光合速率測定方法總結(jié)

1、光合速率測定方法總結(jié)光合速率測定方法總結(jié)光合作用光合作用凈光合速率凈光合速率指單位時間、單位葉面積的指單位時間、單位葉面積的co2吸收量或者是吸收量或者是o2的釋的釋放量；也可以用單位時間、單位葉面積有機物的積累量來表示。放量；也可以用單位時間、單位葉面積有機物的積累量來表示。實際（真正）光合速率實際（真正）光合速率指單位時間、單位葉面積的指單位時間、單位葉面積的co2固定量或者是固定量或者是o2的產(chǎn)生量；也可以用單位時間、單位葉面積有機物的制造量來表示。的產(chǎn)生量；也可以用單位時間、單位葉面積有機物的制造量來表示。呼吸速率呼吸速率指黑暗環(huán)境中植物單位時間、單位葉面積的指黑暗環(huán)境中植物單位時間、

2、單位葉面積的co2釋放量或者釋放量或者是是o2的消耗量；也可以用單位時間、單位葉面積有機物的消耗量來表示。的消耗量；也可以用單位時間、單位葉面積有機物的消耗量來表示。真正光合速率（實際光合速率）真正光合速率（實際光合速率）=凈光合速率凈光合速率+呼吸速率呼吸速率概念概念一、干物質(zhì)量的積累一、干物質(zhì)量的積累“半葉法半葉法”-測光合作用有機測光合作用有機物的生產(chǎn)量，即單位時間、單位葉面積干物質(zhì)積累數(shù)物的生產(chǎn)量，即單位時間、單位葉面積干物質(zhì)積累數(shù) 例例1某研究小組用番茄進行光合作用實驗，采用某研究小組用番茄進行光合作用實驗，采用“半葉法半葉法”對番茄對番茄葉片的光合作用強度進行測定。其原理是：將對稱

3、葉片的一部分葉片的光合作用強度進行測定。其原理是：將對稱葉片的一部分(a)遮光，另一部分遮光，另一部分(b)不做處理，并采用適當?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠值奈锊蛔鎏幚恚⒉捎眠m當?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠值奈镔|(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射a小時后，在小時后，在a、b的對應(yīng)部位截的對應(yīng)部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為ma、mb，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，則可計算出該葉片的光合作用強度，其單位是則可計算出該葉片的光合作用強度，其單位是mg/(dm2h)。問題：問題：（1）可用什么方法阻止兩部分葉片）可用什么方法阻止兩部分葉片的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移

4、？的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移？（2）a小時內(nèi)上述小時內(nèi)上述b部位截取的葉片部位截取的葉片光合作用合成有機物的總量（光合作用合成有機物的總量（m）為）為_?？上仍谥醒氪笕~脈基部用熱水、或熱可先在中央大葉脈基部用熱水、或熱石蠟液燙傷或用呼吸抑制劑處理石蠟液燙傷或用呼吸抑制劑處理m=mb-map62變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1某同學欲測定植物葉片葉綠體的光合作用速率，做了如某同學欲測定植物葉片葉綠體的光合作用速率，做了如圖所示實驗。在葉柄基部作環(huán)剝處理圖所示實驗。在葉柄基部作環(huán)剝處理(僅限制葉片有機物的輸入和僅限制葉片有機物的輸入和輸出輸出)，于不同時間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為，于不同時間分別在同一葉片上陸續(xù)取下

5、面積為1cm2的葉圓的葉圓片烘干后稱其重量，測得葉片的葉綠體真正光合作用速率片烘干后稱其重量，測得葉片的葉綠體真正光合作用速率=(3y一一2zx)6gcm-2h-1(不考慮取葉圓片后對葉生理活動的影響和溫不考慮取葉圓片后對葉生理活動的影響和溫度微小變化對葉生理活動的影響度微小變化對葉生理活動的影響)。則。則m處的實驗條件是處的實驗條件是()a下午下午4時后將整個實驗裝置遮光時后將整個實驗裝置遮光3小時小時b下午下午4時后將整個實驗裝置遮光時后將整個實驗裝置遮光6小時小時c下午下午4時后在陽光下照射時后在陽光下照射1小時小時d晚上晚上8時后在無光下放置時后在無光下放置3小時小時a二、氣體體積變化

