測(cè)定光合作用速率的方法.doc

測(cè)定光合作用速率的方法真正(總，實(shí)際)光合速率表觀（凈）光合速率+呼吸速率葡萄糖的積累量CO2的固定量O2的產(chǎn)生量葡萄糖的產(chǎn)生（制造）量呼吸釋放CO2量呼吸消耗O2量呼吸消耗葡萄糖量CO2的吸收量O2的釋放量（一）“半葉法” -測(cè)光合作用有機(jī)物的生產(chǎn)量，即單位時(shí)間、單位葉面積干物質(zhì)積累數(shù)例1某研究小組用番茄進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)，采用“半葉法”對(duì)番茄葉片的光合作用強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定。其原理是：將對(duì)稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采用了適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠值奈镔|(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射6小時(shí)后，在A、B的對(duì)應(yīng)部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，則可計(jì)算出該葉片的光合作用強(qiáng)度，其單位是mg/(dm2h)。問題：若M=MB-MA，則M表示 變式訓(xùn)練1. 某同學(xué)欲測(cè)定植物葉片葉綠體的光合作用速率，做了如圖所示實(shí)驗(yàn)。在葉柄基部作環(huán)剝處理(僅限制葉片有機(jī)物的輸入和輸出)，于不同時(shí)間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1cm2的葉圓片烘干后稱其重量，測(cè)得葉片的葉綠體光合作用速率=(3y一2zx)6 gcm-2h-1(不考慮取葉圓片后對(duì)葉生理活動(dòng)的影響和溫度微小變化對(duì)葉生理活動(dòng)的影響)。則M處的實(shí)驗(yàn)條件是( )A下午4時(shí)后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光3小時(shí) B下午4時(shí)后將整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置遮光6小時(shí)C下午4時(shí)后在陽(yáng)光下照射1小時(shí) D晚上8時(shí)后在無光下放置3小時(shí)（二）氣體體積變化法-測(cè)光合作用O2產(chǎn)生的體積例2 某生物興趣小組設(shè)計(jì)了圖3裝置進(jìn)行光合速率的測(cè)試實(shí)驗(yàn)（忽略溫度對(duì)氣體膨脹的影響）。測(cè)定植物的呼吸作用強(qiáng)度：裝置的燒杯中放入適宜濃度的NaOH溶液；將玻璃鐘罩遮光處理，放在適宜溫度的環(huán)境中；1小時(shí)后記錄紅墨水滴移動(dòng)的方向和刻度，得X值。測(cè)定植物的凈光合作用強(qiáng)度：裝置的燒杯中放入NaHCO3緩沖溶液；將裝置放在光照充足、溫度適宜的環(huán)境中；1小時(shí)后記錄紅墨水滴移動(dòng)的方向和刻度，得Y值。請(qǐng)你預(yù)測(cè)在植物生長(zhǎng)期紅墨水滴最可能移動(dòng)方向并分析原因：項(xiàng)目紅墨水滴移動(dòng)方向原因分析測(cè)定植物呼吸作用速率ac測(cè)定植物凈光合作用強(qiáng)度bd變式訓(xùn)練2 .圖4是探究綠色植物光合作用速率的實(shí)驗(yàn)示意圖，裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶?jī)?nèi)的二氧化碳濃度，該裝置置于20環(huán)境中。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，針筒的讀數(shù)是0.2mL，毛細(xì)管內(nèi)的水滴在位置X。20min后，針筒的容量需要調(diào)至0.6mL的讀數(shù)，才能使水滴仍維持在位置X處。據(jù)此回答下列問題：（1）若將圖中的碳酸氫鈉溶液換成等量清水，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，20min后，要使水滴維持在位置X處，針筒的容量 （需向左/需向右/不需要）調(diào)節(jié)。（2）若以釋放出的氧氣量來代表凈光合作用速率，該植物的凈光合作用速率是 mL/h。