光合速率与呼吸速率的测定
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
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目的1.了解植物光合作用和呼吸作用的基本原理；2.掌握测定植物光合速率和呼吸速率的方法；3.研究气孔导度和蒸腾速率对植物光合和呼吸的影响。
实验器材和试剂1.叶片割断测光变色；2.2%苯酚溶液；3.高锰酸钾溶液；4.高速搅拌器；5.快速气孔导度仪。
实验步骤1.测光变色法测定植物光合速率a.取一片健康的叶片，清洗干净并将其放入植物夹，放置在一定的光照下静置30分钟；b.取出叶片，剪去主脉，用尺寸吗测量剩下的叶片面积；c.在100毫升测试管中加入60毫升的2%苯酚溶液，并把叶片放入其中；d.启动计时器，并立即测定溶液的吸光度，每20秒测量一次，直至溶液的吸光度不再变化；e.计算吸光度的差值ΔA。
f.根据标准曲线得到ΔA对应的氧气释放量。
a.取一片健康的叶片，清洗干净并将其放入植物夹，放置在一定的光照下静置30分钟；b.取出叶片，剪去主脉，用尺寸吗测量剩下的叶片面积；c.用快速气孔导度仪测量叶片的气孔导度；d.用高速搅拌器将叶片搅拌至均质的状态；e.在一定比例下加入高锰酸钾溶液，并盖紧容器；f.监测高锰酸钾溶液颜色的变化，根据变化速率计算呼吸速率。
3.研究气孔导度对光合作用的影响a.分别测量三片不同大小的叶片的气孔导度；b.在充足的光照下测定叶片的光合速率；c.根据实验数据计算气孔导度和光合速率的相关性。
4.研究气孔导度对蒸腾作用的影响a.分别测量三片不同大小的叶片的气孔导度；b.在一定的湿度条件下测定叶片的蒸腾速率；c.根据实验数据计算气孔导度和蒸腾速率的相关性。
实验结果和讨论1.实验结果：根据实验数据计算出的光合速率和呼吸速率；2.实验讨论：分析气孔导度和蒸腾速率对光合和呼吸的影响。
总结通过本实验，我们深入了解了植物生理学中光合作用和呼吸作用的基本原理，并掌握了测定植物光合速率和呼吸速率的方法。
我们还研究了气孔导度和蒸腾速率对植物光合和呼吸的影响。
总光合速率、净光合速率、呼吸速率的辨析与测定
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(3)测定方法 ①将植物(甲装置)置于黑暗中一定的时间,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)置于光下相同时间,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总(真正)光合速率。 (4)物理误差的校正:为减小气压、温度等物理因素所引起的误差, 应设置对照实验,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,根据红 色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。
胞呼吸强度(此时净光合速 率 = 0,植物不能生长)
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曲线������:净光合作用
强度
曲线������:细胞呼吸强度
������ + ��������:净光合作用强 度 = 细胞呼吸强度
(此时植物仍能生长, 曲线������与横轴相交
时,净光合作用量降 为 0,植物不能生长)
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A.呼吸作用的最适温度比光合作用的高 B.净光合作用的最适温度约为25 ℃ C.在0~25 ℃范围内,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速率的 大 D.适合该植物生长的温度范围是10~50 ℃
关闭
根据题图可知,光合作用的最适宜温度约为30 ℃,呼吸作用的最适宜温度 约为55 ℃,因此,呼吸作用的最适温度比光合作用的高,A项正确。净光合 作用的最适温度约为25 ℃,B项正确。在0~25 ℃范围内,呼吸速率变化幅 度小,光合速率变化幅度大,因此,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速 率的大,C项正确。温度为45 ℃时,净光合速率为0,超过45 ℃,净光合速率关闭 为D 负值,没有有机物积累,植物不能生长,D项错误。
解析 答案
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二、总光合速率、净光合速率、呼吸速率的测定 1.气体体积变化法——测光合作用O2产生(或CO2消耗)的体积
植物生理学实验-光合、呼吸速率、荧光参数测定
注意：当TPS处于测量状态时，按N键返回到主菜单,
然后再关机。
.
1 SET PLC 1:BROAD
2:UNIVERSAL
1
N
1 REC:M/A 2 INT:0/n FLO:300
1REC 2CAL 3DMP 4CLR 5CLK 6DIAG
Y
N
1 LIGHT=SUN(or LED) 2 LEAF AREA=02.5
.
3、IRGA法测定光合速率的气路系统 红外线气体分析仪只能进行CO2浓度
和H2O浓度的测定，要测定光合速率必须 与气路系统相结合。
开放式气路系统 气路系统主要有
密闭式气路系统
.
