實驗三植物光合與呼吸速率的測定

1、實驗植物光合與呼吸速率的測定紅外線c02吸收法一、實驗目的光合作用是地球上最重要的生命現(xiàn)象，它是唯一能把太陽能轉化為穩(wěn)定的化學能貯藏 在有機物中的過程，是維持地球上物質(zhì)循環(huán)的關鍵環(huán)節(jié)，也是農(nóng)作物產(chǎn)量形成的決定性因 素。在植物科學研究中，經(jīng)常需要測定光合作用。在光合作用（及呼吸作用）測定方法的發(fā)展過程中，曾經(jīng)有過多次革新，其中包括測 定干物質(zhì)積累的稱重法，測定c02吸收（和釋放）的滴定法,測氧氣釋放的檢壓法和氧電極 法等。與這些方法相比，紅外線氣體分析儀堪稱較先進的方法。它不但快速、準確，而且 可將測定信號變?yōu)殡娦盘栞敵?，便于儀器的自動化和智能化。一、實驗原理紅外線c（）2氣體分析儀（irga）

2、 x作原理：當紅外光經(jīng)過含有c（）2的氣體時，能 量就因co?的吸收而降低，降低的多少與co?的濃度有關，并服從朗伯一比爾定律。即紅 外線經(jīng)過co2氣體分子時，其輻射能量減少，被吸收的紅外線輻射能量的多少與該氣體的 吸收系數(shù)（k ）、氣體濃度（c）和氣體層的厚度（l ）有關，可以用下式表示：e = eoe kcl式中：eo:入射紅外線的輻射能量；e:透過的紅外線的輻射能量。一般紅外線co 2氣體分析儀內(nèi)設置僅讓4.26pm紅外線通過的濾光片，其輻射能量 即eo ,只要測得透過的紅外線輻射能量（e ）的大小，即可知co2氣體濃度。本實驗中：irga是測定co 2濃度的專用儀器，不能直接測定植物葉

3、片的光合速 率，必須根據(jù)irga的性能和測定目的，將irga與同化室組成一定的氣路系統(tǒng)，才能進 行葉片光合速率的測定。常用的氣路系統(tǒng)有密閉式和開放式兩種（本實驗采用密閉式）。1、密閉式氣路系統(tǒng)：被測植物或葉片密閉在同化室中，不與同化室外發(fā)生任何的氣 體交換，同化室內(nèi)的co 2濃度因光合作用而下降，或由呼吸作用而上升，可用irga測 定同化室內(nèi)co2濃度的下降值或上升，計算光合速率或呼吸速率。二、儀器圖3-3-1 > gxh-3051紅外線c02氣體分析儀閉路光合的工作原理為：由兩根氣路管在葉室和紅外線c()2分析儀之間連通形成回 路進行氣體的循環(huán)，在葉片的光合作用吸收co2放出02的過程

4、中達到對co2濃度降低的 測量，從而計算出植物光合作用速率等數(shù)據(jù)。原理圖如下：光照氣體輸入氣體輸出紅外線分析儀顯示與調(diào)節(jié)圖閉路光合的工作原理圖開路光合的工作原理為，由單根導氣管在紅外線co2分析儀與葉室之間連通，形成 開路。在開路光合測量時，通入的氣體濃度必須是已知的（如pi=50uppni）,當數(shù)據(jù)采集完 成后，讀出的數(shù)據(jù)（設為p2），那么由儀器讀數(shù)在光合作用前后的變化值就是植物光合作用 所吸收的co?的量（設為p光合）。即：p光合二pl$2開路光合的光合速率測定公式為：門 273（cl-c2）xfxpr ”0013x22.4xs（273 + 0式中各字母代表的參數(shù)與閉路光合時一樣，f代表氣

5、體流量。工作原理圖如下穩(wěn)定氣源輸入氣體輸出紅外線。2分析儀三、實驗材料甜菜和丁香等植物的葉片（活體）。四、實驗步驟1、按儀器使用說明書要求將氣路系統(tǒng)的各部分連接起來，打開氣室。2、接通電源，打開紅外儀電源預熱15min,表頭顯示的數(shù)據(jù)為殘留在樣品室中的co2的 氣體濃度值。預熱過程中氣泵開關應處在關閉的位置上。3、將儀器后面板的切換閥旋到左側的調(diào)零位置上，打開氣泵電源，約lmin后，數(shù)顯表頭 的顯示值趨向零點附近，調(diào)節(jié)紅外儀前面板“調(diào)零”旋鈕，顯示在“零點”位置。4、跨度校準：關上氣泵的開關，將儀器后面板的切換閥旋到右側的測量位置上，將標準氣 以1.2l/min的流量與儀器的“進氣口”相連，使