（3）若將圖中的碳酸氫鈉溶液換成等量濃氫氧化鈉溶液，在20、無光條件下，30min后，針筒的容量需要調(diào)至0.1mL的讀數(shù)，才能使水滴仍維持在X處。則在有光條件下該植物的實(shí)際光合速率是 mL/h。（三）、測(cè)溶氧量的變化-黑白瓶法例3某研究小組從當(dāng)?shù)匾缓吹哪骋簧疃热〉靡煌八畼?，分裝于六對(duì)黑白瓶中，剩余的水樣測(cè)得原初溶解氧的含量為10mg/L，白瓶為透明玻璃瓶，黑瓶為黑布罩住的玻璃瓶。將它們分別置于六種不同的光照條件下，分別在起始和24小時(shí)后測(cè)定各組培養(yǎng)瓶中的氧含量，記錄數(shù)據(jù)如下： 光照強(qiáng)度（klx）0（黑暗）abcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)333333（1）黑瓶中溶解氧的含量降低為3mg/L的原因是；該瓶中所有生物細(xì)胞呼吸消耗的O2量為mg/L24h。（2）當(dāng)光照強(qiáng)度為c時(shí)，白瓶中植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量為mg/L24h。（3）光照強(qiáng)度至少為（填字母）時(shí)，該水層產(chǎn)氧量才能維持生物正常生活耗氧量所需。變式訓(xùn)練3：以下實(shí)驗(yàn)是對(duì)低等植物的水域生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行的測(cè)定。步驟1：取兩個(gè)相同的透明玻璃瓶，分別編號(hào)為1號(hào)、2號(hào)。步驟2：用兩個(gè)瓶同時(shí)從水深3m處取水樣（都裝滿），立即測(cè)定2號(hào)瓶中的溶氧量，將1號(hào)瓶密封瓶口沉入原取水樣處。步驟3：24h后將1號(hào)瓶取出，測(cè)定瓶中的溶氧量。按以上步驟重復(fù)3次，結(jié)果1號(hào)瓶溶氧量平均值為6.5mg，2號(hào)瓶溶氧量平均值為5.3mg。（1）24h后，1號(hào)瓶中溶氧變化量是 ，這說明 。（2）經(jīng)過24h后，1號(hào)瓶增加的有機(jī)物量（假設(shè)全為葡萄糖）為 。（3）現(xiàn)欲使實(shí)驗(yàn)過程同時(shí)還能測(cè)出1號(hào)瓶24h中實(shí)際合成的有機(jī)物總量，需補(bǔ)充3號(hào)瓶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。簡(jiǎn)述需補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（請(qǐng)自行選擇實(shí)驗(yàn)用具）： （4）設(shè)3號(hào)瓶溶氧量平均值為a，則1號(hào)瓶實(shí)際合成葡萄糖量為 。（四）、測(cè)裝置中CO2濃度的變化-紅外線CO2傳感器原理：由于CO2對(duì)紅外線有較強(qiáng)的吸收能力，CO2的多少與紅外線的降低量之間有線性關(guān)系,因此CO2含量的變化即可靈敏地反映在檢測(cè)儀上，常用紅外線CO2傳感器來測(cè)量CO2濃度的變化。 例4 為測(cè)定光合作用速率，將一植物幼苗放入大錐形瓶中，瓶中安放一個(gè)CO2傳感器來監(jiān)測(cè)不同條件下瓶中CO2濃度的變化，如下圖5所示。相同溫度下，在一段時(shí)間內(nèi)測(cè)得結(jié)果如圖6所示。請(qǐng)據(jù)圖回答：（1）在60120min時(shí)間段內(nèi)，葉肉細(xì)胞光合作用強(qiáng)度的變化趨勢(shì)為 。理由是 。（2）在60120min時(shí)間段，瓶?jī)?nèi)CO2濃度下降的原因是。此時(shí)間段該植物總光合速率為ppmmin。變式訓(xùn)練4： 將一株綠色植物置于密閉錐形瓶中，如圖-3所示。在連續(xù)60分鐘監(jiān)測(cè)的過程中，植物一段時(shí)間以固定的光照強(qiáng)度持續(xù)照光，其余時(shí)間則處于完全黑暗中，其他外界條件相同且適宜，測(cè)得瓶?jī)?nèi)CO2濃度變化結(jié)果如圖-4所示。據(jù)此分析可知（）A最初10min內(nèi)，瓶?jī)?nèi)CO2濃度逐漸下降，說明植物的光合作用逐漸增強(qiáng)B第2030min內(nèi)，瓶?jī)?nèi)植物光合作用逐漸減弱，呼吸作用逐漸增強(qiáng)C第4060min內(nèi)，瓶?jī)?nèi)植物的光合作用速率與呼吸作用速率大致相等D瓶?jī)?nèi)植物在照光時(shí)段內(nèi)實(shí)際的光合作用速率平均約為90ppmCO2/min（五）、比較光合作用強(qiáng)度的大小-小葉片浮起數(shù)量法例5探究光照強(qiáng)弱對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響，操作過程如下：小葉片浮起數(shù)量法的原理和不足植物進(jìn)行光合作用,吸收CO2,釋放O2,由于O2在水中溶解度小,而在葉肉細(xì)胞間隙積累,使葉片上浮。 