光合速率测定方法
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。
光合速率的测定方法
光合速率的测定方法
光合速率是指光合作用产生的氧气释放速率或者二氧化碳吸收速率。
测定光合速率的方法有以下几种：
1. 氧气传感器法：使用氧气传感器，测量培养液中氧气的变化，通过记录氧气消耗量或释放量来计算光合速率。
2. 二氧化碳传感器法：使用二氧化碳传感器，测量培养液中二氧化碳的变化，通过记录二氧化碳吸收量或释放量来计算光合速率。
3. 酸碱滴定法：通过测量培养液中的酸碱度变化，借助酸碱指示剂来确定二氧化碳释放量或吸收量，从而计算光合速率。
4. 放射性同位素标记法：使用放射性同位素标记二氧化碳，测量标记二氧化碳在光合作用中的吸收速率，以此计算光合速率。
5. 叶绿素荧光法：测量叶片表面叶绿素荧光的参数，如最大荧光效率、非光化学淬灭等，来推断光合速率。
这些方法都有各自的优缺点和适用范围，根据实验需求和条件选择适合的方法。
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）：
P62
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
(三)测定光合速率的常用方法及实验设计
测定光合速率的常用方法及实验设计一．测定光合速率的常用方法1.利用液滴移动装置测定植物光合速率与呼吸速率①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。
②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。
③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。
指标相对量的变化。
下列说法不正确的是( )A．图甲装置在较强光照下有色液滴向右移动，再放到黑暗环境中有色液滴向左移动B．若将图甲中的CO2缓冲液换成质量分数为1%的NaOH溶液，其他条件不变，则植物幼苗叶绿体产生NADPH 的速率将不变C．一定光照条件下，如果再适当升高温度，真光合速率会发生图乙中从b到a的变化，同时呼吸速率会发生从a到b的变化D．若图乙表示甲图植物光合速率由a到b的变化，则可能是适当提高了CO2缓冲液的浓度2.叶圆片称重法测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。
净光合速率＝(z－y)/2S；呼吸速率＝(x－y)/2S；总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。
例2.某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率，做如图所示实验：在叶柄基部做环剥处理(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1 cm2的叶圆片烘干后称其重量，M处的实验条件是下午4时后将整个实验装置遮光3小时，则测得叶片叶绿体的光合速率是(单位：g·cm－2·h －1，不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和温度微小变化对叶片生理活动的影响)( )A．(3y－2z－x)/6 B．(3y－2z－x)/3C．(2y－x－z)/6 D．(2y－x－z)/33.叶圆片上浮法用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底，给予一定的光照，测量叶圆片上浮至液面所用的平均时间，可以用来作为指标判断净光合速率的大小。
光合速率的测定方法归纳总结
光合速率的测定方法归纳总结光合速率的测定方法归纳总结考点分析：光合作用在历年的高考中频繁出现，但一般不是单一知识点的考查，往往结合光合作用和呼吸作用的过程综合考查，考题既有选择题也有非选择题，但多数考题都依托坐标图、装置图进行考查。
相关策略：（1）明确测定指标：光合作用和呼吸作用的强度一般用气体含量的变化来测定，但此时测得的气体含量变化不是真实的光合作用和呼吸作用，而是一种表观的光合作用和呼吸作用。
（2）绘制坐标曲线：复习中可通过坐标曲线分析光合速率和呼吸速率的相等点，呼吸速率的最高值及光合速率的最高值。
（3）联系生产实际：复习中要重视对光合作用过程和影响因素的分析和理解，并学会结合农业生产解释提高作物产量的原理和途径。
这里主要归纳光合速率的测定方法。
一般测定光合速率的方法都不能排除叶子的呼吸作用，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值，叫做表观光合速率或净光合速率。
若能测出其呼吸速率,把它加到净光合速率上去,则可测得真正光合速率。
真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
光合速率常见的测定方法归纳如下：1.“半叶法”---测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干物质产生总量【典例1】某学校某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番茄叶片的光合速率进行测定。
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，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)。
（1）MA表示6小时后叶片初始质量-呼吸作用有机物的消耗量，MB表示6小时后：（）+（）-呼吸作用有机物的消耗量。
