植物呼吸速率的測定專家講座

試驗4-1微量定容測壓法

測定植物呼吸速率

植物呼吸速率的測定第1頁一、原理:

1.在密閉、定溫及固定體積系統(tǒng)中，當(dāng)氣體被吸收時，氣體分子降低，壓力降低。相反，當(dāng)產(chǎn)生氣體時，壓力上升。壓力改變能夠用微量檢壓計測出，并可據(jù)此計算氣體吸收或釋放數(shù)量。所以，微量檢壓計可用以研究呼吸作用、光合作用及與O2、CO2及其它氣體交換相關(guān)反應(yīng)如一些酶活性等。植物呼吸速率的測定第2頁一、原理:

2.因為在呼吸過程中吸收氧氣和產(chǎn)生二氧化碳是同時進(jìn)行，所以從壓力計上所觀察到壓力改變是氧吸收量和二氧化碳釋放量總結(jié)果。若在反應(yīng)瓶中加入堿液（如氫氧化鉀），呼吸時所產(chǎn)生二氧化碳被堿吸收，則可由壓力改變計算出氧吸收量。

植物呼吸速率的測定第3頁二、材料、儀器設(shè)備及試劑

（一）材料：萌發(fā)小麥種子。

（二）儀器設(shè)備：1.瓦布格呼吸計（微量呼吸檢壓計）；2.移液管；3.量筒；4.小鑷子；5.橡皮筋；6.吸水紙植物呼吸速率的測定第4頁植物呼吸速率的測定第5頁

（三）試劑：1.20％KOH；2.凡士林；3.Brodie氏溶液：NaCl23g，牛膽酸鈉5g，溶于500ml水中，另加少許染料（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。植物呼吸速率的測定第6頁三、試驗步驟

（一）種子吸氧量測定（測壓計用）

1.種子處理：

⑴取發(fā)芽小麥種子6-8粒，用吸水紙將種子表面水分吸干，稱其鮮重（W）。

⑵用排水法測定其體積（V種子）：取10ml量筒，內(nèi)盛約5ml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。

⑶將種子取出，再次用吸水紙吸干附在種子外表水分，將種子放入反應(yīng)瓶底部，并往反應(yīng)瓶底部加入0.5ml水。

植物呼吸速率的測定第7頁2.反應(yīng)瓶及壓力計處理：

⑴在中央小槽內(nèi)加入20％KOH0.2ml，用以吸收CO2。為了增大吸收CO2能力，可將1cm×2cm濾紙折疊后插入中央小槽內(nèi)，并在中央小槽口上涂少許凡士林，預(yù)防堿液逸出。

⑵側(cè)管玻璃棒涂以凡士林后塞緊。壓力計口亦涂上凡士林和反應(yīng)瓶連接，轉(zhuǎn)動反應(yīng)瓶，使封口凡士林呈透明為止，然后用橡皮筋將反應(yīng)瓶固定在壓力計上。

植物呼吸速率的測定第8頁

3.壓力計及反應(yīng)瓶與水槽間溫度平衡：將壓力計固定在水槽上，并打開壓力計活塞。設(shè)置恒溫水槽溫度，開啟水槽攪拌裝置并開啟轉(zhuǎn)盤振蕩，使壓力計平衡10～15min。在此過程中要注意檢驗反應(yīng)瓶是否漏氣。

植物呼吸速率的測定第9頁

4.測定與讀數(shù)：當(dāng)反應(yīng)瓶內(nèi)溫度與水槽溫度平衡后，停頓振蕩，將壓力計上活塞關(guān)閉并重新開始振蕩，統(tǒng)計開始時間。每隔15min統(tǒng)計壓力計左側(cè)毛細(xì)管Brodie液面高度（h）。讀數(shù)時暫停振蕩，并將壓力計右管液面調(diào)至150mm處，統(tǒng)計左管液面高度，共計四次（共1h）。植物呼吸速率的測定第10頁（二）空白試驗與測壓計壓力值校正

因為壓力計左管口與大氣相通，試驗時室內(nèi)氣壓或水槽溫度微小改變對讀數(shù)都有影響，為此，必須進(jìn)行校正。

校正方法：⑴反應(yīng)瓶中除不加種子外，其它處理、測定及讀數(shù)與測壓計完全相同（即空白試驗，作溫壓計用）；⑵由測壓計讀數(shù)與溫壓計讀數(shù)差值求得測壓計實際壓力值（校正值）。植物呼吸速率的測定第11頁四、結(jié)果計算

