一、植物叶片的光合作用速率测定实验介绍
植物叶片的光合作用速率测定是植物生理学的基础研究方法之一,在作物产量,作物生态,新品种育种以及光合作用的基本理论等方面具有广泛的应用。
根据光合作用的一般反应式:
C022H2O→(CH2O)O2H2OC022H2O→(CH2O)O2H2O
原则上,光合强度可以由任何反应物的消耗速率或产物的生产速率表示。由于植物中的水分含量很高,并且植物随时都在不断吸收和流失水分,因此水参与了许多生化反应,即体内的水分变化频繁,因此实际上不可能通过改变水分含量来测量光合速率。在科学实验中,可以使用以下方法测量和表达光合速率(表9-1),其中最常用的方法是:改进的半叶法,红外CO-2分析法和氧电极法。以下介绍主要介绍“改进的半叶方法”。
改进的半叶法原理:
在同一片叶子的中脉两侧,其内部结构和生理功能基本相同。叶子的一侧被遮蔽或部分去除,并放置在黑暗的地方,另一侧留在光下进行光合作用。一段时间后,将叶子两侧的相应区域取出并干燥并分别称重。可以根据被照射部分的干重的增加来计算光合速率。
为了防止叶片产生光合产物,可以限制双子叶植物的叶柄,单子叶植物的叶片的根部可以用沸水烫伤,或者用三氯乙酸(蛋白质沉淀剂)处理以破坏活细胞。韧皮部。这些处理几乎不影响水和无机盐向叶片的传输。
二、植物叶片的光合作用速率测定实验设备和试剂
设备:FS剪刀,分析天平,称量容器(或铝箱),烤箱,刀片,金属(也可提供有机玻璃)模板(或打孔器),纱布,热水瓶或其他便携式加热设备,夹具,盖瓷盘等。
试剂:三氯乙酸,石蜡。
序号 产品 货号 CAS号 备注
1 三氯乙酸 JT12006 76-03-9
2 切片石蜡 CG0206 8002-74-2
以上是实验采用的试剂,请采用高品质的范德生物的生化试剂。
三、植物叶片的光合作用速率测定实验步骤
1.选择测试样品:实验可以在晴天的早晨8点至9点开始,并有10片代表性的叶子(例如叶子在植物上的位置,年龄,光照条件等)。预先在字段中选择,并列出编号。
2.叶基处理:
(1)对于双子叶植物,例如棉花,可以用刀片将叶柄的外皮切成约0.5cm的长度,以剪掉韧皮部以便运输。
(2)对于单子叶植物,例如小麦和水稻,请使用刚浸在沸水中的纱布或棉签夹将叶子的基部烫伤约20秒,以破坏韧皮部。也可以在110-120℃下用石蜡加热。
(3)5%-10%三氯乙酸的化学包皮环切术可以杀死筛管的活细胞。
为了防止熨烫或切环后的叶子下垂并影响叶子的自然生长角度,可以将它们用锡箔纸,橡胶管或塑料管包裹,以使叶子保持原始的植入角度。
3.切割样品:叶基加工完成后,您可以切割样品。记录时间通常是按数字的顺序切掉一半对称的叶子(不修剪中肋),然后按数字的顺序将叶子夹在湿纱布中。将叶子放在黑暗中。 4-5小时后(对于光线良好且叶子较大的样品,可以缩短处理时间),然后依次切下另一半叶子,然后根据数量将其放在湿纱布中。两次切叶的顺序和花费的时间应尽可能一致,以使叶经历相同小时的光照。
4.称量比较:使用适当大小的模板和单面刀片(或打孔器)在叶子的每一半的中间切开(打孔)相同大小的叶子区域,并放置明暗将处理过的叶块分成两份放在称量盘(或铝盒)中(如有必要,放入20个称重盘中,将每个样品放入称重盘中),在80-90℃烘烤至恒重(约5小时),分析分析天平上的称量(或单独称量)比较,根据表9-2填写测量数据,然后计算结果。
四、植物叶片的光合作用速率测定实验计算结果
光合速率(mg干物质·dm-2·h-1)=(明暗)叶片干重增量(mg)/叶面积(dm-2)×光合时间(h)
由于叶片中的光合作用产物主要是碳水化合物,例如蔗糖和淀粉,每1摩尔的二氧化碳可形成1摩尔的(CH-2O),因此干物质重量乘以系数
1.47(WC02 / W(CH2O)= 44/30 = 1.47)
得到CO 2同化量,将光合速率的单位换算为mgCO-2·dm-2·h-1。