（2）若M=MB-MA，则M表示（3）真正光合速率（单位：mg /dm2·h）就是答案：叶片初始质量+光合作用有机物的总产量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值除以时间再除以面积2. 气体体积变化法---测光合作用O2产生(或CO2消耗)的体积【典例2】下图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。
液滴移动法测定光合速率
液滴移动法测定光合速率液滴移动法测定光合速率是常用的一种测定光合速率的方法，该方法主要通过观察测光电极上的液滴移动距离来间接反映光合速率的高低。
下面将详细介绍液滴移动法测定光合速率的相关内容。
一、原理和装置介绍液滴移动法测定光合速率的原理是利用光合生物产生氧气的能力，通过观察测光电极上的液滴移动距离来间接测定光合速率。
在测定过程中，将光合生物悬浮于一定浓度的磷酸盐缓冲溶液中，加入用于促使光合作用的光源。
光合作用进行时，光合生物会释放出氧气，并且氧气会在电解质溶液中发生氧化还原反应，产生电流。
根据液滴移动距离和电流强度的关系，可以间接测量出光合速率的高低。
液滴移动法测定光合速率的装置主要包括：测光电极、磷酸盐缓冲溶液、光源和搅拌器。
测光电极是连接到电流计上的电极，它能够通过气泡交替形成电流。
磷酸盐缓冲溶液用于提供适宜的环境条件，维持光合生物的正常生理状态。
光源提供光合作用所必需的光能，通常使用白炽灯或者氙灯作为光源。
搅拌器用于保持光合生物在溶液中的分散均匀，避免聚集和沉淀，确保光合作用的进行。
二、实验步骤1.准备实验所需的装置和试剂，确保测光电极清洁且电极的距离调节合适。
2.在测光电极中加入一定量的磷酸盐缓冲溶液。
3.将光合生物悬浮于磷酸盐缓冲溶液中，加入足够的悬浮生物。
4.将装置放置于光源下方，调节搅拌器的速度和光源的强度，使光合生物处于充分接收光照的状态。
5.开始实验，记录下初始液滴的位置和时间。
随着光合作用的进行，液滴会因为产生的气泡的上升而移动。
6.观察并记录液滴移动的时间和距离。
7.根据观察到的液滴移动距离和光合作用时间的关系，计算出光合速率。
三、注意事项1.实验过程中要注意控制光源的强度，避免过强的光照导致光合生物充分饱和或光照不足，从而影响光合速率的准确测定。
2.确保测光电极的距离适中，过近或者过远都会影响液滴移动的距离和电流的记录。
3.保持光合生物的悬浮均匀，避免沉淀和聚集影响光合速率的实验结果。
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・定改良半叶法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。
■爆卅于浏史大国我伴物篁念思奉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CO2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0.5cm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。
光合速率的测定方法及练习题
o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 例 1. 某研究小组用番茄进行光合作用实 叶法”对番茄叶片的光合作用强 “ AlZ 验，采用 “半光合速率的测定方法例析 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 CO 2 的吸收量或者是 O 2 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/dm 2 • 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 1.两部分的物质 B 部分叶片既能进行光合作用， 又 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 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/(dm 2 • h)。
问题：若M=M B -M A ,贝J M 表示_。
匮1 I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,就是光合作用有机物的经过6 小时干物质的积累数（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）。
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。
真光合速率测定的方法总汇
2．黑白瓶法——测溶氧量的变化
原理：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。
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，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O2，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O2量，也就是表观光合作用吸收的CO2量。
光合速率常见的测定方法有哪些呢？请看以下几种光合速率的测定方法。
光合作用测定系统
方法汇总
1．“半叶法”——测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干物质的积累量
原理：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。
真光合速率测定的方法总汇
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量表示。
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。
5．红外线CO2传感器——测量装置中CO2浓度的变化
