光合速率的测定方法及应用
光合作用速率测定方法
光合作用速率测定方法谭家学（湖北省十堰市郧阳区第二中学442500）光合作用强度的大小直接影响植物的生长，可以设置装置来测定植物的光合作用强度。
一、 光合作用速率的表示方法1．净光合速率表示方法：单位时间内单位面积叶片CO 2的吸收量或O 2的释放量或有机物积累量。
2．真正光合速率表示方法：单位时间内单位面积叶片CO 2的固定量或O 2的产生量或有机物生产量。
光合速率测定时，在黑暗（遮光）条件下测呼吸速率，在光下测净光合速率，真正光合速率等于呼吸速率加净光合速率。
3．看清这些词语是准确解题的关键：CO 2是“消耗量”还是“吸收量”， O 2是“产生量”还是“释放量”，有机物是“生产量”还是“积累量”，因为CO 2的消耗量等于呼吸作用CO 2释放量加从外界CO 2吸收量；O 2的产生量等于呼吸作用消耗的O 2量加释放到外界环境O 2量；有机物的生产量等于呼吸作用消耗有机物量加净积累量。
二、光合作用速率的测定方法1．测定方法：将右图装置的广口瓶中加入碳酸氢钠稀溶液，给予适宜光照，光合作用消耗的CO 2由碳酸氢钠稀溶液提供，玻璃管红色液滴右移的数值（记作S 1）表示光合作用释放的O 2量；再用一套装置，不给予光照，其它条件均相同，玻璃管红色液滴左移的数值（记作S 2）表示呼吸作用消耗O 2量。
2．结果分析：净光合作用速率等于光照条件下单位时间内O 2的释放量（即S 1）；真正光合作用强度等于光照条件下单位时间内O 2的释放量与呼吸作用O 2消耗量之和（S 1+ S 2）。
3．物理误差的校正：由于装置的气体体积的变化也可能会由温度等物理因素所引起，为使测定结果更趋准确，应设置对照实验，以校正物理膨胀等因素对实验结果造成的误差。
此时，对照实验与该装置相比，应将所测生物灭活，而其他各项处理应与实验组完全一致。
三、典例引领【例】某转基因作物有很强的光合作用强度。
某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合强度测试的研究课题，设计了如下装置。
总光合速率的三种表示方法
总光合速率的三种表示方法总光合速率是指植物在一段时间内吸收光能，进行光合作用后所释放出的总氧气量、总二氧化碳吸收量或总干重增加量。
下面将介绍三种表示总光合速率的方法。
1. 总释放氧气量法总释放氧气量法是通过测定植物在一定时间内释放的氧气量来计算总光合速率的方法。
测定氧气的方法可以是电极法、曲线法等。
这种方法通常需要一定的设备，而且测量时需要保证光照充足、温度适宜等条件。
但是，通过测量平台上氧气释放曲线的斜率，可以简单地计算出总光合速率，因此总释放氧气量法还是一个比较常用的方法。
2. 总吸收二氧化碳量法总吸收二氧化碳量法是通过测定植物在一定时间内吸收的二氧化碳量来计算总光合速率的方法。
测定二氧化碳的方法可以是色谱法、pH法等。
这种方法相对于总释放氧气量法更加简单，而且可以在室内实验室等较为简单的条件下进行。
但是，需要注意的是，二氧化碳的浓度和光照条件等都会影响计算结果，因此操作时需要保证实验条件的一致性。
3. 总干重增加量法总干重增加量法是通过测定植物在一定时间内的干重增加量来计算总光合速率的方法。
干重增加量可以简单地通过称量植株在实验前后的重量差来进行计算。
这种方法相对于前两种方法更加方便、实用，而且不需要进行复杂的测量操作。
但是，需要注意的是，干重增加量的计算结果有一定的误差，因此需要在多次实验后统计平均值以提高准确性。
总之，总光合速率是反映植物光合作用能力的重要指标，它的计算方法主要有总释放氧气量法、总吸收二氧化碳量法和总干重增加量法等。
需要根据具体实验条件和研究需求选择合适的方法进行计算。
测定净光合速率的方法
测定净光合速率的方法
净光合速率指的是植物在光合作用中吸收二氧化碳产生有机物
质的速率减去呼吸作用中消耗有机物质的速率所得到的净速率。
测定植物的净光合速率，可以通过以下方法进行：
1. 测定消耗氧气的速率：将植物样品放入密闭的容器中，同时在容器中注入氧气，然后观察氧气的消耗速率，即可测定出呼吸作用的速率。
为了消除误差，应该在不同的光照强度下进行多次测量。
2. 测定释放氧气的速率：将植物样品放入水中，放在光源下，然后观察氧气的释放速率，即可测定光合作用的速率。
同样需要进行多次测量以消除误差。
3. 结合测定：将上述两种方法结合起来，测定植物在不同光照强度下的净光合速率。
通过测定消耗氧气的速率和释放氧气的速率，可以计算出净光合速率。
以上是常用的测定净光合速率的方法，不同方法的适用性会因植物类型、实验条件等因素而异，需要根据具体情况选择合适的方法。
- 1 -。
植物的光合速率实验
植物的光合速率实验在我们日常生活中，我们经常可以看到各种各样的植物。
植物是地球上最重要的生物之一，它们通过光合作用，将阳光转化为能量，为我们和其他生物提供了氧气和食物。
那么，我们如何来研究和了解植物的光合速率呢？这就需要进行光合速率实验。
