光合作用測(cè)定方法

1、光合速率測(cè)定方法總結(jié)光合速率測(cè)定方法總結(jié)-2017概念概念 光合速率指單位時(shí)間、單位葉面積的光合速率指單位時(shí)間、單位葉面積的CO2消耗量消耗量或者是或者是O2的產(chǎn)生量的產(chǎn)生量；也可以用單位時(shí)間、；也可以用單位時(shí)間、單位葉面積單位葉面積有機(jī)物的制造量有機(jī)物的制造量來表示。來表示。真正光合速率（總光合速率）真正光合速率（總光合速率）=表觀光合速率表觀光合速率（凈光合速率）（凈光合速率）+呼吸速率呼吸速率一、一、“半葉法半葉法”-測(cè)光合作用有機(jī)物的制造量測(cè)光合作用有機(jī)物的制造量例例1 某研究小組用番茄進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)，采用某研究小組用番茄進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)，采用“半葉法半葉法”對(duì)番茄對(duì)番茄葉片的光合作

2、用強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定。其原理是：將對(duì)稱葉片的一部分葉片的光合作用強(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柚箖刹糠值奈锊蛔鎏幚恚⒉捎眠m當(dāng)?shù)姆椒ㄗ柚箖刹糠值奈镔|(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射a小時(shí)后，在小時(shí)后，在A、B的對(duì)應(yīng)部位截的對(duì)應(yīng)部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB，獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，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，其單位是則可計(jì)算出該葉片的光合作用強(qiáng)度，其單位是mg/(dm2h)。問題：?jiǎn)栴}：（1）可用什么方法阻止兩部分葉片）可用什么方

3、法阻止兩部分葉片的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移？的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移？（2）若）若M=MB-MA，則則M的含義是：的含義是：_ _ _。可先在中央大葉脈基部用熱水、或熱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石蠟液燙傷或用呼吸抑制劑處理a 小時(shí)內(nèi)小時(shí)內(nèi)B部位截取的葉片光合作用合成有機(jī)物的總量部位截取的葉片光合作用合成有機(jī)物的總量 P62變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1 在同一天時(shí)間里，從經(jīng)過饑餓處理的植物的同一葉片在同一天時(shí)間里，從經(jīng)過饑餓處理的植物的同一葉片上陸續(xù)取下面積相同的葉圓片，稱取其質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)情況如圖所示。上陸續(xù)取下面積相同的葉圓片，稱取其質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)情況如圖所示。在不考慮葉片內(nèi)有機(jī)物向其他部位轉(zhuǎn)

4、移的情況下進(jìn)行分析，其中在不考慮葉片內(nèi)有機(jī)物向其他部位轉(zhuǎn)移的情況下進(jìn)行分析，其中錯(cuò)誤的是錯(cuò)誤的是 ：（：（ ） A葉圓片葉圓片y比葉圓片比葉圓片x重重B（y-x）g可代表從上午可代表從上午10時(shí)到下午時(shí)到下午4時(shí)光合作用中有機(jī)物的凈時(shí)光合作用中有機(jī)物的凈 增加量增加量C在下午在下午4時(shí)至晚上時(shí)至晚上10時(shí)這段時(shí)間內(nèi)，呼吸作用的速率可表示為時(shí)這段時(shí)間內(nèi)，呼吸作用的速率可表示為 y-zD假使全天溫度保持不變，則從上午假使全天溫度保持不變，則從上午10時(shí)到下午時(shí)到下午4時(shí)，一個(gè)葉圓時(shí)，一個(gè)葉圓 片制造的有機(jī)物為片制造的有機(jī)物為(2y-x-z)gC二、氣體體積變化法二、氣體體積變化法-測(cè)光合作用測(cè)光合

5、作用O2產(chǎn)生產(chǎn)生(或或CO2消耗消耗)的體積的體積 例例2 某生物興趣小組設(shè)計(jì)了圖某生物興趣小組設(shè)計(jì)了圖3 裝置進(jìn)行光合速率的測(cè)試實(shí)驗(yàn)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）。（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；將玻璃鐘罩溶液；將玻璃鐘罩遮光遮光處理，放在適宜溫度的環(huán)境中；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，得小時(shí)后記錄紅墨水滴移動(dòng)的方向和刻度，得X值。值。測(cè)定植物的凈光合作用強(qiáng)度：裝置的燒杯中放入測(cè)定植物的凈光合作用強(qiáng)度：裝置的燒杯中放入Na

