黑白瓶法的原理和方法

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O2的减少量（或CO2的增加量）为呼吸作用强度；白瓶中O2的增加量（或CO2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O2含量；甲瓶O2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O2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。

黑白瓶法测光合作用原理

黑白瓶法测光合作用原理
黑白瓶法是一种常用的测定植物光合作用速率的方法，其原理基于光合作用的两个主要过程：光反应和暗反应。

在黑白瓶法中，实验者将植物置于黑暗环境中一段时间，使叶片中的叶绿素降解，以避免光反应对实验结果的干扰。

然后将植物置于光照条件下，同时将植物置于两个不同的容器中：一个黑色容器和一个透明容器。

黑色容器可以阻止光线进入，而透明容器可以让光线进入。

在光照条件下，植物通过光反应吸收光能，产生ATP和NADPH等能量物质，并将二氧化碳转化为有机物质。

在黑色容器中，由于没有光线进入，植物无法进行光反应，只能通过暗反应中的固定CO2和释放O2来产生能量和有机物质。

而在透明容器中，植物可以进行光反应和暗反应，从而产生更多的能量和有机物质。

在实验结束后，可以通过测量叶片中的叶绿素含量、CO2吸收速率和O2释放速率来评估植物的光合作用速率。

由于在黑暗条件下，植物只能进行暗反应，因此在黑色容器中测量到的CO2吸收速率和O2释放速率可以用来计算植物的暗反应速率。

而在透明容器中测量到的CO2吸收速率和O2释放速率可以用来计算植物的光反应速率和总光合作用速率。

总的来说，黑白瓶法通过控制光反应和暗反应的环境，
可以准确测量植物的光合作用速率，从而为研究植物的光合作用机制和提高植物的生产力提供重要的实验数据。

黑白瓶测溶解氧

营养类型贫营养型和低产湖中营养型富营养型高度富营养型
最高日产量 gO2/m2 0.5～1 1～2.5 2.5～7.5 >7.5
质量保证与质量控制P61
1.玻璃瓶：300ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱl
具塞磨口、完全透明的细口玻璃瓶或BOD 瓶。玻璃瓶用酸洗液浸泡6h 后，用蒸馏水清洗干净。黑瓶可用黑布或用黑漆涂在瓶外进行遮光，使之完全不透明。
2. 采水器：可采用有机玻璃采水器。 3.照度计或透明度盘、水温计。 4. 吊绳和支架：固定和悬挂黑、白瓶用。
形式以不遮掩浮瓶为宜。
5. 测定溶解氧的全套器具和试剂
透明度盘水下照度计
玻璃瓶
可在任何季节进行。为避免因风浪、气候对测试结果的影响和实验器材损坏，宜选择晴天、弱风条件下进行。
1.采水与挂瓶
1.1 采水与挂瓶深度确定：采集水样之
前先用照度计或透明度盘测定水体透光深度，采水与挂瓶深度确定在表面照度100％～1％之间，可按照表面照度的100％、50％、25％、 10％、1％选择采水与挂瓶的深度和分层。浅水湖泊（水深≦3m）可按0.0m、0.5m、1m、 2m、3m 的深度分层。
——非菌勿扰
负责人：鲁庆亚
水体中各种浮游植物都在光合作用过程中吸收二氧化碳，释放氧气，浮游植物的种类不同，其同化产物的量也就不同。因此可通过测定水中溶解氧量的变化，间接计算出有机物的生成量，来估算水体的生产力。
将几只注满水样的白瓶和黑瓶悬挂在采水深度处，曝光24小时，黑瓶中的浮游植物由于得不到光照只能进行呼吸作用，因此黑瓶中的溶解氧就会减少。而白瓶完全曝露在光下，瓶中的浮游植物可进行光合作用，因此白瓶中的溶解氧量一般会增加。所以，通过黑白瓶间溶解氧量的变化，就可估算出水体的生产力。