（1）开放式气路系统 公式：Pn=F×△CO2/S
稳定CO2气体
F. 值已知
△CO2
开放式气路系统的优点：
1.长时间动态监测 2.恒态测定；维持CO2稳定值 3.测定光－光合曲线：同一叶片不同光强下的光合速率 4.测定CO2－光合曲线：同一叶片不同CO2下的光合速率 5.测定光呼吸：不同气体下光合速率之差：R=Pn2-Pn21
A +/-nn.n CI nnnn 2·s-1
.正值为光合速率，负值呼吸速率。
使用LED光源，先进行光照强度的选择：
光源电源的连接
在“测定菜单”CONTROL SETTINGS
下,按Y显示： 1CO2 2H2O 3LED
按3显示：
LED LEVEL 0=0000 PRESS 0-9 OR Y
按7显示：
●植物生理学、生态学、作物栽培学、作物育 种学、林学、植物营养、病理等研究工作中， 经常需要测定光合速率，根据实验材料选择 一种快速、准确而又简便的光合速率测定方 法，以满足科学研究的需要。
净光合速率和呼吸速率的关系
净光合速率和呼吸速率的关系引言净光合速率和呼吸速率是生物学中两个重要的生理过程。
光合作用是植物通过光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的过程，而呼吸是植物和动物通过氧气将有机物质氧化为二氧化碳和水释放能量的过程。
净光合速率和呼吸速率之间存在着密切的关系，本文将对它们之间的关系进行探讨。
净光合速率和呼吸速率的定义净光合速率净光合速率是指植物单位面积叶片在单位时间内进行光合作用所固定的二氧化碳量减去单位时间内呼吸所释放的二氧化碳量。
净光合速率可以用以下公式表示：净光合速率 = 光合速率 - 呼吸速率呼吸速率呼吸速率是指植物或动物单位时间内氧气消耗量和二氧化碳释放量的总和。
呼吸速率可以用以下公式表示：呼吸速率 = 氧气消耗量 + 二氧化碳释放量净光合速率和呼吸速率的关系净光合速率和呼吸速率之间存在着一种平衡关系。
在光照充足的情况下，植物的光合作用速率会超过呼吸速率，从而导致净光合速率为正值。
而在光照不足或夜间等无光照的情况下，植物的光合作用速率会低于呼吸速率，从而导致净光合速率为负值。
影响净光合速率和呼吸速率的因素净光合速率和呼吸速率受到多个因素的影响，下面将介绍一些主要的因素：光照强度光照强度是影响净光合速率的重要因素。
光照强度越高，植物的光合作用速率越快，从而净光合速率也会增加。
在光照充足的情况下，植物的光合作用速率会超过呼吸速率，净光合速率为正值。
温度温度是影响净光合速率和呼吸速率的关键因素。
适宜的温度可以促进光合作用和呼吸作用的进行，从而提高净光合速率和呼吸速率。
然而，当温度过高或过低时，光合作用和呼吸作用的速率都会受到抑制，净光合速率和呼吸速率会下降。
二氧化碳浓度二氧化碳浓度是影响净光合速率的重要因素。
二氧化碳是光合作用的底物之一，其浓度越高，植物的光合作用速率越快，从而净光合速率也会增加。
然而，在某些情况下，二氧化碳浓度过高也会抑制光合作用的进行。
氧气浓度氧气浓度是影响呼吸速率的重要因素。
总光合速率、净光合速率、呼吸速率的辨析与测定
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(2)总光合速率 ①用CO2表示:m1+m2,即叶绿体利用CO2或固定CO2总量(为细胞 呼吸量与净光合作用量之和)。 ②用O2表示:n1+n2,即叶绿体产生O2的总量(为细胞呼吸量与净光 合作用量之和)。
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典例2图甲表示某种植物光合作用强度与光照强度的关系,图乙 表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中M和N代表两种气体)。据图 判断,下列说法错误的是(注:不考虑无氧呼吸)( )
关闭
图甲中的A点表示植物只能进行细胞呼吸,不能进行光合作用,则图乙中的 m2或n2可表示此时植物的细胞呼吸强度,图乙中不存在的过程是m3、m4、 n3、n4,A、B两项正确。在图甲中C点时,光合作用强度等于细胞呼吸强
A.图甲中A点对应的纵坐标的数值可用图乙中的m2或n2表示 度,植物不吸收气体,也不释放气体,所以图乙中不存在的过程是m2、m3、 B.在图甲中的A点时,图乙中不存在的过程是m3、m4、n3、n4 n2、n3,C项正确。图甲中E点以后,图乙中n4不再增加,其主要原因是m3值关闭 C.在图甲中C点时,图乙中不存在的过程是m2、m3、n2、n3 太低 项错误。 D D.,D 图甲中 E点以后,图乙中n4不再增加,其主要原因是m1值太低
关闭
根据题图可知,光合作用的最适宜温度约为30 ℃,呼吸作用的最适宜温度
约为55 ℃,因此,呼吸作用的最适温度比光合作用的高,A项正确。净光合
作用的最适温度约为25 ℃,B项正确。在0~25 ℃范围内,呼吸速率变化幅 度小,光合速率变化幅度大,因此,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速
率的大,C项正确。温度为45 ℃时,净光合速率为0,超过45 ℃,净光合速率关闭