光合速率是指植物在光照条件下单位时间内进行光合作用所释放氧气的量。
为了测量光合速率，我们可以利用一个简单而经典的实验——水蕨实验。
水蕨实验是一种常见的植物生理学实验，通过测量水蕨在光照条件下产生的氧气量来推测植物的光合速率。
首先，我们需要准备一些实验器材：一个装有水蕨的试管、一个水槽和一台气体电流仪。
首先，将装有水蕨的试管放入水槽中，确保水的温度和湿度适宜。
然后，用夹子将试管全部浸入水中，使得试管内外的气体达到平衡。
接下来，将试管放置在光照强度适中的位置，并将气体电流仪的测量头与试管连接。
在实验过程中，实验器材的选择和控制非常关键，对于获得准确的结果起着至关重要的作用。
首先，在选择水蕨进行实验时，我们应该选择健康、生长良好的植物。
其次，控制实验的光照强度和时间，保持稳定的光线条件，以保证实验结果的可靠性。
另外，在测量氧气的时候，确保气体电流仪的灵敏度适宜，并记录测量的时间和结果。
通过进行水蕨实验，我们可以观察到以下现象。
在光照条件下，水蕨进行光合作用，释放氧气。
气体电流仪会检测到氧气的产生，通过测量气体电流仪的示数，我们可以得知光合速率。
由于光合速率与光照强度呈正相关关系，当我们改变实验的光照条件时，可以观察到光合速率的变化。
除了水蕨实验，我们还可以利用其他方法来研究植物的光合速率。
例如，在植物生长箱中，我们可以调整光照条件、温度和光合有效辐射等参数，通过测量二氧化碳的吸收和氧气的释放量，来推测光合速率。
同时，我们还可以利用光合速率方程等数学模型来分析和计算植物的光合速率，提高实验结果的准确性和可靠性。
总而言之，植物的光合速率实验是研究植物光合作用的重要手段之一。
光合速率测定方法
光合速率测定方法光合速率(实际光合速率）=呼吸速率+净光合速率（表观光合速率）有机物制造量=有机物消耗量+有机物积累量O2产生量= O2消耗量+O2释放量CO2固定量= CO2产生量+CO2吸收量1、半叶法-——-—-测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位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(可先在叶柄基部用热水、或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理）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（mg），获得相应数据,分别记为MA、MB．则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/（dm2·h)问题：若M=MA—MB，则M表示变式训练：探究不同温度情况下，某种植物的叶片重量的变化情况(假设重量变化均来自有机物的增减）,实验流程及结果如下(单位：mg)。
请分析回答下列问题:（1)实验的第二阶段的自变量是。
（2)实验中a数值表示的是 .(3）比较叶片在整个实验过程中的增重情况可知，26℃条件下（填“大于"“小于”或“等于"）27℃条件下.（4)实验过程中29℃条件下叶片有机物的实际合成量是 mg。
在此条件下,该植物体（填“能”或“不能”）正常生长2、气压瓶法—---—-测光合作用O2产生量例2、某生物兴趣小组打算测定一植株的光合速率，他们设计如下装置①、测定植物呼吸作用强度,方法步骤：a。
装置的烧杯中放入（NaOH或NaHCO3溶液)b.将装置处理,放在温度适宜的环境中.c.30分钟后记录装置红墨水滴移动的方向和刻度。
(方向：，刻度记为Xmm）②、测定植物净光合作用强度，方法步骤：a。
装置的烧杯中放入(NaOH或NaHCO3溶液）b.将装置放在、温度相同的环境中.c.30分钟后记录装置红墨水滴移动的方向和刻度。
光合速率的测定方法
五、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。
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：
方法二：黑白瓶法
黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，只有呼吸作用， 所以呼吸作用量=黑瓶中溶解氧的变化。 白瓶既能光合作用又能呼吸作用，所以净 光合作用量=白瓶中溶解氧的变化。真正光合 量（总光合量）=白瓶中溶解氧的变化+黑瓶中 溶解氧的变化。
一同学研究某湖泊中X深度生物光合作用和有氧呼吸时， 设计了如下操作：①取三个相同的透明玻璃瓶标号a、 b、c，并将a用不透光黑布包扎起来；②将a、b、c三 个瓶子均在湖中X深度取满水，并测定c瓶中水的溶氧 量；③将a、b两瓶密封后再沉入X深度水体中，24小 时后取出；④测定a、b两瓶中水的溶氧量，三个瓶子 的测量结果如图所示。关于24小时内X深度水体中生 物光合作用和需氧呼吸情况的分析正确的是（ ） A．光合作用产生的氧气量为（k-w）mol/瓶 B．光合作用产生的氧气量为（k-v）mol/瓶 C．需氧呼吸消耗的氧气量为（k-v）mol/瓶 D．需氧呼吸消耗的氧气量为v mol/瓶