6、HCO3緩沖緩沖溶液；將裝置放在溶液；將裝置放在光照充足、溫度適宜光照充足、溫度適宜的環(huán)境中；的環(huán)境中；1小時(shí)后記錄小時(shí)后記錄紅墨水滴移動(dòng)的方向和刻度，得紅墨水滴移動(dòng)的方向和刻度，得Y值。值。請(qǐng)你預(yù)測(cè)在植物生長期紅墨水滴最可能移動(dòng)方向并分析原因：請(qǐng)你預(yù)測(cè)在植物生長期紅墨水滴最可能移動(dòng)方向并分析原因：向左移動(dòng)向左移動(dòng) 向右移動(dòng)向右移動(dòng) c玻璃鐘罩遮光，植物只進(jìn)行呼吸作用，植物進(jìn)行有氧呼吸消耗玻璃鐘罩遮光，植物只進(jìn)行呼吸作用，植物進(jìn)行有氧呼吸消耗O2，而釋放的，而釋放的CO2氣氣體被裝置燒杯中體被裝置燒杯中NaOH溶液吸收，導(dǎo)致裝置內(nèi)氣體、壓強(qiáng)減小，紅色液滴向左移動(dòng)溶液吸收，導(dǎo)致裝置內(nèi)氣體、壓強(qiáng)減

7、小，紅色液滴向左移動(dòng) d裝置的燒杯中放入裝置的燒杯中放入NaHCO3緩沖溶液可維持裝置中的緩沖溶液可維持裝置中的CO2濃度；將裝置放在光照濃度；將裝置放在光照充足、溫度適宜的環(huán)境中，在植物的生長期，光合作用強(qiáng)度超過呼吸作用強(qiáng)度，表充足、溫度適宜的環(huán)境中，在植物的生長期，光合作用強(qiáng)度超過呼吸作用強(qiáng)度，表現(xiàn)為表觀光合作用釋放現(xiàn)為表觀光合作用釋放O2，致裝置內(nèi)氣體量增加，紅色液滴向右移動(dòng)，致裝置內(nèi)氣體量增加，紅色液滴向右移動(dòng) 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2 圖圖4是探究綠色植物光合作用速率的實(shí)驗(yàn)示意圖，裝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，該裝置置于置中的碳酸氫

8、鈉溶液可維持瓶?jī)?nèi)的二氧化碳濃度，該裝置置于20環(huán)境中。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，針筒的讀數(shù)是環(huán)境中。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，針筒的讀數(shù)是0.2mL，毛細(xì)管內(nèi)的水，毛細(xì)管內(nèi)的水滴在位置滴在位置X。20min后，針筒的容量需要調(diào)至后，針筒的容量需要調(diào)至0.6mL的讀數(shù)，才的讀數(shù)，才能使水滴仍維持在位置能使水滴仍維持在位置X處。據(jù)此回答下列問題：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）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)，清水，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，20min后，要使水后，要使水滴維持在位置滴維持在位置X處，針筒的容量處，針筒的容量（需向左（需向左/需向右需向右/不需要）調(diào)節(jié)。不需要）調(diào)節(jié)。（2）若以

9、釋放出的氧氣量來代表）若以釋放出的氧氣量來代表凈光合作用速率，該植物的凈光合凈光合作用速率，該植物的凈光合作用速率是作用速率是 mL/h。（3）若將圖中的碳酸氫鈉溶液換成等量）若將圖中的碳酸氫鈉溶液換成等量濃濃NaOH溶液，在溶液，在20、無光條件下，、無光條件下，30min后，針筒的容量需要調(diào)至后，針筒的容量需要調(diào)至0.1mL的讀數(shù)，才能使水滴仍維的讀數(shù)，才能使水滴仍維持在持在X處。則在有光條件下該植物的實(shí)際光合速率是處。則在有光條件下該植物的實(shí)際光合速率是 mL/h。1.21.4三、測(cè)溶氧量的變化三、測(cè)溶氧量的變化-黑白瓶法黑白瓶法例例3 某研究小組從當(dāng)?shù)匾缓吹哪骋簧疃热〉靡煌八畼?，分裝

10、于某研究小組從當(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，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：各組培養(yǎng)瓶中的氧含量，記錄數(shù)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低為3mg/L的原因是的原因是 ；該瓶中所有生物細(xì)胞呼吸消耗的該瓶中所有生物細(xì)

11、胞呼吸消耗的O2量為量為 mg/L24h。（2）當(dāng)光照強(qiáng)度為）當(dāng)光照強(qiáng)度為c時(shí)，白瓶中植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量時(shí)，白瓶中植物光合作用產(chǎn)生的氧氣量為為 mg/L24h。（3）光照強(qiáng)度至少為）光照強(qiáng)度至少為 （填字母）時(shí)，該水層產(chǎn)氧量才能維持（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。生物正常生活耗氧量所需。生物呼吸消耗氧氣生物呼吸消耗氧氣 721a變式訓(xùn)練變式訓(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。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。步驟步驟1：取兩個(gè)相同的透明玻璃瓶，分別編號(hào)為：取兩個(gè)相同的透明玻璃瓶，分別編號(hào)為1號(hào)、號(hào)、2號(hào)。號(hào)。步驟步驟2：用兩個(gè)瓶同時(shí)

