【精选】实验三 植物光合与呼吸速率的测定

【精选】实验三 植物光合与呼吸速率的测定 实 验 植物光合与呼吸速率的测定 红外线CO吸收法 2 一、实验目的 光合作用是地球上最重要的生命现象～它是唯一能把太阳能转化为稳定的化学能贮藏在有机物中的过程～是维持地球上物质循环的关键环节～也是农作物产量形成的决定性因素。在植物科学研究中～经常需要测定光合作用。 在光合作用,及呼吸作用,测定方法的发展过程中～曾经有过多次革新～其中包括测定干物质积累的称重法～测定CO吸收,和释放,的滴定法～测氧气释放的检压法和氧电极2 法等。与这些方法相比～红外线气体分析仪堪称较先进的方法。它不但快速、准确～而且可将测定信号变为电信号输出～便于仪器的自动化和智能化。 一、实验原理 红外线CO气体分析仪,IRGA,工作原理:当红外光经过含有CO的气体时～能22量就因CO的吸收而降低～降低的多少与CO的浓度有关～并服从朗伯—比尔定律。即红22 外线经过 CO 气体分子时～其辐射能量减少～被吸收的红外线辐射能量的多少与该气体的2 吸收系数, K ,、气体浓度, C,和气体层的厚度, L ,有关～可以用下式示: -KCLE = E e 0 式中: E :入射红外线的辐射能量, E:透过的红外线的辐射能量。 0 一般红外线 CO 气体分析仪内设臵仅让 4.26μm 红外线通过的滤光片～其辐射能量2 即 E ～只要测得透过的红外线辐射能量, E ,的大小～即可知 CO 气体浓度。 02 本实验中:IRGA 是测定 CO 浓度的专用仪器～不能直接测定植物叶片的光合速2 率～必须根据 IRGA的性能和测定目的～将 IRGA与同化室组成一定的气路系统～才能进行叶片光合速率的测定。常用的气路系统有密闭式和开放式两种,本实验采用密闭式,。 1、密闭式气路系统:被测植物或叶片密闭在同化室中～不与同化室外发生任何的气体交换～同化室内的 CO 浓度因光合作用而下降～或由呼吸作用而上升～可用 IRGA 测2 定同化室内 CO 浓度的下降值或上升～计算光合速率或呼吸速率。 2 二、仪器 调零旋钮 气泵开关 电源开关 调零 测量 转换旋钮 进气口 出气口 图3-3-1、GXH-3051红外线CO气体分析仪 2 闭路光合的工作原理为:由两根气路管在叶室和红外线CO分析仪之间连通形成回2路进行气体的循环～在叶片的光合作用吸收CO放出O的过程中达到对CO浓度降低的222测量～从而计算出植物光合作用速率等数据。 原理图如下: 光照 气体输入 红显外示叶 气体输出 线与分调室 析节 仪 图 闭路光合的工作原理图 开路光合的工作原理为～由单根导气管在红外线CO分析仪与叶室之间连通～形成2 开路。在开路光合测量时～通入的气体浓度必须是已知的,如P=500ppm,～当数据采集完1 成后～读出的数据,设为P,～那么由仪器读数在光合作用前后的变化值就是植物光合作用2 所吸收的CO的量,设为P,。即: P=P-P 光合光合212 开路光合的光合速率测定公式为: 273(C1,C2)，F，PP,n0.1013，22.4，S(273，t) 式中各字母代表的参数与闭路光合时一样～F代表气体流量。 工作原理图如下 稳定气源输入 显示与调节 光照 叶 室 气体输出 CO2红外线 分析仪 图 开路光合测量工作原理图 三、实验材料 甜菜和丁香等植物的叶片,活体,。 四、实验步骤 1、 按仪器使用说明将气路系统的各部分连接起来～打开气室。 2、 接通电源～打开红外仪电源预热15min～表头显示的数据为残留在样品室中的CO的2气体浓度值。预热过程中气泵开关应处在关闭的位臵上。 3、将仪器后面板的切换阀旋到左侧的调零位臵上～打开气泵电源～约1min后～数显表头的显示值趋向零点附近～调节红外仪前面板“调零”旋钮～显示在“零点”位臵。 