实验36 植物光合强度的测定（pH比色法）

实验36 植物光合强度的测定（pH比色法）

原理

　　空气中的CO₂ 可以溶解在水中形成碳酸，使得水溶液的pH值发生改变，当在一定温度下达到平衡时，溶液的pH即有一确定的数值。在这种情况下，如果知道了溶液的pH值，即可计算空气中CO₂ 的浓度；知道了光合作用前后空气中CO₂ 浓度的变化，即可计算光合强度。本方法使得上述平衡关系在一密闭系统中建立，以排除外界环境的影响，用NaHCO₃ 稀溶液代替水，以供应光合作用中足够的CO₂ ，用比色法测定NaHCO₃ 溶液的pH值。

仪器药品

　　量筒 　　　　　移液管

　　容量瓶 　　　　半导体点温计

　　反应瓶（选用容量15ml左右、厚薄均匀的小药瓶，并配一特质夹子，将小瓶和玻片连在一起，如图10）

　　0.001mol/L碳酸氢钠

　　甲酚红指示剂（配制方法见附表4）

　　比色标准液（见操作步骤）

操作步骤

　　1. ．比色标准液

　　先配置下列两种溶液，再按下表比例配pH7─9配的硼酸缓冲溶液。

　　溶液a（0.05mol/L硼砂溶液）：称取19.108g硼砂（Na₂ B₄ O₇ ·1OH₂ O）配成1000ml。

　　溶液b（0.2mol/L硼酸 0.05mol/LNaCl溶液）：称取12.45g硼酸(H₃ BO₃ )及2.925g氯化钠溶于水成1000ml，每10ml缓冲溶液中加甲酚红指示剂0.3ml，分别装在与反应瓶相同的小瓶中，作为比色标准。最好装在自制木盒中（图11）便于携带比色。

　

　　2．测定

　　(1)试验开始和结束时反应液pH值的选择；如果使光合作用在湿度20℃，气相中的CO₂ 浓度开始时高于大气（为0.05%），结束时接近大气（为0.03%）的条件下进行，则可以通过计算并查对附表12，得知在密闭系统中平衡时如果要使气相中CO₂ 浓度达到0.05%，则液相溶液的PH大约在7.7左右，要使气相CO₂ 为0.03%，则液相的pH近似7.95。因此希望试验开始时反应液的pH为7.7，结束时的反应液pH值升至7.95左右，或稍高些，如pH为8.1，则此时气相的CO₂ 浓度已降至0.02%，低于大气中的含量。如果环境温度改变，则液相的pH要作相应的改变，才能使得气相有同样浓度的CO₂ ，温度每升高10℃，则溶液的pH值应降低0.05。

　　(2)反应液配制；取0.001mol/L NaHCO₃ 溶液50ml，倒入细口瓶中，加入甲酚红指示剂1.5ml，摇匀，然后用移液管向溶液中吹气，使pH为7.7（如达到pH7.6，则气相CO₂ 浓度已高至0.07%左右），然后分装于小反应瓶中，反应液约占小瓶体积1/10，将夹子夹紧，充分摇动，待颜色稳定后，记下反应液的pH值及液温。

　　(3)选定叶片后，迅速将反应瓶夹在叶片上，手持夹子，使在原来条件下进行光合，正确记录开始时间（至秒）。

　　(4)曝光3─6分钟（曝光时间长短视光合强度而定，在约20℃时，希望作用后pH升至8.1左右），微开夹子，迅速抽出叶片，重行夹紧，正确记录结束时间（至秒），充分摇动1─2分钟，颜色稳定后，比色，记录pH及液温如前。

　　(5)抽动反应瓶上玻片，使黑纸遮住瓶口，充分摇动后比色记录pH，然后于瓶外加上外糊白纸的黑纸套，夹于叶上测呼吸强度3─9分钟。记录pH及液温如前。

　　(6)根据测量前后的液温及pH变化，查附表12，算出反应瓶中CO₂ 增减量，然后用下列各式求光合及呼吸强度。

　　

　　总光合强度=净光合强度 呼吸强度

　　上述测定应重复3次，求其平均值，将结果填入下表。