測定光合作用速率的方法.doc

測定光合作用速率的方法真正(總，實際)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” -測光合作用有機物的生產(chǎn)量，即單位時間、單位葉面積干物質(zhì)積累數(shù)例1某研究小組用番茄進行光合作用實驗，采用“半葉法”對番茄葉片的光合作用強度進行測定。其原理是：將對稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采用了適當?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小時后，在A、B的對應部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB，獲得相應數(shù)據(jù)，則可計算出該葉片的光合作用強度，其單位是mg/(dm2h)。問題：若M=MB-MA，則M表示 變式訓練1. 某同學欲測定植物葉片葉綠體的光合作用速率，做了如圖所示實驗。在葉柄基部作環(huán)剝處理(僅限制葉片有機物的輸入和輸出)，于不同時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葉生理活動的影響和溫度微小變化對葉生理活動的影響)。則M處的實驗條件是( )A下午4時后將整個實驗裝置遮光3小時 B下午4時后將整個實驗裝置遮光6小時C下午4時后在陽光下照射1小時 D晚上8時后在無光下放置3小時（二）氣體體積變化法-測光合作用O2產(chǎn)生的體積例2 某生物興趣小組設計了圖3裝置進行光合速率的測試實驗（忽略溫度對氣體膨脹的影響）。測定植物的呼吸作用強度：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小時后記錄紅墨水滴移動的方向和刻度，得X值。測定植物的凈光合作用強度：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小時后記錄紅墨水滴移動的方向和刻度，得Y值。請你預測在植物生長期紅墨水滴最可能移動方向并分析原因：項目紅墨水滴移動方向原因分析測定植物呼吸作用速率ac測定植物凈光合作用強度bd變式訓練2 .圖4是探究綠色植物光合作用速率的實驗示意圖，裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶內(nèi)的二氧化碳濃度，該裝置置于20環(huán)境中。實驗開始時，針筒的讀數(shù)是0.2mL，毛細管內(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，重復上述實驗，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際光合速率是 mL/h。（三）、測溶氧量的變化-黑白瓶法例3某研究小組從當?shù)匾缓吹哪骋簧疃热〉靡煌八畼?，分裝于六對黑白瓶中，剩余的水樣測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小時后測定各組培養(yǎng)瓶中的氧含量，記錄數(shù)據(jù)如下： 光照強度（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；該瓶中所有生物細胞呼吸消耗的O2量為mg/L24h。（2）當光照強度為c時，白瓶中植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量為mg/L24h。（3）光照強度至少為（填字母）時，該水層產(chǎn)氧量才能維持生物正常生活耗氧量所需。變式訓練3：以下實驗是對低等植物的水域生態(tài)系統(tǒng)進行的測定。步驟1：取兩個相同的透明玻璃瓶，分別編號為1號、2號。步驟2：用兩個瓶同時從水深3m處取水樣（都裝滿），立即測定2號瓶中的溶氧量，將1號瓶密封瓶口沉入原取水樣處。步驟3：24h后將1號瓶取出，測定瓶中的溶氧量。按以上步驟重復3次，結(jié)果1號瓶溶氧量平均值為6.5mg，2號瓶溶氧量平均值為5.3mg。（1）24h后，1號瓶中溶氧變化量是 ，這說明 。（2）經(jīng)過24h后，1號瓶增加的有機物量（假設全為葡萄糖）為 。（3）現(xiàn)欲使實驗過程同時還能測出1號瓶24h中實際合成的有機物總量，需補充3號瓶進行實驗。簡述需補充的實驗內(nèi)容（請自行選擇實驗用具）： （4）設3號瓶溶氧量平均值為a，則1號瓶實際合成葡萄糖量為 。（四）、測裝置中CO2濃度的變化-紅外線CO2傳感器原理：由于CO2對紅外線有較強的吸收能力，CO2的多少與紅外線的降低量之間有線性關系,因此CO2含量的變化即可靈敏地反映在檢測儀上，常用紅外線CO2傳感器來測量CO2濃度的變化。 例4 為測定光合作用速率，將一植物幼苗放入大錐形瓶中，瓶中安放一個CO2傳感器來監(jiān)測不同條件下瓶中CO2濃度的變化，如下圖5所示。相同溫度下，在一段時間內(nèi)測得結(jié)果如圖6所示。請據(jù)圖回答：（1）在60120min時間段內(nèi)，葉肉細胞光合作用強度的變化趨勢為 。理由是 。（2）在60120min時間段，瓶內(nèi)CO2濃度下降的原因是。此時間段該植物總光合速率為ppmmin。變式訓練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)測的過程中，植物一段時間以固定的光照強度持續(xù)照光，其余時間則處于完全黑暗中，其他外界條件相同且適宜，測得瓶內(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)，瓶內(nèi)CO2濃度逐漸下降，說明植物的光合作用逐漸增強B第2030min內(nèi)，瓶內(nèi)植物光合作用逐漸減弱，呼吸作用逐漸增強C第4060min內(nèi)，瓶內(nèi)植物的光合作用速率與呼吸作用速率大致相等D瓶內(nèi)植物在照光時段內(nèi)實際的光合作用速率平均約為90ppmCO2/min（五）、比較光合作用強度的大小-小葉片浮起數(shù)量法例5探究光照強弱對光合作用強度的影響，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,而在葉肉細胞間隙積累,使葉片上浮。 本實驗通過觀察相同時間內(nèi)，葉片上浮數(shù)量的多少來反映光合作用速率的大??；還可以通過三個燒杯中上浮相同葉片數(shù)量所用時間的長短來描述。該實驗方法只能定性比較，無法測出具體的量變。變式訓練5：為了驗證不同光質(zhì)（紅光、黃光、綠光）對葉片光合作用的影響，請用所提供的實驗材料與用具，在給出的實驗步驟的基礎上，繼續(xù)完成實驗步驟的設計和預測實驗結(jié)果，并對預測結(jié)果進行分析。實驗材料與用具：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）（實驗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）。（一）實驗步驟：(1)取生長旺盛的綠葉，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活塞，使小圓形葉片內(nèi)的氣體逸出。這一步驟可重復幾次。(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。（這樣的葉片因為細胞間隙充滿水，所以全都沉到水底。）(4) (5) (6) （二）預測結(jié)果并分析：預測結(jié)果： 結(jié)果分析： （三）結(jié)果及討論： 若增強單色光光照強度，能否對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響？ ，試在下面同一坐標圖中畫出不同類型的單色光（光質(zhì)）下，光照強度與光合作用強度的關系曲線來說明這個問題。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時光合強度與光照強度的關系。若將溫度提高到30的條件下(原光照強度和CO2濃度等不變)，從理論上，圖中相應點的移動和m值的變化應該是：a點、b點、m值。若適當提高CO2濃度，a、b、m三點怎么移動？【變式訓練】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，在適宜光照強度下測定葉片光合作用的強度（以 CO2 吸收速率表示），測定結(jié)果如下圖。下列相關敘述，正確的是 （ ）A如果光照強度適當降低，a 點左移，b 點左移B如果光照強度適當降低，a 點左移，b 點右移C如果光照強度適當增強，a 點右移，b 點右移D如果光照強度適當增強，a 點左移，b 點右移例：左下圖是一晴朗夏日某植物的光合作用強度隨時間變化的曲線圖，C點與B點比較，葉肉細胞內(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C5兩種化合物相對含量的變化曲線圖，有人據(jù)圖作出了如下分析和