植物呼吸速率測定的實驗裝置

『壹』 如圖是在一定溫度下測定某植物呼吸作用和光合作用強度的實驗裝置（呼吸底物為葡萄糖，不考慮裝置中微生物

A、種子無氧呼吸不消抄耗襲氧氣，產生的二氧化碳被NaOH溶液吸收，故在遮光條件下，燒杯中盛放NaOH溶液，不可用於測定種子無氧呼吸強度；但有氧呼吸消耗氧氣，產生的二氧化碳被NaOH溶液吸收，故在遮光條件下，燒杯中盛放NaOH溶液，可用於測定種子有氧呼吸強度，A錯誤；
B、燒杯中盛放NaHCO₃溶液，NaHCO₃溶液可以為光合作用提供二氧化碳，消耗的氧氣量則為植物的凈光合速率，故能用於測定一定光強下植物的凈光合速率，B正確；
C、一定光照強度下，植物既能進行光合作用，又能進行呼吸作用，故燒杯中盛放清水，不能用於測定一定光照強度下真光合速率，C錯誤；
D、在遮光條件下．植物能進行有氧呼吸，而有氧呼吸消耗的氧氣量等於有氧呼吸產生的二氧化碳量，故燒杯中盛放清水，不能用於測定種子有氧呼吸的強度；但種子無氧呼吸不消耗氧氣，但會產生二氧化碳，故可以測定種子無氧呼吸速率，D錯誤．
故選：B．

『貳』 （2013長沙模擬）如圖所示為某同學為「探究物質X對植物細胞的有氧呼吸速率的影響」所組裝的實驗裝置．回

解；（1）分析題圖中的實驗裝置可知，甲乙裝置燒杯中的Y溶液為NaOH溶液，其作用是吸收細胞呼吸產生的二氧化碳．
（2）由題圖知，乙裝置內裝的是死的大豆種子，目的是排除微生物及環境因素對實驗的干擾，使實驗結果更科學、合理．
（3）由題干知，實驗的目的是探究物質X對植物細胞的有氧呼吸速率的影響，還要增加一組對照實驗，在甲裝置中應用未用物質X溶液浸泡過的大豆種子進行實驗．
（4）呼吸過程消耗氧氣，產生二氧化碳，二氧化碳又被氫氧化鈉吸收，甲中是活的大豆種子，呼吸旺盛，所以實驗開始後保持注射器的活塞不移動，連接甲乙裝置玻璃管中有色液滴慢慢往左移動．實驗結束時將注射器活塞往下移動，注射器活塞移動距離可以表示氧氣的減少量．
①分析表格可知，未浸泡物質X的大豆種子每10分鍾增加1.1ml，所以未浸泡物質X的大豆種子的有氧呼吸速率為6.6ml/小時．
②分析表格浸泡物質X的大豆種子的氣體變化可知，在一定濃度范圍內的物質X溶液對大豆種子有氧呼吸有促進作用，在10^-12、10^-10、10^-8三個濃度中促進作用最大的是
10^-10．
故答案應為：
（1）NaOH吸收植物細胞呼吸產生的CO²
（2）排除微生物及環境因素對實驗的干擾
（3）未用物質X溶液浸泡過的（或用蒸餾水浸泡過的）
（4）左下①6.6②在一定濃度范圍內的物質X溶液對大豆種子有氧呼吸有促進作用，其中促進作用最大在10^-10左右．