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典例1(2017北京理综)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系 如下图。据此,对该植物生理特性理解错误的是 ( )
2022届新教材高考生物一轮复习知识能力提升3光合速率呼吸速率的关系及测定方法含解析
光合速率、呼吸速率的关系及测定方法一、光合速率、呼吸速率的关系1.光合速率与呼吸速率的常用表示方法在黑暗时，植物体只能进行呼吸作用，所以在黑暗条件下测得的数据就是呼吸速率；而在光照条件下，植物体可以同时进行光合作用和呼吸作用，因此，在光下直接测得的数据是净光合速率；总光合速率无法直接测得，只能间接求得：总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
如表列出了部分常见的与总光合速率和净光合速率有关的关键词。
总光合速率O2产生速率CO2固定（或消耗）速率有机物产生（或制造、生成）速率净光合速率O2释放速率CO2吸收速率有机物积累速率呼吸速率黑暗中O2吸收速率黑暗中CO2释放速率有机物消耗速率2.光合作用和细胞呼吸曲线解读（1）A点：只进行呼吸作用，不进行光合作用，净光合量小于0，如图甲所示。
（2）AB段：真正光合速率小于呼吸速率，净光合量小于0，如图乙所示。
（3）B点：真正光合速率等于呼吸速率，净光合量等于0，如图丙所示。
（4）B点以后：真正光合速率大于呼吸速率，净光合量大于0，如图丁所示。
3.确认净光合速率与植物生长的关系在相对密闭的环境中一昼夜CO2含量的变化曲线图分析（O2变化与CO2相反）：①如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加（即植物生长）；②如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少；③如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变；④CO2含量最高点为C点（C′点），CO2含量最低点为E点（E′点）。
注：①图中光合速率与呼吸速率相等的点有C（C′）、E（E′）点。
②图中曲线与横轴围成的面积S2－（S1＋S3）的代数和即为净光合量。
若该值＞0，则植物生长；若该值≤0，则植物不生长。
【典例1】（2020·晋冀鲁豫名校高三联考）为探究长期高温和增施CO2（采用智能型二氧化碳发生器）对黄瓜叶片净光合速率的影响，某小组进行了相关实验。
实验设置了四个组：常温（20～25 ℃）、高温（35～40 ℃）、常温（20～25 ℃）＋CO2（1 000～1 500 mol·L－1），部分实验结果如图所示，回答下列问－1）、高温（35～40 ℃）＋CO2（100～1 500 mol·L题：（1）在上述基础上，欲利用所学知识测量高温下黄瓜总光合速率，方法为_______________________________________________________________________________________________________。
实验三 植物光合与呼吸速率的测定
实验植物光合与呼吸速率的测定红外线CO2吸收法一、实验目的光合作用是地球上最重要的生命现象，它是唯一能把太阳能转化为稳定的化学能贮藏在有机物中的过程，是维持地球上物质循环的关键环节，也是农作物产量形成的决定性因素。
在植物科学研究中，经常需要测定光合作用。
在光合作用（及呼吸作用）测定方法的发展过程中，曾经有过多次革新，其中包括测定干物质积累的称重法，测定CO2吸收（和释放）的滴定法，测氧气释放的检压法和氧电极法等。
与这些方法相比，红外线气体分析仪堪称较先进的方法。
它不但快速、准确，而且可将测定信号变为电信号输出，便于仪器的自动化和智能化。
一、实验原理红外线CO2气体分析仪（IRGA）工作原理：当红外光经过含有CO2的气体时，能量就因CO2的吸收而降低，降低的多少与CO2的浓度有关，并服从朗伯—比尔定律。
即红外线经过CO 2气体分子时，其辐射能量减少，被吸收的红外线辐射能量的多少与该气体的吸收系数（K ）、气体浓度（C）和气体层的厚度（L ）有关，可以用下式表示：E = E 0 e -KCL式中： E 0：入射红外线的辐射能量；E：透过的红外线的辐射能量。
一般红外线CO 2 气体分析仪内设臵仅让 4.26μm 红外线通过的滤光片，其辐射能量即E 0，只要测得透过的红外线辐射能量（E ）的大小，即可知CO 2气体浓度。
本实验中：IRGA 是测定CO 2浓度的专用仪器，不能直接测定植物叶片的光合速率，必须根据IRGA的性能和测定目的，将IRGA与同化室组成一定的气路系统，才能进行叶片光合速率的测定。
常用的气路系统有密闭式和开放式两种（本实验采用密闭式）。
1、密闭式气路系统：被测植物或叶片密闭在同化室中，不与同化室外发生任何的气体交换，同化室内的CO 2浓度因光合作用而下降，或由呼吸作用而上升，可用IRGA 测定同化室内CO 2浓度的下降值或上升，计算光合速率或呼吸速率。
二、仪器闭路光合的工作原理为：由两根气路管在叶室和红外线CO 2分析仪之间连通形成回路进行气体的循环，在叶片的光合作用吸收CO 2放出O 2的过程中达到对CO 2浓度降低的测量，从而计算出植物光合作用速率等数据。
