漏气。第9页，本讲稿共22页三、三、实验步骤实验步骤4.4.测定与读数：当反应瓶内温度与水槽温度平衡后，测定与读数：当反应瓶内温度与水槽温度平衡后，停止振荡，将压力计上的活塞关闭并重新开始振荡，停止振荡，将压力计上的活塞关闭并重新开始振荡，记录开始时间。每隔记录开始时间。每隔15min15min记录压力计左侧毛细管记录压力计左侧毛细管BrodieBrodie液面高度（液面高度（h ）。读数时暂停振荡，并）。读数时暂停振荡，并将压力计的右管液面调至将压力

8、计的右管液面调至150mm150mm处，记录左管处，记录左管液面高度，共计四次（共液面高度，共计四次（共1h1h）。）。第10页，本讲稿共22页三、三、实验步骤实验步骤（二）空白实验与测压计压力值校正（二）空白实验与测压计压力值校正 由于压力计左管口与大气相通，实验时室内气由于压力计左管口与大气相通，实验时室内气压或水槽温度微小变化对读数均有影响，为此，必压或水槽温度微小变化对读数均有影响，为此，必须进行校正。须进行校正。校正方法：校正方法：反应瓶中除不加种子外，其他处反应瓶中除不加种子外，其他处理、测定及读数与测压计完全相同（即空白实验，理、测定及读数与测压计完全相同（即空白实验，作温压计用

9、）；作温压计用）；由测压计读数与温压计读数的差由测压计读数与温压计读数的差值求得测压计的实际压力值（校正值）。值求得测压计的实际压力值（校正值）。第11页，本讲稿共22页四、四、结果计算结果计算（一）反应瓶常数（一）反应瓶常数（k，l l/mm）计算：）计算：其中，其中，V Vg gV V总总V Vf fV V种子种子 (l)l)V总：反应瓶（至连接的压力计右侧臂150mm处）的总体积（可根据反应瓶出厂编号查知）；Vf：反应瓶中液体体积（本实验中包括加入的KOH和水的体积）；V种子：实验所用种子体积；T：实验体系的绝对温度；：压力为1atm、温度为T时气体（本实验为O2）的溶解度（可查表获知）

10、；P0：以Brodie液表示的标准压力（约为10000mm）。第12页，本讲稿共22页四、结果计算四、结果计算（二）呼吸速率计算：（样品耗氧的）呼吸速率（l/gh）h h K/Wt。其中，h hK为根据实际压力差值（h，mm）求出的氧气的吸收量（l）；W为鲜样品质量（g）；t为反应时间（h）五、分析讨论五、分析讨论第13页，本讲稿共22页主要注意事项：1.1.操作中切勿对种子造成物理或化学损伤；操作中切勿对种子造成物理或化学损伤；2.2.压力计为精密玻璃仪器，须防止损坏；压力计为精密玻璃仪器，须防止损坏；3.3.压力计与反应瓶编号要配套一致；压力计与反应瓶编号要配套一致；4.4.压力计及反应瓶

11、必需保证气密性良好；压力计及反应瓶必需保证气密性良好；5.5.压力计读数时应暂停振荡，且不可将活塞打开，压力计读数时应暂停振荡，且不可将活塞打开，也不可将压力计从水槽上卸下。也不可将压力计从水槽上卸下。思考题：思考题：1.1.本实验中为什么要设计温压计？本实验中为什么要设计温压计？2.2.反应瓶常数反应瓶常数k k与哪些因素有关？本实验是如何满与哪些因素有关？本实验是如何满足其条件的？足其条件的？第14页，本讲稿共22页实验4-2 小篮子法（广口瓶法）测定植物呼吸速率第15页，本讲稿共22页一、原理 植物呼吸时会放出CO2，一定量的植物样品在单位时间内放出CO2的数量，即可作为该样品的呼吸速率

12、。植物呼吸过程中放出的CO2可用氢氧化钡溶液吸收，呼吸过程结束后用已知浓度的草酸溶液滴定剩余的碱液，从空白和样品二者消耗草酸溶液之差即可计算出呼吸过程中释放的CO2的量。第16页，本讲稿共22页二、材料、设备仪器及试剂（一）材料：发芽的小麦种子。（二）仪器设备：1.呼吸测定装置；2.天平；3.钟表；4.酸式及碱式滴定管；5.温度计（三）试剂：1）0.05mol/L 左右的Ba(OH)2：Ba(OH)2 8.6g溶于1000ml蒸馏水中；2）144 mol/L 草酸溶液：准确称取重结晶的H2C2O42H2O 2.8651g溶于蒸馏水中并定容至1000ml（每ml相当于1mg CO2）；3）酚酞指

13、示剂：1g酚酞溶于100ml 95乙醇中，贮于滴瓶中。第17页，本讲稿共22页三、实验步骤 1.取500ml广口瓶一个，瓶口用打有三孔的橡皮塞塞紧，一孔插一盛碱石灰的干燥管，使呼吸过程中能进入无CO2的空气，一孔插温度计，另一孔直径约1cm，供滴定用，平时用一小橡皮塞塞紧，瓶塞下面挂一铁丝纱小篮，以便装植物样品，整个装置即为广口瓶呼吸测定装置。第18页，本讲稿共22页三、实验步骤 2.向广口瓶内加入0.05mol/L 的Ba(OH)2溶液20ml，立即塞紧橡皮塞（不带小篮），充分摇动广口瓶2min，使瓶内CO2全部被吸收，拔出小橡皮塞，加入酚酞指示剂2滴后摇匀，把滴定管插入孔中，用标准草酸溶液

14、进行空白滴定，直到红色刚刚消失为止。记录滴定所用草酸的量（V0，ml）第19页，本讲稿共22页三、实验步骤 3.倒出瓶中废液，用无CO2的蒸馏水（煮沸过的）洗净后，重加上述Ba(OH)2溶液20ml。称取5g左右的发芽小麦种子（称前须擦干种子表面水分），装入小篮子中，挂于橡皮塞下，塞紧瓶塞并开始记录时间，经过2030min，其间轻轻摇动数次（以破坏溶液表面的BaCO3薄膜，利于充分吸收CO2）。到预订时间后，打开塞子，将装有植物材料的小篮子迅速取出，向瓶内加入2滴酚酞指示剂，立即塞紧塞子，摇匀后用草酸滴定，方法如前。记录滴定所用草酸的量（Vs，ml）。第20页，本讲稿共22页四、结果计算 样品的呼吸速率（mg CO2/gh）（V0Vs）1/(Wt)式中，V0：空白滴定用去的草酸量（ml）；Vs：样品滴定用去的草酸量（ml）；W：样品鲜重（g）；t：测定时间（h）。1表示滴定所用每毫升144mol/L 的草酸相当于1mgCO2。五、分析讨论第21页，本讲稿共22页主要注意事项：1.操作过程中应防止实验人员口中呼出的气体进入广口瓶；2.应避免对植物材料造成理化损伤；3.摇动广口瓶时应小心，防止小篮子掉入碱液中。思考题：在本实验中要准确测定呼吸速率，还需要注意哪些方面的问题？第22页，本讲稿共22页