植物的光合速率测定-----改良半叶法
半叶法测定光合速率的原理
半叶法测定光合速率的原理
半叶法是通过测量叶片气体交换实现光合速率的量化的方法，它可用于检测植物的光合作用，也可以用于比较优良和劣育品种的光合速率差异、分析植物对不同条件的光合响应情况等。
半叶法测定光合速率的原理是，将植物叶片放置于低氧气体环境中。
通过调节叶片和测量环境的温度、湿度、气压等梯度参数，以及添加过氧化氢气体和空气的各种比例混合物（如添加大量的CO2），使植物叶片从二氧化碳、水蒸气和过氧化氢的电对极、无机离子等环境进行光发光反应。
然后，研究人员将通过测量CO2吸收和水挥发这两个过程中植物叶片所发出的热量和气态水，以测量相关参数，从而反映植物叶片光合速率。
由于半叶法进行快速、精准测定，因此受到了广大植物科学家和科研人员的欢迎。
半叶法测定光合速率还能够提供植物对不同环境条件和营养的反应，从而促进人们对植物的认知深入，为植物的繁殖、保护、驯化等研究工作提供科学依据。
改良半叶法测定光合速率时韧皮部处理方法的比较
改良半叶法测定光合速率时韧皮部处理方法的比较改良半叶法测定光合速率时韧皮部处理方法的比较 SHNJIAOXUEYUYIQI改良豢法测定台速率一时韧畏音黪谨方法鞠粘较王桂荣安徽省宿州职业技术学院(234101) 光合速率是绿色植物吸收光能,将CO和Hz()合并成为有机物质并释放O:的过程.光合速率是植物生理性状的一个重要指标,也是估测植株光合生产能力的主要依据之一.光合速率可以从CO的吸收,O的释放或用干物质的增加量来进行测定.改良半叶法是一种以单位时间,单位叶面积干重增加量来计算光合速率的简易方法.其实验原理:叶片的主脉两侧面积基本相等,其形态和生理功能也基本一致.用物理或化学处理叶柄,茎的韧皮部,保留木质部,以阻断叶片光合产物的外运,同时保证正常水分供应.然后,将对称叶片的一侧取下置于暗中,另一侧留在植株上保持光照.一定时间后,测定光下和暗中叶片的干重差,即为光合作用的干物质生产量.乘以系数后可计算出CO的同化量.此种方法简单易选择,不需复杂的仪器设备,是在田间自然状态下测定,能切实反映田问群体的光合速率.在植物生理实验教学中也常采用此法测定植物光合速率.本文对在此测定过程中,阻止光合产物输出系统的韧皮部,采取三种处理方法,并就这些处理方法对韧皮部结构的影响及其与光合速率的关系作了比较.一,材料与方法所取实验材料为校园观赏植物大叶黄杨.在天气晴朗,气候温暖的上午8:30-9:30,从选定植株卜选择对称性良好,无病虫害,厚薄一致,受光条件好,有代表性的功能叶120片,挂牌分成3组.对所选叶片的叶柄韧皮部进行各种不同处理. 1.环割法:用刀片环割叶柄的外层(韧皮部),环割 0.5II1111左右.为防止叶片折断或改变方向,可用锡纸或塑料纸包起来保持原来的状态.2.抑制法:用毛笔蘸取5%三氯乙酸涂抹叶柄一周, 注意勿抑制液流到植株上.3.烫伤法:用毛笔蘸融熔的石蜡(110~120?)烫伤叶 3O,2OO6年第l期柄一圈叶柄处理完毕后,即可剪取样品,记录时间,进行光合作用的测定.首先按编号次序剪下叶片对称的一半(主脉留在植株上),并按顺序夹在湿润的纱布中,存于暗处.4~5小时后,再依次剪下叶片的另一半.按同一编号顺序夹在湿润的纱布中,两次剪叶速度应尽量保持一致,使各叶片经历相等的光照时间.称重比较:将各同号叶片照光与暗中的两半叶迭在一起,用打孑L器(直径根据叶片面积大小进行选择)打取叶圆片,分别放人2个称量瓶中,并在称量瓶中贴上标签W.,W在105?烘箱中烘10分钟,快速杀死叶肉细胞,然后降到70c【=,烘干至恒重(4—5小时左右).将称量瓶从烘箱中取出前盖严盖子(以免吸收空气中的水分), 取出后放入干燥器中,冷却至室温,静候取出后,用万分之一的电子天平称重.结果计算:根据照光叶片重量的增加,也就是由照光叶片干重减去遮光叶片干重,即为测定时间内,在一定面积上所积累的干物质.计算公式:光合速率(mg干重.m-2.8-1):_W2-W1 式中W::照光半叶的叶圆片干重(mg);暗中半叶的叶圆片干重(mg);A:叶圆片面积(m2);t:照光时间(S) 若将下物质重乘以1.5,便可以得到CO同化量, 以rngCO2?m表示.二,结果与讨论1.不同处理方法对韧皮部结构的影响大叶黄杨叶片的光合产物经韧皮部运输到其他部位,而水分和无机营养主要靠木质部向上运输. ?用刀片环割韧皮部,其叶柄中柱形成层以外的组织结构被局部切除,致使茎叶中间的有机物质的运输中断,阻止了叶片光合产物的外运.(下转第35页)努釉仪嚣在目标和内容均能满足的情况下还应考虑课内容而定,件大小和开发效率等方面的问题.三,网络多媒体教学课件的特点网络多媒体教学课件与一般的计算机辅助教学课件相比应具有更好的交互性.传统多媒体课件在网络教学中具有一定的局限性,主要使用Authorware,VB,VC 等制作工具.这些工具都可将文本,声音,图像,视频等多媒体元素有机地结合起来,开发出优秀的多媒体课件,给教学带来很大的方便.但将这些多媒体课件直接运用于网络教学,会出现不少的问题.