光合速率的测定方法例析
光合速率的测定方法例析
光合作用是高考的重点内容，如何提高光合作用总产量，是科研人员一直要解决的与人类社会和生活息息相关的生物学问题，而提高光合作用总产量的关键是提高光合作用速率，简称光合速率。
光合速率指单位时间、单位叶面积的CO
2的吸收量或者是O
2
的释放量；也可以用单
位时间、单位叶面积干物质积累数表示。通常以每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳毫克数表示（mg/ dm2·h），一般测定光合速率的方法都没有考虑叶子的呼吸作用，所以测定的结果实际是光合作用速率减去呼吸作用速率的差数，叫做表观光合速率或净光合速率。若能测出其呼吸速率,把它加到表观光合速率上去,则可测得真正光合速率，真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。
光合速率常见的测定方法有哪些呢？光合速率又是如何计算的呢？请看以下几种光合速率的测定方法。
1.“半叶法”---测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干物质产生总量
例1. 某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定。其原理是：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法（可先在叶柄基部用热水、或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理）阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等
面积的叶片，烘干称重，分别记为M
A 、M
B
，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作
用强度，其单位是mg/(dm2·h)。
问题：若M=M
B -M
A
，则M表示。
解析：本方法又叫半叶称重法，常用大田农作物的光合速率测定。
如图1所示，A部分遮光，这半片叶片虽不能进行光合作用，但仍可照常进行呼吸作用。另一半B部分叶片既能进行光合作用，又可以进行呼吸作用。
题中：M
B
表示6小时后叶片初始质量+光合作用有机物的总产量-呼吸作用有机物的消耗量，
M
A
表示6小时后初始质量-呼吸作用有机物的消耗量，
所以，M=M
B -M
A
，就是光合作用有机物的经过6小时干物质的积累数（B叶片被截取
部分在6小时内光合作用合成的有机物总量）。
这样，真正光合速率（单位：mg /dm2·h）就是M值除以时间再除以面积就可测得。
答案： B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量
变式训练1. 某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做了如图所示实验。
在叶柄基部作环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm2的叶圆片烘干后称其重量，测得叶片的叶绿体光合作用速率=(3y 一2z—x)／6 g·cm-2·h-1(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响)。则M处的实验条件是( )
A．下午4时后将整个实验装置遮光3小时 B．下午4时后将整个实验装置遮光6小时C．下午4时后在阳光下照射1小时 D．晚上8时后在无光下放置3小时解析：起始干重为上午10时移走时的叶圆片干重x克，从上午10时到下午4时，叶片在这6小时内既进行光合作用，又进行呼吸作用，所以下午4时移走的叶圆片干重y 克减去上午10时移走时的叶圆片干重x克的差值，就等于该叶圆片净光合作用干物质量：（y一x）克。
若要求出呼吸作用干物质量，应将叶片遮光处理，先假设叶片遮光处理为M小时后干重为z克，下午4时移走的叶圆片干重y 克减去叶片遮光处理M小时后的干重z克差值，就是呼吸作用干物质量：（y一x）克。
已知：测得叶片的叶绿体光合作用速率=(3y一2z—x)／6 g·cm-2·h-1 ，据真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率，得出：（3y一2z—x)／6 = （y一x）/ 6 + （y一x）/ M ，计算出M = 3小时，A选项正确。
2 . 气体体积变化法---测光合作用O2产生(或CO2消耗)的体积
例2：某生物兴趣小组设计了图2 装置进行光合速率的测试实验（忽略温度对气体膨胀的影响）。
①测定植物的呼吸作用强度：装置的烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液；将玻璃钟罩遮光处理，放在适宜温度的环境中；1小时后记录红墨水滴移动的方向和刻度，得X 值。
②测定植物的净光合作用强度：装置的烧杯中放入NaHCO
缓冲溶液；将装置放在光
3
照充足、温度适宜的环境中；1小时后记录红墨水滴移动的方向和刻度，得Y 值。
吸作用，植物进行有氧呼吸消耗O 2，而释放的CO 2气体被装置烧杯中的NaOH 溶液吸收，
导致装置内气体量减小，压强减小，红色液滴向左移动，向左移动的距离X ，就代表植物进行有氧呼吸消耗的量O 2量，也就是有氧呼吸产生的CO 2量。
②测定植物的净光合作用强度：装置的烧杯中放入NaHCO 3缓冲溶液可维持装置中的
CO 2浓度；将装置放在光照充足、温度适宜的环境中，又处在植物的生长期，其光合作
用强度超过呼吸作用强度，表现为表观光合作用释放O 2，致装置内气体量增加，红色液
滴向右移动，向右移动距离Y ，就代表表观光合作用释放O 2量，也就是表观光合作用吸
收的CO 2量。
所以，依据实验原理：真正光合速率 = 呼吸速率 + 表观光合速率，就可以计算出光合速率。
答案： a ．向左移动 c ．将玻璃钟罩遮光处理，绿色植物只进行呼吸作用，植物进行有氧呼吸消耗O 2，而释放的CO 2气体被装置烧杯中NaOH 溶液吸收，导致装置内气体
量减小，压强减小，红色液滴向左移动
b ．向右移动 d ．装置的烧杯中放入NaHCO 3缓冲溶液可维持装置中的CO 2浓度；将