4、跨度校准:关上气泵的开关～将仪器后面板的切换阀旋到右侧的测量位臵上～将气以1.2L/min的流量与仪器的“进气口”相连～使标准气通入仪器内～约1min左右～待显示值稳定以后～旋下跨度电位器上的保护盖～调节跨度旋钮使显示CO浓度与标气浓度一致。 2 5、 将待测叶片放入同化室,气室,～密闭后当CO浓度稳定下降时～开始测定～读取开始2 的CO浓度值C～开始计时～CO下降至C,约下降20，30ppm,～终止计时～记录C、21221C、Δt,或确定从测定开始到结束所需时间,～测定结束后测量叶片的面积,气室面积,。 2 6、 计算净光合速率: ,C，V273P Pn,，， ,t，S，22.4273，t0.1013 ,,21上式中～Pn,光合速率,单位μmol?m?s,,ΔC,CO浓度落差C-C,ppm:212 2uL/L,,Δt,测定时间,S,,S,叶片面积,单位m,,V,同化室,包括气路系统,体积,单位L:0.07L,,t,同化室的温度,P,大气压,单位Mpa,。 系统容积是闭路光合中很重要的一项参数。它的值包括了叶室体积、气路管容积和红外线分析仪里气室容积的总合～即 V=V+V+V 系统容积叶室体积气路管容积分析仪气室容积 该仪器的系统容积为0.07L。 7、呼吸速率测定:叶室用遮光布,由红、白、黑布叠缝而成,遮光。方法同上。 表1-1 植物光合速率呼吸速率测定记录表 CO浓度落植物材料 叶片面积同化室体同化室温大气压P 测定时间2 2差ΔC,ppm:积V(L) 度t (?) Δt,S, (m) (Mpa) uL/L, 0.07L 光合速率Pn ,2,1,μmol?m?s, 呼吸速率 ,2,1,μmol?m?s, 五、注意事项 1、密闭系统的最基本要求是严格密闭～不能漏气～否则无法测定。 2、红外仪的滤光效果并不十分理想～水蒸气是干扰测定的主要因素～因此～取样器干燥管内的 CaCl要经常更换～避免吸水溶解进入红外仪～污染分析气室～以保证测量精2 度～延长仪器寿命。 3、实验期间～仪器使用后请立即充电～以确保后续实验正常进行。 实验四 植物体过氧化物酶的测定 一、实验目的:掌握用愈创木酚法测定过氧化物酶活性的方法。 二、实验原理:过氧化物酶广泛颁布于植物的各个组织器官中。在有过氧化氢存在下～过氧化物酶能使愈创木酚氧化～生成茶褐色物质～可用分光光度计测量生成物的含量。 三、实验材料、试剂与仪器设备 1、实验仪器 722型分光光度计、离心机、秒表、电子天平、研钵 2、实验试剂 愈创木酚、30%过氧化氢、20 mmol/L KHPO、100 mmol/L磷酸缓冲24 液(pH6.0)、反应混合液,100 mmol/L磷酸缓冲液(pH6.0) 50mL～加入愈创木酚28uL～加热搅拌～直至愈创木酚溶解～待溶液冷却后～加入30%过氧化氢19uL～混合均匀保存于冰箱中。 3、实验材料 任何植物材料 四、实验步骤 1、粗酶液的提取 称取植物(小麦叶片)材料0.1g～加20mmol/L KHPO 5mL～于研钵24中研磨成匀浆～以10000r/min离心10分钟～收集上清液保存在冷处～所得残渣再用20mmol/L KHPO 5mL溶液提取一次～合并两次上清液。 24 2、酶活性的测定 取比色皿2只～于一只中加入反应混合液3mL～KHPO 1mL～作24为校零对照～另一只中加入反应混合液3mL～上述酶液1mL(如酶活性过高可适当稀释)～立即开启秒表～于分光光度计470nm波长下测量OD值～每隔30s读数一次。以每分钟表示酶活性大小～即以?OD470/min.mg蛋白质表示～蛋白质含量测定按Folin法进行。 五、结果计算 以每分钟吸光度变化值表示酶活性大小～即以ΔA470/[min.g(鲜重)]表示之。也可以用每min内A470变化0.01为1个过氧化物酶活性单位(u)表示。 ,A，VT470 过氧化物酶活性[u/(g.min)]=W，VS，0.01，t 式中:ΔA——反应时间内吸光度的变化。 W——植物鲜重～g。 470 VT ——提取酶液总体积～mL。Vs ——测定时取用酶液体积～mL。 t——反应时间～min。 六、思考 、引起误差的原因。 1 2、实验数据的分析和讨论。 《测量学》模拟试卷 一、单项选择题(每小题1 分，共20 分) 得分 评卷人 复查人 在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答 案，并将其字母标号填入题干的括号内。 1(经纬仪测量水平角时，正倒镜瞄准同一方向所读的水平方向值理论上应相差(A )。 A 180? B 0? C 90? D 270? 2. 1:5000地形图的比例尺精度是( D )。 A 5 m B 0.1 mm C 5 cm D 50 cm 3. 以下不属于基本测量工作范畴的一项是( C)。 A 高差测量 B 距离测量 C 导线测量 D 角度测量 4. 已知某直线的坐标方位角为220?，则其象限角为(D )。 A 220? B 40? C 南西50? D 南西40? 5. 由一条线段的边长、方位角和一点坐标计算另一点坐标的计算称为(A )。 A 坐标正算 B 坐标反算 C 导线计算 D 水准计算 6. 闭合导线在X轴上的坐标增量闭合差( A )。 A为一不等于0的常数 B 与导线形状有关 C总为0 D 由路线中两点确定 7. 在地形图中，表示测量控制点的符号属于(D )。 A 比例符号 B 半依比例符号 C 地貌符号 D 非比例符号 8. 在未知点上设站对三个已知点进行测角交会的方法称为(A )。 A 后方交会 B 前方交会 C 侧方交会 D 无法确定 9. 两井定向中不需要进行的一项工作是(C )。 A 投点 B 地面连接 C 测量井筒中钢丝长度 D 井下连接 10. 绝对高程是地面点到( C )的铅垂距离。 A 坐标原点 B任意水准面 C 大地水准面 D 赤道面 11(下列关于等高线的叙述是错误的是:(A ) A( 高程相等的点在同一等高线上 B( 等高线必定是闭合曲线，即使本幅图没闭合，则在相邻的图幅闭合 C( 等高线不能分叉、相交或合并 测量学试卷 第 10 页(共 7 页) D( 等高线经过山脊与山脊线正交 12(下面关于非比例符号中定位点位置的叙述错误的是(B ) A(几何图形符号，定位点在符号图形中心 B(符号图形中有一个点，则该点即为定位点 C(宽底符号，符号定位点在符号底部中心 D(底部为直角形符号，其符号定位点位于最右边顶点处 13(下面关于控制网的叙述错误的是(D ) A( 国家控制网从高级到低级布设 B( 国家控制网按精度可分为A、B、C、D、E五等 C( 国家控制网分为平面控制网和高程控制网 D( 直接为测图目的建立的控制网，称为图根控制网 14(下图为某地形图的一部分，各等高线高程如图所视，A点位于线段MN上，点A到点 M和点N的图上水平距离为MA=3mm，NA=2mm，则A点高程为(A ) A( 36.4m M B( 36.6m A C( 37.4m 37 N D( 37.6m 35 36 ,15(如图所示支导线，AB边的坐标方位角为，转折角如图，则CD边,,12530'30''AB A D 的坐标方位角,为( B ) CD100?100? 