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，光合作用强度超过呼吸作用强度，表现 为表观光合作用释放O2，致装置内气体量增加，红色液滴向右移动
【2020生物高考复习】光合速率的测定方法及计算
光照强度(lx) CO2浓度(%)
1
0
0.05
左移2.24
2
800
3
1000
0.03
右移6.00
0.03
右移9.00
图3-10-37
4
0
5
1500
0.05
右移11.20
0.05
右移11.20
6
1500
0.03
右移9.00
A.1组中液滴左移的原因是植物 有氧呼吸消耗了氧气 B.6组中液滴右移的原因是植物 光合作用产生氧气量小于有氧呼 吸消耗氧气量 C.与3组比较可知,限制2组液滴移 动的主要环境因素是光照强度 D.与4组比较可知,限制3组液滴右 移的主要环境因素是CO2浓度
3.“半叶法”测定光合作用有机物的产生量 (1)使用范围:检测单位时间、单位叶面积干物质产生总量,常用于大田农作物的光 合速率测定。 (2)测定方法:在测定时,将植物对称叶片的一部分遮光或取下置于暗处,另一部分则 留在光下进行光合作用,过一定时间后,在这两部分的对应部位取同等面积的叶片, 分别烘干称重。因为对称叶片的两对应部位的等面积的干重,开始时被视为相等,照 光后的叶片重量超过黑暗中的叶重,超过部分即为光合作用产物的产量,并通过一定 的计算可得到光合作用强度。
【典题示导】
3.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(如图3-10-38所示),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的对应部位截取相等面积的叶
片(图中虚线所示),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)。若M=MB-MA,则M表示 ( ) A.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
植物光合速率的测定
植物光合速率的测定植物的光合作用是利用太阳能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。
通过测定植物的光合速率可以了解植物在不同光照条件下的光合效率和光合作用的强度。
本文将介绍植物光合速率的测定方法。
仪器和试剂：1. 光强计：用于测量光照强度。
2. CO2分析仪：用于测量含CO2浓度。
4. 石蕊试剂：用于吸收呼出的CO2。
实验步骤：1. 准备试验环境：将植物置于光照强度为1000μmol.m^-2.s^-1、温度为25℃的环境中，等待植物达到稳定状态。
2. 测量基础数据：在光照条件下，测量环境中的光强和空气中的CO2浓度。
将叶绿素荧光仪放置于植物叶片上，测量叶绿素荧光强度。
3. 封闭系统：将植物置于一个密闭系统中，系统中的空气含量为150ml。
使用石蕊试剂吸收呼出的CO2，保持系统中的CO2浓度恒定。
4. 记录数据：在光照条件下，每隔30秒记录一次CO2浓度，记录15次。
记录每次记录时叶绿素荧光强度。
5. 处理数据：将记录的CO2浓度按时间排列，计算每个时段内CO2的减少量。
计算光强、CO2浓度和叶绿素荧光强度的平均值。
6. 计算光合速率：使用以下公式计算光合速率光合速率=CO2消耗速率×净合成效率净合成效率=（最终CO2浓度-初始CO2浓度）/光照时间CO2消耗速率=（150-最终CO2浓度）/光照时间结果分析：通过测定植物的光合速率，可以了解植物在不同光照条件下的光合效率和光合作用的强度。
在光照强度不变的条件下，光合速率随着CO2浓度的增加而增加。
叶绿素荧光强度也是一个重要的指标，可以反映光合作用的效率。
总结：本文介绍了植物光合速率的测定方法，包括试验环境、测量基础数据、封闭系统、记录数据、处理数据和计算光合速率。
通过测定植物的光合速率，可以了解植物的光合效率和光合作用的强度。
在实际应用中，该方法可以用于评估植物的生长状况、确定最佳的生长条件和比较不同植物的光合效率。
测量光合作用速率的指标
测量光合作用速率的指标光合作用是指植物通过光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。
光合作用速率是指单位时间内光能转化为化学能的速度，它是一个重要的生理指标，可以反映植物的生长和代谢状态。
本文将介绍几种常见的测量光合作用速率的指标。
1.氧气释放速率氧气释放速率是测量光合作用速率的常用指标之一、光合作用产生的氧气可以通过呼吸作用释放出来，其释放速率可以反映光合作用的强度。
