光合速率测定方法总结

三、测溶氧量的变化---黑白瓶法
例3 某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于 六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10mg/L，白 瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六 种不同的光照条件下，分别在起始和24小时后以温克碘量法测定 各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下： 表2
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变式训练3：以下实验是对低等植物的水域生态系统进行的测定。 步骤1：取两个相同的透明玻璃瓶，分别编号为1号、2号。 步骤2：用两个瓶同时从水深3m处取水样（都装满），立即测定 2号瓶中的溶氧量，将1号瓶密封瓶口沉入原取水样处。 步骤3：24h后将1号瓶取出，测定瓶中的溶氧量。按以上步骤重 复3次，结果1号瓶溶氧量平均值为6.5mg，2号瓶溶氧量平均 值为5.3mg。 （1）24h后，1号瓶中溶氧变化量是 增加1.2mg ，这说明 。 水生植物光合作用强度大于呼吸作用 （2）经过24h后，1号瓶增加的有机物量（假设全为葡萄糖） 1.13mg 为 。 （3）现欲使实验过程同时还能测出1号瓶24h中实际合成的有机 物总量，需补充3号瓶进行实验。简述需补充的实验内容（请 自行选择实验用具）：
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变式训练1 某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做了如 图所示实验。在叶柄基部作环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和 输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm2的叶圆 片烘干后称其重量，测得叶片的叶绿体真正光合作用速率=(3y一 2z—x)／6 g· cm-2· h-1(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温 度微小变化对叶生理活动的影响)。则M处的实验条件是( ) A．下午4时后将整个实验装置遮光3小时 B．下午4时后将整个实验装置遮光6小时 C．下午4时后在阳光下照射1小时 D．晚上8时后在无光下放置3小时
光合作用
光合速率测定方法总结
概念
实际（真正）光合速率指单位时间、单位叶面积的CO2固定量或者是
O2的产生量；也可以用单位时间、单位叶面积有机物的制造量来表示。
净光合速率指单位时间、单位叶面积的CO2吸收量或者是O2的释
放量；也可以用单位时间、单位叶面积有机物的积累量来表示。
呼吸速率指黑暗环境中植物单位时间、单位叶面积的CO2释放量或者
真正光合速率总光合速率表观光合速率净光合速率表观光合速率净光合速率呼吸速率?气体体积变化法?半叶法?黑白瓶法?小叶片浮起数量法?红外线co2传感器一气体体积变化法测光合作用o2产生或co2消耗的体积的体积变式训练1图4是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度该装置置于是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度该装置置于20环境中
光照强度（klx） 白瓶溶氧量(mg/L) 0（黑暗） 3 a 10 b 16 c 24 d 30 e 30
黑瓶溶氧量(mg/L)
3
3
333源自3（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是 生物呼吸消耗氧气 ； 该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为 7 mg/L· 24h。 （2）当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量 为 21 mg/L· 24h。 （3）光照强度至少为 a （填字母）时，该水层产氧量才能维持 生物正常生活耗氧量所需。 A10
是O2的消耗量；也可以用单位时间、单位叶面积有机物的消耗量来表示。
真正光合速率（实际光合速率）=净光合速率+呼吸速率
一、干物质量的积累“半叶法”---测光合作用有机
物的生产量，即单位时间、单位叶面积干物质积累数
例1 某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番茄 叶片的光合作用强度进行测定。其原理是：将对称叶片的一部分(A) 遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法阻止两部分的物 质和能量转移。在适宜光照下照射a小时后，在A、B的对应部位截 取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据， 则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/(dm2· h)。 问题： （1）可用什么方法阻止两部分叶片 的物质和能量转移？ 可先在中央大叶脉基部用热水、或热 石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理 （2）a小时内上述B部位截取的叶片 M=MB-M A 光合作用合成有机物的总量（M）为__________ 。
另取一个和1号、2号相同的瓶，设法使之不透光，设为3号瓶，其他处理 和1号瓶相同，24h后测定溶氧量，重复3次，取平均值。 。