装置放在光照充足、温度适宜的环境中，在植物的生长期，光合作用强度超过呼吸作用强度，表现为表观光合作用释放O 2，致装置内气体量增加，红色液滴向右移动
变式训练2 . 图4是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度，该装置置于20℃环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2mL ，毛细管内的水滴在位置X 。20min 后，针筒的容量需要调至0.6mL 的读数，才能使水滴仍维持在位置X 处。据此回答下列问题：
（1）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量清水，重复上述实验，20min 后，要使水滴维持在位置X 处，针筒的容量 （需向左/需向右/不需要）调节。
（2）若以释放出的氧气量来代表净光合作用速率，该植物的净光合作用速率
是 mL/h。
（3）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量浓氢氧化钠溶液，在20℃、无光条件下，30min后，针筒的容量需要调至0.1mL的读数，才能使水滴仍维持在X处。则在有光条件下该植物的实际光合速率是 mL/h。
解析：（1）由光合作用的总反应式6CO
2+12H
2
O C
6
H
12
O
6
+6O
2
+6H
2
O，可知反应前
后气体体积不变，所以不需要调节针筒容量就可使水滴维持在X处。
（2）光照条件下，由于光合作用吸收的CO
2由缓冲液补充，缓冲液能维持CO
2
浓度，
同时释放出O
2
导致密闭装置内气体压强增大，若使水滴X不移动，其针筒中单位时间内
O
2
气体容量的增加就代表表观光合速率的大小。由题可知，若以释放出的氧气量来代表表观光合速率，该植物的表观光合作用速率是（0.6-0.2）×3=1.2(mL/h)。
（3）瓶中液体改放为NaOH溶液，则装置内CO
2
完全被吸收，植物体不能进行光合
作用，只能进行呼吸作用，瓶中气体的变化即呼吸消耗的O
2
的变化。则在有光条件下该植物的真正光合速率 = 表观光合速率 + 呼吸速率，既1.2+0.1×2=1.4（mL/h）。
答案：（1）不需要（2）1.2(mL/h) （3）1.4（mL/h）
3. 黑白瓶法---测溶氧量的变化
例3：某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，分别在起始和24小时后以温克碘量法
的原因是；
该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O
2
量为 mg/L·24h。
（2）当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量为 mg/L·24h。
（3）光照强度至少为（填字母）时，该水层产氧量才能维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测定。白瓶就是透光瓶，里面可进行光合作用和呼吸作用。黑瓶就是不透光瓶，只能进行呼吸作用。在相同条件下培养一定时间，黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量，白瓶中含氧量的变化可以确定表观光合作用量，然后就可以计算出总光合作用量。
（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是：黑瓶没有光照，植物不能进行
光合作用产生氧，其中的生物呼吸消耗氧气，该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O
2
量为：原初溶解氧-24小时后氧含量，即10-3=7 （mg/L·24h）。
（2）当光照强度为c时，表观光合速率的大小为：24小时后氧含量-原初溶解氧，即24-10=14（mg/L·24h）。呼吸速率为10-3=7（mg/L·24h）。真正光合速率为14+7=21（mg/L·24h）.
（3）黑暗时，黑白瓶都是3 mg/L·24h，说明水体生物呼吸速率为10-3=7（mg/L·24h），
所以光照强度至少为a时，净光合速率为10-3=7（mg/L·24h），才能维持水中生物正常生活耗氧量所需。
答案：（1）黑瓶中植物不能进行光合作用产生氧，生物呼吸消耗氧气 7 （2）21 （3）a
4：小叶片浮起数量法---定性比较光合作用强度的大小
还可以通过三个烧杯中上浮相同叶片数量所用时间的长短来描述。但该实验方法只能比较大小，无法测出具体的量变。
答案：台灯与实验装置间的距离 A
5. 红外线CO2传感器---测装置中CO2浓度的变化
对红外线有较强的吸收能力，CO2的多少与红外线的降低量之间有一线性由于CO
2
关系,因此CO
含量的变化即可灵敏地反映在检测仪上，常用红外线CO2传感器来测量
2
CO2浓度的变化。
传例5：为测定光合作用速率，将一植物幼苗放入大锥形瓶中，瓶中安放一个CO
2
感器来监测不同条件下瓶中CO
浓度的变化，如下图5所示。相同温度下，在一段时间
2
内测得结果如图6所示。请据图回答：
（1）在60～120min时间段内，叶肉细胞光合作用强度的变化趋势
为。理由是。
（2）在60～120min时间段，瓶内CO
2
浓度下降的原因是。此时间段该植物光合速率为 ppm／min。
解析：（1）在60～120min时间段内，叶肉细胞光合作用强度的变化趋势为逐渐降
低，理由是C0
2
的浓度逐渐降低。
（2）在60～120min时间段，瓶内CO
2
浓度下降的原因是：植物的光合作用强度大
于呼吸作用强度，CO
2不断减少。用瓶中安放的CO
2
传感器来监测瓶中CO
2
浓度60min内
的变化是1500–500 = 1000 （ppm）,该数值是60min内净光合作用消耗的CO
2
量。
在0～60min时间段，瓶内CO
2
浓度上升的原因是：植物在黑暗条件下只进行呼吸作
用，60min内植物呼吸释放CO
2
量是 1500-1000=500（ppm）。
所以，此时间段该植物光合速率为（1000+500）/60=25(ppm／min)。
答案：（1）逐渐降低 C0
2
的浓度逐渐降低（2）植物的光合作用强度大于呼吸作用强度 258.