常见的测量方法是使用氧气电极测量光合作用过程中释放出的氧气。
2.CO2吸收速率光合作用过程中植物会吸收二氧化碳，并将其转化为有机物。
测量光合作用速率的另一种指标是二氧化碳的吸收速率。
常用的测量方法是使用红外二氧化碳分析仪来测量光合组织中二氧化碳浓度的变化。
3.光能利用效率光能利用效率指光能转化为化学能的效率，是一个重要的光合作用速率指标。
常见的测量方法是使用光合有效辐射（PAR）计来测量光合作用光能的强度，然后再通过测量产生的有机物的质量来计算光能利用效率。
4.光合酶活性光合作用过程中的许多反应都是由光合酶催化完成的，因此测量光合酶活性也可以作为测量光合作用速率的指标。
常见的测量方法是使用分光光度计来测量光合酶在特定波长下的活性。
5.光合作用速率模型光合作用速率模型是基于光合作用速率与温度、光照强度和二氧化碳浓度等因素之间的关系建立的数学模型。
通过测量这些因素的变化，可以预测光合作用速率的变化。
常见的光合作用速率模型有Farquhar 模型、Ball-Berry 模型等。
总结：测量光合作用速率可以用多种指标，包括氧气释放速率、CO2吸收速率、光能利用效率、光合酶活性和光合作用速率模型。
这些指标可以从不同角度反映光合作用的强度和效率，对于研究光合作用的机制和植物的生长发育具有重要意义。
然而，不同指标的测量方法和适用范围有所不同，需要根据具体实验条件和研究目的选择合适的指标进行测量。
光合速率的几种测定方法黑白瓶法
3
10 16 24 30
30
黑瓶溶氧量(mg/L)
3
3
3
3
3
3
（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是_________________；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
_____2_1_______mg/L•24h。
②测定植物的净光合作用强度：烧杯中放入NaHCO3缓冲溶液； 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。
总光合速率=净光合速率+呼吸速率=X+Y
红外线CO2传感器——测装置内CO2浓度的变化
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。
_____________________________。
光合强度>呼吸强度
（2）在60～120min时间段，瓶内2C5O2浓度下降的原因是_____。
小叶片浮起数量法---定性比较光合作用强度的大小
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。但该实验方法只能比较大小，无法 测出具体的量变。
“半叶法”---测光合作用有机物的生产量，即单位 时间、单位叶面积干物质产生总量
本方法又叫半叶称重法，常用大田 农作物的光合速率测定。
例：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)。 问题：若M=MB-MA，则M表示 _______。
光合速率的测定方法[1]
![光合速率的测定方法[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/8b89aa15c5da50e2524d7fee.png)
光合速率的测定方法一、半叶法此法测定大田光合作用速率较实用且较简单，无需特殊仪器设备，但精确度较差。
在光照之前，选取对称叶片。
切下一半称得其干重，另一半叶片留在植株上进行光合作用，经过一定时间，再切取另一半相当面积的叶片，称其干重。
单位面积上单位时间内干重的增加，即代表光合作用速率，用干重mg/dm2 h 表示，这叫光合生产率或净同化率。
沈允钢等在经典半叶法基础上加以改进，提出改良半叶法，基本做法同上。
剪下对称的半片叶片，放在暗处并保持一定湿度，这半片叶片虽不能进行光合作用，但仍可照常进行呼吸作用。
另一半留在植株上进行光合作用，为避免在处理过程中光合产物通过韧皮部向外输送，可先在叶柄基部用热水（或热石蜡液）烫伤或用呼吸抑制剂处理，以阻止叶片光合产物外运。
前后两次取样干重的差值（包括呼吸消耗在内）即为该植物叶片的光合生产率。
也可在不对称的叶片上，用钻孔器在叶面的一半钻取一定面积的叶片圆片，两次取样，求其干重差值。
二、co2吸收量的测定测定植物吸收co2的数量可用红外线co2分析仪或ph比色法，由于co2对红外线有较强的吸收能力，co2含量的变化即可灵敏地反映在检测仪上。
红外线co2分析仪，国内已有生产，既可在室内用叶室进行活体测定，又可在田间利用大气采样器采取气样带回实验室借助该仪器检测分析。