（二）呼吸速率計算：

（樣品耗氧）呼吸速率（μl/g·h）＝h×K/W×t。

其中，h×K為依據(jù)實際壓力差值（h，mm）求出氧氣吸收量（μl）；W為鮮樣品質(zhì)量（g）；t為反應(yīng)時間（h）

五、分析討論植物呼吸速率的測定第12頁主要注意事項：

1.操作中切勿對種子造成物理或化學(xué)損傷；

2.壓力計為精密玻璃儀器，須預(yù)防損壞；

3.壓力計與反應(yīng)瓶編號要配套一致；

4.壓力計及反應(yīng)瓶必需確保氣密性良好；

5.壓力計讀數(shù)時應(yīng)暫停振蕩，且不可將活塞打開，也不可將壓力計從水槽上卸下。

思索題：

1.本試驗中為何要設(shè)計溫壓計？

2.反應(yīng)瓶常數(shù)k與哪些原因相關(guān)？本試驗是怎樣滿足其條件？植物呼吸速率的測定第13頁試驗4-2小籃子法（廣口瓶法）測定植物呼吸速率

植物呼吸速率的測定第14頁一、原理

植物呼吸時會放出CO2，一定量植物樣品在單位時間內(nèi)放出CO2數(shù)量，即可作為該樣品呼吸速率。

植物呼吸過程中放出CO2可用氫氧化鋇溶液吸收，呼吸過程結(jié)束后用已知濃度草酸溶液滴定剩下堿液，從空白和樣品二者消耗草酸溶液之差即可計算出呼吸過程中釋放CO2量。

植物呼吸速率的測定第15頁二、材料、設(shè)備儀器及試劑

（一）材料：發(fā)芽小麥種子。

（二）儀器設(shè)備：1.呼吸測定裝置；2.天平；3.鐘表；4.酸式及堿式滴定管；5.溫度計

（三）試劑：

1）0.05mol/L左右Ba(OH)2：Ba(OH)28.6g溶于1000ml蒸餾水中；

2）1／44mol/L草酸溶液：準(zhǔn)確稱取重結(jié)晶H2C2O4·2H2O2.8651g溶于蒸餾水中并定容至1000ml（每ml相當(dāng)于1mgCO2）；

3）酚酞指示劑：1g酚酞溶于100ml95％乙醇中，貯于滴瓶中。

植物呼吸速率的測定第16頁三、試驗步驟

1.取500ml廣口瓶一個，瓶口用打有三孔橡皮塞塞緊，一孔插一盛堿石灰干燥管，使呼吸過程中能進(jìn)入無CO2空氣，一孔插溫度計，另一孔直徑約1cm，供滴定用，平時用一小橡皮塞塞緊，瓶塞下面掛一鐵絲紗小籃，方便裝植物樣品，整個裝置即為廣口瓶呼吸測定裝置。植物呼吸速率的測定第17頁三、試驗步驟

2.向廣口瓶內(nèi)加入0.05mol/LBa(OH)2溶液20ml，馬上塞緊橡皮塞（不帶小籃），充分搖動廣口瓶2min，使瓶內(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，直到紅色剛才消失為止。統(tǒng)計滴定所用草酸量（V0，ml）

植物呼吸速率的測定第18頁三、試驗步驟

3.倒出瓶中廢液，用無CO2蒸餾水（煮沸過）洗凈后，重加上述Ba(OH)2溶液20ml。稱取5g左右發(fā)芽小麥種子（稱前須擦干種子表面水分），裝入小籃子中，掛于橡皮塞下，塞緊瓶塞并開始統(tǒng)計時間，經(jīng)過20～30min，其間輕輕搖動數(shù)次（以破壞溶液表面BaCO3薄膜，利于充分吸收CO2）。到預(yù)訂時間后，打開塞子，將裝有植物材料小籃子快速取出，向瓶內(nèi)加入2滴酚酞指示劑，馬上塞緊塞子，搖勻后用草酸滴定，方法如前。統(tǒng)計滴定所用草酸量（Vs，ml）。植物呼吸速率的測定第19頁四、結(jié)果計算

樣品呼吸速率（mgCO2/g·h）

＝（V0－Vs）×1/(W×t)

式中，V0：空白滴定用去草酸量（ml）；Vs：樣品滴定用去草酸量（ml）；W：樣品鮮重（g）；t：測定時間（h）。1表示滴定所用每毫升1／44mol/L草酸相當(dāng)于1mgCO