变式训练3：将一株绿色植物置于密闭锥形瓶中，如图-3所示。在连续60分钟监测的过程中，植物一段时间以固定的光照强度持续照光，其余时间则处于完全黑暗中，
其他外界条件相同且适宜，测得瓶内CO
2
浓度变化结果如图-4所示。据此分析可知（ D ）
A．最初10min内，瓶内CO
2
浓度逐渐下降，说明植物的光合作用逐渐增强 B．第20～30min内，瓶内植物光合作用逐渐减弱，呼吸作用逐渐增强
C．第40～60min内，瓶内植物的光合作用速率与呼吸作用速率大致相等
D．瓶内植物在照光时段内实际的光合作用速率平均为90ppmCO
2
/min
光合作用速率测定方法
光合作用速率测定方法 谭家学（湖北省十堰市郧阳区第二中学442500） 光合作用强度的大小直接影响植物的生长，可以设置装置来测定植物的光合作用强度。 一、光合作用速率的表示方法 1．净光合速率表示方法：单位时间内单位面积叶片CO2的吸收量或O2的释放量或有机物积累量。 2．真正光合速率表示方法：单位时间内单位面积叶片CO2的固定量或O2的产生量或有机物生产量。光合速率测定时，在黑暗（遮光）条件下测呼吸速率，在光下测净光合速率，真正光合速率等于呼吸速率加净光合速率。 3．看清这些词语是准确解题的关键：CO2是“消耗量”还是“吸收量”， O2是“产生量”还是“释放量”，有机物是“生产量”还是“积累量”，因为CO2的消耗量等于呼吸作用CO2释放量加从外界CO2吸收量；O2的产生量等于呼吸作用消耗的O2量加释放到外界环境O2量；有机物的生产量等于呼吸作用消耗有机物量加净积累量。 二、光合作用速率的测定方法 1．测定方法：将右图装置的广口瓶中加入碳酸氢钠稀溶液，给予适宜光照，光合作用消耗的CO2由碳酸氢钠稀溶液提供，玻璃管红色液滴右移的数值（记作S1）表示光合作用释放的O2 再用一套装置，不给予光照，其它条件均相同，玻璃管红色液滴左移的数值（记作 S 2 ）表示呼吸作用消耗O2量。 2．结果分析：净光合作用速率等于光照条件下单位时间内O2的释放量（即S1）；真正光合作用强度等于光照条件下单位时间内O2的释放量与呼吸作用O2消耗量之和（S1+ S2）。 3．物理误差的校正：由于装置的气体体积的变化也可能会由温度等物理因素所引起，为使测定结果更趋准确，应设置对照实验，以校正物理膨胀等因素对实验结果造成的误差。此时，对照实验与该装置相比，应将所测生物灭活，而其他各项处理应与实验组完全一致。 三、典例引领 【例】某转基因作物有很强的光合作用强度。某中学生物兴趣小组在暑假开展了对该转基因作物光合强度测试的研究课题，设计了如下装置。请你利用下列装置完成光合作用强度的测试实验，并分析回答有关问题： A．为开关 B．为玻璃钟罩 被研究的生物
光合速率的测定方法及应用
光合速率的测定方法及应用 阮庆华 光合作用是高考的重要考查内容之一，在全国各地历年高考中出现的频率较高.考查的角度涉及光合作用场所.过程.物质变化.能量转化.及其在生产生活实践中的应用.常以实验为载体,多与呼吸作用生态系统的功能相联系进行考查。本节选取光合速率的测定来突破其难点之一. 实验测得的光合速率是表观 光合速率或净光合速率,是指单位 时间、单位叶面积的CO2的吸收量 或者是O2的释放量；也可以用单 位时间、单位叶面积干物质积累数 表示。通常以每小时每平方分米叶 面积吸收二氧化碳毫克数表示 （mg/ dm2·h）,若能测出其呼吸 速率,把它加到表观光合速率上去, 则可得到真正光合速率。 真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。 光合速率常见的测定方法有哪些呢？光合速率又是如何计算的呢？请看以下几种光合速率的测定方法。 1、“半叶法”---测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干物质积累数 例1 某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定。其原理是：将对称叶片的一 部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当 的方法（可先在叶柄基部用热水、或热石蜡液烫伤 或用呼吸抑制剂处理）阻止A,B两部分的物质和能 量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对 应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为 M A、M B，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作 用强度，其单位是mg/(dm2·h)。 问题：若M=M B-M A，则M表 示。 解析本方法又叫半叶称重法，常用大田农作物的光合速率测定。 如图1所示，A部分遮光，这半片叶片虽不能进行光合作用，但仍可照常进行呼吸作用。另一半B部分叶片既能进行光合作用，又可以进行呼吸作用。 题中：M B表示6小时后叶片初始质量+光合作用有机物的总产量-呼吸作用有机物的消耗量，M A表示6小时后初始质量-呼吸作用有机物的消耗量，