ph比色法是利用甲酚红作指示剂，其原理是nahco3溶液中的co2与密闭系统中空气的co2总是保持平衡状态，叶片在密闭条件下进行光合作用，不断吸收密闭系统空气中的co2，使得nahco2溶液中的co2减少，ph值发生改变，根据溶液中指示剂颜色的变化，即可推算出co2浓度的变化，从而求出该叶片的光合强度。
ph比色法适合在野外自然条件下进行测定，缺点是精确度较低。
三、o2的释放量测定氧电极法是一种实验室常用的测氧技术。
氧电极由嵌在绝缘棒上的铂和银所构成，以氯化钾为电解质，外覆聚乙烯薄膜，两极间加0.6～0.8v的极化电压，溶氧可透过薄膜在阴极上还原，同时在极间产生扩散电流。
光合速率测定方法总结
这一步骤可重复几次。
沉 将内部气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗处 叶片细胞间隙充满水而全
底 盛有清水的烧杯中待用。
都沉到水底。
取3只小烧杯，标记为A、B、C，分别倒入 分组 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。
事先可用口通过玻璃管向 清水内吹气。
对照
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
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。
（1）在60～120min时间段内，叶肉细胞光合作用强度的变化趋势
为 逐渐降低
。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
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（ ）
浅谈测定光合速率的常用方法
浅谈测定光合速率的常用方法【摘要】光合速率是评价植物光合作用效率的重要指标，对于研究植物生长和环境影响具有重要意义。
本文将介绍几种常用的测定光合速率的方法，包括直接测定法、间接测定法、比色法、同位素示踪法和光合机率仪。
通过对这些方法的描述，分析它们在实际应用中的适用情况和优缺点，为科研人员在选择合适的方法提供参考。
本文还探讨了未来发展方向，希望能促进光合速率测定方法的进一步改进和创新，提高测定的准确性和效率。
通过本文的介绍，读者可以更深入了解测定光合速率的重要性及常用方法，为相关领域的研究提供帮助和指导。
【关键词】光合速率、测定方法、直接测定法、间接测定法、比色法、同位素示踪法、光合机率仪、适用情况、优缺点、未来发展方向1. 引言1.1 测定光合速率的重要性测定光合速率是研究植物生理过程中非常重要的一项内容。
光合作用是植物生长的基础过程，通过光合作用，植物能够将光能转化为化学能，并且释放氧气。
而光合速率则是反映植物光合作用强度的一个重要指标，可以帮助我们了解植物对光合作用的适应性、活力和健康状况。
测定光合速率有助于我们研究植物的生长环境以及植物对环境变化的适应能力。
通过测定不同条件下植物的光合速率，我们可以推断出植物对光、温度、水分等因素的响应和调节机制，为改善植物的生长条件提供科学依据。
测定光合速率也有助于我们研究植物对污染物质的抗性能力。
一些污染物质会影响植物的光合作用过程，导致光合速率的下降，通过测定光合速率，我们可以评估植物对污染物的抵抗力，为环境保护和生态恢复提供参考依据。
测定光合速率对于了解植物光合作用的机理、研究植物生长环境和评估植物对污染物的抗性能力具有重要意义，是植物生理学研究中不可或缺的一环。
2. 正文2.1 直接测定法直接测定法是一种常用的测定光合速率的方法，其原理是通过测量单位时间内植物释放氧气或吸收二氧化碳的速率来间接推断光合速率。
这种方法操作简单，结果准确，被广泛应用于实验室和野外研究中。
光合速率的测定方法
光合速率的测定方法光合速率的测定方法：①直接测量法是最直观的方法之一通常涉及使用红外气体分析仪实时监测植物叶片吸收二氧化碳释放氧气的过程仪器能够精确记录单位时间内二氧化碳浓度的变化从而计算出光合速率；②碘液滴定法是一种经典的化学测定手段主要用于间接估算光合作用产生的氧气量实验中将植物置于密闭容器内光照一定时间后收集释放出来的气体利用碘液与氧气反应后颜色变化来定量分析；③碳酸氢盐法同样属于间接测定范畴通过控制环境条件使光合作用固定二氧化碳生成的有机物与加入的碳酸氢钠反应产生二氧化碳再次测定新增加的二氧化碳含量即可推算原固定量；④叶绿素荧光技术基于叶绿体中的叶绿素受激发后会发出荧光这一特性当植物暴露于强光下其光系统II的电子传递链被饱和多余的能量以热或荧光形式释放通过检测不同光照条件下荧光强度变化能反映光合作用效率；⑤14C同位素标记技术则更深入到分子层面将放射性标记的二氧化碳引入体系经过短时间光照后植物体内积累的放射性物质代表光合作用产物通过后续处理分离并计数放射性可追踪碳在光合作用过程中的转移路径；⑥叶面积指数与光合速率之间存在相关性因此也可以通过测量叶片总面积结合其他参数估算总体光合作用能力实际操作中常用便携式叶面积仪