『叄』 研究人員以某植物為材料，利用多套如圖裝置，對影響植物生理作用的各種環境因素進行研究（1）為了探究溫

（1）為了探究溫度對光合作用的影響，首先應在上圖裝置的燒杯內加入二氧化碳緩沖液（NaHCO₃溶液），該緩沖液可以為光合作用提供穩定的二氧化碳來源，此時裝置中變化的氣體是氧氣；然後再打開該裝置的活塞開關，使U形管兩側液面如圖所示，關閉活塞，以保證容器內的氣壓和外界氣壓相等．
畫柱形圖時，橫軸為溫度，縱軸為水柱上升高度，因此根據表格數據畫柱形圖即可．
由於水柱高度即為光合作用氧氣的產生量，因此該高度可以表示光合速率．由表格中數據可知，在一定的溫度范圍內，光合作用強度隨著溫度的升高而增強，超過一定溫度後，光合作用強度隨著溫度的升高而下降．
（2）根據題意可知，測定細胞的呼吸作用速率需要在黑暗條件下進行，實驗需要測定該植物呼吸時CO₂釋放量與O₂消耗量的比值，因此設置對照組（甲裝置內的燒杯加入適量蒸餾水）；而實驗組的燒杯加入等量且足量的NaOH溶液，用來測定吸收的氧氣量．
對照組中的L₁-L₀=二氧化碳釋放和氧氣吸收之間的差值，而實驗組中L₂-L₀=氧氣的吸收量，因此由兩個值計算出二氧化碳的釋放量．
故答案為：
（1）二氧化碳緩沖液（NaHCO₃溶液） 使容器內的氣壓和外界氣壓相等，如右圖
在一定的溫度范圍內，光合作用強度隨著溫度的升高而增強，超過一定溫度後，光合作用強度隨著溫度的升高而下降

（2）②等量且足量的NaOH溶液
③黑暗

『肆』 植物呼吸的測定方法

（一）呼吸速率
呼吸速率(respiratory rate)是最常用的代表呼吸強弱的生理指標，它可以用單位時間單位重量(乾重、鮮重)的植物組織或單位細胞、毫克氮所放出的CO2的量(Qco2)或吸收的O2的量(Qo2)來表示。常用單位有：μmol·g-1·h-1, μl·g-1·h-1等。 測定呼吸速率的方法有多種,常用的有：用紅外線CO2氣體分析儀測定CO2的釋放量；用氧電極測氧裝置測定O2吸收量，還有廣口瓶法(小籃子法)、氣流法、 瓦布格微量呼吸檢壓法等。通常葉片、塊根、塊莖、果實等器官釋放CO2的速率，用紅外線CO2氣體分析儀測定，而細胞、線粒體的耗氧速率可用氧電極和瓦布格檢壓計等測定。
植物呼吸作用CO2的總釋放
（二） 呼吸商
植物組織在一定時間內，放出二氧化碳的量與吸收氧氣的量的比值叫做呼吸商(respiratory quotient,RQ),又稱呼吸系數(respiratory coefficient)。放出的CO2量吸收的O2量(5-21)通常，碳水化合物是主要的呼吸底物，脂肪、蛋白質以及有機酸等也可作為呼吸底物。底物種類不同，呼吸商也不同。如以葡萄糖作為呼吸底物，且完全氧化時，呼吸商是1 以富含氫的物質如脂肪、蛋白質或其它高度還原的化合物(H/O比大)為呼吸底物， 則在氧化過程中脫下的氫相對較多，形成H2O時消耗的O2多，呼吸商就小，如以棕櫚酸作為呼吸底物，並徹底氧化時，其呼吸商小於1。
相反，以含氧比碳水化合物多的有機酸作為呼吸底物時,呼吸商則大於1，如檸檬酸的呼吸商為1.33。5小麥和亞麻種子萌發及幼苗生長過程中呼吸商的變C6H8O7+4.5O26CO2+4H2O 。
RQ=64.5=1.33可見呼吸商的大小和呼吸底物的性質關系密切，故可根據呼吸商的大小大致推測呼吸作用的底物及其性質的改變，例如油料種子萌發時，最初以脂肪酸作為呼吸底物，RQ約為0.4，但隨後由於一部分脂肪酸轉變為糖，並以糖作為呼吸底物，故RQ增加。有時呼吸商也可能是來自多種呼吸底物的平均值(圖5-19)。當然，氧氣供應狀況對呼吸商影響也很大，在無氧條件下發生酒精發酵,只有CO2釋放，無O2的吸收，則RQ=∞。植物體內發生合成作用,呼吸底物不能完全被氧化,其結果使RQ增大，如有羧化作用發生，則RQ減小。