光合速率测定方法
植物的光合速率测定-----改良半叶法 光合作用是绿色植物特有的生理功能，是绿色植物吸收光能将CO2和H20合成为有机物质并释放O2的过程。光合作用及其有关过程的测定是植物生理学实验的重要组成部分。 光合作用是由原初反应、同化力形成和二氧化碳同化3个主要阶段组成。原初反应包括光合色素对光能的吸收、光能的传递和光化学反应，主要与叶绿素和其它光合色素有关；而同化力(ATP和NADPH2)的形成主要与膜的特性有关，二氧化碳同化除受同化力供应影响外，还受与暗反应有关酶活性的影响。光合作用强弱与环境条件变化密切相关。 光合速率是植物生理性状的一个重要指标，也是估测植株光合生产能力的主要依据之一。光合速率可根据植物对CO2的吸收量，O2的释放量或干物质(有机物质)的积累量来进行测定。随着光合作用研究的深入，光合作用测定技术的水平也在不断提高，方法和手段也越来越多。本次实验学习光合速率测定最经典的方法之一-----改良半叶法。 [原理] 植物叶片的主脉两侧对称部分叶面积基本相等，其形态和生理功能也基本一致。用物理或化学方法处理叶柄或茎的韧皮部，保留木质部，以阻断叶片光合产物的外运，同时保证正常水分供应。然后，将对称叶片的一侧取下置于暗中，另一侧留在植株上保持光照，继续光合作用。一定时间后，测定光下和暗中叶片的干重差，即为光合作用的积累的干物质量。通过公式计算出光合速率。乘以系数后还可计算出C02的同化量。 [材料、仪器、药品] 1．材料：任选户外一种植物。 2．仪器及用品：(1) 剪刀；(2) 4块湿纱布；（3）带盖磁盘；(4) 30个小纸牌，去户外之前用铅笔编号（1~15；1~15）；(5) 镊子；(6) 打孔器；（7）铅笔；（8）记号笔；(9) 12个称量瓶；(10) 烘箱；(11) 分析天平；（12）干燥器。 3．药品：5％三氯乙酸。 [方法] 1．取样：在户外选择较绿和较黄的同种植物叶片各15片，要注意叶龄、叶色、着生节位、叶脉两侧和受光条件的一致性。绿叶和黄叶分别用纸牌编号（例如绿叶为1、2、3~15，黄叶为1`、2`、3`~15`）。增加叶片的数目可提高测定的精确度。 2．处理叶柄：为阻止叶片光合作用产物的外运，可选用以下方法破坏韧皮部。 (1) 环割法：用刀片将叶柄的外层(韧皮部)环割0.5cm左右。为防止叶片折断或改变方向，可用锡纸或塑料套管包起来保持叶柄原来的状态。 (2) 烫伤法：用棉花球或纱布条在90℃以上的开水中浸一浸，然后在叶柄基部烫半分钟左右，出现明显的水浸状就表示烫伤完全。若无水浸状出现可重复做一次。对于韧皮部较厚的果树叶柄，可用融熔的热蜡烫伤一圈。
植物的光合速率测定-----改良半叶法
植物的光合速率测定-----改良半叶法 一、植物的光合速率测定-----改良半叶法 光合作用是绿色植物特有的生理功能，是绿色植物吸收光能将CO2和H20合成为有机物质并释放O2的过程。光合作用及其有关过程的测定是植物生理学实验的重要组成部分。 光合作用是由原初反应、同化力形成和二氧化碳同化3个主要阶段组成。原初反应包括光合色素对光能的吸收、光能的传递和光化学反应，主要与叶绿素和其它光合色素有关；而同化力(ATP和NADPH2)的形成主要与膜的特性有关，二氧化碳同化除受同化力供应影响外，还受与暗反应有关酶活性的影响。光合作用强弱与环境条件变化密切相关。 光合速率是植物生理性状的一个重要指标，也是估测植株光合生产能力的主要依据之一。光合速率可根据植物对CO2的吸收量，O2的释放量或干物质(有机物质)的积累量来进行测定。随着光合作用研究的深入，光合作用测定技术的水平也在不断提高，方法和手段也越来越多。本次实验学习光合速率测定最经典的方法之一-----改良半叶法。 [原理] 植物叶片的主脉两侧对称部分叶面积基本相等，其形态和生理功能也基本一致。用物理或化学方法处理叶柄或茎的韧皮部，保留木质部，以阻断叶片光合产物的外运，同时保证正常水分供应。然后，将对称叶片的一侧取下置于暗中，另一侧留在植株上保持光照，继续光合作用。一定时间后，测定光下和暗中叶片的干重差，即为光合作用的积累的干物质量。通过公式计算出光合速率。乘以系数后还可计算出C02的同化量。 [材料、仪器、药品] 1．材料：任选户外一种植物。 2．仪器及用品：(1) 剪刀；(2) 4块湿纱布；（3）带盖磁盘；(4) 30个小纸牌，去户外之前用铅笔编号（1~15；1~15）；(5) 镊子；(6) 打孔器；（7）铅笔；（8）记号笔；(9) 12个称量瓶；(10) 烘箱；(11) 分析天平；（12）干燥器。 3．药品：5％三氯乙酸。 [方法] 1．取样：在户外选择较绿和较黄的同种植物叶片各15片，要注意叶龄、叶色、着生节位、叶脉两侧和受光条件的一致性。绿叶和黄叶分别用纸牌编号（例如绿叶为1、2、3~15，黄叶为1`、2`、3`~15`）。增加叶片的数目可提高测定的精确度。 2．处理叶柄：为阻止叶片光合作用产物的外运，可选用以下方法破坏韧皮部。 (1) 环割法：用刀片将叶柄的外层(韧皮部)环割0.5cm左右。为防止叶片折断或改变方向，可用锡纸或塑料套管包起来保持叶柄原来的状态。 (2) 烫伤法：用棉花球或纱布条在90℃以上的开水中浸一浸，然后在叶柄基部烫半分钟左右，出现明显的水浸状就表示烫伤完全。若无水浸状出现可重复做一次。对于韧皮部较厚的果树叶柄，可用融熔的热蜡烫伤一圈。 （3）抑制法：用棉花球蘸取5％三氯乙酸或0.3mol/L的丙二酸涂抹叶柄一周。本实验统一使用三氯乙酸。注意勿使抑制液流到植株上。 选用何种方法处理叶柄，视植物材料而定。一般双子叶植物韧皮部和木质部容易分开宜采用环割法；单子叶植物如小麦和水稻韧皮部和木质部难以分开，宜使用烫伤法；而叶柄木质化程度低，易被折断叶片采用抑制法可得到较好的效果。 3．剪取样品：叶柄处理完毕后即可剪取样品，并开始记录时间，进行光合作用的测定。首先按编号次序（绿叶和黄叶交替进行）剪下叶片对称的一半(主脉留下)，并按顺序夹在湿
光合作用速率的测定方法
光合作用速率的测定方法 一、“半叶法”-测光合作用有机物的生产量。即单位时间、单位叶面积干物质的量 【例1】某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定。其原理是：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理（见图1），并采用适当的方法（可先在叶柄基部用热水或热石蜡液烫伤，或用呼吸抑制剂处理）阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6h后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片。烘干称重，分别记为M A—M B，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg (dm2·h)。 问题：若M=M B—M A，则M表示____ 。 【解析】如图l所示，A部分遮光，这半片叶片虽不能进行光合作用，但仍可照常进行呼吸作用。另一半B部分叶片既能进行光合作用，又可以进行呼吸作用。 设初始质量为a，呼吸作用消耗质量为b，净光合质量为b，则：M A=a—b，M B=a+c，所以：M=M B -M A=c+b，即M表示总光合作用质量。 这样，真正光合速率（单位：mg/dm2．h）就是M值除以时间再除以叶面积。 【答案]B叶片被截取部分在6h内光合作用合成的有机物总量 二、气体体积变化法—一测光合作用O2产生（或CO2消耗）的体积 【例2】某生物兴趣小组设计了如图2所示的装置进行光合速率的测试实验（忽略温度对气体膨胀的影响）。 (1)测定植物的呼吸作用强度：在该装置的小烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液适量；将玻璃钟罩遮光处理，放在适宜温度的环境中；th后记录红墨水滴移动的方向和刻度，得X值。
(2)测定植物的净光合作用强度：在该装置的小烧杯中放入NaHCO3缓冲溶液适量；将装置放在光照充足、温度适宜的环境中；1h后记录红墨水滴移动的方向和刻度，得Y值。 请你预测在植物生长期红墨水滴最可能移动的方向并分析原因，并将结果填入表中：项目红墨水滴移动原因分析 测定植物呼吸作用 a． C． 测定植物净光合作 b． d． 【解析】(1)测定植物的呼吸作用强度时，将玻璃钟罩遮光处理，绿色植物只进行呼吸作用。植物进行有氧呼吸消耗O2，而释放的CO2气体被装置中烧杯里的NaOH溶液吸收，导致装置内气体体积减小，压强减小。红色液滴向左移动，向左移动的距离X就代表植物进行有氧呼吸消耗的O2量，即有氧呼吸产生的CO2量。 (2)测定植物的净光合作用强度：装置的烧杯中放入的NaHCO3缓冲溶液可维持装置中的CO2浓度；将装置放在光照充足、温度适宜的环境中。又处在植物的生长期，其光合作用强度超过呼吸作用强度，表现为表观光合作用释放O2，致使装置内气体量增加，红色液滴向右移动，向右移动的距离Y就代表表观光合作用释放的O2量，也就是表观光合作用吸收的CO2量。 故，依据实验原理：真正光合速率=呼吸速率+表观光合速率，就可以计算出光合速率。 【答案】a．向左移动c．将玻璃钟罩遮光处理，绿色植物只进行呼吸作用，植物进行有氧呼吸消耗O2，而释放的CO2气体被装置中烧杯里的NaOH溶液吸收，导致装置内气体压强减小，红色液滴向左移动b．向右移动d．装置的烧杯中放入的NaHCO3缓冲溶液可维持装置中的CO2浓度；将装置放在光照充足、温度适宜的环境中，在植物的生长期，光合作用强度超过呼吸作用强度，表现为表观光合作用释放O2，致装置内气体量增加，红色液滴向右移动 三、黑白瓶法——测溶氧量的变化 【例3】某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于6对黑白瓶中，从剩余的水样中测得原初溶解氧的含量为10 mg/L，白瓶为透明玻璃瓶．黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于6种不同的光照条件下，分别在起始和1h后以温克碘量法测定各组培养瓶中O2的含量，记录数据如表所示： 光照强度(klx) 黑暗 a b C d e 白瓶溶氧量(mg/L) 3 IO 16 24 30 30 黑瓶溶氧量(mg/L) 3 3 3 3 3 3 (1)黑瓶中溶解氧的含量降低为3 mg/L的原因是。该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为mg/L·h。 (2)当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的O2量为mg/L·h。 (3)光照强度至少为（填字母）时，该水层产氧量才能维持生物正常生活耗