30 30 130?C B 30 ,,,,7530'30''1530'30''4530'30''2529'30''A( B( C( D( 16(三角高程测量要求对向观测垂直角，计算往返高差，主要目的是(D ) A( 有效地抵偿或消除球差和气差的影响 B( 有效地抵偿或消除仪器高和觇标高测量误差的影响 C( 有效地抵偿或消除垂直角读数误差的影响 D(有效地抵偿或消除读盘分划误差的影响 17(下面测量读数的做法正确的是( C ) A( 用经纬仪测水平角，用横丝照准目标读数 测量学试卷 第 11 页(共 7 页) B( 用水准仪测高差，用竖丝切准水准尺读数 C( 水准测量时，每次读数前都要使水准管气泡居中 D( 经纬仪测竖直角时，尽量照准目标的底部 18(水准测量时对一端水准尺进行测量的正确操作步骤是( D )。 A 对中----整平-----瞄准----读数 A 整平----瞄准----读数----精平 C 粗平----精平----瞄准----读数 D粗平----瞄准----精平----读数 19(矿井平面联系测量的主要任务是( D ) A 实现井上下平面坐标系统的统一 B 实现井上下高程的统一 C 作为井下基本平面控制 D 提高井下导线测量的精度 20( 井口水准基点一般位于( A )。 A 地面工业广场井筒附近 B 井下井筒附近 C 地面任意位置的水准点 D 井下任意位置的水准点 得分 评卷人 复查人 二、填空题(每空2分，共20分) 21水准测量中，为了进行测站检核，在一个测站要测量两个高差值进行比较，通常采用的测量检核方法是双面尺法和 。 22直线定向常用的标准方向有真子午线方向、_____磁北方向____________和坐标纵线方向。 23地形图符号一般分为比例符号、_半依比例符号_________________和不依比例符号。 24 井下巷道掘进过程中，为了保证巷道的方向和坡度，通常要进行中线和____________的标定工作。 25 测量误差按其对测量结果的影响性质，可分为系统误差和_偶然误差______________。 26 地物注记的形式有文字注记、 ______ 和符号注记三种。 27 象限角的取值范围是: 0-90 。 28 经纬仪安置通常包括整平和 对中 。 29 为了便于计算和分析，对大地水准面采用一个规则的数学曲面进行表示，这个数学曲面称为 参考托球面 。 测量学试卷 第 12 页(共 7 页) 。 30 光电测距仪按照测量时间的方式可以分为相位式测距仪和 差分 三、名词解释(每小题5分，共20分) 得分 评卷人 复查人 31(竖盘指标差 竖盘分划误差 32(水准测量 利用水准仪测定两点间的高差 33(系统误差 由客观原因造成的具有统计规律性的误差 34(视准轴 仪器望远镜物镜和目镜中心的连线 四、简答题(每小题5分，共20分) 得分 评卷人 复查人 35(简述测回法测量水平角时一个测站上的工作步骤和角度计算方法。 对中，整平，定向，测角。观测角度值减去定向角度值 测量学试卷 第 13 页(共 7 页) 36(什么叫比例尺精度,它在实际测量工作中有何意义, 图上0.1毫米在实地的距离。可以影响地物取舍 37(简述用极坐标法在实地测设图纸上某点平面位置的要素计算和测设过程。 38(高斯投影具有哪些基本规律。 测量学试卷 第 14 页(共 7 页) 得分 评卷人 复查人 五、计算题(每小题10分，共20分) 39(在1:2000图幅坐标方格网上，量测出ab = 2.0cm, ac = 1.6cm, ad = 3.9cm, ae = 及其坐标方位角α。 5.2cm。试计算AB长度DABAB 1800 A d b B a 1600 c e 1200 1400 40(从图上量得点M的坐标X=14.22m, Y=86.71m;点A的坐标为X=42.34m, MMAY=85.00m。试计算M、A两点的水平距离和坐标方位角。 