6、標準氣通入儀器內(nèi)，約lmin左右，待顯示 值穩(wěn)定以后，旋下跨度電位器上的保護蓋，調(diào)節(jié)跨度旋鈕使顯示co?濃度與標氣濃度一致。5、將待測葉片放入同化室（氣室），密閉后當co?濃度穩(wěn)定下降時，開始測定，讀取開始 的co?濃度值ci，開始計時，co?下降至c2（約下降20 - 30ppm）,終止計時，記錄c】、 c2、?。ɑ虼_定從測定開始到結束所需時間），測定結束后測量葉片的面積（氣室面積）。6、計算凈光合速率：門 acxv 273 pfn xx-a/x5x22.4 273 + f 0.1013上式中，pn-光合速率（單位jimolms1）； ac-co2濃度落差crc2 （ ppm: ul/l）;

7、 at-測定時間（s）； s 葉片面積（單位n?）; v -同化室（包括氣路系統(tǒng)）體積（單 位l: 0.07l）; t-同化室的溫度；p-大氣壓（單位mpa）.系統(tǒng)容積是閉路光合中很重要的一項參數(shù)。它的值包括了葉室體積、氣路管容積和紅 外線分析儀里氣室容積的總合，即v系統(tǒng)容積-v葉塞體積+v氣路管容積+v分析儀氣圭容祝該儀器的系統(tǒng)容積為0.07l。7、呼吸速率測定：葉室用遮光布（由紅、白、黑布疊縫而成）遮光。方法同上。表1-1植物光合速率呼吸速率測定記錄表植物材料葉片面積(m2)同化室依積 v(l)同化室溫度 t (°c)大氣壓p(mpa)測定時間at (s)co2濃度落 差 a0(

8、 ppm: ulzl)0.07l光合速率p11(jiinol-m 2*s 1)呼吸速率(pmobm1)五、注意事項1、密閉系統(tǒng)的最基本要求是嚴格密閉，不能漏氣，否則無法測定。2、紅外儀的濾光效果并不十分理想，水蒸氣是干擾測定的主要因素，因此，取樣器 干燥管內(nèi)的cacl2要經(jīng)常更換，避免吸水溶解進入紅外儀，污染分析氣室，以保證測量精 度，延長儀器壽命。3、實驗期間，儀器使用后請立即充電，以確保后續(xù)實驗正常進行。實驗植物體過氧化物酶的測定一、實驗目的：掌握用愈創(chuàng)木酚法測定過氧化物酶活性的方法。二、實驗原理：過氧化物酶廣泛頒布于植物的各個組織器官中。在有過氧化氫存在下, 過氧化物酶能使愈創(chuàng)木酚氧化，

9、生成茶褐色物質(zhì)，可用分光光度計測量生成物的含量。三、實驗材料、試劑與儀器設備1、實驗儀器722型分光光度計、離心機、秒表、電子天平、研缽2、實驗試劑 愈創(chuàng)木酚、30%過氧化氫、20 mmoi/l kh2po4、100 mmol/l磷酸緩沖 液(ph60)、反應混合液100 mmol/l磷酸緩沖液(ph6.0) 50ml,加入愈創(chuàng)木酚28ul,加 熱攪拌，直至愈創(chuàng)木酚溶解，待溶液冷卻后，加入30%過氧化氫19ul,混合均勻保存于冰 箱中。3、實驗材料任何植物材料四、實驗步驟1、粗酶液的提取 稱取植物（小麥葉片）材料o.lg,加20mmol/l kh2po4 5ml,于研缽 中研磨成勻漿，以loooor/min離心10分鐘，收集上清液保存在冷處,所得殘渣再用20mmol/l kh2po4 5ml溶液提取一次，合并兩次上清液。2、酶活性的測定 取比色皿2只，于一只中加入反應混合液3ml, kh2po4 iml,作 為校零對照，另一只中加入反應混合液3ml,上述酶液iml（如酶活性過高可適當稀釋）， 立即開啟秒表，于分光光度計470nm波長下測量od值，每隔30s讀數(shù)一次。以每分鐘表 示酶活性大小，即以 od470/minmg蛋白質(zhì)表示，蛋白質(zhì)含量測定按folin法進行。五、結果計算以每分鐘吸光度變化值表示酶活性大小，即以aa470/min.g（鮮重）俵示之。也可以用 每min內(nèi)a47