本實(shí)驗(yàn)通過觀察相同時(shí)間內(nèi)，葉片上浮數(shù)量的多少來反映光合作用速率的大?。贿€可以通過三個(gè)燒杯中上浮相同葉片數(shù)量所用時(shí)間的長(zhǎng)短來描述。該實(shí)驗(yàn)方法只能定性比較，無法測(cè)出具體的量變。變式訓(xùn)練5：為了驗(yàn)證不同光質(zhì)（紅光、黃光、綠光）對(duì)葉片光合作用的影響，請(qǐng)用所提供的實(shí)驗(yàn)材料與用具，在給出的實(shí)驗(yàn)步驟的基礎(chǔ)上，繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)材料與用具：小燒杯三只、三棱鏡、打孔器、注射器、40W燈泡、燒杯、富含CO2的NaHCO3稀溶液（為光合作用提供原料）、綠葉（如菠菜葉）（實(shí)驗(yàn)過程中光照和溫度等條件適宜，空氣中O2和CO2在水中的溶解量忽略不計(jì)）。（一）實(shí)驗(yàn)步驟：(1)取生長(zhǎng)旺盛的綠葉，用直徑為1cm的打孔器打出小圓形葉片30片（注意避開大的葉脈）(2)將圓形葉片置于注射器內(nèi)，并讓注射器吸入清水，待排出注射器內(nèi)殘留的空氣后，用手堵住注射器前端的小孔并緩緩拉動(dòng)活塞，使小圓形葉片內(nèi)的氣體逸出。這一步驟可重復(fù)幾次。(3)將內(nèi)部氣體逸出的小圓形葉片，放入黑暗處盛有清水的燒杯中待用。（這樣的葉片因?yàn)榧?xì)胞間隙充滿水，所以全都沉到水底。）(4) (5) (6) （二）預(yù)測(cè)結(jié)果并分析：預(yù)測(cè)結(jié)果： 結(jié)果分析： （三）結(jié)果及討論： 若增強(qiáng)單色光光照強(qiáng)度，能否對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響？ ，試在下面同一坐標(biāo)圖中畫出不同類型的單色光（光質(zhì)）下，光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系曲線來說明這個(gè)問題。例：已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25和30。右圖表示該植物在25時(shí)光合強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系。若將溫度提高到30的條件下(原光照強(qiáng)度和CO2濃度等不變)，從理論上，圖中相應(yīng)點(diǎn)的移動(dòng)和m值的變化應(yīng)該是：a點(diǎn)、b點(diǎn)、m值。若適當(dāng)提高CO2濃度，a、b、m三點(diǎn)怎么移動(dòng)？【變式訓(xùn)練】將川芎植株的一葉片置于恒溫的密閉小室，調(diào)節(jié)小室 CO2 濃度，在適宜光照強(qiáng)度下測(cè)定葉片光合作用的強(qiáng)度（以 CO2 吸收速率表示），測(cè)定結(jié)果如下圖。下列相關(guān)敘述，正確的是 （ ）A如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，a 點(diǎn)左移，b 點(diǎn)左移B如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，a 點(diǎn)左移，b 點(diǎn)右移C如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)，a 點(diǎn)右移，b 點(diǎn)右移D如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)，a 點(diǎn)左移，b 點(diǎn)右移例：左下圖是一晴朗夏日某植物的光合作用強(qiáng)度隨時(shí)間變化的曲線圖，C點(diǎn)與B點(diǎn)比較，葉肉細(xì)胞內(nèi)的C3、C5、ATP和H的含量發(fā)生的變化依次是（ ）A升 升 升 升 B降 降 降 降 C降 升 升 升D升 升 降 降變式訓(xùn)練：右上圖是夏季晴朗的一天中，某綠色植物體內(nèi)C3和C5兩種化合物相對(duì)含量的變化曲線圖，有人據(jù)圖作出了如下分析和