初级生产量的测定方法之一___黑白瓶法

初级生产量的测定方法之一___黑白瓶法黑白瓶法，是一种常用的初级生产量测定方法，也称为比色法。

它的原理是通过比较若干标准溶液与待测溶液颜色的深浅来确定待测溶液的浓度。

下面我将详细介绍黑白瓶法的步骤和注意事项。

黑白瓶法的步骤如下：1.准备标准溶液：根据待测溶液的浓度范围，选择2-3个标准溶液进行比较。

标准溶液的浓度应该包括待测溶液的浓度范围，同时浓度之间应该有一定的差异，以便于比较。

将这些标准溶液放入黑色和白色瓶子中，分别标记。

2.准备待测溶液：将待测溶液放入一个透明的容器中，以便于观察颜色变化。

3.开始比较：将黑瓶和白瓶分别放在待测溶液两侧，同时观察三者的颜色。

比较时需要将黑瓶和白瓶放在同一水平面上，并保持适当的距离，以免产生阴影干扰。

观察时可以通过旋转瓶子来找到最佳观察角度。

4.判断颜色深浅：根据比较，判断待测溶液的颜色深浅程度。

如果黑瓶的颜色深于待测溶液，说明待测溶液浓度较低；如果白瓶的颜色深于待测溶液，说明待测溶液浓度较高。

通过比较黑瓶和白瓶的颜色，可以估计出待测溶液的浓度范围。

5.确定待测溶液浓度：根据比较结果，将待测溶液的浓度范围缩小，并再次比较。

可以逐步减小待测溶液的浓度范围，直到找到最接近待测溶液浓度的标准溶液。

根据标准溶液的浓度，可以判断待测溶液的浓度。

黑白瓶法的注意事项如下：1.选择适当的液体：黑白瓶法适用于液体溶液的浓度测定，不适用于固体和气体的浓度测定。

2.均匀搅拌：在测定前，需要充分搅拌待测溶液，以确保样品中所有溶质均匀分布。

3.避免误差：颜色深浅的判断可能受到个体主观因素的影响，所以一般需要两个以上的人员同时判断，取多数人一致的结果作为参考。

4.精确比较：为了避免光照对颜色产生影响，比较时建议在均匀背景下进行，如白色的实验台、纸张等。

5.参照标准溶液：准备标准溶液时，要使用已知浓度的标准溶液，并严格控制制备标准溶液时的操作条件，确保标准溶液的浓度准确可靠。

6.记录测定结果：在实验过程中，要及时记录比较结果，以方便后续的数据处理和结果分析。

水质初级生产力测定—“黑白瓶”测氧法

中华人民共和国行业标准 SL354—2006水质初级生产力测定—“黑白瓶”测氧法1水质初级生产力测定——“黑白瓶”测氧法1 适用范围本标准规定了在水体中不同深度悬挂可曝光和不可曝光测定初级生产力的装置，经过24h曝光，以测定的溶解氧计算出单位时间、单位水柱日均生产力，作为评价水体富营养化水平的方法。

本标准适用于湖泊、水库、池塘等静水水体以及水流缓和的河流水域中初级生产力的测定。

模拟条件和实验室环境可以等效采用。

2 术语和定义:下列术语和定义适用于本标准。

2.1初级生产力 primary productivity：是指单位面积（或体积）水体在单位时间内生产有机物的能力。

通常指水中初级生产者藻类和光合细菌的光合作用率。

2.2水柱日生产力 productivity at a day on square meter water column：是指每平方米垂直水柱中初级生产者生产有机物的平均日生产力，以 g（O2）/m2·d表示。

2.3“黑白瓶”（black and white bottle）：本标准所指“黑白瓶”是可以进行曝光的（白瓶）和不可曝光的（黑瓶）测定初级生产力的装置。

3 方法原理:水体初级生产力是评价水体富营养化水平的重要指标。

水体初级生产力测定—“黑白瓶”测氧法是根据水中藻类和其他具有光合作用能力的水生生物，利用光能合成有机物，同时释放氧的生物化学原理，测定初级生产力的方法。

该方法所反映的指标是每平方米垂直水柱的日平均生产力[ g（O2）/m2·d]。

4 试验器具4.1 黑白瓶：容量在250～300ml之间，校准至1ml,可使用具塞、完全透明的温克勒瓶或其他适合的细口玻璃瓶,瓶肩最好是直的。

每个瓶和瓶塞要有相同的编号。

用称量法来测定每个细口瓶的体积。

玻璃瓶用酸洗液浸泡6h后，用蒸馏水清洗干净。

黑瓶可用黑布或用黑漆涂在瓶外进行遮光，使之完全不透光。

4.2 采水器：可使用有机玻璃采水器。

初级生产量的测定方法之一___黑白瓶法(精)

