小篮子法测呼吸

1、小篮子法测呼吸【实验目的】1掌握小篮子法测呼吸的原理及方法。2掌握了解植物呼吸速率测定在实际生产中的意义。【实验原理】在密闭容器中，植物进行呼吸作用后有交换的气体成分为02或CO2，可以选择测量其中一种的增加量或减少量来衡量植物体的呼吸作用。小篮子法选取的是测量 CO2的增加量。用Ba(0H)2将产生的CO2吸收，用草酸滴定出剩余量，由Ba(0H)2减少量可定量测出CO2的增加量，进而测定出植物的呼吸速率(以CO2增加速率表示)。实验所涉及的反应方程式如下：Ba(OH )2 CO2Bag H 2OBa(OH)2(剩余)+ H2C2O4BaC2O4 H2O植物呼吸速率可以如下公式表示：呼吸速率m

2、g ( CO2X活种子产生量-死种子产生量)十FW 时间【实验材料】植物材料：大麦种子，小麦种子试剂：Ba(OH)2 溶液：0.05 mol/L ； H2C2O4 溶液：1/44 mol/L ;酚酞指示剂器材：广口瓶，三孔塞，温度计，漏斗(装有碱石灰)，小篮子，酸式滴定管量筒，滴管【实验内容】1实验装置的组装取一只广口瓶，加一只三孔橡皮塞，一孔插入装有碱石灰的漏斗，漏斗口塞棉花，将压碎的碱石灰粉末覆盖于棉花上，能吸收进入瓶中的 CO2，另一小孔供滴定用，平时用一小橡皮塞塞紧；第三孔插入温度计，记录测定时的温度。瓶盖下面装一小钩，以悬挂小筐， 供装植物材料用。2实验材料准备称量两份大麦种子，两份

3、小麦种子，分别记下质量。其中一份大麦种子和一份小麦种子煮熟，备用。3呼吸速率的测定(1)空白滴定：通过滴定孔向广口瓶内放 Ba(OH )2溶液20 ml，加入2滴酚酞试剂。塞紧小橡皮塞， 摇动广口瓶几分钟，使瓶内 co 2充分吸收。待瓶内CO2吸收后，拔出小橡皮塞，把酸式滴 定管插入小孔中，用草酸滴定， 至红色刚刚消失为止。记下草酸溶液用量的毫升数，即为空白滴定值（乂）（2）活种子测定：倒出废液，用蒸馏水洗凈广口瓶，重加 20 ml Ba（OH ）2溶液与酚酞指示剂于瓶内，将装 有待测种子的小篮迅速挂在小钩上， 塞紧瓶塞。开始计时，三十分钟后，迅速将小篮子取出, 塞进瓶塞，充分摇动 2分钟，使

4、瓶内CO2的完全被吸收按照（1）的滴定方法进行滴定，消 耗草酸体积记为V1。（3 ）煮熟种子测定：按（2）的步骤，将活种子换成煮熟的种子进行测定。消耗草酸体积记为V2.。【实验结果】实验数据记录与计算：大麦小麦发 芽种 子m1称量/g8.04808.0028Vo/ml38.9038.00m(CO2)(200.0544 - Vo)/ mg5.16.0To/C17.022.0V1/ml37.8537.70m,CO2)(200.0544 -VJ/mg6.156.3Ti/C19.026.0mi (CO 2) m 0 (CO 2)/mg1.050.3每克鲜重对应CO2值/mg0.130.037煮T孰m2

5、称量/g8.00317.6470V/ml38.0038.90m(CO2)(200.0544 - V0) / mg6.05.1T0/C26.017.0V2 /ml35.2037.50m 2(CO 2)(200.0544 - V2) / mg8.86.5T2 /C22.019.0m2 (CO 2) m0 (CO 2)/mg2.81.4每克鲜重对应CO2值/mg0.340.18灰色部分为煮熟种子的各项测量值与计算值，但实验误差过大，将煮熟种子的测量值略 去，即若不考虑死种子对环境CO2含量的影响，只用发芽种子与空白值进行计算，结果如下：大麦：呼吸速率=0.13/0.5=0.26（ mg gFW-1

6、h-1）小麦：呼吸速率 =0.037/0.5=0.074（ mg gFW-1 h-1）【实验讨论】1,本次实验由于器材的缺少且时间紧张，由两组同学合作完成实验，本组完成的是发芽 的大麦种子和煮熟的小麦种子，另一组同学完成的是煮熟的大麦种子和发芽的小麦种子。因此实验设计方面存在很多不足，导致实验结果出现较大误差，无法进行计算。所存在的不足主要有以下几点：（1 ）两组所用的广口瓶不同，因此空白值测定不同（2）所称鲜重不同，因此测出的 CO2增加值不同，即使可以换成每克鲜重的增加值，但 其结果必然会出现很大的误差。（3 ）温度不同，实验时两组所测得的温度均处于较低值，呼吸速率较低，且两组之间温 度值

7、相差较大，导致两组种子的呼吸速率不同，在同样较低的情况下，误差很大，直接导致即使同一种材料，两组数据也没有可比性。（4 ）实验所用的熟种子可能并未完全煮熟，导致其剩余的呼吸作用还较强。温度较高， 使得其呼吸作用反超发芽种子。由以上几点，可以看出，本次实验所得数据没有可操作性。2实验改进：（1 ）若两组同学合作试验， 最好应为每组做同一种子的呼吸，例如一组同学测量大麦的萌发种子和煮熟种子的 CO2释放值，另一组同学测量小麦种子的CO2释放值。（2 ）测量同一种植物种子的 CO2释放值时，应先测量萌发种子的CO2释放值，再将同一份种子煮熟，冷却至温度与刚刚萌发种子的温度相同，吸干表面的水分，再按同

