植物呼吸作用

初中生物氧气受限条件下的虚拟种子呼吸测定:等温理想气体压力与诊断用压力计

使用通行证解锁此实验

通行证可解锁网站上的所有模拟,包括课堂演示模式。下方的教学笔记仍向所有人免费开放。

一次性付款,无需订阅。

关于此实验

通过跟踪氧气消耗量、二氧化碳生成量及由此产生的压力信号,测量密封种子样品的呼吸。比较同一样品在吸收和不吸收二氧化碳时的情况。

学习目标

  • 将气体消耗与可测量的压力变化联系起来。
  • 解释为什么去除呼吸产生的二氧化碳会改变呼吸计的信号。
  • 比较温度和氧气供应量时,不要混淆呼吸速率与可用氧气总量。

使用方法

  1. 1让种子腔运行六小时,并记录氧气消耗量和压力计液面高度。
  2. 2在呼吸商为1时关闭二氧化碳吸收,并重复实验。
  3. 3在质量和初始氧气供应量相同的条件下比较两种温度。
  4. 4将氧气百分比设为零,并检查预测的有氧呼吸情况。

模型

在温度固定时,压力变化测量的是气体的净损失,而不只是氧气的损失。
诊断用水压计将压力转换为带正负号的高度差。

假设

  • 腔体为刚性、密封结构,并在所选实验温度下保持等温。所选初始压力始终为101325 Pa。气体量是按这些初始条件折算的体积。
  • 示例用氧气消耗速率的 Q10 为 2,与种子质量成正比,并随氧气增加而趋于饱和。该数值并未针对某种植物或种子进行校准。
  • 呼吸商等于产生的 CO₂ 除以消耗的 O₂。在这个理想模型中,吸收剂会去除所有产生的 CO₂;其他气体均为惰性气体。
  • 压力计显示的是压差除以水的密度和重力加速度所得的值。图示中的移动幅度经过压缩,液体位移不会反过来影响腔室容积。
  • 这是虚拟比较,并非使用二氧化碳吸收剂的实用操作规程。

在课堂上试试这个实验

  1. Q1为什么氧气被消耗时,压力信号却仍为零?
  2. Q2为什么氧气接近耗尽时,氧气消耗会变慢?

常见问题

水压计读数平稳,能证明种子没有进行呼吸吗?

不是。在没有吸收剂且呼吸商为1时,在这种理想的压力平衡中,产生的二氧化碳恰好补偿消耗的氧气。

温度控制是否基于测量得到的物种响应?

不是。它采用给定的示例性 Q10,并开始一次重新达到平衡的试验。