光合速率測定方法實用教案

1、概念(ginin)光合速率是光合作用強弱光合速率是光合作用強弱(qin ru)(qin ru)的一種表示的一種表示方法。指單位時間、單位葉面積的方法。指單位時間、單位葉面積的CO2CO2吸收量或者吸收量或者是是O2O2的釋放量；也可以用單位時間、單位葉面積的釋放量；也可以用單位時間、單位葉面積干物質(zhì)的積累量來表示。干物質(zhì)的積累量來表示。真正光合速率真正光合速率(sl)（總光合速率（總光合速率(sl)）=表觀光合表觀光合速率速率(sl)（凈光合速率（凈光合速率(sl)）+呼吸速率呼吸速率(sl)第1頁/共21頁第一頁，共22頁。光光合合速速率率(sl)測測定定方方法法1 1、半葉法-有機物量2、

2、液滴移動、液滴移動(ydng)法法- 3、黑白瓶法、黑白瓶法-4、圓片上浮法、圓片上浮法-氧氣氧氣(yngq)釋放釋放5、二氧化碳傳感器-二氧化碳吸收第2頁/共21頁第二頁，共22頁。一、半葉法1、測定(cdng)：干物質(zhì)量的積累 2、 適用：高等植物的光合速率3、方法：設(shè)法阻斷葉片左右兩部分營養(yǎng)物質(zhì) 的運輸，讓葉片一半遮光一半曝光分別測 定兩半葉的干物質(zhì)重量，進而計算葉片的 光合速率呼吸速率4、考查文字信息、實驗?zāi)芰?、計算能力?頁/共21頁第三頁，共22頁。針對練習(xí)： 某研究小組用番茄進行光合作用實驗，采用(ciyng)“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

3、分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采用(ciyng)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小時后，在A、B的對應(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)，則可計算出該葉片的光合作用強度，其單位是mg/(dm2h)。問題：（1）可用什么方法阻止兩部分葉片的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移？（2）6小時內(nèi)上述B部位截取的葉片光合作用合成有機物的總量（M）為_。第4頁/共21頁第四頁，共22頁。例1 某研究小組用番茄進行光合作用(gungh-zuyng)實驗，采用“半葉法”對番茄葉片的光合作用(gungh-zuyng)強度進行測定。其原理是：將對稱葉片的一部分(A)遮

4、光，另一部分(B)不做處理，并采用適當(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小時后，在A、B的對應(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)，則可計算出該葉片的光合作用(gungh-zuyng)強度，其單位是mg/(dm2h)。思路第一步 A：遮光，不光合作用(gungh-zuyng)，只呼吸MA表示6小時后初始質(zhì)量-呼吸作用6小時后；葉片初始質(zhì)量-呼吸消耗=MA:第二步 B；有光，既光合作用(gungh-zuyng)，又呼吸作用。 MB 表示6小時后：葉片初始質(zhì)量+光合作用(gungh-zuyng)-呼吸作用= MBM光合作用(gungh-zuyng)有

5、機物的總產(chǎn)量是多少呢？第5頁/共21頁第五頁，共22頁。例1 某研究小組用番茄進行(jnxng)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(jnxng)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小時后，在A、B的對應(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)，則可計算出該葉片的光合作用強度，其單位是mg/(dm2h)。問題：（1）可用什么方法阻止兩部分葉片的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移？可先在中央大葉脈基部用熱水、或熱石蠟液燙傷或用呼吸抑制劑處理（2）6小時內(nèi)上述B部位截取的葉片光

6、合作用合成有機物的總量（M）為_ M=MB-MA 第6頁/共21頁第六頁，共22頁。變式訓(xùn)練1某同學(xué)欲測定植物葉片(ypin)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(ypin)有機物的輸入和輸出)，于不同時間分別在同一葉片(ypin)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(ypin)的葉綠體真正光合作用速率=(3y一2zx)6gcm-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

7、時后在無光下放置3小時第7頁/共21頁第七頁，共22頁。變式訓(xùn)練1某同學(xué)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，測得葉片的葉綠體真正光合作用速率=(3y一2zx)6gcm-2h-1(不考慮(kol)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A第8頁/共21頁第八頁，共22頁。二、液滴