（4）设3号瓶溶氧量平均值为a，则1号瓶实际合成葡萄糖量 为 15/16×(6.5-a) 。
四、定性比较光合作用强度的大小---小叶片浮起数量法
例4 探究光照强弱对光合作用强度的影响，操作过程如下：
变式训练3 将一株绿色植物置于密闭锥形瓶中，如下图所示。在 连续60分钟监测的过程中，植物一段时间以固定的光照强度持续 照光，其余时间则处于完全黑暗中，其他外界条件相同且适宜， 测得瓶内CO2浓度变化结果如图-4所示。据此分析可知（ ） D
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A．最初10min内，瓶内CO2浓度逐渐下降，说明植物的光合 作用逐渐增强 B．第20～30min内，瓶内植物光合作用逐渐减弱，呼吸作用 逐渐增强 C．第40～60min内，瓶内植物的光合作用速率与呼吸作用速 率大致相等 D．瓶内植物在照光时段内实际的光合作用速率平均为 90ppmCO2/min
A
二、气体体积变化法---测光合作用O2产生(或CO2
消耗)的体积
例2 某生物兴趣小组设计了图3 装置进行光合速率的测试实验 （忽略温度对气体膨胀的影响）。 ①测定植物的呼吸作用强度：装置的烧杯中放入适宜浓度的 NaOH溶液；将玻璃钟罩遮光处理，放在适宜温度的环境中；1 小时后记录红墨水滴移动的方向和刻度，得X值。 ②测定植物的净光合作用强度：装置的烧杯中放入NaHCO3缓冲 溶液；将装置放在光照充足、温度适宜的环境中；1小时后记录 红墨水滴移动的方向和刻度，得Y值。 请你预测在植物生长期红墨水滴最可能移动方向并分析原因：
变式训练2 图4是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装 置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度，该装置置于 20℃环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内的水 滴在位置X。20min后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才 能使水滴仍维持在位置X处。据此回答下列问题： （1）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量 清水，重复上述实验，20min后，要使水 滴维持在位置X处，针筒的容量 （需向左/需向右/不需要）调节。 （2）若以释放出的氧气量来代表 净光合作用速率，该植物的净光合 作用速率是 1.2 mL/h。 （3）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量 浓氢氧化钠溶液，在20℃、无光条件下， 30min后，针筒的容量需要调至0.1mL的读数，才能使水滴仍维 持在X处。则在有光条件下该植物的实际光合速率是 1.4 mL/h。
步骤 操 作 方 法 说 明 打 取生长旺盛的菠菜叶片绿叶，用直径为1cm 孔 的打孔器打出小圆形叶片30片。 材 将小圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸 料 抽 入清水，待排出注射器内残留的空气后，用 处 气 手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞， 理 使小圆形叶片内的气体逸出。 沉 将内部气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗处 底 盛有清水的烧杯中待用。 分组 对照 观察 取3只小烧杯，标记为A、B、C，分别倒入 20mL富含CO2的清水。分别向3只小烧杯中 各放入10片小圆形叶片。
小叶片浮起数量法的原理和不足 本实验除通过观察相同时间内，叶片上浮数量的 多少来反映光合作用速率的大小；还可以通过三个 烧杯中上浮相同叶片数量所用时间的长短来描述。 但该实验方法只能定性比较，无法测出具体的量变。
五、测装置中CO2浓度的变化---红外线CO2传感器 原理：由于CO2对红外线有较强的吸收能力，CO2的 多少与红外线的降低量之间有一线性关系,因此CO2含 量的变化即可灵敏地反映在检测仪上，常用红外线 CO2传感器来测量CO2浓度的变化。
例5 为测定光合作用速率，将一植物幼苗放入大锥形瓶中，瓶中安 放一个CO2传感器来监测不同条件下瓶中CO2浓度的变化，如下图 5所示。相同温度下，在一段时间内测得结果如图6所示。请据图回 答：
（1）在60～120min时间段内，叶肉细胞光合作用强度的变化趋势 逐渐降低 为 。理由是 CO2浓度降低的趋势逐渐降低 。 （2）在60～120min时间段，瓶内CO2浓度下降的原因 是 。此时间段该植物光合速率为 25 ppm／min。 植物的光合作用强度大于呼吸作用强度
注意避开大的叶脉。
这一步骤可重复几次。 叶片细胞间隙充满水而全 都沉到水底。
事先可用口通过玻璃管向 清水内吹气。
用3盏40 W台灯分别向A、B、C 3个实验装置 光照强弱（自变量）可通 进行强、中、弱三种光照。 过调节 来决定。 观察并记录叶片浮起的数量（因变量）。
实验预期：____烧杯中的小 叶片浮起的数目最多。
项目
红墨水滴移动方向
c． d．
原因分析
测定植物呼吸作用 a． 向左移动 速率 测定植物净光合作 b． 向右移动 用强度
c．玻璃钟罩遮光，植物只进行呼吸作用，植物进行有氧呼吸消耗O2，而释放的CO2气 体被装置烧杯中NaOH溶液吸收，导致装置内气体、压强减小，红色液滴向左移动 d．装置的烧杯中放入NaHCO3缓冲溶液可维持装置中的CO2浓度；将装置放在光照 充足、温度适宜的环境中，在植物的生长期，光合作用强度大于呼吸作用强度，释 放O2，致装置内气体量增加，红色液滴向右移动