(三)测定光合速率的常用方法及实验设计
测定光合速率的常用方法及实验设计 一．测定光合速率的常用方法 1.利用液滴移动装置测定植物光合速率与呼吸速率 ①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。 ②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合速率。 ③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。
指标相对量的变化。下列说法不正确的是( ) A．图甲装置在较强光照下有色液滴向右移动，再放到黑暗环境中有色液滴向左移动 B．若将图甲中的CO2缓冲液换成质量分数为1%的NaOH溶液，其他条件不变，则植物幼苗叶绿体产生NADPH 的速率将不变 C．一定光照条件下，如果再适当升高温度，真光合速率会发生图乙中从b到a的变化，同时呼吸速率会发生从a到b的变化 D．若图乙表示甲图植物光合速率由a到b的变化，则可能是适当提高了CO2缓冲液的浓度 2.叶圆片称重法 测定单位时间、单位面积叶片中淀粉的生成量，如图所示以有机物的变化量测定光合速率(S为叶圆片面积)。 净光合速率＝(z－y)/2S； 呼吸速率＝(x－y)/2S； 总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率＝(x＋z－2y)/2S。 例2.某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率，做如图所示实验：在叶柄基部做环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1 cm2的叶圆片烘干后称其重量，M处的实验条件是下午4时后将整个实验装置遮光3小时，则测得叶片叶绿体的光合速率是(单位：g·cm－2·h －1，不考虑取叶圆片后对叶片生理活动的影响和温度微小变化对叶片生理活动的影响)( ) A．(3y－2z－x)/6 B．(3y－2z－x)/3 C．(2y－x－z)/6 D．(2y－x－z)/3 3.叶圆片上浮法 用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底，给予一定的光照，测量叶圆片上浮至液面所用的平均时间，可以用来作为指标判断净光合速率的大小。 例3.如下图为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底，然后将等量的叶圆片转至含有不同浓度的NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间，以研究光合作用速率与NaHCO3溶液浓度的关系。有关分
光合作用测定实验报告
华东师范大学植物生理学实验报告 姓名：张晓伟学号：10101910115 班级：01 时间：2012.10.22 1、实验目的和意义： 熟悉用便携式光合测定仪法测定植物光合作用强度，比较同种植物成熟叶片，幼叶； 同种植物不同部位的叶片，及不同植物相似部位的叶片的测量结果。 2、实验分析 ECA型光合测定仪是利用先进的单片机技术对相应的CO2浓度、湿度、温度和光合有效辐射（PAR）等传感器，进行信号采集，经模数(A/D)转换处理数据，可显示光合速率（Pn），蒸腾作用（Tr），水分利用效率（WUE）和气孔阻抗（SR）等，最大的优点就是可以进行活体测定，多数据测定，且进行野外测量时便于携带。 3、实验器材和试剂： 3.1实验仪器：ECA-PB04025光合测定仪 3.2实验材料：田间有代表性的植物叶片或叶片发育完全的活体植物 4、实验步骤： 4.1打开主机前后面板上的电源，气泵开关，打开前面板的开关ON。 4.2按照屏幕提示，按数字键选择——中英文菜单、数据保存、用户设置、测量方式（默认单叶闭路）等内容。 4.3核对测量参数系统容积为测量系统的空气容积，包括叶室，气管及内部测量系统的容积，本系统标称为0.25L；间隔时间为系统内部自动采集的间隔时间，C3植物，设为3s；C4植物，设为2s；作物叶子在夹室夹紧后见光部分的面积为测定面积，本机标准叶室透光窗口的面积为11cm2，为叶子夹满时应输入实际值。 4.4测定状态界面操作调零——把仪器后面板上的旋钮切换到调零状态，当屏幕显示的CO2浓度值大于0时，将调零旋钮逆时针方向调到001，为0时，顺时针调到001，然后把旋钮切换到测量的状态，每次重新开机都要调零。 4.54.5 测量打开叶室，手柄轻轻摆动，待CO2浓度稳定后开始操作。 夹紧叶片，把透光口对准阳光（获得PAR最大值），C 值平稳下降时按“ENT 键”进行数据采集，屏幕上第一行中间的采集时间显示0s，然后按设置开始自
