黑白瓶法测定呼吸光合速率

黑白瓶法测定呼吸光合速率
题大招适用题型
【2019•全国Ⅱ】（2）通常，对于一个水生生态系统来说，可根据水体中含氧量的变化计算出生态系统中浮游植物的总初级生产量（生产者所制造的有机物总量）。

若要测定某一水生生态系统中浮游植物的总初级生产量，可在该水生生态系统中的某一水深处取水样，将水样分成三等份，一份直接测定O 2含量
（A ）；另两份分别装入不透光（甲）和透光（乙）的两个玻璃瓶中，密闭后放回取样处，若干小时后测定甲瓶中的O2含量（B ）和乙瓶中的O 2含量（C ）。

据此回答下列问题。

在甲、乙瓶中生产者呼吸作用相同且瓶中只有生产者的条件下，本实验中C 与A 的差值表示这段时间内_____________；C 与B 的差值表示这段时间内_____________；A 与B 的差值表示这段时间内_________。

识别标志
操作步骤
测定呼吸和光合速率的装置为黑白瓶，可能会再设置一个对照组。

运用“黑白瓶”原理，测定光合速率及进行相关数据计算，方法如下：
（1）“黑瓶”不透光，测定的是呼吸速率；“白瓶”给予光照，测定的是净光合速率。

总光合作用量（强度）＝净光合强度+呼吸作用强度。

题
大
招操作步骤
（2）有初始值的情况下，黑瓶中O
2的减少量（或CO
2
的增加量）
为呼吸作用强度；白瓶中O
2的增加量（或CO
2
的减少量）为净
光合强度；二者之和为总光合作用强度。

（3）在没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量－黑瓶中测得的现有量＝总光合作用量。

【推导（3）】：设黑白瓶中初始溶氧量为a，一段时间后，黑
瓶溶氧量为MA，白瓶溶氧量为MB。

则：
呼吸速率＝a－MA；净光合速率＝MB－a
总光合＝净光合＋呼吸＝（MB－a）＋（a－MA）＝MB－MA
例题分析
依题意可知：甲、乙两瓶中只有生产者，A值表示甲、乙两瓶中水
样的初始O
2含量；甲瓶O
2
含量的变化反映的是呼吸作用耗氧量，因
此B=A-呼吸作用耗氧量；乙瓶O
2
含量变化反映的是净光合作用放氧量，所以C=A+光合作用总放氧量-呼吸作用耗氧量。

综上分析，本实验中，C-A=光合作用总放氧量-呼吸作用耗氧量=净光合作用的放氧量，即C与A的差值表示这段时间内生产者净光合作用的放氧量；C-B=光合作用总放氧量，即C与B的差值表示这段时间内生产者的光合作用的总放氧量；A-B=呼吸作用耗氧量，即A与B的差值表示这段时间内生产者的呼吸作用耗氧量。

故答案为：生产者净光合作用的放氧量生产者光合作用的总放氧量生产者呼吸作用的耗氧量
黑白瓶法测定呼吸光合速率
题大招再练几道
1.某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，测得最初溶解氧的含量为10mg/L ，取等量水样分装于6对黑白瓶中。

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（光照强度随A→E逐渐增强），分别在24小时后测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下：
（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L 的原因是______；该瓶中生物细胞呼吸消耗的O 2量为______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______mg/L•24h。

如果白天12小时，晚上12小时，则光照强度至少为______（填字母）时，该水层产氧量才能维持生物一昼夜正常生活耗氧量所需。

光照强度（klx ）0（黑暗）A
B C D E 白瓶溶氧量（mg/L ）310
17243030黑瓶溶氧量（mg/L ）3
33333黑白瓶法测定呼吸光合速率
题
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2.某研究小组用番茄进行光合作用和呼吸作用的实验，结合所给材
料，回答相关问题。

实验一：探究单株番茄光合作用强度与种植密度的关系，结果如甲
图所示。

与M点相比，N点限制单株光合作用强度的外界因素是
______、______。

实验还发现，不仅单株番茄光合作用强度与种植
密度呈负相关关系，番茄植株的生长也与种植密度呈负相关，番茄
生长的调节方式是______，与番茄果实发育关系最密切的是______，
环境温度降低时，该物质运输速度会______。

含量变化，
实验二：测量种植番茄的密闭大棚内一昼夜空气中的CO
2
结果如乙图所示。

B→C时间段，叶绿体内ADP的移动方向是______，
叶绿体内C
含量将______。

图中表示番茄光合作用和呼吸作用强度
3
相等的点是______。

实验三：（图丙）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6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）
题
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实验步骤如下：
（1）请设计一张表格用于记录实验数据。

（假设实验选定叶片数目
为3）
（2）若M=MB-MA，则M表示______。

3.某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，作如图所示实
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，测得叶片的光合作用速率=（3y-2z-x）/6g•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
题大招
练习题答案
1.答案：（1）黑瓶中植物不能进行光合作用产生氧气，生物呼吸消耗氧气7（2）21 B
2.答案：实验一：光照强度
CO2浓度激素调节生长素
减慢实验二：由叶绿体基质向类囊体片层
减少B 、D
实验三：（1）（2）B 叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量
3.答案：A 黑白瓶法测定呼吸光合速率
叶片编号
M B M A
1
2
3
平均值。