光合速率的測(cè)定方法歸納總結(jié)

1、列問(wèn)題：LDAYtRyKfE光合速率的測(cè)定方法歸納總結(jié)圖 1考點(diǎn)分析：光合作用在歷年的高考中頻繁出現(xiàn)，但一般不是單一知識(shí)點(diǎn)的考查，往往結(jié)合光合作用和呼吸作用的過(guò)程綜合考查，考題既有選擇題也有非選擇題，但多數(shù)考題都依托坐標(biāo)圖、裝置圖進(jìn)行考查。b5E2RGbCAP相關(guān)策略：(1) 明確測(cè)定指標(biāo)：光合作用和呼吸作用的強(qiáng)度一般用氣體含量的變化來(lái)測(cè)定，但此時(shí)測(cè)得的氣體含量變化不是真實(shí)的光合作用和呼吸作用，而是一種表觀(guān)的光合作用和呼吸作用。plEanqFDPw(2) 繪制坐標(biāo)曲線(xiàn)：復(fù)習(xí)中可通過(guò)坐標(biāo)曲線(xiàn)分析光合速率和呼吸速率的相等點(diǎn)，呼吸速率的最高值及光合速率的最高值。DXDiTa9E3d(3) 聯(lián)系生產(chǎn)實(shí)

2、際：復(fù)習(xí)中要重視對(duì)光合作用過(guò)程和影響因素的分析和理解，并學(xué)會(huì)結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)解釋提高作物產(chǎn)量的原理和途徑。RTCrpUDGiT這里主要?dú)w納光合速率的測(cè)定方法。一般測(cè)定光合速率的方法都不能排除葉子的呼吸作用，所以測(cè)定的結(jié)果實(shí)際是光合作用速率減去呼吸作用速率的差值，叫做表觀(guān)光合速率或凈光合速率。若能測(cè)出其呼吸速率，把它加到凈光合速率上去，則可測(cè)得真正光合速率。5PCzVD7HxA真正光合速率=凈光合速率+呼吸速率。光合速率常見(jiàn)的測(cè)定方法歸納如下:1. 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)產(chǎn)生總量【典例1】某學(xué)校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)番茄葉片的光合速

3、率進(jìn)行測(cè)定。其原理是：將對(duì)稱(chēng)葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采用適當(dāng)?shù)姆椒?可先在葉柄基部用熱水、或熱石蠟液燙傷或用呼吸抑制劑處理)阻止兩部分的物質(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(chēng)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/(dm2 h)。 jLBHrnAlLg(1) MA表示6小時(shí)后葉片初始質(zhì)量-呼吸作用有機(jī)物的消耗量，MB 表示6小時(shí)后：()+ ()-呼吸作用有機(jī)物的消耗量。XHAQX74J0X(2) 若 M=MB-MA ，貝U M 表示(3) 真正光合速率( 單位：mg /d

4、m2h)就是答案：葉片初始質(zhì)量+光合作用有機(jī)物的總產(chǎn)量B葉片被截取部分在 6小時(shí)內(nèi)光合作用合成的有機(jī)物總量M值除以時(shí)間再除以面積2. 氣體體積變化法-測(cè)光合作用02產(chǎn)生(或CO2消耗)的體積【典例2】下圖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.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(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)

5、。Zzz6ZB2Ltk(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mL/h。dvzfvkwMI1解析：(1)由光合作用的總反應(yīng)式6CO2+12H2O-，可知反應(yīng)前后氣體體積不變，所以不需要調(diào)節(jié)針筒容量就可使水滴維持在X處。rqyn14ZNXI(2) 光照條件下，由于光合作用吸收的CO2由緩沖液補(bǔ)充，緩沖液能維持 CO2濃度，同時(shí)釋放出O2導(dǎo)致密閉裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)增大，若使

6、水滴X不移動(dòng)，其針筒中單位時(shí)間內(nèi)O2氣體容量的增加就代表表觀(guān)光合速率的大小。由題可知，若以釋放出的氧氣量來(lái) 代表表觀(guān)光合速率，該植物的表觀(guān)光合作用速率是 (0.6-0.2 ) X 3=1.2(mL/h) EmxvxOtOco(3) 瓶中液體改放為NaOH液，貝U裝置內(nèi)CO2完全被吸收，植物體不能進(jìn)行光合作用，只能進(jìn)行呼吸作用，瓶中氣體的變化即呼吸消耗的O2的變化。則在有光條件下該植物的真正光合速率 =表觀(guān)光合速率+呼吸速率，既1.2+0.1 X 2=1.4 ( mL/h)。SixE2yXPq5答案：(1)不需要(2) 1.2(mL/h)(3) 1.4 ( mL/h)3. 黑白瓶法-測(cè)溶氧量的變