8、移動法1、測定裝置2、測定方法測定呼吸速率A:裝置燒杯中放入適宜濃度(nngd)的氫氧化鈉溶液用于吸收二氧化碳B：玻璃鐘罩遮光處理，以排除光合作用的干擾C：置于適宜溫度環(huán)境中D：紅色液滴向（ ）移動，距離代表（ ）第9頁/共21頁第九頁，共22頁。二、液滴移動法1、測定裝置2、測定方法測定呼吸速率A:裝置燒杯中放入適宜濃度的氫氧化鈉溶液用于吸收二氧化碳B：玻璃鐘罩遮光處理，以排除光合作用的干擾C：置于適宜溫度(wnd)環(huán)境中D：紅色液滴向左移動，距離代表單位時間內(nèi)呼吸速率吸收的氧含量第10頁/共21頁第十頁，共22頁。二、液滴移動法（2）測定凈光合速率A：裝置燒杯中放入適宜濃度(nngd)的二

9、氧化碳緩沖液，用于保證容器內(nèi)二氧化碳濃度(nngd)B：給與光照，溫度適宜C：紅色液滴向（ ）移動，距離代表單位時間內(nèi)（ ）D：有光是液滴移動的三種情況第11頁/共21頁第十一頁，共22頁。二、液滴移動(ydng)法（2）測定凈光合速率A：裝置燒杯中放入適宜濃度的二氧化碳緩沖液，用于保證容器內(nèi)二氧化碳濃度B：給與光照，溫度適宜C：紅色液滴向右移動(ydng)，距離代表凈光合釋放氧氣D：有光是液滴移動(ydng)的三種情況第12頁/共21頁第十二頁，共22頁。實驗結(jié)果實驗結(jié)論紅色液滴右移紅色液滴左移紅色液滴不動說明光照較強，光合作說明光照較強，光合作用用(gungh-zuyng)(gungh-z

10、uyng)強度大于細胞呼吸強度強度大于細胞呼吸強度說明光照較弱，光合作說明光照較弱，光合作用強度用強度(qingd)(qingd)小于細小于細胞呼吸強度胞呼吸強度(qingd)(qingd)說明說明(shumng)(shumng)在此光在此光照強度下，光合作用強照強度下，光合作用強度等于細胞呼吸強度度等于細胞呼吸強度第13頁/共21頁第十三頁，共22頁。三、黑白瓶法1、測定藻類植物的測溶氧量光合速率2、方法：用黑瓶（無光照(gungzho)一組）測得呼吸速率 用白瓶（有光照(gungzho)一組）測得凈光合作用 綜合兩者即可得到總光合作用第14頁/共21頁第十四頁，共22頁。三、黑白(hibi

11、)瓶法針對練習(xí)：針對練習(xí)： 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?，分裝于六對黑白瓶中，剩余的水樣測得原初溶解氧的含量為對黑白瓶中，剩余的水樣測得原初溶解氧的含量為10mg/L，白瓶為透明玻，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，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，分別在起始和分別在起始和24小時后以溫克碘量法測定各組培養(yǎng)瓶中的氧含量，記錄數(shù)小時后以溫克碘量法測定各組培養(yǎng)瓶中的氧含量，記錄數(shù)據(jù)如下：據(jù)如下： 表表2（1）黑瓶中溶解氧的含量降低為）黑瓶中溶解氧的含量降

12、低為3mg/L的原因是的原因是 ；該瓶中所；該瓶中所有生物細胞呼吸消耗的有生物細胞呼吸消耗的O2量為量為 mg/L24h。（2）當(dāng)光照強度為）當(dāng)光照強度為c時，白瓶中植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量時，白瓶中植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量為為 mg/L24h。（3）光照強度至少為）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（填字母）時，該水層產(chǎn)氧量才能維持生物正常(zhngchng)生活耗氧量所需。生活耗氧量所需。光照強度（光照強度（klx）0 0（黑暗）（黑暗）a ab bc cd de e白瓶溶氧量白瓶溶氧量(mg/L)3 310101616242430303030黑瓶溶氧量黑瓶溶氧量(

13、mg/L)3 33 33 33 33 33 3生物呼吸(hx)消耗氧氣 721a第15頁/共21頁第十五頁，共22頁。四、圓片上浮(shnf)法利用真空滲入法排除葉肉細胞間隙的空氣，充以水分，使葉片沉于水中。在光合作用過程中，植物吸收CO2CO2放出O2O2，由于O2O2在水中溶解度很小而在細胞間積累，結(jié)果使原來下沉的葉片上浮。根據(jù)在相同時間內(nèi)上浮葉片數(shù)目的多少（ 或 者 葉 片 全 部 上 浮 所 需 時 間 的 長 短(chngdun)(chngdun)），即能比較光合作用的強弱。第16頁/共21頁第十六頁，共22頁。例例4 4 下面甲圖為研究光合作用的實驗裝置。用打孔器在某植物的葉片上打

