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小篮子法测呼吸.doc

上传人:la****1 文档编号:102199 上传时间:2023-02-24 格式:DOC 页数:5 大小:207.50KB
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资源描述

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或,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的增加量。用将产生的吸收,用草酸滴定出剩余量,由减少量可定量测出的增加量,进而测定出植物的呼吸速率(以增加速率表示)。实验所涉及的反应方程式如下:(剩余)+植物呼吸速率可以如下公式表示:【实验材料】植物材料:大麦种子,小麦种子试剂:溶液:0.05 mol/L;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

2、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,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 充分吸收。待瓶内吸收后,拔出小橡皮塞,把酸式

3、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()。(2) 活种子测定:倒出废液,用蒸馏水洗凈广口瓶,重加20 ml 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,使瓶内的完全被吸收按照(1)的滴定方法进行滴定,消耗草酸体积记为。(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.。【实验结果】实验数据记录与计算:大麦小麦发芽种子称量/g8.04808.0028 /ml38.9038.005.16.0/17.022.0/ml3

4、7.8537.706.156.3/19.026.0/mg1.050.3每克鲜重对应值/mg0.130.037煮熟种子称量/g8.00317.6470/ml38.0038.906.05.1/26.017.0/ml35.2037.508.86.5/22.019.0/mg2.81.4每克鲜重对应值/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()小麦:呼吸速率=0.037/0.5=0.074()【实验讨论】1,本次实验由于器材的缺

5、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

6、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释放值,另一组同学测量小麦种子的释放值。(2) 测量同一种植物种子的释放值时,应先测量萌发种子的释放值,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,再按同样的方法,用同样的装置进行煮熟种子释放值的测量。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

7、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,

8、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,瓶中积聚的和减少的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

9、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,在低产出的情况下,只要很小的误差对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89以下,淀粉种子含水量在1214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1011,淀粉种子含水量达到1516时,呼吸作用就显著增强。如果含水量

10、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,造成实验结果偏小的主要原因还是来自于温度过低。(4) 含量:含量升高时,呼吸速率会减慢。在密闭体系中,当浓度达到一定程度,会相对抑制呼吸作用。在实际生活中,适当增加贮藏环境的浓度有利于降低其呼吸速率。(5) 含量:氧气含量下降时,会抑制呼吸作用。有研究表

11、明,当含量下降至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,无论是含量还是含量,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,而后期速率相对较慢。在实际生活中,适当增加贮藏环境的浓度和降低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

12、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100150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CO2大大超过O2的消耗,RQ大于1;当胚根露出后,O2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23左右。如贮藏的蛋白质和脂肪都用作呼吸底物时,RQ会下降,小于1.0。有时油料种子萌发时,脂肪通过乙醛酸循环转化为糖,需耗氧而不释放二氧化碳,RQ可降低到0.5以下,当脂肪耗尽,以糖为呼吸底物时,RQ会接近于1。种子如果播种过深或长期淹水缺氧,则会影响正常的有氧呼吸,对物质转化和器官的形成都不利,特别是根的生长和分化会受到明显的抑制。油料种子萌发时,耗氧多,呼吸商小,所以更需要注意浅播,保证O2的供应。

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