7、化【典例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)后以溫克碘量法測(cè)定各組培養(yǎng)瓶中的氧含量，記錄數(shù)據(jù)如下表：6ewMyirQFL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 02 量為 mg/L 24h。kavU42VRUs(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

8、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。解析：黑白瓶法常用于水中生物光合速率的測(cè)定。白瓶就是透光瓶，里面可進(jìn)行光合作用和呼吸作用。黑瓶就是不透光瓶，只能進(jìn)行呼吸作用。在相同條件下培養(yǎng)一定時(shí)間，黑瓶中所測(cè)得的數(shù)據(jù)可以得知正常的呼吸耗氧量，白瓶中含氧量的變化可以確定表觀(guān)光合作用量，然后就可以計(jì)算出總光合作用量。y6v3ALoS89(1) 黑瓶中溶解氧的含量降低為3mg/L的原因是：黑瓶沒(méi)有光照，植物不能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧，其中的生物呼吸消耗氧氣，該瓶中所有生物細(xì)胞呼吸消耗的O2量為：原初溶解氧-24小時(shí)后氧含量，即 10-3=7(mg

9、/L -24h )。M2ub6vSTnP(2) 當(dāng)光照強(qiáng)度為 c時(shí)，表觀(guān)光合速率的大小為：24小時(shí)后氧含量-原初溶解氧，即 24-10=14 (mg/L24h)。呼吸速率為 10-3=7 ( mg/L -24h)。真正光合速率為 14+7=21 (mg/L -24h) .OYujCfmUCw(3) 黑暗時(shí)，黑白瓶都是 3 mg/L -24h,說(shuō)明水體生物呼吸速率為10-3=7 ( mg/L -24h),所以光照強(qiáng)度至少為 a時(shí)，凈光合速率為10-3=7 ( mg/L -24h),才能維持水中生物正常生活耗氧量所需。eUts8ZQVRd答案：(1)黑瓶中植物不能進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧，生物呼吸消耗氧

10、氣7 (2) 21 (3) a4. 紅外線(xiàn)C02傳感器-測(cè)裝置中C02濃度的變化【典例4】某學(xué)校某研究小組用通過(guò)用紅外線(xiàn)C02傳感器-測(cè)裝置中C02濃度的變化來(lái)測(cè)光合速率。由于C02對(duì)紅外線(xiàn)有較強(qiáng)的吸收能力，C02的多少與紅外線(xiàn)的降低量之間有一線(xiàn)性關(guān)系，因此C02含量的變化即可靈敏地反映在檢測(cè)儀上，常用紅外線(xiàn)C02傳感器來(lái)測(cè)量 C02濃度的變化。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傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)不同條件下瓶中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6所示。請(qǐng)據(jù)圖回答：sQsAEJkW5T圖5圖6(1) 在060min時(shí)間段：瓶?jī)?nèi)C02濃

11、度上升的原因是：植物在黑暗條件下，60min內(nèi)植物呼吸 釋放 C02 量是(ppm )。GMslasNXkA(2) 在60120min時(shí)間段：瓶?jī)?nèi)C02濃度下降的原因是，用瓶中安放的C02傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)瓶中C02濃度60min內(nèi)的變化數(shù)值是(ppm)，該數(shù)值是60min內(nèi)凈光合作用消耗的 C02量。TirRGchYzg 解析：(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)為逐漸降低，理由是C02的濃度逐漸降低。7EqZcWLZNX(2)在60120min時(shí)間段，瓶?jī)?nèi)C02濃度下降的原因是：植物的光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，C02不斷減少。用瓶中安放的C02傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)瓶中 C

12、02濃度60min內(nèi)的變化是1500 -500 =1000 (ppm)，該數(shù)值是60min內(nèi)凈光合作用消耗的C02量。izq7iGfO2E在060min時(shí)間段，瓶?jī)?nèi)C02濃度上升的原因是：植物在黑暗條件下只進(jìn)行呼吸作用，植物呼吸釋放 C02 量是 1500-1000=500 (ppm)。zvpgeqJ1hk所以，此時(shí)間段該植物光合速率為(1000+500 ) /60=25(ppm / min)。答案：(1)植物在黑暗條件下只進(jìn)行呼吸作用500(2)植物的光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度10005小葉片浮起數(shù)量法-定性比較光合作用強(qiáng)度的大小(見(jiàn)課本)【對(duì)點(diǎn)練習(xí)】1.某同學(xué)欲測(cè)定植物葉片葉綠體的光合作

13、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(chēng)其重量，測(cè)得葉片的葉綠體光合作用速率=(3y 一 2z x)/6 g cm-2h-1(不考慮取葉圓片后對(duì)葉60min 內(nèi)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()NrpoJac3v1環(huán)召11后的葉柄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)光下放置 3小時(shí)2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