实验15氧电极法测定植物光合速率和呼吸速率
实验15氧电极法测定植物光合速率和呼吸速率植物光合作用是植物体内发生的一系列化学反应，将阳光、二氧化碳和水转化为有机物和氧气，是地球上最重要的能量来源。
光合速率是衡量光合作用活性的重要参数，可以通过氧电极法进行测定。
本实验使用氧电极法测定植物光合速率和呼吸速率。
实验材料和方法实验材料：氧电极、氧电极测试器、小苗一批、二氧化碳气源装置、三角板、试管、分液漏斗、水桶、砝码、天平、橡皮管、移液管。
1. 实验设备预备将氧电极和氧电极测试器连接，并将氧电极校正在饱和氧气状态下的电极电势。
2. 确定实验方案准备3组小植株，每组5个小植株。
将它们随机分成2组，第1组用于光合作用速率的测定，第2组用于呼吸速率的测定。
在实验时，先测定第1组小植株的光合速率，再测定第2组小植株的呼吸速率。
3. 测定光合速率（1）将5个小植株放置于三角板上，加上水桶，使其处于稳定的平衡状态。
用移液管向水桶中加入50 mL的脱气水，并用分液漏斗加入2 mL的1% NaHCO3溶液，用橡皮管将三角板与氧电极测试器连接，并将试管口紧贴三角板，避免空气进入。
（2）将光源对准小植株，启动氧电极测试器，记录氧电极电势的变化。
当氧电极电势保持稳定时，测定时间为5 min，记录最后的电势值。
然后将光源关闭，等待3 min，记录氧电极电势的变化，测定时间为5 min，记录最后的电势值。
（3）重复以上步骤，分别测定两组小植株的光合速率。
计算每个小植株的光合速率，并计算平均值。
实验结果分析实验数据：光合速率1组：2.21 μmol m^-2s^-1，2.15 μmol m^-2s^-1，2.18 μmol m^-2s^-1，2.16 μmol m^-2s^-1，2.19 μmol m^-2s^-1平均光合速率1组：2.18 μmol m^-2s^-1通过本实验的测定结果可以看出，第1组小植株的光合速率（平均值为2.18 μmol m^-2s^-1）高于第2组小植株的光合速率（平均值为1.83 μmol m^-2s^-1），说明第1组小植株的光合作用更为活跃。
【生物.新高考总复习】专题(二) 总光合速率、净光合速率、呼吸速率的辨析与测定(科学思维、科学探究)
呼吸消耗O2的量,B项正确。若X溶液为清水并给予光照,一段时间 后,密闭装置内植物光合作用吸收的CO2量=释放的O2量,植物有氧 呼吸吸收的O2量=释放的CO2量,液滴不移动,C项错误。若X溶液为 清水并遮光处理,植物只进行有氧呼吸,但由于消耗的底物为脂肪,
学科素养 微专题
(二) 总光合速率、净光合速率、呼吸速率的辨析与测定(科学思维、科学探究)
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答案: C
解析:给予光照时,装置内植物既进行光合作用,又进行细胞呼
吸,CO2缓冲液可保持装置内CO2浓度不变,此时液滴移动距离即表 示净光合作用产生O2的多少,A项正确。总光合速率=净光合速率+ 呼吸速率,测呼吸速率需另加设一个遮光处理(不能进行光合作用)
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(3)“半叶法”——测光合作用有机物的产生量 半叶法的原理: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。 “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,就能达到实验目的,既简化了实验过程,又提高了测定 的准确性。
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【审题指导】白瓶是透光瓶,里面可进行光合作用和细胞呼吸; 黑瓶是不透光瓶,只能进行细胞呼吸。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1.5 g/m3,白瓶中 氧气的变化量是光合作用产氧量与细胞呼吸耗氧量的差值。
“黑白瓶法”测定光合作用与细胞呼吸速率
，某同学设计实验装置如图，请完善下面的结果预测。
，乙液滴，则只进行有氧呼吸。
，乙液滴，则只进行无氧呼吸。
，乙液滴，则既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。
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“___________________”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O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，。
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。
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，其他条件均不变。