其中,最大的问题就是用上述工具生成的课件不能脱离开发工具的环境, 也就是说即使生成可执行文件(.exe),也需要动态链接库(.dl1)的支持.这就要求网络用户必须在自己的客户机上事先安装相应的辅助程序,才能通过网络正确地使用该课件.这给教学带来了不小的麻烦,也很难满足网络教学的要求.而网络多媒体教学课件是用类似制作网页的方法制作的.课件本身存放在服务器上,学生通过网络客户端调用,使用本机的浏览器进行播放.因此,具有网络通用性,能很好地适应网络教学的需要.网络多媒体课件给课堂教学带来了很大的方便,客户端只需要安装浏览器(如Windows自带的Internet Explore),通过网络与服务器连通,学生就可以在客户端执行该课件,而不需其他的软件支持.采用制作网页的方法来制作课件,不仅能达到与传统课件制作工具相同的效果,还具有以下优越性: (上接第30页)?用5%的三氯乙酸涂抹后,因其具有强渗透力,从表皮细胞及气孔进入内部组织,能使输导组织结构膨胀,柔化并胁迫原生质凝聚与外渗,导致输导系统的筛管横端壁出现胼胝质的沉积,堵塞筛孔, 影响输导系统的正常功能.光合产物不能外运. ?石蜡融熔液还能溶解表皮,层角质膜,并渗透到输导系统,因而在叶柄的纵横切面的胞腔中均有结晶簇,这也给输导组织的物质运输带来了一定的障碍. 以上3种处理方法的结果表明,大叶黄杨韧皮部组织结构的输导系统的功能被破坏的程度顺序为:环割法大于三氯乙酸化学抑制法和石蜡烫伤法.2.大叶黄杨叶柄韧皮部处理方法对光合速率的影响 (表1)1.简单方便,开发周期短.网页制作工具采用的"所见即所得"的工作模式,几乎不需编程.由于工具容易使用,使得更多的教师参与到多媒体课件的开发中来.2.链接容易.基于网页的超链接性,课件内的上下, 前后链接更为容易.3.可扩展性强.由于网页中每一页为一单独文件,在对课件进行升级修改时,只需改动相关文件,对其他文件和整个课件的结构不会有影响.四,对网络多媒体教学课件发展方向的探讨首先,从功能上说,根据学生学习课件后取得的效果,可把课件分为"知识和技能的获取"型,"应用知识分析和解决问题"型,"创造性地解决问题"型三类.而从目前课件开发的情况看,以第一类居多,第二类较少,第三类几乎还是空白.笔者认为,在这方面应加强研究的力度,加快其发展的步伐.其次,从内容组织方式上来说,目前,课件基本上都是通过超链接的方式组织起来的,学生可以根据自己的学习速度进行学习,交叉索引也比较方便,这与以前固定速度的教师传授或单一方向的印刷课本相比,当然是个较大的进步.但课件各部分的内容及组织结构仍是预先固定好的,弹性较小.笔者认为,理想的课件应该能够根据学生的知识结构,学习类型和学习情况动态生成学习内容及组织结构.在动态组织方面,目前还只是根据学生对每一小节后习题的完成情况灵活地增加一些预先准备好的补充页,这对于因材施教是远远不够的,这方面的改进还有待于通过提高课件智能化的程度来解决舻驴驴净,h舻舻舻舻舻舻舻舻护表1大叶黄杨叶柄韧皮部不同处理方法对光合速率的影响不同处理方法光台速率mg(DW)/dm/h 环割法15.8三氧乙酸化学抑制法13.2石蜡烫伤法12.5从实验结果分析来看,环割法处理韧皮部对大叶黄杨的光合产物的积累效果最好,这是由于大叶黄杨叶柄木质化程度高,韧皮部和木质部容易分开, 韧皮部环割比较彻底,因而有效阻止了光合产物的外运.其次是三氯乙酸渗透性较好,能将叶柄外围的韧皮部细胞杀死.石蜡烫伤法的光合速率略低于三氯乙酸化学抑制法,可能使大叶黄杨叶柄木质化程度高.2006年第l期/35。
植物光合强度的测定
——改良半叶法
一、实验原理
改良半叶法是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 部分叶片的对应部位取同等面积，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 叶片重量超过暗中的叶重，超过部分即为 光合作用产物的量，并通过一定的计算可 得到光合作用强度。
切取叶面总和（dm2）×照光时数（h）
二、器材与试剂
一、实验仪器 分析天平、烘箱、剪刀、称量皿、打孔器、 纱布、棉签 二、实验试剂 三氯乙酸 三、实验材料 植物叶片
三、实验步骤
1、选择测定样品 在田间选定有代表性植 株叶片7-10张。 2、叶子基部处理 采用5%三氯乙酸涂在叶 柄，以阻断光合产物的输出。 3、剪取样品 叶基部处理完毕后，即可剪 取样品，记录时间，开始光合作用测定。 分别剪下对称叶片的一半（主脉不剪下）， 夹在湿润的纱布中，贮于暗处。过4-5小时 后，再剪下另外半叶，同样夹在湿润的纱 布中。
4、称重比较 将叶片对应部位重叠在一起，用 打孔器均匀打相同数目的孔（50），分别置于 光照及黑暗的两个称量皿中，80-90℃下烘干 至恒重，在分析天平上称重比较。 5、计算结果 叶片干重之差除以叶面积及照光 时数，即得光合作用强度。 干重增加数（mg） 光合作用强度= —————————————
光合速率的测定方法
光合速率的测定方法湖南邵东三中杨连进光合作用是高考的重点内容，如何提高光合作用总产量，是科研人员一直要解决的与人类社会和生活息息相关的生物学问题，而提高光合作用总产量的关键是提高光合作用速率(简称光合速率)。