6、法二、氣體體積變化法-測光合作用測光合作用o2產(chǎn)生產(chǎn)生(或或co2消耗消耗)的體積的體積 例例2某生物興趣小組設(shè)計了圖某生物興趣小組設(shè)計了圖3裝置進行光合速率的測試實驗裝置進行光合速率的測試實驗（忽略溫度對氣體膨脹的影響）。（忽略溫度對氣體膨脹的影響）。測定植物的呼吸作用強度：裝置的燒杯中放入適宜濃度的測定植物的呼吸作用強度：裝置的燒杯中放入適宜濃度的naoh溶液；將玻璃鐘罩遮光處理，放在適宜溫度的環(huán)境中；溶液；將玻璃鐘罩遮光處理，放在適宜溫度的環(huán)境中；1小時后記錄紅墨水滴移動的方向和刻度，得小時后記錄紅墨水滴移動的方向和刻度，得x值。值。測定植物的凈光合作用強度：裝置的燒杯中放入測定植物的凈

7、光合作用強度：裝置的燒杯中放入nahco3緩沖緩沖溶液；將裝置放在光照充足、溫度適宜的環(huán)境中；溶液；將裝置放在光照充足、溫度適宜的環(huán)境中；1小時后記錄小時后記錄紅墨水滴移動的方向和刻度，得紅墨水滴移動的方向和刻度，得y值。值。請你預(yù)測在植物生長期紅墨水滴最可能移動方向并分析原因：請你預(yù)測在植物生長期紅墨水滴最可能移動方向并分析原因：項目項目紅墨水滴移動方向紅墨水滴移動方向原因分析原因分析測定植物呼吸作用測定植物呼吸作用速率速率a a c c 測定植物凈光合作測定植物凈光合作用強度用強度b b d d 向左移動向左移動向右移動向右移動c玻璃鐘罩遮光，植物只進行呼吸作用，植物進行有氧呼吸消耗玻璃鐘

8、罩遮光，植物只進行呼吸作用，植物進行有氧呼吸消耗o2，而釋放的，而釋放的co2氣氣體被裝置燒杯中體被裝置燒杯中naoh溶液吸收，導(dǎo)致裝置內(nèi)氣體、壓強減小，紅色液滴向左移動溶液吸收，導(dǎo)致裝置內(nèi)氣體、壓強減小，紅色液滴向左移動d裝置的燒杯中放入裝置的燒杯中放入nahco3緩沖溶液可維持裝置中的緩沖溶液可維持裝置中的co2濃度；將裝置放在光照濃度；將裝置放在光照充足、溫度適宜的環(huán)境中，在植物的生長期，光合作用強度大于呼吸作用強度，釋充足、溫度適宜的環(huán)境中，在植物的生長期，光合作用強度大于呼吸作用強度，釋放放o2，致裝置內(nèi)氣體量增加，紅色液滴向右移動，致裝置內(nèi)氣體量增加，紅色液滴向右移動變式訓(xùn)練變式訓(xùn)

9、練2圖圖4是探究綠色植物光合作用速率的實驗示意圖，裝是探究綠色植物光合作用速率的實驗示意圖，裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶內(nèi)的二氧化碳濃度，該裝置置于置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶內(nèi)的二氧化碳濃度，該裝置置于20環(huán)境中。實驗開始時，針筒的讀數(shù)是環(huán)境中。實驗開始時，針筒的讀數(shù)是0.2ml，毛細管內(nèi)的水，毛細管內(nèi)的水滴在位置滴在位置x。20min后，針筒的容量需要調(diào)至后，針筒的容量需要調(diào)至0.6ml的讀數(shù)，才的讀數(shù)，才能使水滴仍維持在位置能使水滴仍維持在位置x處。據(jù)此回答下列問題：處。據(jù)此回答下列問題：（1）若將圖中的碳酸氫鈉溶液換成等量）若將圖中的碳酸氫鈉溶液換成等量清水，重復(fù)上述實驗，清水，重復(fù)上述

10、實驗，20min后，要使水后，要使水滴維持在位置滴維持在位置x處，針筒的容量處，針筒的容量（需向左（需向左/需向右需向右/不需要）調(diào)節(jié)。不需要）調(diào)節(jié)。（2）若以釋放出的氧氣量來代表）若以釋放出的氧氣量來代表凈光合作用速率，該植物的凈光合凈光合作用速率，該植物的凈光合作用速率是作用速率是ml/h。（3）若將圖中的碳酸氫鈉溶液換成等量）若將圖中的碳酸氫鈉溶液換成等量濃氫氧化鈉溶液，在濃氫氧化鈉溶液，在20、無光條件下，、無光條件下，30min后，針筒的容量需要調(diào)至后，針筒的容量需要調(diào)至0.1ml的讀數(shù)，才能使水滴仍維的讀數(shù)，才能使水滴仍維持在持在x處。則在有光條件下該植物的實際光合速率是處。則在有