光合速率与呼吸速率的测定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②对照原则的应用，不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验，而应该用一系列装置进行相互对照。
③无论哪种装置，在光下测得的数值均为“表观(净)光合作用强度值”。
④除去容器中二氧化碳——氢氧化钠溶液。
保持容器中CO2体积不变（释放或吸收CO2）——NaHCO3溶液。
巩固练习1、下图是测定发芽种子的细胞呼吸类型所用的装置(假设呼吸底物只有葡萄糖)，装置一、二中分别放入等量的发芽种子，装置三中为等量的煮熟种子。
若装置一左移10 cm，装置二右移12 cm，装置三右移2 cm，则有氧呼吸消耗葡萄糖与无氧呼吸消耗葡萄糖的相对比值为( )A．6∶5 B．5∶6 C．2∶5 D．5∶2解题过程：2、呼吸商(RQ)指单位时间内进行呼吸作用的生物释放二氧化碳量与吸收氧气量的比值(RQ＝释放的二氧化碳体积/消耗的氧气体积)。
甲装置乙装置A2B1有色液滴左移有色液滴左移5个单位有色液滴左移5个单位、乙(B1，B2)装置各两套进行实验，在氧气充足的情况下，分别测量等量蓖麻、玉米种子萌发过程中的气体变化情况，所测数据如表所示，则属于测量蓖麻种子的装置是，请解释出现这种结果的原因：______________________________________________和________。
陆生植物光合速率与呼吸速率的实验测定常用方法
2022年高考生物总复习：陆生植物光合速率与呼吸速率的实验测定常用方法(1)装置中溶液的作用：在测细胞呼吸速率时NaOH溶液可吸收容器中的CO2；在测净光合速率时NaHCO3溶液可提供CO2，保证了容器内CO2浓度的恒定。
(2)测定原理①在黑暗条件下甲装置中的植物只进行细胞呼吸，由于NaOH溶液吸收了细胞呼吸产生的CO2，所以单位时间内红色液滴左移的距离表示植物的O2吸收速率，可代表呼吸速率。
②在光照条件下乙装置中的植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO3溶液保证了容器内CO2浓度的恒定，所以单位时间内红色液滴右移的距离表示植物的O2释放速率，可代表净光合速率。
③真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
(3)测定方法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。
(4)物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。
【典例2】细胞呼吸是生物非常重要的生命活动。
请回答：(1)如图表示人体细胞内有氧呼吸的过程，其中a～c表示相关过程，甲、乙表示相应物质。
①图中物质甲表示________，物质乙表示________。
②图中a、b、c所代表的过程中，产生能量最多的是________，该反应进行的场所是________。
③图中O2的作用是_________________________________________________。
(2)如图是探究酵母菌细胞呼吸方式的实验装置，在实验过程中酵母菌始终保持活性(忽略实验室的温度和大气压强对实验结果的影响)。
①据图填写上表内容。
②若仍然通过观察液滴的移动情况来确定酵母菌是否只进行有氧呼吸，应如何完善实验设计？______________________________________________________________________________________________________________________。
氧电极法测定植物组织的光合与呼吸速率
实验20 氧电极法测定植物组织的光合与呼吸速率氧电极是为测定水中溶解氧含量而设计的一种极谱电极。
目前通用的是薄膜氧电极，又称Clark电极，由镶嵌在绝缘材料上的银极（阳极）和铂极（阴极）构成，电极表面覆盖一层厚约20～25μm的聚四氟乙烯或聚已烯薄膜，电极和薄膜之间充以KCl溶液作为支持电解质。
由于水中溶解氧能透过薄膜而电解质不能透过，因而排除了被测溶液中各种离子电极反应的干扰，成为测定溶解氧的专用电极。
氧电极具有灵敏度高，反应快、可连续测量记录，能够追踪反应的动态变化过程等特点，因而在叶绿体及线粒体悬浮液的光合放氧和呼吸耗氧，某些耗氧或放氧的酶促反应，以及叶碎块或游离叶细胞的光合放氧等的研究上，都得到了广泛的应用。
【原理】氧电极法测定水中溶解氧属于极谱分析的一种类型。
当两极间外加的极化电压超过氧分子的分解电压时，透过薄膜进入K Cl溶液的溶解氧便在铂极上还原：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－银极上则发生银的氧化反应：4Ag＋4Cl－＝4AgCl＋4e－此时电极间产生电解电流。
由于电极反应的速度极快，阴极表面的氧浓度很快降低，溶液主体中的氧便向阳极扩散补充，使还原过程继续进行，但氧在水中的扩散速度则相对较慢，所以电极电流的大小受氧的扩散速度的限制，这种电极电流又称扩散电流。
在溶液静止、温度恒定的情况下，扩散电流受溶液主体与电极表面氧的浓度差控制。