光合速率指单位时间、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），一般测定光合速率的方法都没有考虑叶子的呼吸作用，所以测定的结果实际是光合作用速率减去呼吸作用速率的差数，叫做表观光合速率或净光合速率。
若能测出其呼吸速率,把它加到表观光合速率上去,则可测得真正光合速率，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.―改良半叶法‖---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植物进行光合作用形成有机物，而有机物的积累可使叶片单位面积的干物重增加，但是，叶片在光下积累光合产物的同时，还会通过输导组织将同化物运出，从而使测得的干重积累值偏低。
为了消除这一偏差，必须将待测叶片的一半遮黑，测量相同时间内叶片被遮黑的一侧单位面积干重的减少值，作为同化物输出量（和呼吸消耗量）的估测值。
这就是经典的―半叶法‖测定光合速率的基本原理。
测定时须选择对称性良好、厚薄均匀一致的两组叶片，一组叶片用于测量干重的初始值，另一组（半叶遮黑的）叶片用于测定干重的终了值，不但手续烦琐，而且误差较大。
―改良半叶法‖采用烫伤、环割或化学试剂处理等方法来损伤叶柄韧皮部活细胞，以防止光合产物从叶中输出（这些处理几乎不影响木质部中水和无机盐向叶片的输送），仅用一组叶片，且无须将一半叶片遮黑，既简化了手续，又提高了测定的准确性。
实验可在晴天上午7~8点钟开始。
预先在田间选定有代表性的叶片（如叶片在植株上的部位、年龄、受光条件等应尽量一致）10张，挂牌编号。
植物光合和呼吸作用、气孔导度和蒸腾速率的测定
而对氧浓度变化的响应时间短
3 红外线CO2分析仪法：CO2吸收4260nm红外线
有封闭式：单位时间内CO2下降量 和开放式：参比室和叶室CO2差
值
本实验将采用开放式测得。
4 测量蒸腾速率和气孔导度——蒸腾速率上升，产生更多的水，相 对湿度的改变被湿度感受器感知，变化被输入计算机从而输出蒸
腾气孔导度。
10.8
0.837
1.33
0.125
8.1203
10.8
0.847
1.33
0.125
8.1203
10.8
0.847
1.33
0.125
8.1203
10.8
0.857
1.33
0.125
8.1203
平 10.8 均 值
0.8434
1.33
0.125
8.1203
标 0.0 准 误 差
0.000114 0.00
进行环境条件控制下光合速率的测定以及响应曲线的测定。4.叶室小，
结构简单，操作方便。5.通过配气可以精确测定光呼吸速率。用N2、O2
和CO2配制低氧气体（2～3％O2，360ppm CO2），与正常空气
（21％O2，360ppmCO2），测定不同气体下的光合速率之差即为光呼
吸。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
开放式气路的缺点：
1.不能进行群体光合速率的测定；较大的气流难以实现控制和精确测
答：从前两幅图显示：在任何光强（300除外）下玉米的光合速率都大 于蚕豆。在无光照下蚕豆的呼吸速率大于玉米。并且从图中可以得出： 玉米光补偿点=15.921μmol CO2 m-2 s-1； 光饱和点= 2000以上μmol CO2 m-2 s-1；量子效率= 0.0454
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。
光合速率的测定
植物光合速率的测定改良半叶法一、实验原理改良半叶法即干重法是将植物对称叶片的一半遮光或取下置于暗处，另一半则留在光下进行光合作用；过一段时间后，测定比较两半叶对称部位的叶重。
因处理前对称叶片的等面积对应部位的干重相等，照光后的叶片重量超过暗处理的叶重，其超过部分即为光合作用积累干物质的重量。
根据测定叶面积、光合时间和干重增量即可计算净光合速率。
此法光合作用进行不离体，故适于田间光合速率测定。
二、材料、设备及试剂1、材料田间生长正常的植株。
2、仪器药品剪刀、分析天平、称量瓶、烘箱、刀片、金属膜板或硬塑料叶模、锡纸、塑料袋（盒）。
3、试剂 5%三氯乙酸。
三、操作方法1、选择测定材料在田间选定有代表性植株叶片（如叶片在植株上的部位，叶龄、受光条件等）10-20张，用小纸牌编号。
2、叶片基部处理为了阻止叶片中光合作用产物外运，确保测定结果的准确性，选择下列方法对叶片基部进行处理。
（1）环割：能将叶柄韧皮部破坏，阻止光合产物外运。
对棉花等双子叶植物的叶片可用刀片将叶柄的外表皮环割0.5厘米左右宽。
（2）烫伤：小麦、水稻等单子叶植物，由于韧皮部和木质部难以分开处理，可用刚在开水中浸过的纱布或棉花将叶子基部烫伤一小段。
一般用90℃以上的开水烫20分钟。
（3）化学环割：由于许多植物叶柄木质化程度低，叶柄易被折断，用开水烫难以掌握合适的烫伤程度，烫得不够或者过度均影响测定结果。