14、出下面甲圖為研究光合作用的實驗裝置。用打孔器在某植物的葉片上打出多個葉圓片，再用氣泵多個葉圓片，再用氣泵(qbng)(qbng)抽出氣體直至葉片沉入水底，然后將等量的抽出氣體直至葉片沉入水底，然后將等量的葉圓片轉(zhuǎn)至含有不同濃度的葉圓片轉(zhuǎn)至含有不同濃度的NaHCO3NaHCO3溶液中，給予一定的光照，測量每個培養(yǎng)溶液中，給予一定的光照，測量每個培養(yǎng)皿中葉圓片上浮至液面所用的平均時間皿中葉圓片上浮至液面所用的平均時間( (見圖乙見圖乙) )，以研究光合作用速率與，以研究光合作用速率與NaHCO3NaHCO3溶液濃度的關(guān)系。有關(guān)分析正確的是溶液濃度的關(guān)系。有關(guān)分析正確的是( ( ) )A A在在ab

15、ab段，隨著段，隨著NaHCO3NaHCO3溶液濃度的增加，光合作用速率逐漸減小溶液濃度的增加，光合作用速率逐漸減小B B在在bcbc段，單獨增加光照或溫度或段，單獨增加光照或溫度或NaHCO3NaHCO3溶液濃度，都可以縮短溶液濃度，都可以縮短 葉圓片上浮的時間葉圓片上浮的時間C C在在c c點以后點以后(yhu)(yhu)，因，因NaHCO3NaHCO3溶液濃度過高，使葉肉細胞失水而導(dǎo)致溶液濃度過高，使葉肉細胞失水而導(dǎo)致 代謝水平下降代謝水平下降D D因配制的因配制的NaHCO3NaHCO3溶液中不含氧氣，所以整個實驗過程中葉圓片不溶液中不含氧氣，所以整個實驗過程中葉圓片不 能進行呼吸作用

16、能進行呼吸作用第17頁/共21頁第十七頁，共22頁。五、測裝置中CO2濃度(nngd)的變化-紅外線CO2傳感器原理：由于原理：由于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的多少的多少與紅外線的降低量之間有一線性關(guān)系與紅外線的降低量之間有一線性關(guān)系,因此因此CO2含量的變化含量的變化即可靈敏即可靈敏(ln mn)地反映在檢測儀上，常用紅外線地反映在檢測儀上，常用紅外線CO2傳傳感器來測量感器來測量CO2濃度的變化。濃度的變化。 第18頁/共21頁第十八頁，共22頁。例例5 為測定光合作用速率，將一植物幼苗放入大錐形瓶中，瓶中安放一個為測定光合作用速率，將一植物幼苗放入大

17、錐形瓶中，瓶中安放一個CO2傳感器來監(jiān)測不同條件下瓶中傳感器來監(jiān)測不同條件下瓶中CO2濃度的變化，如下濃度的變化，如下(rxi)圖圖5所示。所示。相同溫度下，在一段時間內(nèi)測得結(jié)果如圖相同溫度下，在一段時間內(nèi)測得結(jié)果如圖6所示。請據(jù)圖回答：所示。請據(jù)圖回答： （1）在）在60120min時間段內(nèi)，葉肉細胞光合作用強度的變化趨勢時間段內(nèi)，葉肉細胞光合作用強度的變化趨勢為為 。理由是。理由是 。（2）在）在60120min時間段，瓶內(nèi)時間段，瓶內(nèi)CO2濃度下降的原因濃度下降的原因是是 。此時間段該植物光合速率為此時間段該植物光合速率為 ppmmin。逐漸(zhjin)降低 CO2濃度降低的趨勢(qsh)逐漸降低 植物的光合作用強度大于呼吸作用強度 25 第19頁/共21頁第十九頁，共22頁。光光合合速速率率(sl)測測定定方方法法1 1、半葉稱重(chn zhn)(chn zhn)法-有機物2、液滴移動法、液滴移動法- 3、黑白、黑白(hibi)