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。
测定净光合速率的方法
测定净光合速率的方法
1.气体法：该方法利用密闭的光合作用系统，将光合作用产生的氧气收集起来，并通过气体分析仪来测量氧气的产生量。
该方法的主要优点是简单易行，但需要注意保持气体样品的稳定性。
2. 碳同位素法：该方法利用作物中自然含有的碳同位素比例来
测定光合作用的速率。
测量时，将碳同位素标记物添加到样品中，然后通过质谱仪等设备来测量样品中的碳同位素比例变化。
该方法需要专业设备和技术，但可以提供非常准确的测量结果。
3. 基于叶绿素荧光的方法：该方法通过测量叶绿素荧光的强度
来评估光合作用的速率。
叶绿素荧光的强度与光合作用的速率成正比，因此可以通过测量叶绿素荧光的变化来确定光合速率。
该方法需要特殊的设备和技术，但可以提供准确的测量结果。
以上是几种常用的测定净光合速率的方法，选择适合自己的方法可以提高测量结果的准确度。
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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
光合速率的测定方法
• A作、用在速a率b段逐，渐随减着小NaHCO3溶液浓度的增加，光合 • B浓、度在，b都c段可，以单缩独短增叶加圆光片照上或浮温的度时或间NaHCO3溶液 • C细、胞在失c点水以而后导，致因代N谢a水HC平O3下溶降液浓度过高，使叶肉 • D实、验因过配程制中的叶N片aH不CO能3溶进液行中呼不吸含作氧用气，所以整个
黑瓶溶氧量(mg/L)
3 33 3 3 3
光照强度
0（黑 a b c d e 暗）
白瓶溶氧量（mg/L
3 10 16 24 30 30
黑瓶溶氧量(mg/L)
3 33 3 3 3
（4）光照强度到达d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___________。
C
• 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。
• （1）标记实验开始时毛细刻度管中液滴所在位 置．实验时，当光照强度由0渐变为2.5千勒克斯
过程中（不同光照强度照射的时间均等），液滴 移动的方向是向___（左、右）侧移动． （2）为了防止无关变量对实验结果的干扰，本实
验还应设置对照组，对照组与实验组的区别是 ___．
• （3）如表数据表示光照强度为10klx时，1h内实 验组和对照组的气体体积变化（“+”表示增 加）．
光照强度
实验组气体体积变化量 对照组气体体积变化量
10klx
+11mL
+1.5mL
• 此时，植物毎小时光合作用产生的气体量为 ___mL（植物叶片呼吸速率不变）．
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
生态学黑白瓶法是一种常用于测定光合速率的实验方法。
该方法通过在水中培养水生植物，并将植物置于黑瓶和白瓶中，观察植物所产生的氧气气泡数量来推断光合速率的高低。
实验步骤如下：
1. 准备黑瓶和白瓶，将其底部截去。
2. 在每个瓶子中放入一片水生植物叶片，确保叶片完全浸入水中。
3. 将两个瓶子分别放置于自然光照下的同一环境条件中，确保温度和光照强度相同。
4. 在一定时间内观察每个瓶子中产生的氧气气泡数量，并记录下来。
5. 根据氧气气泡的数量，推断光合速率的高低。
在黑瓶中，植物受到光限制，只能进行呼吸作用，产生的氧气气泡较少。
而在白瓶中，植物能够进行光合作用，产生较多的氧气气泡。
通过比较黑瓶和白瓶中氧气气泡的数量，可以大致推断出光合速率的相对大小。
需要注意的是，生态学黑白瓶法只能给出相对的光合速率大小，不能提供具体的数值。
此外，实验条件的控制也是非常重要的，确保两瓶中的光照、温度等环境条件相同，以减少其他因素对实验结果的影响。
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。
光合速率测定方法
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O2，而释放的CO2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O2量，也就是有氧呼吸产生的CO2量。 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，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O2，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O2量， 也就是表观光合作用吸收的CO2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。
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
将小圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸 入清水，待排出注射器内残留的空气后，用 手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞， 使小圆形叶片内的气体逸出。
注意避开大的叶脉。 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。
分组 对照
P62
解析： 本方法又叫半叶称重法，常用大田农作物
表观光合速率
表观光合速率表观光合速率是植物细胞中一种重要的生命过程，它是有机物质的形成过程，也是植被作物生长和发育的重要过程之一。
本文将从光合速率的定义、测定方法、研究进展、应用和影响因素等方面对光合速率进行详细介绍。