实验二 植物的光合速率测定
实验二植物的光合速率测定-----改良半叶法一、植物的光合速率测定-----改良半叶法 光合作用是绿色植物特有的生理功能，是绿色植物吸收光能将CO 2和H 2 0合成为 有机物质并释放O 2 的过程。光合作用及其有关过程的测定是植物生理学实验的 重要组成部分。 光合作用是由原初反应、同化力形成和二氧化碳同化3个主要阶段组成。原初反应包括光合色素对光能的吸收、光能的传递和光化学反应，主要与叶绿素和 其它光合色素有关；而同化力(ATP和NADPH 2 )的形成主要与膜的特性有关，二氧化碳同化除受同化力供应影响外，还受与暗反应有关酶活性的影响。光合作用强弱与环境条件变化密切相关。 光合速率是植物生理性状的一个重要指标，也是估测植株光合生产能力的主 要依据之一。光合速率可根据植物对CO 2的吸收量，O 2 的释放量或干物质(有机物 质)的积累量来进行测定。随着光合作用研究的深入，光合作用测定技术的水平也在不断提高，方法和手段也越来越多。本次实验学习光合速率测定最经典的方法之一-----改良半叶法。 [原理] 植物叶片的主脉两侧对称部分叶面积基本相等，其形态和生理功能也基本一致。用物理或化学方法处理叶柄或茎的韧皮部，保留木质部，以阻断叶片光合产物的外运，同时保证正常水分供应。然后，将对称叶片的一侧取下置于暗中，另一侧留在植株上保持光照，继续光合作用。一定时间后，测定光下和暗中叶片的干重差，即为光合作用的积累的干物质量。通过公式计算出光合速率。乘以系数后还可计算出C0 2 的同化量。 [材料、仪器、药品] 1．材料：任选户外一种植物。 2．仪器及用品：(1) 剪刀；(2) 4块湿纱布；（3）带盖磁盘；(4) 30个小纸牌，去户外之前用铅笔编号（1~15；1~15）；(5) 镊子；(6) 打孔器；（7）铅笔；（8）记号笔；(9) 12个称量瓶；(10) 烘箱；(11) 分析天平；（12）干燥器。 3．药品：5％三氯乙酸。 [方法] 1．取样：在户外选择较绿和较黄的同种植物叶片各15片，要注意叶龄、叶色、着生节位、叶脉两侧和受光条件的一致性。绿叶和黄叶分别用纸牌编号（例
测定光合作用速率的方法2(含答案)
小专题：测定光合作用速率的方法 真正(总，实际)光合速率＝表观（净）光合速率+呼吸速率 （一）“半叶法” ---测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干 物质积累数 例1 某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番茄叶片的光 合作用强度进行测定。其原理是：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B) 不做处理，并采用了适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A 、B 的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA 、MB ，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/(dm2·h)。 问题：若M=MB-MA ，则M 表示 变式训练1. 某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做了如图所示实验。在叶柄基部作环剥处理(仅 限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm 2的叶圆片烘干后称其重 量，测得叶片的叶绿体光合作用速率=(3y 一2z —x)／6 g ·cm -2·h -1(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响 和温度微小变化对叶生理活动的影响)。则M 处的实验条件是( ) A ．下午4时后将整个实验装置遮光3小时 B ．下午4时后将整个实验装置遮光6小时 C ．下午4时后在阳光下照射1小时 D ．晚上8时后在无光下放置3小时 （二）气体体积变化法---测光合作用O2产生的体积 例2 某生物兴趣小组设计了图3 装置进行光合速率的测试实验（忽略 温度对气体膨胀的影响）。 ①测定植物的呼吸作用强度：装置的烧杯中放入适宜浓度的NaOH 溶 液；将玻璃钟罩遮光处理，放在适宜温度的环境中；1小时后记录红墨 水滴移动的方向和刻度，得X 值。 ②测定植物的净光合作用强度：装置的烧杯中放入NaHCO3缓冲溶液； 将装置放在光照充足、温度适宜的环境中；1小时后记录红墨水滴移动 的方向和刻度，得Y 值。 变式训练2 . 图4是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度，该` 装置置于20℃环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2mL ，毛细管内的水滴在位置X 。20min 后，针筒的容量需要调至0.6mL 的读数，才能使水滴仍维持在位置X 处。据此回答下列问题： （1）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量清水，重复上述实验，20min 后，要使水滴维持在位置X 处，针筒的CO2的固定量 O2的产生量 葡萄糖的产生 （制造）量 呼吸释放CO2量 呼吸消耗O2量 呼吸消耗葡萄糖量 CO2的吸收量 O2的释放量 葡萄糖的积累量
