測(cè)定光合作用速率的方法

1、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 +呼吸速率測(cè)光合作用有機(jī)物的生產(chǎn)量,呼吸消耗葡萄糖量1呼吸消耗02量|呼吸釋放C02量即單位時(shí)間、單位葉面r葡萄糖的產(chǎn)生（制造）量 02的產(chǎn)生量C02的固定量L（一）“半葉法” 積干物質(zhì)積累數(shù)葡萄糖的積累量彳02的釋放量i C02的吸收量圖 L6小時(shí)后，在A、B的例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

2、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/（dm2 h）。問(wèn)題：若 M=MB-MA貝U M表示變式訓(xùn)練1.某同學(xué)欲測(cè)定植物做了如圖所示實(shí)驗(yàn)。 十柄基部作環(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1cmf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 g cm2 h-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(wú)光下

3、放置 3小時(shí)（二）氣體體積變化法-測(cè)光合作用02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NaHC03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)方向原因分析則 定 直 物 呼 吸a.c .作 用 束 率則 定 直 物

4、 爭(zhēng) 光 合 作 用 強(qiáng) 度b.d .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20C環(huán)境中。實(shí)驗(yàn)開(kāi)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(wèn)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(lái)代表凈光合作用速率，該植物的凈光合作用速率是 L/h。（3）若將圖中的碳酸氫鈉溶液換成等量濃氫氧化鈉

5、溶液，在20C、無(wú)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 L/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〉靡煌八畼樱盅b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3m

6、g/L的原因是 ;該瓶中所有生物細(xì)胞呼吸消耗的 02量為mg/L 24h。（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/L 24h。（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

7、.3mg。（1）24h后，1號(hào)瓶中溶氧變化量是 ，這說(shuō)明 （2）經(jīng)過(guò)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(guò)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C02濃度的變化-紅外線C02傳感器C02傳感器來(lái)測(cè)量 C02濃度的變化。 將一植物幼苗放入大錐形瓶中，原理：由于C02對(duì)紅外線有較強(qiáng)的吸收能力，C02的多少與紅外線的降低量之間有線性關(guān)系，因此C02含量的C02傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)不同條件下瓶中6所示。請(qǐng)據(jù)圖回答：變化即可

8、靈敏地反映在檢測(cè)儀上，常用紅外線例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)C02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CC）7整憊器囹5圖660120min 時(shí)間段內(nèi)，葉肉細(xì)胞光合作用強(qiáng)度的變化趨 理（2） 在 60120mi n 時(shí)間段，瓶?jī)?nèi) C02 濃度下降的原因是 。 此時(shí)間段該植物總光合速率為ppm/ min。C0濃度變式訓(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(guò)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)變化結(jié)果如圖-4所示。據(jù)此分析可知（）S

9、IA. 最初10min內(nèi)，瓶?jī)?nèi)CQ濃度逐漸下降，說(shuō)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90ppmC0min（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(guò)程如下：步驛操作方法說(shuō)明材 ，料 切 理?! 孔取生艮旺盛的戰(zhàn)菜葉片綠葉，用直徑1 cm 的打孔黑打出小圓形葉片30片注淼週幵大的葉脅抽將小圓形葉片首于注射器想，并訃注射器吸 入清水.待排出注肘器內(nèi)我留的空氣后.用 手堀住

10、注射辭前端的小孔并緩緩拉動(dòng)括窒” 便小圓形葉片內(nèi)的氣體逸出U這一步驟可童復(fù)幾吹口1 底將內(nèi)部氣體逸出的小圓形葉片”試入禹暗處 盛有潔水的燒杯中持用。葉片細(xì)脂問(wèn)陳充滿水向 全都沉爭(zhēng)怎-分組取3只試管標(biāo)記為亠C,分別倒入 20mL富含CO2的請(qǐng)水分別向芋只試管中各 放入丨0片小圓形葉片口爭(zhēng)先可用口通過(guò)玻璃管 向濟(jì)水內(nèi)畋汽V對(duì)照燈分別向a* b. cm個(gè)實(shí)驗(yàn)姦置 進(jìn)行強(qiáng)、中-弱三種光嘿。光照強(qiáng)弱（自變量）可 遇過(guò)洞節(jié)求決左n觀寮啊察并記錄單住時(shí)問(wèn)葉片浮起的敷量C雙察 扌皆標(biāo)j .實(shí)駿預(yù)期： 試皆申 的小葉片浮超的數(shù)且最 多.小葉片浮起數(shù)量法的原理和不足u -/植物進(jìn)行光合作用,吸收C02,釋放02,

11、由于02在水中溶解度小,而在葉肉細(xì)胞/出魚(yú)強(qiáng)畫(huà)間隙積累，使葉片上浮。：本實(shí)驗(yàn)通過(guò)觀察相同時(shí)間內(nèi)，葉片上浮數(shù)量的多少來(lái)反映光合作用速率的大小；還可以通過(guò)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(lái)描述。該實(shí)驗(yàn)方法只能定性比較，無(wú)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 C0的NaHC3稀溶液（為光合作用提供原料）、綠葉（如菠菜葉）（實(shí)驗(yàn)過(guò)程中光照和溫度等條件適宜，

12、空氣中 02和C02在水中的溶 解量忽略不計(jì)）。（一）實(shí)驗(yàn)步驟： 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(kāi)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。 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。）（二）預(yù)測(cè)結(jié)果并分析：預(yù)測(cè)結(jié)果： f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(huà)出不同類型的單色光（光質(zhì)）下，光照

13、強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系曲線來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。例：已知某植物光合作用和呼吸作用的最適溫度分別為25C和30C。右圖表示該植物在 25C時(shí)光合強(qiáng)度與光照強(qiáng)度的關(guān)系。若將溫度提高到30C的條件下（原光照強(qiáng)度和CQ濃度等不變），從理論上，圖中相應(yīng)點(diǎn)的移動(dòng)和 若適當(dāng)提高【變式訓(xùn)練】合作用的強(qiáng)度A. 如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，B. 如果光照強(qiáng)度適當(dāng)降低，C. 如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)，D. 如果光照強(qiáng)度適當(dāng)增強(qiáng)， 例：左下圖是m值的變化應(yīng)該是：a點(diǎn)、b點(diǎn)、m值。CO濃度，a、b、m三點(diǎn)怎么移動(dòng)？將川芎植株的一葉片置于恒溫的密閉小室，調(diào)節(jié)小室 （以 C02吸收速率表示）點(diǎn)左移，點(diǎn)左移，點(diǎn)右移，點(diǎn)左移，C02濃度，在適宜光照強(qiáng)度下測(cè)定葉片光，測(cè)定結(jié)果如下圖。下列相關(guān)敘述，正確的是（）點(diǎn)左移 點(diǎn)右移 點(diǎn)右移 點(diǎn)右移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，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 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