一、光合速率的定义光合速率（Photosynthesis Rate）是植物光合作用时，系统产生物质的速率，用单位时间内收获太阳能量的量表示，单位为mol/m2/s或μg/m2/s。
光合速率是植物光合作用过程中，关键反应速率的量化指标，反映植物对光能的利用能力，表征其生长和生产性能的重要指标。
二、测定光合速率的方法（1）野外测量法。
这是一种基于叶片平均的定位测量的方法，采用光照度计和叶绿素计测定植物叶片的光合速率。
（2）室内测量法。
利用光合曲线计算植物叶片光合速率，可以用固定照度条件下叶片颜色计检测叶片绿素含量，通过曲线拟合叶片光合作用过程，计算叶片的光合速率。
（3）室内除湿蒸发测量法。
这是一种室内采用光照雾化方法测定植物叶片光合速率的方法，可以用来测量植物叶片的光合有效功率。
三、光合速率的研究进展近年来，随着环境温度、光照和CO2浓度的变化，研究人员对光合速率研究的重视度越来越高，并采取了多种方法研究光合速率，以弄清影响植物光合速率的因素，主要有：（1）环境温度：温度影响植物叶片的微量元素的浓度，从而影响光合作用过程中的关键酶活性，有利于光合速率的提高。
（2）光照：适当的光照强度可以促进植物的光合作用，从而提高光合速率。
（3）CO2浓度：CO2浓度在足够的条件下可以加速光合作用过程，提高光合速率。
四、光合速率的应用（1）生态环境保护：精确测量植物叶片光合速率，可以更好地测定植被结构和功能，从而更有效地对生态环境进行保护。
（2）作物生长发育：采用植物叶片光合速率的测量，可以帮助研究者研究作物的光合作用，从而更好地掌握作物的生长发育规律。
（3）农业可持续经营：测定植物叶片光合速率，可以改变植物状态，从而更好地满足农业可持续发展的需要。
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（2）测定植物的净光合作用强度， 方法步骤是： ①把装置甲、乙放在 光照充足 ，温度等相同且适宜的环境 ②甲、乙两装置D中放入_N_a_H_C_O__3溶__液．装置乙作对照． ③30分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和
一轮复习
光合作用
第5课时
光合速率的测定方法
光合速率是光合作用强弱的一种表示方法:
单位时间内单位叶面积中反应物的消耗量
或生成物的产量。
coO释放量吸收量有机物积累量2 2D
B
c释放量O吸收量有机物消耗量o2 20A
C 净光合速率
呼吸速率
光照强度
真正（总或实际） 光合速率
例1、某研究小组从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，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：
答问题：
9 78 4
（1）由图分析可知，该植物的呼吸速率可表示为__X___， 总光合速率可表示为__Y_+_2_X．
（2）在13--16℃之间，随着温度的升高，呼吸速率将 __增__强_（填“增强”“减弱”或“不变”）总光合作用速 率将_增__强__（填“增强”“减弱”或“不变”）。
（3）恒定在上述_1__4___℃温度下，维持10小时光照，10 小时黑暗，该植物叶片增重最多，增重了_3_0____mg
3.校正装置： 为防止外界环境因素（温度、气压等） 引起液滴移动，需设置空白对照，即 将植物改为死亡的植物。
（三）半叶法
1、测定： 有机物含量变化
2、方法：设法阻断叶片左右两部分营养物质的运输 ，让叶片一半遮光一半曝光分别测定两半 叶的干物质重量，进而计算叶片的光合速 率和呼吸速率
（四）红外线CO2传感器
刻度．
（3）实验操作30分钟后，请在下表中记录甲装置红墨水滴 移动情况：
实验30分钟后红墨水滴移动情况
测定植物呼吸作用强度 甲装置
左 (填左或右移)1.5 cm
乙装置
右移0.5cm
测定植物净光合作用强度 甲装置
右 (填左或右移)4.5 cm
乙装置
右移0.5cm
（4）假设红墨水滴每移动1 cm，植物体内的葡萄糖增加或 减少1 g。那么该植物的呼吸作用速率是 4 g/h；净光合 速率 8 g/h；总光合速率 12 g/h
（二）液滴移动法
2、测定净光合速率
（1）装置:（见右图） （2）原理：烧杯中的NaHCO3溶液保 证了容器内CO2浓度的恒定,植物光合 作用释放氧气，使容器内气体压强增大， 毛细管内的有色液滴右移。单位时间内 测定净光合速率速率的装置 有色液滴右移的体积即表示净光合速率。
(3 ) 条件：整个装置必须在光下，光是植物进行 光合作用的条件。
（一）黑白瓶法
1、测定: 藻类植物的溶氧量 2、方法： 用黑瓶（无光照一组）测得呼吸速率
用白瓶（有光照一组）测得净光合作用
例2、请你利用下列装置完成光合作用强度的测试实验，并 分析回答有关问题： 实验步骤 （1）先测定植物的呼吸作用强度，方法步骤是：
①将装置甲、乙的玻璃钟罩_遮__光___处理，放在温度等相 同的环境中．
（二）液滴移动法
1、测定细胞呼吸速率
（1）装置:（见右图） （2）原理：细胞呼吸作用吸收O2，释 放CO2，CO2被NaOH溶液吸收， 使容器内气体压强减小，刻度管内的有 色液滴左移。单位时间内液滴左移的体 测定组织细胞呼吸速率的装置 积即表示呼吸速率。
(3 ) 条件：整个装置必须进行遮光处理，避免光 合作用的干扰
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 呼吸作用消耗氧气； 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。
1.测定：装置中CO2浓度的变化
2.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存在线性关系,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。
如图表示在不同温度下，测定某植物叶片重量变化（均
考虑为有机物的重量变化）的操作流程及结果．据图分析回