2017年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CO2的吸收量或O2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CO2的固定量或O2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：CO2是“消耗量”还是“吸收量”， O2是“产生量”还是“释放量”，有机物是“生产量”还是“积累量”，因为CO2的消耗量等于呼吸作用CO2释放量加从外界CO2吸收量；O2的产生量等于呼吸作用消耗的O2量加释放到外界环境O2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CO2由碳酸氢钠稀溶液提供，玻璃管红色液滴右移的数值（记作S1）表示光合作用释放的O2

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O2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O2的释放量（即S1）；真正光合作用强度等于光照条件下单位时间内O2的释放量与呼吸作用O2消耗量之和（S1+ S2）。

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。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：

A．为开关

B．为玻璃钟罩

被研究的生物

C．为转基因作物

D．为烧杯(内装有NaHCO3或NaOH溶液)

E．为红墨水滴

F．为直尺

Ⅰ．实验步骤：

(1)先测定植物的呼吸作用强度，方法步骤是：

①甲、乙两装置的D中都放入溶液，装置乙作对照组。

②将甲、乙两装置的玻璃钟罩______________处理，放在温度等相同且适宜的环境中。

③30分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度。

(2)测定植物的净光合作用强度，方法步骤是：

①，乙装置作对照组。

②__________________________________________________。

③30分钟后分别记录甲、乙两装置红墨水滴移动的方向和刻度。

(3)实验操作30分钟后，记录甲、乙两装置红墨水滴移动情况：

Ⅱ．实验分析：

假设红墨水滴每移动1cm，植物体内的葡萄糖增加或减少1g。那么该植物的呼吸作用速率是________g/小时。光照1h，植物光合作用产生的葡萄糖是______g。

【答案】Ⅰ．(1)①NaOH ②遮光(2) ①甲、乙两装置的D中都放入NaHCO3溶液②将甲、乙两装置放在光照强度、温度等相同且适宜的环境中（3）左右

Ⅱ．4 12

【解析】Ⅰ．（1）要测光合作用强度必须先测呼吸作用强度，在测呼吸作用强度时一定要将实验装置置于黑暗条件下，使植物只进行呼吸作用。用NaOH溶液除去玻璃钟罩内的CO2，植物呼吸作用消耗一定量O2，释放等量CO2，而CO2被NaOH溶液吸收，根据玻璃钟罩内氧气体积的减少量即可测呼吸作用强度。（2）净光合作用强度的测试实验要满足光合作用的条件：充足的光照、一定浓度的CO2（由NaHCO3溶液提供），光合作用过程中消耗一定量CO2，释放等量O2，而CO2由NaHCO3溶液提供，因此，玻璃钟罩内气体体积的变化只受O2释放量的影响，而不受CO2气体减少量的影响。（3）根据以上装置可得，在

测定呼吸作用速率时，装置中气体量主要是氧气的消耗，因此甲装置中液滴左移；在测定净光合速率时，由于二氧化碳维持相对稳定，气体变化主要是光合作用氧气的净释放，因此液滴右移。

Ⅱ．对照装置乙中红墨水滴右移是环境因素（如温度变化等）对实验影响的结果，实验装置甲同样也受环境因素的影响，因此，植物呼吸作用消耗O2量等于玻璃钟罩内氧气体积的改变量，即1.5＋0.5＝2（g/半小时），该植物的呼吸作用速率是4g/小时；根据净光合作用的测定值是4.5－0.5＝4（g/小时），该植物净光合作用速率是8g/小时。光照1h，植物光合作用产生的葡萄糖是4＋8＝12g。