为了研究水体中的固氮过程，需把溶于水中的大气氮移出（通常是用氦清除），然后用一种稳定的氮同位素15N取而代之，并用质谱分析仪跟踪观察这种同位素的去向，这种方法与使用14C测定初级生产量的方法大体相同。P . Richard等人用这种方法研究过sanctusry湖的固氮过程。研究表明：高固氮率与三种蓝绿藻（鱼腥藻属）存在着正相关。对其他两个湖（Mondota和wingra湖）的研究也表明：高固氮率与其他蓝绿藻（包括Gleotrichia echinulata）的大量存在密切相关。而在马尾藻海，高固氮率则与束毛藻（trichodesmium属）的存在相关。固氮过程所需要的能量是靠这些蓝绿藻的光合作用提供的，也就是说，蓝绿藻所生产的有机物质提供了固氮所需要的能量（615 x 103）.Mol-1）。
已知有固氮能力的细菌和藻类很多，但为了方便可把它们分为两个类群：一类是共生的固氮生物（主要是细菌，但也有真菌和藻类），另一类是自由生活的固氮生物（包括细菌、藻类和其他一些微生物）。共生的固氮生物主要生活在陆地，而营自由生活的固氮生物在陆地和水域都有。但共生固氮生物在数量上至少要比营自由生活的固氮生物多几百倍。在共生固氮生物中，根瘤菌（Rhizobium）是最重要的，也是人类了解最清楚的。根瘤菌对宿主植物（如豌豆、三叶草和菜豆等豆科植物）有高度的特异性，一定种类的根瘤菌只同一定种类的豆科植物发生共生关系，这些根瘤菌可潜入豆科植物的根毛，然后进行繁殖。已知有10多种高等植物（如鼠李、杨梅和恺木等）也有共生生物固氮作用。由于豆科植物与根瘤菌之间已经形成了密切的共生关系，所以豆科植物离开了根瘤菌就不能固氮，而把根瘤菌接种在其他植物上也不能固氮。
初级生产量的测定方法之一___黑白瓶法
用红外气体分析仪无法对水生生态系统的二氧化碳进行测定，所以在二氧化碳同化法的基础上又提出了适应于水生生态系统的黑白瓶法，主要是对含氧量进行测定。1927年，T . Gaarder和H . H . Gran首次将这种方法用于海洋生态系统生产量的研究，这种方法现在已得到了广泛应用，其方法十分简便。首先是从池塘、湖泊或海水的一定深度采取含有自养生物（如藻类）的水样（水样中难免也含有某些异养生物如细菌和浮游动物等），然后将水样分装在成对的小样瓶中，样瓶的容积通常是125～300 ml。在每对样瓶中总是有一个白瓶一个黑瓶，所谓白瓶就是透光瓶，里面可进行光合作用；所谓黑瓶就是不透光瓶，里面不能进行光合作用，但有呼吸活动。黑瓶和白瓶同时被悬浮在水体中水样所在的深度，放置一定时间后（通常是4～8小时，也可到24小时）便从水体中取出，用标准的化学滴定法或电子检测器测定黑瓶和白瓶中的含氧量。根据白瓶中含氧量的变化可以确定净光合作用量和净光合作用率，根据黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量。同时利用黑瓶和白瓶的测氧资料就可以计算出总初级生产量。黑白瓶法的基本假设条件是：植物的呼吸作用在黑瓶中和白瓶中是一样的，这一点对于某些种类的植物来说和对于短时间的实验来说是可以成立的，但也有很多种类的植物在黑暗条件下常表现出不同的呼吸率。黑白瓶法的另一个不足之处是，它必须把整体群落的一部分（一个取样）完全密封起来，而这个取样往往不能完全反映取样所属种群的实际状况（可通过多次重复实验进行校正）。此外，取样中异养生物的数量变化也会使呼吸消耗偏离正常值。再有，取样中的水是静止的，而在实际情况下水是不断流动的，使运动中的各种营养物质不断到达和离开光合作用发生地点。最后，从一定水深处采上来的水样如果曝光时间太长也会发生光合作用。尽管黑白瓶法存在上述的一些缺点，但这种方法还是得到了广泛应用。黑白瓶的基本原理是测定水中含氧量的变化，另一种类似的方法是在一天时间内（24小时）每隔2～3个小时对水生生态系统的含氧量进行一次自动监测。如果把一个电子检测器接到一个自动记录装置上，就可以连续24小时对一个水生生态系统的含氧量进行取样。这个方法的优点是直接测定整个生态系统而不是测定一些小的取样，此法还用自然光周期取代黑瓶对夜晚的模拟。总之，上述两种方法都是运用各种计算来确定氧的净生产量，然后再利用光合作用方程计算出总初级生产量。

