光合速率的測定及數(shù)據(jù)處理

1、光合速率的測定及數(shù)據(jù)處理光合速率的測定及數(shù)據(jù)處理 甌海中學甌海中學 任玲玲任玲玲 6CO2 + 12H2O* 光能光能 葉綠體葉綠體 C6H12O6+ 6H2O + 6O2* 植物或其葉片光合速率測定的常用方法植物或其葉片光合速率測定的常用方法 CO2濃度變化法濃度變化法 紅外線紅外線CO2傳感器：傳感器： 實驗原理：實驗原理：CO2對紅外線有較強的吸收能力，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，的多少與紅外線的降低量之間有線性關系， 因此因此CO2含量的變化即可靈敏地反映在檢測儀含量的變化即可靈敏地反映在檢測儀 上。上。 植物或其葉片光合速率測定的常用方法植

2、物或其葉片光合速率測定的常用方法 CO2濃度變化法濃度變化法 植物或其葉片光合速率測定的常用方法植物或其葉片光合速率測定的常用方法 O2體積變化法體積變化法 水體中溶氧量的水體中溶氧量的 變化（黑白瓶法）變化（黑白瓶法） 小葉圓片浮起的小葉圓片浮起的 數(shù)量統(tǒng)計法數(shù)量統(tǒng)計法 實驗材料及試劑：實驗材料及試劑： 枝葉茂盛的微小型盆栽植物若干枝葉茂盛的微小型盆栽植物若干 （如右圖所示）（如右圖所示） 蒸餾水蒸餾水 一定濃度的一定濃度的NaOH溶液溶液 一定濃度的一定濃度的CO2緩沖液緩沖液 實驗器具：實驗器具： 打孔器打孔器 小燒杯小燒杯 烘干器烘干器 天平天平 遮光裝置遮光裝置 透明容器透明容器 紅

3、外線紅外線CO2傳感器傳感器 帶刻度的彎曲玻璃管帶刻度的彎曲玻璃管 （內(nèi)含可移動液滴）（內(nèi)含可移動液滴） 其上有其上有1小孔，小孔， 可插玻璃管或可插玻璃管或 傳感器傳感器 植物光合速率測定的思路設計植物光合速率測定的思路設計 植物光合速率測定的思路設計植物光合速率測定的思路設計 （1）實驗材料、用具、試劑選擇是否合理？）實驗材料、用具、試劑選擇是否合理？ （2）材料處理、步驟是否正確？）材料處理、步驟是否正確？ （3）測得哪些數(shù)據(jù)，怎樣處理得到植物（或）測得哪些數(shù)據(jù)，怎樣處理得到植物（或 葉片）的真正光合速率？葉片）的真正光合速率？ 植物或其葉片光合速率測定的常用方法植物或其葉片光合速率測定

4、的常用方法 葉片干物質(zhì)量變化法葉片干物質(zhì)量變化法 采用采用“半葉法半葉法”測定葉片光合作用制造的有機物測定葉片光合作用制造的有機物 量：量： M=MBMA 實驗原理：實驗原理：將對稱葉片的一部分（將對稱葉片的一部分（A）遮光，另一部）遮光，另一部 分（分（B）不做處理，并采用適當?shù)姆椒ǎǎ┎蛔鎏幚?，并采用適當?shù)姆椒ǎㄈ缛纭碍h(huán)割法環(huán)割法”） 阻止兩部分的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射阻止兩部分的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射a小小 時后，在時后，在A、B的對應部位截取同等面積的葉片，烘干的對應部位截取同等面積的葉片，烘干 稱重，分別記為稱重，分別記為MA、MB，則，則a小時內(nèi)上述小時內(nèi)上述B