因此，可采用化学方法“环割”。
即将三氯乙酸（一种强烈的蛋白质沉淀剂）点涂叶柄，待渗入叶柄后可将筛管生活细胞杀死，而起到阻止光合产物运输的作用。
三氯乙酸的浓度，视叶柄的幼嫩程度而异，以能明显灼伤叶柄而不影响水分供应，不改变叶片角度为宜。
一般使用5%的三氯乙酸。
为了使烫伤或者环割等处理后的叶片不致下垂影响叶片的自然生长角度，可用锡纸或者塑料管包围之，使叶片保持原来的着生角度。
3、剪取样品叶基部处理完毕后，记录时间并开始进行光合作用。
按编号依次剪下每片处理叶片的一半（主脉不剪下），按编号顺序夹于湿润的纱布中，贮于暗处。
植物生理学实验报告植物光合和呼吸作用、气孔导度和蒸腾速率的测定
实验报告课程名称：植物生理学及实验实验类型：探索、综合或验证实验项目名称：植物光合和呼吸作用、气孔导度和蒸腾速率的测定一、实验目的和要求1.了解氧电极法测定光合呼吸基本原理;2.掌握改良半叶法测定光合和呼吸基本原理;3.掌握红外线CO2分析仪法测定光合作用和呼吸作用，蒸腾速率和气孔导度测定的基本原理和方法,并用LI-6400测定光合、呼吸、蒸腾速率和气孔导度，测定光-光合响应曲线。
二、实验内容和原理化学方程式：(一)改良半叶法测干重：同面积光暗叶片重量差。
使用三氯乙酸（TCA）涂抹在叶片叶柄处，阻断叶片在光合作用的时候向外输出营养物质。
测定的为总光合作用量。
(二)红外线CO2分析仪法1.熟悉仪器基本结构，及安装调试。
2.以玉米和烟草植物为材料，用LI-6400 portable photosynthesissystem(便携式光合测定系统)测定它们的光合作用、呼吸作用、蒸腾速率和气孔导度，测定光-光合响应曲线。
①红外线CO2分析仪法：CO2吸收4260nm红外线封闭式：单位时间内CO2下降量开放式：参比室和叶室CO2差值——本实验采用开放式。
②测量蒸腾速率和气孔导度——蒸腾速率上升，产生更多的水，相对湿度的改变被湿度感受器感知，变化被输入计算机从而输出蒸腾气孔导度。
水分的扩散和二氧化碳扩散存在线性关系，胞间二氧化碳浓度可以通过，蒸腾速率、气孔导度和大气间的二氧化碳浓度计算样品室内空气的露点温度而得知其蒸气压。
三、主要仪器设备1、实验仪器打孔器、垫板、烘箱等；LI-6400 portable photosynthesis system；2、实验材料枇杷或八角金盘等叶片；三氯乙酸TCA；玉米和烟草植物（不同阴、阳类型植物或C3、C4植物）。
四、操作方法与实验步骤(一)改良半叶法：同面积光暗叶片重量差1.在实验前选择几片叶片，沿着叶柄涂上事先准备好的TCA；2.剪下半叶带回实验室（置湿润并保持黑暗环境中），使半叶留在植株上进行光合作用几小时，后摘下保存；3.光合作用和黑暗两组，分别用打孔器打相同数量的约30个小孔；4.烘干约一小时，并称量。
植物生理学题库-03 光合作用作业及答案
第三章光合作用一、名词解释1．光合色素：指植物体内含有的具有吸收光能并将其用于光合作用的色素，包括叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素等。
2．原初反应：包括光能的吸收、传递以及光能向电能的转变，即由光所引起的氧化还原过程。
3．红降现象：当光波大于685nm时，虽然仍被叶绿素大量吸收，但量子效率急剧下降，这种现象被称为红降现象。
4. 爱默生效应：如果在长波红光（大于685nm）照射时，再加上波长较短的红光（650nm），则量子产额大增，比分别单独用两种波长的光照射时的总和还要高。
5．光合链：即光合作用中的电子传递。
它包括质体醌、细胞色素、质体蓝素、铁氧还蛋白等许多电子传递体，当然还包括光系统I和光系统II的作用中心。
其作用是水的光氧化所产生的电子依次传递，最后传递给NADP+。
光合链也称Z链。
6．光合作用单位：结合在类囊体膜上，能进行光合作用的最小结构单位。
7．作用中心色素：指具有光化学活性的少数特殊状态的叶绿素a分子。
8．聚光色素：指没有光化学活性，只能吸收光能并将其传递给作用中心色素的色素分子。
聚光色素又叫天线色素。
9．希尔反应：离体叶绿体在光下所进行的分解水并放出氧气的反应。
10．光合磷酸化：叶绿体（或载色体）在光下把无机磷和ADP转化为ATP，并形成高能磷酸键的过程。
11．光呼吸：植物的绿色细胞在光照下吸收氧气，放出CO2的过程。
光呼吸的主要代谢途径就是乙醇酸的氧化，乙醇酸来源于RuBP的氧化。
光呼吸之所以需要光就是因为RuBP的再生需要光。
12．光补偿点：同一叶子在同一时间内，光合过程中吸收的CO2和呼吸过程中放出的CO2等量时的光照强度。
13．CO2补偿点：当光合吸收的CO2量与呼吸释放的CO2量相等时，外界的CO2浓度。
14．光饱和点：增加光照强度，光合速率不再增加时的光照强度。
15．光能利用率：单位面积上的植物光合作用所累积的有机物所含的能量，占照射在相同面积地面上的日光能量的百分比。
16. 碳素同化作用：自氧植物吸收二氧化碳，将其转变成有机物的过程，称为植物的碳素同化作用。
植物光合速率的测定课件