12、從水深：用兩個(gè)瓶同時(shí)從水深3m處取水樣（都裝滿），立即測(cè)定處取水樣（都裝滿），立即測(cè)定2號(hào)瓶中的溶氧量，將號(hào)瓶中的溶氧量，將1號(hào)瓶密封瓶口沉入原取水樣處。號(hào)瓶密封瓶口沉入原取水樣處。步驟步驟3：24h后將后將1號(hào)瓶取出，測(cè)定瓶中的溶氧量。按以上步驟重號(hào)瓶取出，測(cè)定瓶中的溶氧量。按以上步驟重復(fù)復(fù)3次，結(jié)果次，結(jié)果1號(hào)瓶溶氧量平均值為號(hào)瓶溶氧量平均值為6.5mg，2號(hào)瓶溶氧量平均號(hào)瓶溶氧量平均值為值為5.3mg。（1）24h后，后，1號(hào)瓶中溶氧變化量是號(hào)瓶中溶氧變化量是 ，這說明，這說明 。（2）經(jīng)過）經(jīng)過24h后，后，1號(hào)瓶增加的有機(jī)物量（假設(shè)全為葡萄糖）號(hào)瓶增加的有機(jī)物量（假設(shè)全為葡萄糖）為為

13、 。（3）現(xiàn)欲使實(shí)驗(yàn)過程同時(shí)還能測(cè)出）現(xiàn)欲使實(shí)驗(yàn)過程同時(shí)還能測(cè)出1號(hào)瓶號(hào)瓶24h中實(shí)際合成的有機(jī)中實(shí)際合成的有機(jī)物總量，需補(bǔ)充物總量，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)?zhí)柶窟M(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）：自行選擇實(shí)驗(yàn)用具）： 。（4）設(shè)）設(shè)3號(hào)瓶溶氧量平均值為號(hào)瓶溶氧量平均值為a，則，則1號(hào)瓶號(hào)瓶24h實(shí)際合成葡萄糖量實(shí)際合成葡萄糖量為為 。增加增加1.2mg水生植物光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度水生植物光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度1.13mg另取一個(gè)和另取一個(gè)和1號(hào)、號(hào)、2號(hào)相同的瓶，設(shè)法使之不透光，設(shè)為號(hào)相同的瓶，設(shè)法使之不透光，設(shè)為3號(hào)瓶，其他處理號(hào)瓶，其

14、他處理和和1號(hào)瓶相同，號(hào)瓶相同，24h后測(cè)定溶氧量，重復(fù)后測(cè)定溶氧量，重復(fù)3次，取平均值。次，取平均值。15/16(6.5-a)四、定性比較光合作用強(qiáng)度的大小四、定性比較光合作用強(qiáng)度的大小-小葉片浮起數(shù)量法小葉片浮起數(shù)量法例例4探究光照強(qiáng)弱對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響，操作過程如下：探究光照強(qiáng)弱對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響，操作過程如下：變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練4 下圖甲為某校生物興趣小組探究光照強(qiáng)度對(duì)茉莉花光合作用強(qiáng)度影響的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,圖乙為每小時(shí)所測(cè)得的結(jié)果.據(jù)圖分析：(1)請(qǐng)寫出控制本實(shí)驗(yàn)自變量的一種方法：_.（2）為了防止無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾,本實(shí)驗(yàn)還應(yīng)設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn),請(qǐng)問對(duì)照裝置如何設(shè)置?_.（3）圖

15、甲所示裝置無法測(cè)得A點(diǎn)數(shù)據(jù),除非將其中的NaHCO 3 溶液換為_溶液,且將裝置放在 _ 環(huán)境中.用不同瓦數(shù)的燈泡或改用不同瓦數(shù)的燈泡或改變燈與廣口瓶的距離變燈與廣口瓶的距離 將裝置中的茉莉花換成死花將裝置中的茉莉花換成死花,其他設(shè)置與裝置甲一樣其他設(shè)置與裝置甲一樣 NaOH 黑暗(或遮光) （4）該小組某同學(xué)繼續(xù)以下實(shí)驗(yàn)探究光合作用速率與CO 2 濃度的關(guān)系.用打孔器從菠菜植株的葉片打取直徑1cm的小圓片40片,用針筒抽去葉圓片葉肉細(xì)胞間隙的氣體后,隨即均分為4組并分別放入A、B、C、D四個(gè)各裝有60ml蒸餾水的錐形瓶中,葉圓片全部沉入水底.隨后按下表操作,并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果.(蒸餾水中的溶解氧