8、样的方法， 用同样的装置进行煮熟种子 CO2释放值的测量。这样，虽然前后有一定的时间差，但是由于空白值的使用，种子的重量，温度均相同，因此可以认为是在相同外界环境条件下进行的测 量，此时测量结果所得差距可认为均由种子自身决定，该种测量不用测量空白值，只需测量萌发种子和煮熟种子的 CO2释放值即可。3呼吸作用有两个主要生理功能，一是为代谢过程和生理活动提供能量，二是为生物大 分子合成提供原料。生长旺盛和生理活性高的部位如幼根、幼茎、幼叶、幼果等，呼吸作用 所产生的能量和中间产物，大多数用来构成细胞生长的物质如蛋白质、核酸、纤维素、磷脂等，因而呼吸效率很高。但在生长活动已停止的成熟组织或器官内，除

9、一部分用于维持细胞的活性外，有相当部分能量以热能形式散失掉，因而呼吸效率低。根据上述情况可把呼吸分为两类：一种是维持呼吸，用以维持细胞的活性。另一种是生长呼吸， 用于生物大分子的合成，离子吸收等。维持呼吸是相对稳定的，每克干重植物约消耗1520mg葡萄糖，而生长呼吸则随生长发育状况而不同。从植物的一生来看，种子萌发到苗期，主要是进行生长呼吸，呼吸效率高，随着营养体的生长，生长呼吸占总呼吸比例下降，而维持呼吸所占的比例增加。株型高大的品种，维持呼吸所占的比例较高。从以上理论来看，种子萌发时呼吸效率应较高，但本实验所得结果呼吸速率相对较低，最可能原因是由于温度过低影响其呼吸速率导致。其次，瓶中积聚

10、的C02和减少的02对呼吸作用的限制也是可能的原因。4影响植物体呼吸的主要因素：（1 ）不同组织器官：在生长发育旺盛的部分， 如种子，幼茎，幼叶等，呼吸速率会很高， 以满足旺盛的生长发育对能量的需求。即一般生长呼吸速率要大于维持呼吸速率。（2）温度：温度对呼吸的影响主要来自于温度对酶活性的影响，温度低，则酶活性较弱，温度过高，酶则钝化。本实验由于在温度较低的情况下进行，因此种子的呼吸速率会相对较低，在低C02产出的情况下，只要很小的误差对C02释放值测定影响就会很大。（3 ）含水量：干燥种子的呼吸作用与粮食贮藏有密切关系。含水量很低的风干种子呼吸速率微弱。一 般油料种子含水量在 8 %9%以下

11、，淀粉种子含水量在 12 %14%时，种子中原生质处于 凝胶状态，呼吸酶活性低，呼吸极微弱，可以安全贮藏，此时的含水量称之为安全含水量。当油料种子含水量达 10%11%，淀粉种子含水量达到 15 %16%时，呼吸作用就显著增 强。如果含水量继续增加，则呼吸速率几乎成直线上升。其原因是，种子含水量增高后，原 生质由凝胶转变成溶胶，自由水含量升高，呼吸酶活性大大增强，呼吸也就增强。淀粉种子安全含水量高于油料种子的原因，主要是淀粉种子中含淀粉等亲水物质多，其中存在的束缚水含量要高一些。而油料种子中含疏水的油脂较多，存在的束缚水也较少。本实验所用种子含水量均较高，理论上讲呼吸速率也应较大，造成实验结果

12、偏小的主要 原因还是来自于温度过低。（4） CO2含量：CO2含量升高时，呼吸速率会减慢。在密闭体系中，当CO2浓度达到一 定程度，会相对抑制呼吸作用。 在实际生活中，适当增加贮藏环境的 CO2浓度有利于降低其 呼吸速率。（5） 02含量：氧气含量下降时，会抑制呼吸作用。有研究表明，当02含量下降至 20% 以下时，呼吸速率会显著下降。因此在实验过程中，由于密闭体系，与外界无气体交换，因此02含量在后期会下降至 20%一下，导致呼吸作用受到抑制。从以上两点看出，无论是 02含量还是C02含量，密闭体系中的植物后期呼吸作用都会显 著降低，因此所测得的呼吸速率只是一个平均速率，前期速率较快，而后期

13、速率相对较慢。在实际生活中，适当增加贮藏环境的C02浓度和降低02浓度有利于降低其呼吸速率。（6 ）机械损伤：如果植物体遭受机械损伤，则其呼吸速率会显著增大。因此在贮藏食物 的过程中，要避免机械损伤，以减少呼吸作用。5研究植物呼吸在实际应用中的作用：种子萌发的主要条件是水分、空气和温度。其中 水分的充分吸收是种子萌发的先决条件。水稻种子吸水量达到干重的40%，豆类种子吸水量达到干重的100%150%才可萌发。在种子萌发的初期 （810h内），呼吸速率会上升， 主要是因为吸收了水分的缘故，而与温度并无十分显著的关系。1824h后，呼吸速率的再度增高，则可归因于温度和氧气。同时呼吸商也有明显的变化，在种胚未突破种皮之前，主 要进行无氧呼吸，种子呼吸产生的C02大大超过 02的消耗，RQ大于1;当胚根露出后， 6的消耗速率上升，一般 RQ等于1.0左右，表明此时以糖为呼吸底物；以后由于有机酸的参 与或由于缺氧产生酒精发酵会使RQ大于1.0,可达到