11、光條件下該植物的實際光合速率是ml/h。1.21.4三、測溶氧量的變化三、測溶氧量的變化-黑白瓶法黑白瓶法例例3某研究小組從當?shù)匾缓吹哪骋簧疃热〉靡煌八畼樱盅b于某研究小組從當?shù)匾缓吹哪骋簧疃热〉靡煌八畼?，分裝于六對黑白瓶中，剩余的水樣測得原初溶解氧的含量為六對黑白瓶中，剩余的水樣測得原初溶解氧的含量為10mg/l，白，白瓶為透明玻璃瓶，黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶。將它們分別置于六瓶為透明玻璃瓶，黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶。將它們分別置于六種不同的光照條件下，分別在起始和種不同的光照條件下，分別在起始和24小時后以溫克碘量法測定小時后以溫克碘量法測定各組培養(yǎng)瓶中的氧含量，記錄數(shù)據(jù)如下：各組培養(yǎng)瓶中

12、的氧含量，記錄數(shù)據(jù)如下：表表2（1）黑瓶中溶解氧的含量降低為）黑瓶中溶解氧的含量降低為3mg/l的原因是的原因是；該瓶中所有生物細胞呼吸消耗的該瓶中所有生物細胞呼吸消耗的o2量為量為mg/l24h。（2）當光照強度為）當光照強度為c時，白瓶中植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量時，白瓶中植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量為為mg/l24h。（3）光照強度至少為）光照強度至少為（填字母）時，該水層產(chǎn)氧量才能維持（填字母）時，該水層產(chǎn)氧量才能維持生物正常生活耗氧量所需。生物正常生活耗氧量所需。光照強度（光照強度（klx）0 0（黑暗）（黑暗）a ab bc cd de e白瓶溶氧量白瓶溶氧量(mg/l)3 310101

13、616242430303030黑瓶溶氧量黑瓶溶氧量(mg/l)3 33 33 33 33 33 3生物呼吸消耗氧氣生物呼吸消耗氧氣7721aa10變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3：以下實驗是對低等植物的水域生態(tài)系統(tǒng)進行的測定。以下實驗是對低等植物的水域生態(tài)系統(tǒng)進行的測定。步驟步驟1：取兩個相同的透明玻璃瓶，分別編號為：取兩個相同的透明玻璃瓶，分別編號為1號、號、2號。號。步驟步驟2：用兩個瓶同時從水深：用兩個瓶同時從水深3m處取水樣（都裝滿），立即測定處取水樣（都裝滿），立即測定2號瓶中的溶氧量，將號瓶中的溶氧量，將1號瓶密封瓶口沉入原取水樣處。號瓶密封瓶口沉入原取水樣處。步驟步驟3：24h后將后將1號瓶取

14、出，測定瓶中的溶氧量。按以上步驟重號瓶取出，測定瓶中的溶氧量。按以上步驟重復(fù)復(fù)3次，結(jié)果次，結(jié)果1號瓶溶氧量平均值為號瓶溶氧量平均值為6.5mg，2號瓶溶氧量平均號瓶溶氧量平均值為值為5.3mg。（1）24h后，后，1號瓶中溶氧變化量是號瓶中溶氧變化量是，這說明，這說明。（2）經(jīng)過）經(jīng)過24h后，后，1號瓶增加的有機物量（假設(shè)全為葡萄糖）號瓶增加的有機物量（假設(shè)全為葡萄糖）為為。（3）現(xiàn)欲使實驗過程同時還能測出）現(xiàn)欲使實驗過程同時還能測出1號瓶號瓶24h中實際合成的有機中實際合成的有機物總量，需補充物總量，需補充3號瓶進行實驗。簡述需補充的實驗內(nèi)容（請?zhí)柶窟M行實驗。簡述需補充的實驗內(nèi)容（請自行

15、選擇實驗用具）：自行選擇實驗用具）：。（4）設(shè)）設(shè)3號瓶溶氧量平均值為號瓶溶氧量平均值為a，則，則1號瓶實際合成葡萄糖量號瓶實際合成葡萄糖量為為。增加增加1.2mg水生植物光合作用強度大于呼吸作用水生植物光合作用強度大于呼吸作用1.13mg另取一個和另取一個和1號、號、2號相同的瓶，設(shè)法使之不透光，設(shè)為號相同的瓶，設(shè)法使之不透光，設(shè)為3號瓶，其他處理號瓶，其他處理和和1號瓶相同，號瓶相同，24h后測定溶氧量，重復(fù)后測定溶氧量，重復(fù)3次，取平均值。次，取平均值。15/16(6.5-a)四、定性比較光合作用強度的大小四、定性比較光合作用強度的大小-小葉片浮起數(shù)量法小葉片浮起數(shù)量法例例4探究光照強弱