黑白瓶测氧法

步骤见书 P64
计算方法
各挂瓶水层日生产量可按下式计算（单位： MG/L.天） • 总生产力=白瓶溶氧-黑瓶溶氧 •
• 净生产力=白瓶溶氧-原初溶氧
谢谢观赏
仪器用品与试剂
1、玻瓶:300ml具磨口塞的完全透明瓶或BOD瓶，每瓶用酸洗过后，用蒸馏水洗净。黑瓶可用黑布或涂上黑漆等进行遮光，使之完全丌透明。 2、吊绳或支架：用于固定和悬挂黑白瓶。 3、采水器、透明度盘。 4、测定溶解氧的全套器具及试剂
试验方法：
1、采水不挂瓶步骤见书P63
2、溶解氧的固定不分析
黑白瓶实验的学习掌握黑白瓶测氧的方法，及水休生产力的计算法。
测定原理：
黑白瓶测氧法是将几只注满水样的白瓶和黑瓶悬挂在采水深度处，曝光24H。黑瓶中的浮游植物由于得丌到光照只能进行呼吸作用，因此黑瓶中的溶解氧就会减少。而白瓶完全暴露在光下，瓶中的浮游植物可进行光合作用，因此白瓶中的溶解氧量一般会增加。所以，通过黑白瓶间溶解氧量的变化，就可估算出水体的生产力。

黑白瓶问题例析

黑白瓶问题例析作者：刘艳红来源：《试题与研究·高考理综生物》2015年第03期黑白瓶问题，实质上是对必修1《分子与细胞》模块光合作用与细胞呼吸这一主干知识的考查。

在平常考试中，当学生遇到有关黑白瓶问题时，经常出现“绕着走”、犯迷糊等问题，其实是没有真正理解黑瓶、白瓶中测得的数据到底表示什么含义。

为了帮助学生顺利解决上述问题，本文结合典型例题将黑白瓶问题常考查的角度进行初步归类，供读者复习时借鉴。

一、黑白瓶测实际光合量的原理黑白瓶法，即氧气测定法，多用于水生生态系统初级生产量的测定。

用三只玻璃瓶，其中一只用黑胶布包上，再包以锡箔，从待测的水体深度取水，保留一瓶（初始瓶）以测定水中原来的溶氧量，其余两瓶（黑、白瓶）再放回待测深度的水中。

黑瓶中的浮游植物由于得不到光照只能进行呼吸作用，因此黑瓶中的溶氧量就会减少。

而白瓶完全被曝晒在光下，瓶中的浮游植物可进行光合作用，因此白瓶中的溶氧量一般会增加。

根据初始瓶、黑瓶、白瓶溶氧剩余量，即可求得净初级生产量（=净光合量）、呼吸量、总初级生产量（=实际光合量）。

一般适用于湖泊、水库、池塘等静水水体以及水流缓和的河流水域中初级生产量的测定。

二、考查视角归类分析视角1：以图表为载体，考查图文转化及数据处理能力例1 采用黑白瓶法（黑瓶外包黑胶布和锡箔以模拟黑暗条件；白瓶为透光瓶）测定池塘各深度24小时内的平均氧气浓度变化，结果如下表，则该池塘一昼夜产生氧气的量是（）A.8g/m3B.14g/m3C.22g/m3D.32g/m3【解析】本题以表格为载体考查考生对净光合作用、呼吸作用、实际光合作用的理解以及数据的分析能力。