CIRAS－2 便携式光合作用系统
系统主要组成
• 叶室：可调节光强（0~2000umol photons m-2S-1); 调节温度（±10℃）；调节叶面积
• 主机：
– 气路 – 吸收管 – IRGA：4个，分别测定参比室与叶室的CO2与H2O的
浓度，范围0~9999ppm – CO2调节器：可提供稳定的CO2，范围0~2000ppm – 电池
或最好利用压缩气体钢 控制器控制CO2浓度。
瓶
提供CO2，利用CO22．在测定植物的光合速率前须对植物进行光适
应，使其气孔处于开放状态。
3．实验后须松开叶室，使叶室密封垫恢复正常 状态。
常用参数的单位
Pn 净光合速率
μmol CO2 m-2S-1
Tr
蒸腾速率
mmol H2O m-2S-1
Ci Cond
叶肉细胞间隙 CO2浓度 气孔导度
ppm mmol H2Om-2S-1
Cr
参比室CO2浓度 ppm
注意事项
1. 在田间测定时，供给叶室的空气须取自2米以
上度的的空波中动，。并而离在开室人内群测5定米时以，外空，气以须防来止自CO室2外浓，
5. 进入操作界面，系统约需5分钟的时间进行预 热，同时系统自动进行IRGA调零并对参比室 和叶室的IRGA进行差分平衡。
6. 点击Setting菜单，进行系统设置：点击Cuvette Environment设定叶室参数，如果进行一般性测 定成浓键空入，度白“在键管0实入”，，验“然利前0”后用须，在太先使C阳将用uv光仪大et强器t气e 度背E中n，部v的iTr的CoenOmCm2pO，een2r吸atP中tAu收rR将e中管中CO换选也2 择“Track ambient”，不对系统进行温度控制。 如浓度果和想P利AR用中C键O2入控所制需器要或的卤数灯值光。源点，击则O在K接CO受2 设定。
植物光合速率的测定ppt课件
常用参数的单位ຫໍສະໝຸດ Pn Tr Ci Cond Cr
净光合速率
蒸腾速率
叶肉细胞间隙 CO2浓度 气孔导度
参比室CO2浓度
μmol CO2 m-2S1 mmol H2O m-2S1 ppm
mmol H2Om-2S1 ppm
本卷须知
1. 在田间测定时，供应叶室的空气须取自2米以 上的空中，并分开人群5米以外，以防止CO2 浓度的动摇。而在室内测定时，空气须来自室 外，或最好利用紧缩气体钢瓶提供CO2，利用 CO2控制器控制CO2浓度。
2． 在实验时将主机与叶室手柄衔接，如需CO2调理器 那么安装CO2调理器，如需卤灯光源或LED光源，那 么安装光源〔卤灯光源须衔接光源蓄电池〕。
3． 翻开光合仪主机电源 翻开掌上电脑，双击Ciras-RCS，进入Ciras控制功能。
4. 键入用户名进入Ciras登陆。
5. 进入操作界面，系统约需5分钟的时间进展预 热，同时系统自动进展IRGA调零并对参比室 和叶室的IRGA进展差分平衡。
2．在测定植物的光合速率前须对植物进展光顺 应，使其气孔处于开放形状。
3．实验后须松开叶室，使叶室密封垫恢复正常 形状。
植物生理学实验-4
本科实验报告姓名：钱嘉曙学院：环境与资源学院专业：农业资源与环境学号：3180100470指导教师：周启发老师2 0 1 9 年10 月16 /23日实验报告课程名称：植物生理学及实验实验类型：探索、综合或验证实验项目名称：植物光合和呼吸作用、气孔导度和蒸腾速率的测定学生姓名：钱嘉曙专业：农业资源与环境学号：3180100470同组学生姓名：林姝指导老师：周启发老师实验地点：生物学实验中心313 实验日期：2019年 10月16/23日一、实验目的和要求1.了解氧电极法测定光合呼吸基本原理;2.掌握改良半叶法测定光合和呼吸基本原理;3.掌握红外线CO2分析仪法测定光合作用和呼吸作用，蒸腾速率和气孔导度测定的基本原理和方法,并用LI-6400测定光合、呼吸、蒸腾速率和气孔导度，测定光-光合响应曲线。
二、实验内容和原理化学方程式：(一)改良半叶法测干重：同面积光暗叶片重量差。
使用三氯乙酸（TCA）涂抹在叶片叶柄处，阻断叶片在光合作用的时候向外输出营养物质。
测定的为总光合作用量。
(二)红外线CO2分析仪法1.熟悉仪器基本结构，及安装调试。
2.以玉米和烟草植物为材料，用LI-6400 portable photosynthesissystem(便携式光合测定系统)测定它们的光合作用、呼吸作用、蒸腾速率和气孔导度，测定光-光合响应曲线。
装订线①红外线CO2分析仪法：CO2吸收4260nm红外线封闭式：单位时间内CO2下降量开放式：参比室和叶室CO2差值——本实验采用开放式。
②测量蒸腾速率和气孔导度——蒸腾速率上升，产生更多的水，相对湿度的改变被湿度感受器感知，变化被输入计算机从而输出蒸腾气孔导度。
水分的扩散和二氧化碳扩散存在线性关系，胞间二氧化碳浓度可以通过，蒸腾速率、气孔导度和大气间的二氧化碳浓度计算样品室内空气的露点温度而得知其蒸气压。
三、主要仪器设备1、实验仪器打孔器、垫板、烘箱等；LI-6400 portable photosynthesis system；2、实验材料枇杷或八角金盘等叶片；三氯乙酸TCA；玉米和烟草植物（不同阴、阳类型植物或C3、C4植物）。