5、部位截取的部位截取的 葉片光合作用合成有機物的總量（葉片光合作用合成有機物的總量（M）為）為_ _ _。 市二模市二模30題（題（5）在適宜條件下對植物葉片進行實在適宜條件下對植物葉片進行實 驗如圖驗如圖2所示的處理，測定處理前后葉片的干物質(zhì)量，所示的處理，測定處理前后葉片的干物質(zhì)量， 則葉片光合作用制造有機物的量可表示為則葉片光合作用制造有機物的量可表示為 。 光照前后的變化量光照前后的變化量 黑暗前后的變化量黑暗前后的變化量 光照后光照后c-光照前光照前b 黑暗前黑暗前a-黑暗后黑暗后b 應用應用1 1 將生長狀況相同的輪藻葉片分成將生長狀況相同的輪藻葉片分成4 4等份，在不同等份，在不同

6、 的溫度下分別暗處理的溫度下分別暗處理1h1h，再光照，再光照1h1h（光照強度相同），（光照強度相同）， 測定其重量變化，得到如下的數(shù)據(jù)：測定其重量變化，得到如下的數(shù)據(jù)： 組別組別1 12 23 34 4 溫度（溫度（）272728282929 3030 暗處理后的重量變化（暗處理后的重量變化（mgmg）-2-2-3-3-4-4 -2-2 光照后和暗處理前的重量變化（光照后和暗處理前的重量變化（mgmg）+3+3+3+3+3+3 +1+1 根據(jù)表中數(shù)據(jù)，求出各溫度下光照期間的真正光合根據(jù)表中數(shù)據(jù)，求出各溫度下光照期間的真正光合 速率。速率。 +7 +9 +11 +5 應用應用2 2 當植物光

7、合作用吸收的當植物光合作用吸收的COCO2 2量與呼吸作用釋放的量與呼吸作用釋放的COCO2 2量相量相 等時，環(huán)境中的等時，環(huán)境中的COCO2 2濃度為濃度為COCO2 2補償點；補償點；COCO2 2達到一定濃度時，光達到一定濃度時，光 合速率不再增加，此時的合速率不再增加，此時的COCO2 2濃度為濃度為COCO2 2飽和點。育種專家測定飽和點。育種專家測定 了了2222時，某作物時，某作物A A、B B兩個品種在不同兩個品種在不同COCO2 2濃度下的濃度下的COCO2 2吸收量，吸收量， 以及黑暗條件下的以及黑暗條件下的COCO2 2釋放量，結果如下表：釋放量，結果如下表： COCO

8、2 2補償點補償點 （mmol/molmmol/mol） COCO2 2飽和點飽和點 (mmol/mol)(mmol/mol) COCO2 2飽和點時飽和點時COCO2 2吸收吸收 量量mmol/(mmmol/(m2 2h)h) 黑暗條件下黑暗條件下COCO2 2釋放釋放 量量mmol/(mmmol/(m2 2h)h) A A品種品種0.060.061.061.061001006060 B B品種品種0.050.051.131.1370702727 （1 1）COCO2 2飽和點時，飽和點時，A A品種的真正光合速率為品種的真正光合速率為 mmol/(mmmol/(m2 2h)h)。 （2 2

9、）若環(huán)境中的）若環(huán)境中的COCO2 2濃度保持在濃度保持在COCO2 2飽和點，先光照飽和點，先光照1414小時，再小時，再 黑暗黑暗1010小時，則一天中小時，則一天中A A品種積累的葡萄糖比品種積累的葡萄糖比B B品種多品種多 mg/mmg/m2 2。 160 2700 下圖所示裝置中，下圖所示裝置中，CO2緩沖液用于調(diào)節(jié)小室緩沖液用于調(diào)節(jié)小室 內(nèi)內(nèi)CO2的量，使其保持在的量，使其保持在0.03，小室內(nèi)氣，小室內(nèi)氣 體的體積變化可根據(jù)毛細管內(nèi)有色液滴的移體的體積變化可根據(jù)毛細管內(nèi)有色液滴的移 動距離測得。在適宜溫度條件下，用該裝置動距離測得。在適宜溫度條件下，用該裝置 測定測定A植物和植物