池塘一昼夜产生氧气的量，实质上指的是各水层一昼夜产生的氧气量的总和。

产生的氧气量，就是光合作用总量=白瓶中氧气增加量+黑瓶中氧气减少量。

对于水深5m 至水底范围内的生物来说，无论有无光照，黑瓶和白瓶中氧气的变化量都是相同的，说明此范围水域内的生物不进行光合作用。

生态学黑白瓶法测定光合速率

生态学黑白瓶法测定光合速率第一章：介绍和背景1.1 引言生态学是研究生物和环境相互作用的科学，它涉及到许多不同的测量方法和技术。

其中，测定光合速率是生态学中重要的实验手段之一。

在本文中，我们将探讨一种称为黑白瓶法的测定光合速率的方法。

我们将首先介绍生态学中光合速率的概念，并解释为什么测定它对于理解生态系统的功能和稳定性至关重要。

我们将详细介绍黑白瓶法的原理和步骤，以及如何使用它来测量光合速率。

我们将回顾这种方法的优缺点，并讨论其在生态学研究中的应用和局限性。

1.2 光合作用和光合速率光合作用是植物、藻类和一些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。

它是地球上生物质生产的主要途径，也是维持生态系统中能量流动的根本过程。

光合速率指的是单位时间内单位面积叶片对光进行光合作用的能力。

它是植物光合效率的重要指标，也反映了光合作用与环境因素的相互作用。

1.3 黑白瓶法的原理和步骤黑白瓶法是一种常用的测定光合速率的方法。

它通过测定在不同光照条件下水中溶解氧的变化来推测光合速率。

该方法通常需要使用两个瓶子：一个瓶子被涂成黑色，另一个则是透明的。

黑色瓶子吸收光线，而透明瓶子允许光线透过。

实验过程中，我们将分别在黑色瓶子和透明瓶子中加入相同数量的水样，然后将它们暴露在不同光照条件下，例如阳光下和遮挡光线的条件下。

在实验进行的过程中，我们会定期取出瓶子并测量水样中的溶解氧浓度。

根据溶解氧浓度的变化，我们可以推断出光合速率的高低。

充足的光照条件下，植物光合作用将导致水样中的溶解氧浓度上升，而光照受限的条件下，溶解氧浓度的上升速率将减慢或停止。

1.4 黑白瓶法的优缺点黑白瓶法作为测定光合速率的方法，具有一些优点和缺点。

它是一种相对简单和经济的方法，只需要基本的实验设备和材料即可进行。

该方法对于不同种类的生物体都适用，包括植物、藻类和一些细菌。

黑白瓶法可以在不同的实地条件下进行，从而更贴近实际生态系统中的情况。

初级生产量的测定方法之一___黑白瓶法(精)