16、忽略不計(jì))分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是 _.B、C、D四個(gè)錐形瓶中未上浮的葉圓片能否進(jìn)行有氧呼吸?并說明理由. _.另一同學(xué)重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)時(shí),將D錐形瓶200W燈泡的距離設(shè)置過遠(yuǎn),其他操作不變,30min后發(fā)現(xiàn)無葉圓片上浮.其原因是 _ _.在在一定范圍內(nèi)一定范圍內(nèi),植物光合速率隨植物光合速率隨CO 2 濃度升高而升高濃度升高而升高 能。能。 葉圓片能光合作用產(chǎn)生葉圓片能光合作用產(chǎn)生O 2 供有氧呼吸利用供有氧呼吸利用光照強(qiáng)度弱光照強(qiáng)度弱,光合速率低光合速率低,產(chǎn)生的產(chǎn)生的O 2 不足不足 本實(shí)驗(yàn)除通過觀察相同時(shí)間內(nèi)，葉片上浮數(shù)量的本實(shí)驗(yàn)除通過觀察相同時(shí)間內(nèi)，葉片上浮數(shù)量的多少來反映光合作

17、用速率的大小；還可以通過三個(gè)多少來反映光合作用速率的大小；還可以通過三個(gè)燒杯中上浮相同葉片數(shù)量所用時(shí)間的長短來描述。燒杯中上浮相同葉片數(shù)量所用時(shí)間的長短來描述。但該實(shí)驗(yàn)方法只能定性比較，無法測(cè)出具體的量變。但該實(shí)驗(yàn)方法只能定性比較，無法測(cè)出具體的量變。小葉片浮起數(shù)量法的原理和不足小葉片浮起數(shù)量法的原理和不足 五、測(cè)裝置中五、測(cè)裝置中CO2濃度的變化濃度的變化-紅外線紅外線CO2傳感器傳感器原理：原理：由于由于CO2對(duì)紅外線有較強(qiáng)的吸收能力，對(duì)紅外線有較強(qiáng)的吸收能力，CO2的的多少與紅外線的降低量之間有一線性關(guān)系多少與紅外線的降低量之間有一線性關(guān)系,因此因此CO2含含量的變化即可靈敏地反映在檢測(cè)

18、儀上，常用紅外線量的變化即可靈敏地反映在檢測(cè)儀上，常用紅外線CO2傳感器來測(cè)量傳感器來測(cè)量CO2濃度的變化。濃度的變化。 例例5 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)放一個(gè)CO2傳感器來監(jiān)測(cè)不同條件下瓶中傳感器來監(jiān)測(cè)不同條件下瓶中CO2濃度的變化，如下圖濃度的變化，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)圖回所示。請(qǐng)據(jù)圖回答：答： （1）在）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)時(shí)間段內(nèi)，葉肉細(xì)胞光合作用強(qiáng)度的變化趨勢(shì)為為 。理由是。

19、理由是 。（2）在）在60120min時(shí)間段，瓶?jī)?nèi)時(shí)間段，瓶?jī)?nèi)CO2濃度下降的原因是：濃度下降的原因是： 。此時(shí)間段該植物光合速率為此時(shí)間段該植物光合速率為 ppmmin。逐漸降低逐漸降低 CO2濃度降低的趨勢(shì)逐漸降低濃度降低的趨勢(shì)逐漸降低 植物的光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度植物的光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度 25 變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練5 將一株綠色植物置于密閉錐形瓶中，如下圖所示。在將一株綠色植物置于密閉錐形瓶中，如下圖所示。在連續(xù)連續(xù)60分鐘監(jiān)測(cè)的過程中，植物一段時(shí)間以固定的光照強(qiáng)度持續(xù)分鐘監(jiān)測(cè)的過程中，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，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)測(cè)得瓶?jī)?nèi)CO2濃度變化結(jié)果如圖濃度變化結(jié)果如圖-4所示。據(jù)此分析可知（所示。據(jù)此分析可知（ ） A最初最初10min內(nèi)，瓶?jī)?nèi)內(nèi)，瓶?jī)?nèi)CO2濃度逐漸下降，說明植物的光合作用逐漸增強(qiáng)濃度逐漸下降，說明植物的光合作用逐漸增強(qiáng) B第第2030min內(nèi)，瓶?jī)?nèi)植物光合作用逐漸