快速获取数据；⑦温度响应曲线绘制能够帮助理解不同温度条件下光合作用表现将植物放置于可控温室内调节至一系列预定温度下监测光合速率随温度升高或降低趋势绘制出相应曲线；⑧光照强度对光合作用影响至关重要因此研究中也经常改变光照强度水平观察光合速率变化绘制光响应曲线同样适用于评估植物适应不同光照环境的能力；⑨土壤溶液中营养元素含量与光合作用密切相关因此通过定期采集土样分析氮磷钾等关键元素浓度变化也能侧面反映光合作用状态；⑩水分状况直接影响植物气孔开放程度进而影响CO2吸收因此监测土壤湿度叶片水势等指标同样是了解光合作用状况的重要手段；⑪人工气候室提供高度可控的实验环境允许研究者精确调节温度湿度光照等因子来模拟各种生态条件观察特定条件下光合作用表现；⑫遥感技术近年来也被广泛应用于大尺度范围内植被光合作用动态监测通过卫星或无人机获取地表反射率信息结合模型计算得出区域平均光合速率变化情况。
实验二 植物的光合速率测定
实验二植物的光合速率测定实验目的：本实验旨在了解植物的光合作用原理，掌握光合速率的测定方法，以及研究光照强度、二氧化碳浓度和温度对光合速率的影响。
实验原理：光合作用是生物体利用光能将二氧化碳和水合成有机物质的过程。
光合作用主要包括光反应和暗反应两个阶段。
光反应主要在叶绿体的基粒中进行，通过光能将水分解为氧气和氢离子，同时将光能转化为ATP能量和NADPH还原力；暗反应主要在叶绿体基部的基质中进行，通过光反应所提供的ATP和NADPH能量和还原力将二氧化碳转化为三碳糖，即光合产物。
光合作用的光化学反应方程式为：6CO2 + 6H2O + 光能→ C6H12O6 + 6O2，其中光能的来源为太阳辐射。
测定植物的光合速率可以通过测量O2产生量或CO2消耗量来实现，两者是等效的。
本实验采用O2产生量法来测定植物的光合速率。
在不同光照强度、二氧化碳浓度和温度条件下，通过测定水草的O2产生量来研究光合速率的变化。
实验步骤：材料：水草、光照强度调节器、CO2浓度调节器、温度计、溶氧仪、试管、夹子、移液管、热水浴槽、橡皮塞、水槽、排气管。
1. 将5片新鲜水草叶片放入预先准备好的产氧瓶中，加入10ml的磷酸盐缓冲液，并加入1ml的白水。
2. 将产氧瓶放在水槽中，用橡皮塞封好瓶口，再插上排气管和移液管，在产氧瓶的瓶底用夹子固定溶氧仪。
注意产氧瓶内不得有气泡。
3. 在测量前15分钟内，往产氧瓶内连续通入气和CO2气体，使瓶内的气体和水达到平衡。
然后对气体进行暗处理（在光照强度调节器关闭灯光的条件下），持续10分钟，记录下溶氧仪的读数。
4. 打开光照强度调节器，调整光照强度为1500Lx，进行光处理10分钟，记录下溶氧仪的读数。
5. 依次将光照强度调节器的光照强度调整为0Lx、500Lx、1000Lx和2000Lx，重复步骤4。
6. 将CO2浓度调节器接入产氧瓶的通气管道，通过调节CO2浓度分别为0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%、0.18%、0.21%进行光处理，每次处理10分钟，记录下溶氧仪的读数。
光合速率测定实验报告
光合速率测定实验报告光合速率测定实验报告引言：光合作用是植物生长和生存的重要过程，通过光合作用，植物能够将光能转化为化学能，并产生氧气。
测定光合速率可以帮助我们了解植物的光合效率，并对环境因素对光合作用的影响进行研究。
本实验旨在通过测定不同光强下植物的光合速率，探究光照强度对光合作用的影响。
实验材料与方法：实验材料：1. 水培植物（如水稻或豆类植物）；2. 光照强度计；3. 透明塑料袋；4. 水槽；5. 水；6. 光合速率测定仪器。
实验方法：1. 将水培植物放置于水槽中，确保植物根部完全浸入水中；2. 在不同光强条件下，使用光照强度计测定光照强度；3. 将光照强度计放置于植物顶部，记录光照强度；4. 在测定光照强度的同时，使用光合速率测定仪器测定植物的光合速率；5. 将透明塑料袋覆盖在植物上方，以保持相对稳定的湿度；6. 在不同光强条件下，分别测定光合速率，并记录结果。
实验结果与分析：在不同光强条件下，测定了水培植物的光合速率，并记录如下表：光照强度（lx）光合速率（单位）100 0.5200 0.8300 1.2400 1.5500 1.7由实验结果可知，随着光照强度的增加，植物的光合速率也增加。
这是因为光照强度的增加能够提供更多的光能，促进光合作用的进行。
当光照强度达到一定程度时，光合速率趋于饱和，即光照强度继续增加，光合速率的增加不再明显。
结论：通过本实验，我们得出了光照强度对光合速率的影响。
光照强度的增加能够提高植物的光合速率，但当光照强度达到一定程度时，光合速率趋于饱和。
这一结果提示我们，在种植水培植物时，应根据植物的光合特性来合理调节光照强度，以提高光合效率。
实验的局限性：1. 本实验仅考察了光照强度对光合速率的影响，未考虑其他因素的影响，如温度、CO2浓度等；2. 实验中使用的植物种类有限，结果可能不适用于其他植物。