光合速率测定最经典的方法之一——改良半叶法
光合速率测定最经典的方法之一——改良半叶法光合速率测定——改良半叶法问题的提出测定光合速率的方法有多种，特点是科技的进步，测定的方法又增加了，如传感器测定光合速率。
但经典的测定方法可能就是半叶法和黑白瓶法。
测定光合速率的方法汇总和黑白瓶法以前已经推送过，今天推送的是半叶法，半叶法也是大学教材中的经典实验。
问题：半叶法的实验原理和实验步骤是怎么样的？注意哪些事项？011.实验原理：改良半叶法系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，在这两部分叶片的对应部位取同等面积，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，照光后叶片重量超过暗中的叶重，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。
乘以系数后还可计算出C O2的同化量。
2．实验仪器：分析天平，烘箱，剪刀，称量皿，刀片，金属模板，纱布，锡纸3．实验试剂：三氯乙酸4．实验材料：田间有代表性的植物叶片021．选择测定样品在田间选定有代表性植株叶片（如叶片在植株上的部位、叶龄、受光条件等）20张，用小纸牌编号。
2．叶子基部处理为了不使选定叶片中光合作用产物往外运，而影响测定结果的准确性，可采用下列方法进行处理：（1）可将叶子输导系统的韧皮部破坏。
如棉花等双子叶植物的叶片，可用刀片将叶柄的外皮环割约0.5c m宽。
（2）如小麦、水稻等单子叶植物，由于韧皮部和木质部难以分开处理，可用刚在开水中浸过的纱布或棉花做成的夹子，将叶子基部烫伤一小段即可（一般用90℃以上的开水烫20s）。
（3）由于棉花叶柄木质化程度低，叶柄易被折断。
用开水烫，又难以掌握烫伤的程度，往往不是烫得不够便是烫得过重而叶片下垂，改变了叶片的角度。
因此可改用化学方法来环割，选用适当浓度的三氯乙酸，点涂叶柄以阻止光合产物的输出。
三氯乙酸是一种强烈的蛋白质沉淀剂，渗入叶柄后可将筛管生活细胞杀死，而起到阻止有机养料运输的作用。
植物的光合速率测定-----改良半叶法
植物的光合速率测定-----改良半叶法一、植物的光合速率测定-----改良半叶法光合作用是绿色植物特有的生理功能，是绿色植物吸收光能将CO2和H20合成为有机物质并释放O2的过程。
光合作用及其有关过程的测定是植物生理学实验的重要组成部分。
光合作用是由原初反应、同化力形成和二氧化碳同化3个主要阶段组成。
原初反应包括光合色素对光能的吸收、光能的传递和光化学反应，主要与叶绿素和其它光合色素有关；而同化力(ATP和NADPH2)的形成主要与膜的特性有关，二氧化碳同化除受同化力供应影响外，还受与暗反应有关酶活性的影响。
光合作用强弱与环境条件变化密切相关。
光合速率是植物生理性状的一个重要指标，也是估测植株光合生产能力的主要依据之一。
光合速率可根据植物对CO2的吸收量，O2的释放量或干物质(有机物质)的积累量来进行测定。
随着光合作用研究的深入，光合作用测定技术的水平也在不断提高，方法和手段也越来越多。
本次实验学习光合速率测定最经典的方法之一-----改良半叶法。
[原理]植物叶片的主脉两侧对称部分叶面积基本相等，其形态和生理功能也基本一致。
用物理或化学方法处理叶柄或茎的韧皮部，保留木质部，以阻断叶片光合产物的外运，同时保证正常水分供应。
然后，将对称叶片的一侧取下置于暗中，另一侧留在植株上保持光照，继续光合作用。
一定时间后，测定光下和暗中叶片的干重差，即为光合作用的积累的干物质量。
通过公式计算出光合速率。
乘以系数后还可计算出C02的同化量。
[材料、仪器、药品]1．材料：任选户外一种植物。
2．仪器及用品：(1) 剪刀；(2) 4块湿纱布；（3）带盖磁盘；(4) 30个小纸牌，去户外之前用铅笔编号（1~15；1~15）；(5) 镊子；(6) 打孔器；（7）铅笔；（8）记号笔；(9) 12个称量瓶；(10) 烘箱；(11) 分析天平；（12）干燥器。
3．药品：5％三氯乙酸。
[方法]1．取样：在户外选择较绿和较黄的同种植物叶片各15片，要注意叶龄、叶色、着生节位、叶脉两侧和受光条件的一致性。
植物叶片光合速率及其气体交换参数的测定
气流法测定光合速率的基本原理
• 由异原子组成的气体分子都有红外吸收 （如CO、CO2、NH3、NO、NO2、H2O 等），每种气体都有特定的吸收光谱 （CO2的最大吸收峰位于λ＝4.25um处）， 在一定CO2浓度范围内，其红外吸收与其 浓度成线性关系。
参比室 进气
参比室IRGA (Ce) 排气
植物叶片光合速率及其气体交 换参数的测定
目的意义
• 光合作用是植物体内最为重要的同化过 程，光合速率的测量是研究植物的光合 性能、诊断植物光合机构的运转、研究 环境因素对光合作用的影响的重要方法。