为了研究水体中的固氮过程，需把溶于水中的大气氮移出（通常是用氦清除），然后用一种稳定的氮同位素15N取而代之，并用质谱分析仪跟踪观察这种同位素的去向，这种方法与使用14C测定初级生产量的方法大体相同。P . Richard等人用这种方法研究过sanctusry湖的固氮过程。研究表明：高固氮率与三种蓝绿藻（鱼腥藻属）存在着正相关。对其他两个湖（Mondota和wingra湖）的研究也表明：高固氮率与其他蓝绿藻（包括Gleotrichia echinulata）的大量存在密切相关。而在马尾藻海，高固氮率则与束毛藻（trichodesmium属）的存在相关。固氮过程所需要的能量是靠这些蓝绿藻的光合作用提供的，也就是说，蓝绿藻所生产的有机物质提供了固氮所需要的能量（615 x 103）.Mol-1）。
正如前面已说过的，在水生生态系统中，固氮生物大都是非共生生物，但有一个重要例外，这就是满江红（Azolla）及其共生物蓝绿藻［鱼腥藻（Anabaoa ) ]，它们广泛分布于我国温带和亚热带的水稻田中，被农民作为肥料加以利用，因此对农业生产有重要意义。在非共生固氮生物中既有需氧细菌也有厌氧细菌，还包括蓝绿藻。需氧固氮菌［如固氮菌属（Azotobactr)］广泛分布在土壤中以及淡水和海水中；厌氧菌［如梭菌属（Clostridium )］的分布也同样广泛。事实证明：土壤和水体中的很多细菌都有固氮能力，又由于它们数量极多，所以它们固定的氮量也相当可观。例如在盐沼的沉积层中，细菌固氮量相当于藻类固氮量的10倍。这里值得强调的一点是：所有的共生和非共生固氮菌都需要从外部供应糖类，以便作为一种能源去完成固氮过程的吸热反应，因为没有任何一种固氮菌能够进行光合作用【固定1 mol氮气（N2）需吸热615 x 103)］。
2．氨化作用
当无机氮经由蛋白质和核酸合成过程而形成有机化合物（主要是胺类，即-NH2）以后，这些含氮的有机化合物通过生物的新陈代谢又会使氮以代谢产物（尿素和尿酸）的形式重返氮的循环圈。土壤和水中的很多异养细菌、放线菌和真菌都能利用这种富含氮的有机化合物。这些简单的含氮有机化合物在上述生物的代谢活动中可转变为无机化合物（氨）并把它释放出来。这个过程就称为氨化作用（ammonification）式矿化作用（minerahzation）。实际上，这些微生物是在排泄它们体内过剩的氮。有些具有氨化作用的微生物只能利用陈而不能利用简单的氨基酸，或者只能利用尿素而不能利用尿酸。相反，其他的微生物则能利用多种多样的含氮有机化合物。氨化过程是一个释放能量的过程，或者说是一种放热反应（exothermic reaction）。例如，如果蛋白质的基本构成物是甘氨酸，那么lmol的这种蛋白质经过氨化就可释放出736 X 103）的热能。这些能量将被细菌用来维持它们的生命过程。

半叶法和黑白瓶法

一、半叶法——测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干物质的积累量又称半叶称重法，常用作大田农作物的光合速率测定如图所示A部分遮光，这半叶片虽不能进行光合作用，但仍可照常进行呼吸作用。

B部分叶片既能进行光合作用，又可进行细胞呼吸采用“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M A 、M B 。

⑴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）⑵若M=M B -M A ，则M 表示⑶请计算出B 叶片被截取部分在单位时间的光合作用强度=，（其单位是mg/h ）。

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（M B -M A ）/6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一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小时二、黑白瓶法——测溶氧量的变化黑白瓶法常用于水中生物光合作用速率的测定白瓶是透光瓶，里面可进行光合作用和呼吸作用；黑瓶是不透光瓶，只能进行呼吸作用。

在相同条件下培养一定的时间，黑瓶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的光合作用量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12 mg/L ，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。

“黑白瓶法”相关原理及试题分析

“黑白瓶法”相关原理及试题分析
张卓鹏
【期刊名称】《中国高考》
【年(卷),期】2009(000)002
【摘要】1.“黑白瓶法”生物学原理“黑白瓶法”是生态学中一种常用的技术方法，一般用于测定水生生态系统生产者的初级生产量，即生态系统中生产者绿色植物光合作用固定的太阳能量，或制造的有机物量，制造的氧气量。

操作方法：首先是从池塘、湖泊或海水的一定深度中采取含有自养生物的水样，然后将水样分装在成对的小样瓶中。

【总页数】2页(P44-45)
【作者】张卓鹏
【作者单位】江苏省通州市二甲中学,江苏通州226321
【正文语种】中文
【中图分类】G633
【相关文献】
1.水生高等植物马来眼子菜和金鱼藻的初级生产率（黑白瓶法） [J], 章宗涉;张扬东
2.关于黑白瓶法的探究性试题分析 [J], 田卫生;孙淑伟
3.生态瓶设计注意事项及相关试题分析 [J], 张卓鹏
4.浮游植物的初级生产力与黑白瓶测氧法 [J], 王骥
5.比重瓶法与密度仪法测定香精密度相关性的回归分析 [J], 李坤健;赵世兴
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黑白瓶测氧法