进一步研究方向：1. 可以进一步研究光照强度与其他环境因素（如温度、CO2浓度）的相互作用对光合速率的影响；2. 可以扩大实验样本，使用不同种类的植物进行测定，以获得更全面的结果；3. 可以研究不同光谱的光照对光合速率的影响，了解不同波长的光对植物光合作用的贡献。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光合速率的测定方法及应用阮庆华光合作用是高考的重要考查内容之一，在全国各地历年高考中出现的频率较高.考查的角度涉及光合作用场所.过程.物质变化.能量转化.及其在生产生活实践中的应用.常以实验为载体,多与呼吸作用生态系统的功能相联系进行考查。
本节选取光合速率的测定来突破其难点之一.实验测得的光合速率是表观光合速率或净光合速率,是指单位时间、单位叶面积的CO2的吸收量或者是O2的释放量；也可以用单位时间、单位叶面积干物质积累数表示。
通常以每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳毫克数表示（mg/ dm2·h）,若能测出其呼吸速率,把它加到表观光合速率上去,则可得到真正光合速率。
真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。
光合速率常见的测定方法有哪些呢？光合速率又是如何计算的呢？请看以下几种光合速率的测定方法。
1、“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（可先在叶柄基部用热水、或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理）阻止A,B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M A、M B，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：若M=M B-M A，则M表示。
解析本方法又叫半叶称重法，常用大田农作物的光合速率测定。
如图1所示，A部分遮光，这半片叶片虽不能进行光合作用，但仍可照常进行呼吸作用。
另一半B部分叶片既能进行光合作用，又可以进行呼吸作用。
题中：M B表示6小时后叶片初始质量+光合作用有机物的总产量-呼吸作用有机物的消耗量，M A表示6小时后初始质量-呼吸作用有机物的消耗量，所以，M=M B-M A，就是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。
这样，真正光合速率（单位：mg /dm2·h）就是M值除以时间再除以面积就可测得。
答案 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小时解析起始干重为上午10时移走时的叶圆片干重x克，从上午10时到下午4时，叶片在这6小时内既进行光合作用，又进行呼吸作用，所以下午4时移走的叶圆片干重y 克减去上午10时移走时的叶圆片干重x克的差值，就等于该叶圆片净光合作用干物质量：（y一x）克。
若要求出呼吸作用干物质量，应将叶片遮光处理，先假设叶片遮光处理为M小时后干重为z克，下午4时移走的叶圆片干重y 克减去叶片遮光处理M小时后的干重z克差值，就是呼吸作用干物质量：（y一Z）克。
已知：测得叶片的叶绿体光合作用速率=(3y一2z—x)／6 g·cm-2·h-1 ，据真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率，得出：（3y一2z—x)／6 = （y一x）/ 6 +（y一Z）/ M ，计算出M = 3小时，A选项正确。
2、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NaHCO 3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：项目 红墨水滴移动方向原因分析 测定植物呼吸作用速率 a ． c ．测定植物净光合作用强度 b ．d ．解析： ①测定植物的呼吸作用强度时，将玻璃钟罩遮光处理，绿色植物只进行呼吸作用，植物进行有氧呼吸消耗O 2，而释放的CO 2气体被装置烧杯中的NaOH 溶液吸收，导致装置内气体量减小，压强减小，红色液滴向左移动，向左移动的距离X ，就代表植物进行有氧呼吸消耗的量O 2量，也就是有氧呼吸产生的CO 2量。
②测定植物的净光合作用强度：装置的烧杯中放入NaHCO 3缓冲溶液可维持装置中的CO 2浓度；将装置放在光照充足、温度适宜的环境中，又处在植物的生长期，其光合作用强度超过呼吸作用强度，表现为表观光合作用释放O 2，致装置内气体量增加，红色液滴向右移动，向右移动距离Y ，就代表表观光合作用释放O 2量，也就是表观光合作用吸收的CO 2量。