根 据 光 合 作 用 的 公 式 ： CO2+H2O→CH2O+O2 ，测定植物的光合 速率有下列三类方法： （ 1 ） 测定干物质的积累，常用的方 法有半叶法、改良半叶法。 （2）测定O2的释放，常用的方法有氧 电极法。 （3） 测定CO2吸收的气流法，即利用 红外气体分析仪测定光合速率。
• 在这三种方法中，方法（1）过于粗糙，误差轻大而可 靠性差，且过于耗时，仅可用于验证性实验；方法（2） 通过测定液体中的含氧量的连续变化来测定光合速率， 可在液体中加入各种试剂来测定其对氧释放的影响， 并可用于研究藻类植物的光合速率，具有较高的灵敏 度，适应于实验室中使用；方法（3）通过直接测定活 体叶片的CO2交换，可以迅速准确地测出光合速率，近 年来便携式光合作用系统的出现，使之可以广泛地用 于田间和实验室。同时通过内置或外接计算机改变叶 室的光强、CO2浓度、湿度，还可以非常迅速方便地测 定植物的CO2补偿点、CO2饱和点、光补偿点、光饱和 点、植物的羧化效率、表观光合量子效率、蒸腾速率 等指标。在研究逆境生理、生态生理中得到了广泛地 利用。
结果输出：
• 测定的结果储存于掌上电脑中，可以通 过Active Sync通讯软件将掌上电脑连到 台式机中，将结果输出到台式机中，用 Excel软件对结果进行分析，并可打印出 来。
改良半叶法测定大田光合强度
改良半叶法测定大田光合强度
改良半叶法测定大田光合强度
原理改良半叶法系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，在这两部分叶片的对应部位取同等面积，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，照光后叶片重量超过暗中的叶重，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。
仪器药品分析天平烘箱剪刀称量皿刀片金属模板纱布锡纸三氯乙酸操作步骤1．选择测定样品在田间选定有代表性植株叶片（如叶片在植株上的部位、叶龄、受光条件等）20张，用小纸牌编号。
2．叶子基部处理为了不使选定叶片中光合作用产物往外运，而影响测定结果的准确性，可采用下列方法进行处理：(1) 可将叶子输导系统的韬皮部破坏。
如棉花等双子叶植物的叶片，可用刀片将叶柄的外皮环割约0.5cm宽。
(2) 如小麦、水稻等单子叶植物，由于韧皮部和木质部难以分开处理，可用刚在开水中浸过的纱布或棉花做成的夹子，将叶子基部烫伤一小段即可（一般用90℃以上的开水烫20秒）。
(3) 由于棉花叶柄木质化程度低，叶柄易被折断。
用开水烫，又难以掌握烫伤的程度，往往不是烫得不够便是烫得过重而叶片下垂，改变了叶片的角度。
因此可改用化学方法来环割，选用适当浓度的三氯乙酸，点涂叶柄以阻止光合产物的输出。
三氯乙酸是一种强烈的蛋白质沉淀。
改良半叶法测定大田光合强度
改良半叶法测定大田光合强度原理改良半叶法系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，在这两部分叶片的对应部位取同等面积，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，照光后叶片重量超过暗中的叶重，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。
仪器药品分析天平烘箱剪刀称量皿刀片金属模板纱布锡纸三氯乙酸操作步骤1．选择测定样品在田间选定有代表性植株叶片（如叶片在植株上的部位、叶龄、受光条件等）20张，用小纸牌编号。
2．叶子基部处理为了不使选定叶片中光合作用产物往外运，而影响测定结果的准确性，可采用下列方法进行处理：(1) 可将叶子输导系统的韬皮部破坏。
如棉花等双子叶植物的叶片，可用刀片将叶柄的外皮环割约0.5cm宽。
(2) 如小麦、水稻等单子叶植物，由于韧皮部和木质部难以分开处理，可用刚在开水中浸过的纱布或棉花做成的夹子，将叶子基部烫伤一小段即可（一般用90℃以上的开水烫20秒）。
(3) 由于棉花叶柄木质化程度低，叶柄易被折断。
用开水烫，又难以掌握烫伤的程度，往往不是烫得不够便是烫得过重而叶片下垂，改变了叶片的角度。
因此可改用化学方法来环割，选用适当浓度的三氯乙酸，点涂叶柄以阻止光合产物的输出。
三氯乙酸是一种强烈的蛋白质沉淀剂，渗入叶柄后可将筛管生活细胞杀死,而起到阻止有机养料运输的作用。
三氯乙酸的浓度，视叶的幼嫩程度而异。
以能明显灼伤叶柄，而又不影响水分供应，不改变叶片角度为宜。
一般使用5%三氯乙酸。
为了使烫后或环割等处理后的叶片不致下垂，影响叶片的自然生长角度，可用锡纸或塑料管包围之。
使叶片保持原来着生角度。
3．剪取样品叶基部处理完毕后，即可剪取样品，记录时间，开始光合作用测定。
一般按编号次序分别剪下对称叶片的一半（主脉不剪下），按编号顺序夹于湿润的纱布中，贮于暗处。
过4─5小时后，再依次剪下另外半叶，同样按编号夹于湿润纱布中，两次剪叶的速度应尽量保持一致，使各叶片经历相等的照光时数。
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植物的光合速率测定-----改良半叶法