步骤见书 P64
计算方法
各挂瓶水层日生产量可按下式计算（单位： MG/L.天） • 总生产力=白瓶溶氧-黑瓶溶氧 •
• 净生产力=白瓶溶氧-原初溶氧
谢谢观赏
仪器用品与试剂
1、玻瓶:300ml具磨口塞的完全透明瓶或BOD瓶，每瓶用酸洗过后，用蒸馏水洗净。黑瓶可用黑布或涂上黑漆等进行遮光，使之完全丌透明。 2、吊绳或支架：用于固定和悬挂黑白瓶。 3、采水器、透明度盘。 4、测定溶解氧的全套器具及试剂
试验方法：
1、采水不挂瓶步骤见书P63
2、Байду номын сангаас解氧的固定不分析
黑白瓶测氧法
四缺一组
实验目的：
通过本实验的学习掌握黑白瓶测氧的方法，及水休生产力的计算法。
测定原理：
黑白瓶测氧法是将几只注满水样的白瓶和黑瓶悬挂在采水深度处，曝光24H。黑瓶中的浮游植物由于得丌到光照只能进行呼吸作用，因此黑瓶中的溶解氧就会减少。而白瓶完全暴露在光下，瓶中的浮游植物可进行光合作用，因此白瓶中的溶解氧量一般会增加。所以，通过黑白瓶间溶解氧量的变化，就可估算出水体的生产力。

著名的生物“黑白瓶”生态实验及命题分析

著名的生物“黑白瓶”生态实验及命题分析黑白瓶法是生态学中的一种常用技术方法，一般用于测定水生生态系统初级生产量，即生态系统中生产者绿色植物光合作用固定的太阳能量或制造的有机物量。

操作方法是首先从池塘、湖泊或海水的一定深度采取含有自养生物的水样，然后将水样分装在成对的小样瓶中。

每对样瓶中有一个白瓶和一个黑瓶，白瓶就是透光瓶，里面可进行光合作用；黑瓶就是不透光瓶，里面不能进行光合作用，但有呼吸活动。

黑瓶和白瓶同时被悬浮在水体中水样所在的深度，放置一定时间后从水体取出，用化学滴定法或电子检测器测定黑瓶和白瓶中的含氧量。

根据白瓶中含氧量的变化可以确定净光合作用量，而黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量，然后就可以计算出总初级生产量。

题1：采用黑白瓶(不透光—可透光瓶)法测定池塘群落各深度日代谢的平均氧浓度变化，结深度（m）瓶中氧气的变化（g/m3·24h）白瓶黑瓶1 ＋3 －12 ＋2 －13 0 －14 －3 －3(1)该池塘一昼夜生产氧气__________g/m3•24 h，消耗氧气____________g/m3•24 h，以上数据表明这个生态系统平衡状态良好，能够保持一定的氧气浓度，原因是________________________________________。

(2)据表分析该池塘的垂直结构：自养生物分布在________________，完全由异养生物组成的生物群落分布在___________________。

(3)假如池塘受到严重的无机磷污染，一段时间后水质变黑变臭，此时间内水中的微生物的种类和数量都发生变化.请在图中画出好氧菌(a)和厌氧菌(b)可能的数量变化曲线。

在细菌培养过程中，分离获得了不能合成某种维生素的营养缺陷型菌株，请设计一个实验以鉴定这种维生素的类型。

第一步：将变异菌株接种到完全培养基上扩大培养。

第二步：___________________________________________。

光合速率的几种测定方法(黑白瓶法)

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。
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
光照强度1016243030黑瓶中植物不能进行光合作用产生氧生物呼吸消耗氧气时随着光照强度的增加白瓶中溶氧量不再增加此时的限制性因素可能是温度或二氧化碳浓度光照强度1016243030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例
光合速率的几种测定方法
黑、白瓶测定光合速率
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。
例：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

“黑白瓶法”测定光合作用与细胞呼吸速率

“黑白瓶法”测定光合作用与细胞呼吸速率“黑白瓶法”：用黑瓶(无光照的一组)测得的为呼吸作用强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的为净光合作用强度值，综合两者即可得到真光合作用强度值。

1．生物呼吸类型判定实验设计探究某生物材料的细胞呼吸类型(假设生物材料为植物种子，呼吸底物只有葡萄糖且不考虑外界条件的影响)，某同学设计实验装置如图，请完善下面的结果预测。