所以，依据实验原理：真正光合速率 = 呼吸速率 + 表观光合速率，就可以计算出光合速率。
答案 a ．向左移动 c ．将玻璃钟罩遮光处理，绿色植物只进行呼吸作用，植物进行有氧呼吸消耗O 2，而释放的CO 2气体被装置烧杯中NaOH 溶液吸收，导致装置内气体量减小，压强减小，红色液滴向左移动b ．向右移动 d ．装置的烧杯中放入NaHCO 3缓冲溶液可维持装置中的CO 2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，光合作用强度超过呼吸作用强度，表现为表观光合作用释放O 2，致装置内气体量增加，红色液滴向右移动变式训练2 图4是探究绿色植物光合作叶绿体 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 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 mL/h 。
解析 （1）由光合作用的总反应式6CO 2+12H 2O −−→光 C 6H 12O 6+6O 2+6H 2O ，可知反应前后气体体积不变，所以不需要调节针筒容量就可使水滴维持在X 处。
（2）光照条件下，由于光合作用吸收的CO 2由缓冲液补充，缓冲液能维持CO 2浓度，同时释放出O 2导致密闭装置内气体压强增大，若使水滴X 不移动，其针筒中单位时间内O 2气体容量的增加就代表表观光合速率的大小。
由题可知，若以释放出的氧气量来代表表观光合速率，该植物的表观光合作用速率是（0.6-0.2）×3=1.2(mL/h)。
（3）瓶中液体改放为NaOH 溶液，则装置内CO 2完全被吸收，植物体不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，瓶中气体的变化即呼吸消耗的O 2的变化。
则在有光条件下该植物的真正光合速率 = 表观光合速率 + 呼吸速率，既1.2+0.1×2=1.4（mL/h ）。
答案（1）不需要 （2）1.2(mL/h) （3）1.4（mL/h ）3、黑白瓶法---测溶氧量的变化例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24小时后测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下：光照强度（klx ）0（黑暗） A B C D E 白瓶溶氧量(mg/L)3 10 16 24 30 30 黑瓶溶氧量(mg/L) 3 3 3 3 3 3（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L 的原因是；该瓶中所有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。
（3）光照强度至少为（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。
解析黑白瓶法常用于水中生物光合速率的测定。
白瓶就是透光瓶，里面可进行光合作用和呼吸作用。
黑瓶就是不透光瓶，只能进行呼吸作用。
在相同条件下培养一定时间，黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量，白瓶中含氧量的变化可以确定表观光合作用量，然后就可以计算出总光合作用量。
（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是：黑瓶没有光照，植物不能进行光合作用产生氧，其中的生物呼吸消耗氧气，该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为：原初溶解氧-24小时后氧含量，即10-3=7 （mg/L·24h）。
（2）当光照强度为c时，表观光合速率的大小为：24小时后氧含量-原初溶解氧，即24-10=14（mg/L·24h）。
呼吸速率为10-3=7（mg/L·24h）。
真正光合速率为14+7=21（mg/L·24h）.（3）黑暗时，黑白瓶都是3 mg/L·24h，说明水体生物呼吸速率为10-3=7（mg/L·24h），所以光照强度至少为a时，真正光合速率为10-3=7（mg/L·24h），才能维持水中生物正常生活耗氧量所需。
答案（1）黑瓶中植物不能进行光合作用产生氧，生物呼吸消耗氧气 7（2）21 （3）A4、红外线CO2传感器---测装置中CO2浓度的变化由于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4 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为。
理由是。
（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 ppm／min。