随着外加电压的加大，电极表面氧的浓度必然减小，溶液主体与电极表面氧的浓度差加大，扩散电流也随之加大。
但当外加的极化电压达到一定值时，阴极表面氧的浓度趋近于零，于是扩散电流的大小完全取决于溶液主体中的氧的浓度。
此时再增加极化电压，扩散电流基本不再增加，使极谱波（即电流-电压曲线）产生一个平顶。
红外线CO2气体分析仪法测定植物光合速率与呼吸速率
实验07 红外线CO2气体分析仪法测定植物光合速率与呼吸速率红外线CO2气体分析仪（IRGA）工作原理：许多由异原子组成的气体分子对红外线都有特异的吸收带。
CO2的红外吸收带有四处，其吸收峰分别在2.69μm、2.77μm、4.26μm 和14.99μm处，其中只有4.26μm的吸收带不与H2O的吸收带重叠，红外仪内设置仅让4.26μm红外光通过的滤光片，当该波长的红外光经过含有CO2的气体时，能量就因CO2的吸收而降低，降低的多少与CO2的浓度有关，并服从朗伯—比尔定律。
分别供给红外仪含与不含CO2的气体，红外仪的检测器便可通过检测红外光能量的变化而输出反映CO2浓度的电讯号。
Ⅰ.密闭系统斜率法一、原理把IRGA与光合作用同化室连接成密闭的气路系统。
将植物材料密封在透明的同化室内，给以适当的光照，同化室内CO2浓度将因植物光合而下降，用IRGA配以适当的记录仪可绘出同化室内CO2浓度随光合时间下降的曲线。
在同化室不漏气、光强度稳定、室内空气不断得到搅动的情况下，该曲线将是一条平滑曲线，在曲线的任一点作切线，即可根据切线的斜率，密闭系统的容积和同化室面积求出在该点的CO2浓度下的光合速率。
二、材料、仪器设备及试剂（一）材料：植物叶片（二）仪器设备：1. 密闭气路光合测定装置：将QGD －07型红外线CO2气体分析仪、XWT－264型自动记录仪、MXQ型气体取样器（图4）、光合作用同化室、温度转换器（测温探头可放在同化室内，输出信号接记录仪）或半导体点温计、橡皮管（内径6～7mm）、塑料气球，按图6所示连接成套，放在一辆医用小推车上。
2. 量子辐射照度计；3. 叶面积仪；4. 铁架台（带试管夹）；5. 0～50℃温度计（用以校正叶室温度）；6. 剪刀；7. 带盖搪瓷盘；8. 纱布。
（三）试剂：1. 无水氯化钙（无水硫酸钙）；2. 烧碱石棉（10目）或碱石灰。
三、实验步骤（一）光合速率的测定1. 安装仪器（1）将安装好的密闭气路光合测定装置安放在靠待测植株1～2m处，接通红外仪、录仪、取样器、温度转换器的供电电源。
2020届高中生物一轮复习人教版实验法测定光合速率与呼吸速率学案
速率 学案［典例精析］方法一：气体体积变化法 ——测光合作用。
2产生的体积或CO 2 消耗的体积［实验原理］1甲装置在黑暗条件下植物只进行细胞呼吸，由于NaOH 溶液 吸收了细胞呼吸产生的 CO 2，所以单位时间内红色液滴左移的距离 表示植物的。
2吸收速率，可代表呼吸速率。
2. 乙装置在光照条件下植物进行光合作用和细胞呼吸，由于NaHCO 3溶液保证了容器内CO 2浓度的恒定，所以单位时间内红色 液滴右移的距离表示植物的 。
2释放速率，可代表净光合速率。
3. 真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
典例1 如图是在一定温度下测定某植物呼吸作用和光合作用强度的实验装置（呼吸底物为葡萄糖，不考虑装置中微生物的影 响），相关叙述正确的是（ ）2020 届轮复习 人教版 实验法测定光合速率与呼吸召oTA .烧杯中盛放NaHCO s溶液，可用于测定一定光照强度下植物的净光合速率B. 在遮光条件下，烧杯中盛放NaOH溶液，可用于测定植物无氧呼吸的强度C .烧杯中盛放清水，可用于测定一定光照强度下真正光合速率D .在遮光条件下，烧杯中盛放清水，可用于测定植物有氧呼吸的强度［解析］NaHCO 3溶液可以维持装置内CO2浓度的恒定，U形管中液面高度的变化是装置中02量的变化造成的，可以代表净光合速率。
NaOH可以吸收CO2，无氧呼吸不消耗02，不能用来测定无氧呼吸的强度。
烧杯中盛放清水，一定光照强度下，光合作用吸收CO2量与释放。
2量相等，有氧呼吸消耗02量与产生CO2量相等，不能测定真正光合速率。
在单位时间内，有氧呼吸消耗的02量等于产生的CO2量，无论有氧呼吸强度多大，U形管中液面都不会发生变化。
［答案］A方法二：叶圆片称重法——测定有机物的变化量［实验原理］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）在上T 10时移花的 在屮午12时移走的在下午14时移走的 叶圆片X （ I 雀*舀） 叶岡片Y （于重yg ） 叶圆片Z （干® zg ）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 。
一轮 总光合速率、净光合速率、呼吸速率的辨析与测定(共25张)
有关分析正确的是( )
一
二
D
A.光照强度为1 klx时,植物甲开始进行光合作用 B.光照强度为3 klx时,植物乙不进行光合作用 C.若在C点时突然停止CO2供应,短时间内植物甲的叶绿体中C3的 含量会增加
D.D点时限制植物乙的光合速率增. 大的主要环境因素是CO2的浓度
2.净(表观)光合速率与总(真正)光合速率的微观水平分析
.
-3-
.