10、和B植物的新鮮綠葉在不同光照條植物的新鮮綠葉在不同光照條 件下的光合速率件下的光合速率 ，結果如下表，結果如下表(其中其中“-”表示表示 左移，左移，“+”表示右移表示右移) ： 數(shù)據(jù)的處理與分析數(shù)據(jù)的處理與分析 植植 物物 光合速率光合速率 與呼吸速與呼吸速 率相等時率相等時 的光照強的光照強 度（度（klx） 光合作用強光合作用強 度達到最大度達到最大 值時所需要值時所需要 的最小光照的最小光照 強度（強度（klx） 黑暗條件下黑暗條件下 小室內(nèi)氣體小室內(nèi)氣體 體積變化量體積變化量 （ mg/100cm2 葉葉小時）小時） 光合作用強度達光合作用強度達 到最大值時小室到最大值時小室 內(nèi)氣體

11、體積變化內(nèi)氣體體積變化 量（量（mg/100cm2 葉葉小時）小時） A13-5.5+11 B39-15+30 2 2、請在坐標系中畫出、請在坐標系中畫出A A、B B植物的表觀光合植物的表觀光合 速率變化趨勢線。速率變化趨勢線。 1 1、理論上，當光照強度為、理論上，當光照強度為3 3千勒克司時，千勒克司時，A A植物與植物與B B 植物新鮮綠葉中植物新鮮綠葉中H H2 2O O光解產(chǎn)生光解產(chǎn)生O O2 2的差值為的差值為 mg mg O O2 2/100 cm/100 cm2 2葉葉小時小時 數(shù)據(jù)的處理與分析數(shù)據(jù)的處理與分析 植植 物物 光合速率光合速率 與呼吸速與呼吸速 率相等時率相等時

12、 的光照強的光照強 度（度（klx） 光合作用強光合作用強 度達到最大度達到最大 值時所需要值時所需要 的最小光照的最小光照 強度（強度（klx） 黑暗條件下黑暗條件下 小室內(nèi)氣體小室內(nèi)氣體 體積變化量體積變化量 （mg/100 cm2葉葉小時）小時） 光合作用強度達光合作用強度達 到最大值時小室到最大值時小室 內(nèi)氣體體積變化內(nèi)氣體體積變化 量（量（mg/100cm2 葉葉小時）小時） A13-5.5+11 B39-15+30 1.5 3、以、以B植物曲線為例，關注三個特殊點：植物曲線為例，關注三個特殊點： 數(shù)據(jù)的處理與分析數(shù)據(jù)的處理與分析 （1）與）與Y軸交點：軸交點： 對對B植物葉片中的細

13、胞來說，呼吸速率是否一致？植物葉片中的細胞來說，呼吸速率是否一致？ 此點對應的條件下，葉片細胞內(nèi)產(chǎn)生此點對應的條件下，葉片細胞內(nèi)產(chǎn)生ATP的場所有哪些？的場所有哪些？ （2）光補償點：）光補償點： 對對B植物葉片中的某個葉肉細胞來說，其呼吸消耗的植物葉片中的某個葉肉細胞來說，其呼吸消耗的O2量量 是否等于光合作用生成的是否等于光合作用生成的O2量？量？ 在光強度為在光強度為3千勒克斯，其他實驗條件不變的情況下，適千勒克斯，其他實驗條件不變的情況下，適 當提高裝置中當提高裝置中CO2緩沖液的濃度（不考慮對呼吸的影響），緩沖液的濃度（不考慮對呼吸的影響）， 光合速率將發(fā)生怎樣的變化？光合速率將發(fā)生怎樣的變化？ 3、以、以B植物曲線為例，關注三個特殊點：植物曲線為例，關注三個特殊點： （3）光飽和點：）光飽和點： 此點后光合速率不再增大的主要限制因素是什么？此點后光合速率不再增大的主要限制因素是什么？ 結合光合作用的具體過程解釋繼續(xù)增大光照強度，結合光合作用的具體過程解釋繼續(xù)增大光照強度， 光合速率不變的原因？光合速率不變的原因？ 若適當提高若適當提高CO2 緩沖液的濃度，其他條件不變，則緩沖液的濃度，其他條