A 测量学试卷 第 15 页(共 7 页) 测量学 标准答案与评分说明 一、 一、 单项选择题(每题1分) 1 A; 2 D; 3 C; 4 D; 5 A; 6 C; 7 D; 8 A; 9 C; 10 C; 11 A;12 D;13 B;14 A; 15 B;16 A;17 C;18 D; 19 A;20 A 二、 二、 填空题 (每空2分，共20分) 21 变更仪器高法 22 磁北方向 23 半依比例符号(或线状符号) 24(腰线 25(偶然误差 26(数字注记 27 大于等于0度且小于等于90度(或[0?, 90?]) 28 对中 29 旋转椭球体面 30 脉冲式测距仪 三、 三、 名词解释(每题5分，共20分) 31竖盘指标差:在垂直角测量中，当竖盘指标水准管气泡居中时，指标并不恰好指向其正 确位置90度或270度，而是与正确位置相差一个小角度x, x即为竖盘指标差。 32 水准测量:利用一条水平视线并借助于水准尺，测量地面两点间的高差，进而由已知点 的高程推算出未知点的高程的测量工作。 33 系统误差:在相同的观测条件下，对某量进行了n次观测，如果误差出现的大小和符号 均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。 34视准轴:望远镜物镜光心与十字丝中心(或交叉点)的连线。 四、 四、 简答题(每题5分，共20分) 35 (1)在测站点O上安置经纬仪，对中，整平 (1分) (2)盘左瞄准A点，读数L，顺时针旋转照准部到B点，读数L，计算上半测回AB角度O=L-L; 1BA (2分) (3)旋转望远镜和照准部，变为盘右方向，瞄准B点读数R，逆时针旋转到A点，B读数R，计算下半测回角度O=R-R; A2BA (3分) (4)比较O和O的差，若超过限差则不符合要求，需要重新测量，若小于限差，则12 取平均值为最终测量结果 O = (O+O)/2 12 (5分) 36 图上0.1mm对应的实地距离叫做比例尺精度。 (3分) 测量学试卷 第 16 页(共 7 页) 其作用主要在于:一是根据地形图比例尺确定实地量测精度;二是根据地形图上需要表示地物地貌的详细程度，确定所选用地形图的比例尺。 (5分) 37 要素计算:从图纸上量算待测设点的坐标，然后结合已有控制点计算该点与控制点连线之间的方位角，进而确定与已知方向之间所夹的水平角，计算待测设点到设站控制点之间的水平距离。 (3分) 测设过程:在设站控制点安置经纬仪，后视另一控制点，置度盘为0度，根据待定方向与该方向夹角确定方向线，根据距离确定点的位置。 (5分) 38 高斯投影的基本规律是: 中央子午线的投影为一直线，且投影之后的长度无变形;其余子午线的投(1) (1) 影均为凹向中央子午线的曲线，且以中央子午线为对称轴，离对称轴越远，其长度变形也就越大; (2) (2) 赤道的投影为直线，其余纬线的投影为凸向赤道的曲线，并以赤道为对称轴; (3) (3) 经纬线投影后仍保持相互正交的关系，即投影后无角度变形; (4) (4) 中央子午线和赤道的投影相互垂直。 评分说明:答对一条得2分，答对三条即可得满分。 五、 五、 计算题(每题10分，共20分) 39 bd = ad – ab = 1.9cm， 因此?X = -38m; ce = ae – ac = 3.6cm, 因此?Y = -72m; (3分) (或由图根据比例尺和距离计算A、B两点的坐标) 因此距离为:81.413m (6分) AB的方位角为:242?10′33″ (10分) (方位角计算应说明具体过程，过程对结果错扣2分) 40 ?X = X – X = 28.12m, ?Y = Y – Y = -1.71m (2分) AMAM221/2 距离d = (?X + ?Y)= 28.17m (5分) 方位角为:356 ?31′12″ (应说明计算过程与主要公式) (10分) 可通过不同方法计算，如先计算象限角，再计算方位角。 说明:在距离与方位角计算中，算法公式对但结果错各1分 测量学试卷 第 17 页(共 7 页)