①在黑暗条件下,细胞不进行光合作用,只进行细胞 -4呼吸。O2的吸收量等于CO2的释放量。
②在较弱光照强度下,细胞呼吸强度大于光合作用 强度,细胞表现为吸收O2,释放CO2。
③在光补偿点时,细胞呼吸强度等于光合作用强度, 细胞表现为既不吸收气体,也不放出气体。光合作用 产生的O2全部被线粒体吸收;细胞呼吸产生的CO2 全部被叶绿体吸收。
-12-
注m1,m2表示CO2的消耗量;n1,n2表示O2的产生量。 (1)呼吸速率 ①用CO2表示:m1,即线粒体释放CO2的量或“黑暗”条件下细胞或植 物体释放CO2的量。 ②用O2表示:n1,即线粒体吸收O2的量或“黑暗”条件下细胞或植物体 从外界吸收的O2的量。 (2)总光合速率 ①用CO2表示:m1+m2,即叶绿体利用CO2或固定CO2总量(为细胞呼 吸量与净光合作用量之和)。 作②用用量O之2和表)示。:n1+n2,即叶绿体产生O. 2的总量(为细胞呼吸量与净光合
微专题06 总光合速率、净光合速率、呼吸速率的辨析与测定-备战2024年高考生物一轮复习考点微专题
[解析] 黑瓶中的生物没有光照,植物不能进行光合作用产生氧气,但呼吸消耗氧气。 a 条件下黑、白瓶溶氧量相同,说明二者相同时间内耗氧量相同,所以 a 为黑暗条件,A项 正确；光照强度为 b 时,白瓶溶氧量与初始溶氧量（初始溶氧量为 10 mg/L ）相等,说 明净光合速率为零,总光合作用产氧量和呼吸作用耗氧量相同,B项错误；原水层与 c 的 白瓶溶氧量虽相同,但呼吸速率不同（原水层的呼吸速率 = 10 − 2 = 8 mg/L , c 的白瓶 呼吸速率 = 10 − 3 = 7 mg/L ）,所以两者的总光合速率不同,光照强度不同,C项错误 ；当光照强度大于 d 时,白瓶中的植物产生的氧气量即为总光合量=表观光合量+呼吸消 耗量 = 30 − 10 + 10 − 3 = 27 mg/L ,D项错误。
备战 2024高考
微专题06
三率辨析及测定方法
一、植物“三率”之间的内在关系
（1）呼吸速率：植物非绿色组织(如苹果果肉细胞)或绿色组织在黑暗 条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。
（2）净光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间 内一定量叶面积所吸收的CO2量或释放的O2量。
一、植物“三率”之间的内在关系
（3）真正光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
光合作用速率表示方法：通常用一定时间内 CO2 等原料的消耗量或 O2 、 CH2O 等 产物的生成量来表示。但根据测量时的实际情况，光合作用速率又分为净光合速率和真 正光合速率。在有光条件下，植物同时进行光合作用和细胞呼吸，实验容器中 O2 增加 量、 CO2 减少量或有机物的增加量，都可代表净光合速率，而植物真正光合速率＝净光 合速率 + 呼吸速率。将植物置于黑暗中，实验容器中 CO2 增加量、 O2 减少量或有机物 的减少量都可表示呼吸速率。
2023届高三生物一轮复习课件：光合速率影响因素及光合与细胞呼吸的关系
2.光合速率的表示方法
项目 净光合速率 (表观光合速率)
真正光合速率 (总光合速率)
呼吸速率
表示方法
单位时间O2的释放量、 单位时间CO2的吸收量、 单位时间有机物的积累量
单位时间O2的产生量、 单位时间CO2的固定量、 单位时间有机物的制造量
单位时间CO2的释放量、 单位时间O2的吸收量、 单位时间有机物的消耗量
(1)MA表示6 h后:叶片初始质量－呼吸作用有机物的消耗量； MB表示6 h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。 (2)若M＝MB－MA，则M表示__B_叶__片__被__截__取_部__分__在__6__h_内__光_合__作__用__合__成__的_。有机物总量 (3)真光合速率的计算方法是_M__值__除__以__时___间__再__除__以___面__积__，__即___M_/_(_截__取__面__。积×时间)
持续光照，光反应产生大量的[H]和ATP不能及时被暗反应消耗，暗反应限制了光合 作用的速率，降低了光能的利用率。
但若光照、黑暗交替进行，则黑暗间隔有利于充分利用光照时积累的光反应的产物， 持续进行一段时间的暗反应。因此在光照强度和光照总时间不变的情况下，光照、黑 暗交替进行条件下制造的有机物相对多。
光合作用强度：
测定方法：植物进行光合作用的同时，还进行呼吸作用，因此直接测定 （真正）光合作用速率是很困难的，而我们只能测定净光合速率。所以可 以推导出：真正的光合作用速率 = 净光合作用速率 + 呼吸作用速率。
植物绿色组织在有光条件下测得的值---单位时间 内一定量叶面积所吸收CO2或释放出来的O2量
光合作用光合和呼吸速率的测定实验浙江高考生物一轮复习PPT课件(原文)(浙科)
油层可以避免空气中的氧影响实验结果
B该:实光验照过几程分B中钟、红后色，在液容一滴器一内定定溶右液范移的围pH将内减随小 光照强度增强,光合速率增强;超过该范围则光合
速率不再增加,B错误; D项，综上所述，该装置可以用来研究植物的光合作用和呼吸作用，故D项叙述正确。
如图是探究光照强度对茉莉花光合作用强度影响的实验装置示意图, 下列叙述正确的是( )
下此A项列实，有 验随关可着该以光实通照验过时的移间叙动的述台延错灯长误来，的控大是制量（光分照解）强，。度溶,以液此中研可究利光用合的速越率来与越光少照，强所度以的溶关液系的pH的变化速度趋于变慢，故A项叙述正确。
如光本图合实是 作 验一用只个强能研度通究随过光改合照变作强灯用度泡相的功关增率问强来题而完的增成装强自置变,释量.放的的控越制多,溶液颜色变得越蓝
”
此C、项实光 ，验照如可条果以件将通下装过既置移进置动行于台光暗灯合室来作中控用，制只,光也能照进进强行行度呼呼吸,以吸作此作用研用,究测，光得由合的于速数呼率值吸与是作光净用照光释强合放度作二的用氧关,为化系了碳测，得所实以际一光段合时作间用后强，度溶,液需的要p将H其减中小的，溶故液C项换叙为述Na正O确H溶。
B2在N、探a该H究C实光O验强3溶通度液过对为液光黑滴合藻移作光动用合的的作距影用离响提表供示光合作用。强度,因为气压变化等物理因素也可以导致液滴移动,因此为了消除物理因素对实验结果的