14、，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)C02濃度變化結(jié)果如圖-4所示。據(jù)此分析可知()1nowfTG4KIA 最初10min內(nèi)，瓶?jī)?nèi)C02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為90ppmC02/min3下列有關(guān)細(xì)胞呼吸的敘述，正確的是()A. 酵母菌線(xiàn)粒體基質(zhì)含有與無(wú)氧呼吸有關(guān)的酶B. 丙酮酸和H20在線(xiàn)粒體內(nèi)膜上徹底分解成C02和H20C. 破傷風(fēng)芽孢桿

15、菌在氧氣充足環(huán)境下易大量繁殖D. 低溫儲(chǔ)存水果呼吸速率降低)A 甲條件下，細(xì)胞4酵母菌的葡萄糖溶液均分為 4份，分別置于甲、乙、丙、丁四種條件 下培養(yǎng)，測(cè)得 CO2和O2體積變化的相對(duì)值如圖。下列敘述正確的是(3) 如果要測(cè)定該植物真正光合作用的速率，該如何增加一組實(shí)驗(yàn)(作為對(duì)照組)？。若在單位時(shí)間內(nèi)，實(shí)驗(yàn)組讀數(shù)為M，對(duì)照組讀數(shù)為N，該植物的真正光合作用速率為。(4) e點(diǎn)與f點(diǎn)相比，e點(diǎn)時(shí)刻C3的合成速率與b點(diǎn)相比，a點(diǎn)形成的原因可能是。(2分)(5) 在圖B中g(shù)點(diǎn)所處的狀態(tài)，葉綠體內(nèi) ATP移動(dòng)的方向是。(6) 在圖B中cd段，葉肉細(xì)胞產(chǎn)生 ATP的場(chǎng)所有。(7) 如將圖A裝置放在黑暗環(huán)境

16、中一段時(shí)間，在此過(guò)程中細(xì)胞中可能產(chǎn)生 CO2的反應(yīng)式：。(2分)呼吸的產(chǎn)物除C02外，還有乳酸fjnFLDa5ZoB 乙條件下，有氧呼吸比無(wú)氧呼吸消耗的葡萄糖多C.丙條件下，細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的ATP最少D 丁條件下，產(chǎn)物中的C02全部來(lái)自線(xiàn)粒體 6吸收呈 CO/釋於M5. (11分)綠色植物的光合作用與細(xì)胞呼吸之間有密切的聯(lián)系。甲圖表示光合作用與細(xì)胞呼吸之間的部分物質(zhì)關(guān)系；乙圖表示用相對(duì)值OR642Or打孔器在某植物的葉片上打出多個(gè)葉圓片，用氣泵抽出氣體直至葉片沉入水底，再置于不同濃度的NaHCO3溶液中，給予一定的光照，測(cè)量每個(gè)培養(yǎng)皿中葉圓片上浮至液面所用的平均時(shí)間(裝置如下圖所示)。tfnNh

17、nE6e5(1) 甲圖中過(guò)程中發(fā)生的能量變化是；將陽(yáng)光下正常生長(zhǎng)的植物迅速移入暗室，X物質(zhì)含量；過(guò)程中能使 ADP含量增多的是過(guò)程；圖中過(guò)程進(jìn)行的部位是。HbmVN777sL(2) 乙圖在ab段，隨著NaHCO3溶液濃度的增加，光合作用速率逐漸；cd段曲線(xiàn)變化的原因最可能是：隨著NaHCO3溶液濃度升高，使代謝水平降低。V7l4jRB8Hs(3) 乙圖中配制的 NaHCO3溶液中不含氧氣，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中葉片(填不能”或 能”)進(jìn)行呼吸7某生物興趣小組設(shè)計(jì)了圖I所示實(shí)驗(yàn)裝置。在光照強(qiáng)度a、b、c、d條件下，分別測(cè)得單位時(shí)間內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)并計(jì)算繪制坐標(biāo)圖2。AVktR43bpw(1) 要獲得光照強(qiáng)度 a條件下所測(cè)得的數(shù)據(jù)，圖I裝置的燒杯中應(yīng)放入溶液，還應(yīng)對(duì)該裝置做 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。ORjBnOwcEd(2) 若圖1裝置的燒杯中放入 CO2緩沖溶液，放在c光照條件下的適宜溫度環(huán)境中， 1小時(shí)后 所獲得數(shù)值可繪制圖 2中對(duì)應(yīng)的柱形圖，則記錄的紅墨水滴 (向左、向右或不移動(dòng))，此時(shí)細(xì)胞中產(chǎn)生 ATP的場(chǎng)所是 。 2MiJTy0dTT紅謂術(shù)禰綠色植物一倒隹玻璃鐘琨怪杯圖Iabed光照強(qiáng)度(3)圖2中光照強(qiáng)度d時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)細(xì)胞從周?chē)h(huán)境吸收 個(gè)單位的CO2。(4)為防止等因素所引起的誤差，應(yīng)