16、對光合作用強度的影響，操作過程如下：探究光照強弱對光合作用強度的影響，操作過程如下：步驟步驟材材料料處處理理分組分組打打孔孔抽抽氣氣沉沉底底操作方法操作方法取生長旺盛的菠菜葉片綠葉，用直徑為取生長旺盛的菠菜葉片綠葉，用直徑為1cm的打孔器打出小圓形葉片的打孔器打出小圓形葉片30片。片。將小圓形葉片置于注射器內(nèi)，并讓注射器吸將小圓形葉片置于注射器內(nèi)，并讓注射器吸入清水，待排出注射器內(nèi)殘留的空氣后，用入清水，待排出注射器內(nèi)殘留的空氣后，用手堵住注射器前端的小孔并緩緩拉動活塞，手堵住注射器前端的小孔并緩緩拉動活塞，使小圓形葉片內(nèi)的氣體逸出。使小圓形葉片內(nèi)的氣體逸出。將內(nèi)部氣體逸出的小圓形葉片，放入黑

17、暗處將內(nèi)部氣體逸出的小圓形葉片，放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用。盛有清水的燒杯中待用。取取3只小燒杯，標記為只小燒杯，標記為a、b、c，分別倒入，分別倒入20ml富含富含co2的清水。分別向的清水。分別向3只小燒杯中只小燒杯中各放入各放入10片小圓形葉片。片小圓形葉片。用用3盞盞40 w臺燈分別向臺燈分別向a、b、c 3個實驗裝個實驗裝置進行強、中、弱三種光照。置進行強、中、弱三種光照。說明說明注意避開大的葉脈。注意避開大的葉脈。這一步驟可重復(fù)幾次。這一步驟可重復(fù)幾次。葉片細胞間隙充滿水而全葉片細胞間隙充滿水而全都沉到水底。都沉到水底。事先可用口通過玻璃管向事先可用口通過玻璃管向清水內(nèi)吹氣。清

18、水內(nèi)吹氣。光照強弱（自變量）可通光照強弱（自變量）可通過調(diào)節(jié)過調(diào)節(jié)來決來決定。定。 本實驗除通過觀察相同時間內(nèi)，葉片上浮數(shù)量的本實驗除通過觀察相同時間內(nèi)，葉片上浮數(shù)量的多少來反映光合作用速率的大?。贿€可以通過三個多少來反映光合作用速率的大??；還可以通過三個燒杯中上浮相同葉片數(shù)量所用時間的長短來描述。燒杯中上浮相同葉片數(shù)量所用時間的長短來描述。但該實驗方法只能定性比較，無法測出具體的量變。但該實驗方法只能定性比較，無法測出具體的量變。小葉片浮起數(shù)量法的原理和不足小葉片浮起數(shù)量法的原理和不足五、測裝置中五、測裝置中co2濃度的變化濃度的變化-紅外線紅外線co2傳感器傳感器原理：原理：由于由于co2

19、對紅外線有較強的吸收能力，對紅外線有較強的吸收能力，co2的的多少與紅外線的降低量之間有一線性關(guān)系多少與紅外線的降低量之間有一線性關(guān)系,因此因此co2含含量的變化即可靈敏地反映在檢測儀上，常用紅外線量的變化即可靈敏地反映在檢測儀上，常用紅外線co2傳感器來測量傳感器來測量co2濃度的變化。濃度的變化。例例5為測定光合作用速率，將一植物幼苗放入大錐形瓶中，瓶中安為測定光合作用速率，將一植物幼苗放入大錐形瓶中，瓶中安放一個放一個co2傳感器來監(jiān)測不同條件下瓶中傳感器來監(jiān)測不同條件下瓶中co2濃度的變化，如下圖濃度的變化，如下圖5所示。相同溫度下，在一段時間內(nèi)測得結(jié)果如圖所示。相同溫度下，在一段時間內(nèi)測得結(jié)果如圖6所示。請據(jù)圖回所示。請據(jù)圖回答：答：（1）在）在60120min時間段內(nèi)，葉肉細胞光合作