干(A2、)扰N此a,可H实C以验O将可3装溶以置液通中保过的证移茉容动莉器台花内灯换C来O成控2死浓制花度光,的其照恒他强定设度。置,以与此装研置究甲光一合样速,纠率正与无光关照变强量度对的实关验系结,A果正的确影; 响,B错误;
针对训练-3
在探究光强度对光合作用的影响
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（5）丙图中可表示02的字母是_____a_、__c_、__f，图中 c______不__可__以_（可以、不可以）表示葡萄糖的去向，原因是 ____葡__萄__糖__在__细__胞__溶__胶__中__分。解为丙酮酸，再进入线
粒体继续分解
有色液滴右移的体积即表示光合速率。
下图中甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新 鲜片和二氧化碳缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻 度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下， 测得的气体体积如图乙所示。图丙为叶肉细胞中有关细胞器的 结构模式图。植物叶片的呼吸速率不变。丙图表示某植物的部 分细胞结构和相关代谢情况，a～f代表O2或CO2。
应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟) ，其他条件均不变。
2.有关细胞呼吸方式探究的装置与实验分析 (1)最常用的实验装置如图所示：
实验结果预测和结论
实验现象 装置一液滴 装置二液滴
不动
不动
不动
右移
左移
右移
结论
只进行产生乳酸的无氧呼 吸或生物已死亡
只进行产生酒精的无氧呼吸
进行有氧呼吸和产生酒 精的无氧呼吸
问题讨论：
（1）如果实验材料是绿色植物，整个装置应如何处理， 为什么？
遮光处理，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，这个装置应如何处理？
应对所测种子进行消毒处理，目的是为防止微生物呼吸 对实验结果的干扰
（3）为防止气压、温度等物理因素所引起的误差， 应设置什么实验?
（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O渐变为2.5千勒克斯时（不同光照强度照射的时间 均等），液滴所在位置应在实验初始标记的_____左__侧____（左、 右）侧。
（2）对叶片来说，光照强度为10千勒克斯时对应图丙中存 在的箭头有_____a_、__b_、__c（、填d 字母）。
请回答：
（1）装置1的小瓶中加入NaOH溶液的目的
__________吸__收__呼___吸__产__生_ 的二氧化碳
_
_
（2）x代表消__耗_氧__的__体__积,y代表___消_耗__氧__和_体_释_积放_之_二_差_氧__化_碳_值的。 （3）若测得x=200（mm），y=30（mm），则该发芽 种子的呼吸商是__________0_._85__。
小专题 光合速率与呼吸速率的测定
1.测定组织细胞呼吸速率
(1)细胞呼吸速率:常用单位时间CO2释放量 或O2吸收量来表示。
(2)原理：组织细胞呼吸作用吸收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
积即表示呼吸速率。
测定组织细胞呼吸 速率的装置
左移
不动
只进行有氧呼吸或进行有氧 呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
迁移应用 1．下图是测定发芽种子的呼吸类型所用装置(假设呼吸底
物只有葡萄糖，并且不案
选项
现象
甲装置
乙装置
C
结论
A
液滴左移 液滴不动
只进行有氧呼吸
B
液滴不动 液滴右移
只进行无氧呼吸
C
液滴不动 液滴不动
只进行有氧呼吸
D
液滴左移 滴液右移 既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
2.在科学研究中常用呼吸商(RQ＝释放的二氧化碳体积/消耗的 氧体积)表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同。测定发芽种 子呼吸商的装置如下图。关闭活塞，在25℃下经20分钟读出 刻度管中着色液移动距离。设装置1和装置2的着色液分别向 左移动x和y（mm）。x和y值反映了容器内气体体积的减少。
。
技法提炼
1.光合速率的测定方法
(1)条件：整个装置必须在光下，光是植物进行光合作用的 条件。 (2)NaHCO3溶液作用：烧杯中的NaHCO3溶液保证了容器内 CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。 (3)植物光合速率测定指标：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
装置1和装置2的着色液分别向左移动x和y（mm）
（4）若要测定已长出一片真叶幼苗的RQ值，则应将 该装置放于何种条件下进行，为什么？ __黑_暗__。__避__免_因__为__幼_苗__进__行__光_合__作__用_，__干__扰__呼_吸__作__用__的_气__体__量。
的变化
（5）为使测得的x和y值更精确，还应再设置一对照装 置。对照装置的容器和小瓶中应分别入 _______死__的_消__毒__发_芽__种__子__和_蒸__馏__水_。设对照的目的是 _用__于_校__正__装_置__1_和__2_内_因__物__理__因_素__(_或_非__生__物_因__素__)引__起__的__容_积__变化
（3）在图乙中，光照强度为15千勒克斯时，植物1小时光合 作植用物产体生的的温气度体不量变为）。______2_0_0___毫升（假设随光照的增强，
（4）为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设 置对照实验，对照实验装置与实验组装置的区别是 ________新__鲜__叶__片__改__为__消__毒__的__死__叶__片______________________ ___。