(1)若甲液滴，乙液滴，则只进行有氧呼吸。

(2)若甲液滴，乙液滴，则只进行无氧呼吸。

(3)若甲液滴，乙液滴，则既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。

特别提醒为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。

对照装置与装置甲相比，不同点是用“___________________”代替“发芽种子”，其余均相同。

实验原理：组织细胞呼吸作用吸收O 2，释放CO 2，CO 2被NaOH 溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的液滴_______。

单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。

装置乙为对照。

误差的校正①如果实验材料是绿色植物，整个装置应_______处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。

②如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行_______处理。

③为防止______、_______等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子_________)，其他条件均不变。

2．光合速率与呼吸速率的测定(1)测定装置(2)测定方法及解读 Ⅰ.测定呼吸强度⎩⎪⎨⎪⎧ ①装置烧杯中放入适宜浓度NaOH 溶液用于吸收CO 2②玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰③置于适宜温度环境中④红色液滴向左移动(代表呼吸耗氧量)Ⅱ.测定净光合速率⎩⎪⎨⎪⎧ ①装置烧杯中放入适宜浓度的NaHCO 3溶液，用于保证容器内CO 2浓度恒定满足光合需求②必需给予较强光照处理，且温度适宜③红色液滴向右移动的距离(代表净光合速率)(3)实验设计中的3个关键点①变量的控制手段，如光照强度的大小可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同)进行控制，不同温度可用不同恒温装置控制，CO 2浓度的大小可用不同浓度的CO 2缓冲液调节。

formal-实验7-水体生态系统初级生产量的测定

浙江师范大学生化学院
实验仪器和材料
1、仪器和设备、塞氏盘（透明度盘），采水器能装水塞氏盘（透明度盘），采水器（能装5L水），），采水溶解氧瓶若干（250mL）。溶解氧瓶若干（若干）。 2、试剂（测定溶解氧）、试剂（测定溶解氧）硫酸锰溶液，碱性碘化钾，浓硫酸，硫酸锰溶液，碱性碘化钾，浓硫酸， 0.01mol/L硫代硫酸钠，淀粉溶液。硫代硫酸钠，淀粉溶液。硫代硫酸钠
浙江师范大学生化学院
数据记录
1、样地基本状况调查：水深米，透明度米；、样地基本状况调查： 2、不同水层总初级生产力计算、
总生产量 mg/L·d 总生产量平均值
深度 0.5米 1.5米
重复数 1 2 1 2
滴定体积（ml）白瓶黑瓶
溶氧(mg/L) 白瓶黑瓶
浙江师范大学生化学院
实验注意事项
浙江师范大学生化学院
操作步骤
1、取水样地选择和样地基本状况调查、取水样地选择和样地基本状况调查样地选择和样地基本状况面积适当的水域，一般以为宜（烛光湖）。面积适当的水域，一般以2000m2为宜（烛光湖）。水深（用透明度盘测），透明度（），透明度记水深（米）（用透明度盘测），透明度（米）等。 2、采水与挂瓶、挂瓶深度确定：一般从水面到水底每隔挂一组瓶。挂瓶深度确定：一般从水面到水底每隔1-2m挂一组瓶。为测定挂一组瓶光合作用指标，可在透明度的一半处挂一组瓶。（烛光湖，。（烛光湖光合作用指标，可在透明度的一半处挂一组瓶。（烛光湖，水深2-3米）水深米，0.5m、1.5m）、取瓶：每组取个试剂瓶包括黑瓶(DB瓶)2个、白瓶个试剂瓶，取瓶：每组取4个试剂瓶，包括黑瓶瓶个白瓶(LB瓶)2 瓶编号（组数、水深），以免混淆。），以免混淆个。编号（组数、水深），以免混淆。采水：在某水深处用采水器采足够量的水，采水：在某水深处用采水器采足够量的水，装满各瓶至溢出一采水器采足够量的水部分（保证瓶中溶解氧与采水瓶中溶解氧一致）；部分（保证瓶中溶解氧与采水瓶中溶解氧一致）；挂瓶：做好上述处理后，将各组瓶挂在水域中小时小时。挂瓶：做好上述处理后，将各组瓶挂在水域中24小时。