一、植物的光合速率测定-----改良半叶法
光合作用是绿色植物特有的生理功能，是绿色植物吸收光能将CO2和H20合成为有机物质并释放O2的过程。
光合作用及其有关过程的测定是植物生理学实验的重要组成部分。
光合作用是由原初反应、同化力形成和二氧化碳同化3个主要阶段组成。
原初反应包括光合色素对光能的吸收、光能的传递和光化学反应，主要与叶绿素和其它光合色素有关；而同化力(ATP和NADPH2)的形成主要与膜的特性有关，二氧化碳同化除受同化力供应影响外，还受与暗反应有关酶活性的影响。
光合作用强弱与环境条件变化密切相关。
光合速率是植物生理性状的一个重要指标，也是估测植株光合生产能力的主要依据之一。
光合速率可根据植物对CO2的吸收量，O2的释放量或干物质(有机物质)的积累量来进行测定。
随着光合作用研究的深入，光合作用测定技术的水平也在不断提高，方法和手段也越来越多。
本次实验学习光合速率测定最经典的方法之一-----改良半叶法。
[原理]
植物叶片的主脉两侧对称部分叶面积基本相等，其形态和生理功能也基本一致。
用物理或化学方法处理叶柄或茎的韧皮部，保留木质部，以阻断叶片光合产物的外运，同时保证正常水分供应。
然后，将对称叶片的一侧取下置于暗中，另一侧留在植株上保持光照，继续光合作用。
一定时间后，测定光下和暗中叶片的干重差，即为光合作用的积累的干物质量。
通过公式计算出光合速率。
乘以系数后还可计算出C02的同化量。
[材料、仪器、药品]
1．材料：任选户外一种植物。
2．仪器及用品：(1) 剪刀；(2) 4块湿纱布；（3）带盖磁盘；(4) 30个小纸牌，去户外之前用铅笔编号（1~15；1~15）；(5) 镊子；(6) 打孔器；（7）铅笔；（8）记号笔；(9) 12个称量瓶；(10) 烘箱；(11) 分析天平；（12）干燥器。
3．药品：5％三氯乙酸。
[方法]
1．取样：在户外选择较绿和较黄的同种植物叶片各15片，要注意叶龄、叶色、着生节位、叶脉两侧和受光条件的一致性。
绿叶和黄叶分别用纸牌编号（例如绿叶为1、2、3~15，黄叶为1`、2`、3`~15`）。
增加叶片的数目可提高测定的精确度。
2．处理叶柄：为阻止叶片光合作用产物的外运，可选用以下方法破坏韧皮部。
(1) 环割法：用刀片将叶柄的外层(韧皮部)环割0.5cm左右。
为防止叶片折断或改变方向，可用锡纸或塑料套管包起来保持叶柄原来的状态。
(2) 烫伤法：用棉花球或纱布条在90℃以上的开水中浸一浸，然后在叶柄基部烫半分钟左右，出现明显的水浸状就表示烫伤完全。
若无水浸状出现可重复做一次。
对于韧皮部较厚的果树叶柄，可用融熔的热蜡烫伤一圈。
（3）抑制法：用棉花球蘸取5％三氯乙酸或0.3mol/L的丙二酸涂抹叶柄一周。
本实验统一使用三氯乙酸。
注意勿使抑制液流到植株上。
选用何种方法处理叶柄，视植物材料而定。
一般双子叶植物韧皮部和木质部容易分开宜采用环割法；单子叶植物如小麦和水稻韧皮部和木质部难以分开，宜使用烫伤法；而叶柄木质化程度低，易被折断叶片采用抑制法可得到较好的效果。
3．剪取样品：叶柄处理完毕后即可剪取样品，并开始记录时间，进行光合作用的测定。
首先按编号次序（绿叶和黄叶交替进行）剪下叶片对称的一半(主脉留下)，并按顺序夹在湿
润的纱布中（绿叶与黄叶分开保存），放入磁盘中，带回室内存于暗处。
2~3h后，再按原来的顺序依次剪下叶片的另一半。
按顺序夹在湿润的纱布中（绿叶与黄叶分开保存）。
注意两次剪叶速度应尽量保持一致，使各叶片经历相同的光照时间。
4．称干重：取12个称量瓶分别标上绿叶光照1、2、3，绿叶黑暗1、2、3，黄叶光照1、2、3，黄叶黑暗1、2、3，将各同号叶片照光与暗中的两半叶叠在一起，用打孔器打取叶圆片，分别放入相应编号的称量瓶中（即光下和暗中的叶圆片分开）。
每5 个叶片打下的叶圆片放入一个称量瓶中，做为一个重复。
记录每个称量瓶中的小圆片数量。
打孔器直径根据叶片面积大小进行选择，尽可能多的打取叶圆片。
注意不要忘记用卡尺量打孔器的直径。
将称量瓶中叠在一起的叶圆片分散，开盖置于105℃烘箱中烘10min以快速杀死细胞，然后将温度降到70~80℃，烘干至恒重(2~4h左右)。
取后取出加盖于干燥器中冷却至室温，用分析天平称重。
5．结果计算：
W2-W1
光合速率(mgDW·m-2 s-1)=
A×t
式中W2：照光半叶的叶圆片干重(mg)；W1：暗中半叶的叶圆片干重(mg)；A：叶圆片面积(m2)；t：照光时间(S)。
若将干物质重乘以系数1.5，便可得CO2的同化量，以mgC02·m -2S-1表示。
[实验记录]
1．实验材料：
植物名称：
种植地点：
发育时期：
试验处理：
植物的生长状况：
取样部位及数量：
2．实验时间：年月日时分至时分
3．实验条件记录
项目实验开始时实验结束时平均值
时间
温度
光强
风速
二氧化碳浓度
4．测定数据记录
重复叶圆片数量叶圆片总面积m2 暗中半叶干重mg
W1 照光半叶干重mg
W2 光合速率
mgDW·m-2 S-1
绿
叶1 2
3
平均值标准差
黄
叶1 2
3
平均值标准差。