光合速率的测定
光合速率的测定 植物光合速率的测定 改良半叶法 一、实验原理 改良半叶法即干重法是将植物对称叶片的一半遮光或取下置于暗处，另一半则留在光下进行光合作用;过一段时间后，测定比较两半叶对称部位的叶重。因处理前对称叶片的等面积对应部位的干重相等，照光后的叶片重量超过暗处理的叶重，其超过部分即为光合作用积累干物质的重量。根据测定叶面积、光合时间和干重增量即可计算净光合速率。此法光合作用进行不离体，故适于田间光合速率测定。 二、材料、设备及试剂 1、材料田间生长正常的植株。 2、仪器药品剪刀、分析天平、称量瓶、烘箱、刀片、金属膜板或硬塑料叶模、 锡纸、塑料袋(盒)。 3、试剂 5%三氯乙酸。 三、操作方法 1、选择测定材料 在田间选定有代表性植株叶片(如叶片在植株上的部位，叶龄、受光条件等) 10-20张，用小纸牌编号。 2、叶片基部处理 为了阻止叶片中光合作用产物外运，确保测定结果的准确性，选择下列方法对叶片基部进行处理。
(1) 环割:能将叶柄韧皮部破坏，阻止光合产物外运。对棉花等双子叶植物的叶片可用刀片将叶柄的外表皮环割0.5厘米左右宽。 (2) 烫伤:小麦、水稻等单子叶植物，由于韧皮部和木质部难以分开处理，可用刚在开水中浸过的纱布或棉花将叶子基部烫伤一小段。一般用90?以上的开水烫20分钟。 (3) 化学环割:由于许多植物叶柄木质化程度低，叶柄易被折断，用开水烫难以掌握合适的烫伤程度，烫得不够或者过度均影响测定结果。因此，可采用化学方法“环割”。即将三氯乙酸(一种强烈的蛋白质沉淀剂)点涂叶柄，待渗入叶柄后可将筛管生活细胞杀死，而起到阻止光合产物运输的作用。三氯乙酸的浓度，视叶柄的幼嫩程度而异，以能明显灼伤叶柄而不影响水分供应，不改变叶片角度为宜。一般使用5%的三氯乙酸。 为了使烫伤或者环割等处理后的叶片不致下垂影响叶片的自然生长角度，可用锡纸或者塑料管包围之，使叶片保持原来的着生角度。 3、剪取样品 叶基部处理完毕后，记录时间并开始进行光合作用。按编号依次剪下每片处理叶片的一半(主脉不剪下)，按编号顺序夹于湿润的纱布中，贮于暗处。过4-5小时，再一次剪下另外半叶，同样按编号夹于湿润的纱布中带回室内。两次剪叶的速度尽量保持一致，使各片叶经历相同的光照时数。 4、称重比较 将各同号叶片之两半按对应部分跌在一起，在无粗叶脉上叶模(如棉花可用 1.5×2c m，小麦可用0.5×4cm)，用刀片沿边切下两个叶块，分别置于标有“光”合“暗”的两个称量瓶中，在80?-90?下烘干至恒重(约5h)在分析天平上称重比较。 四、实验结果
测定光合作用速率的方法
测定光合作用速率的方法 真正(总，实际)光合速率＝表观（净）光合速率+呼吸速率 （一）“半叶法” ---测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干 物质积累数 例1 某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番茄叶片的光 合作用强度进行测定。其原理是：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B) 不做处理，并采用了适当的方法阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A 、B 的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA 、MB ，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是mg/(dm2·h)。 问题：若M=MB-MA ，则M 表示 变式训练1. 某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做了如图所示实验。在叶柄基部作环剥处理(仅 限制叶片有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm 2的叶圆片烘干后称其重 量，测得叶片的叶绿体光合作用速率=(3y 一2z —x)／6 g ·cm -2·h -1(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响 和温度微小变化对叶生理活动的影响)。则M 处的实验条件是( ) A ．下午4时后将整个实验装置遮光3小时 B ．下午4时后将整个实验装置遮光6小时 C ．下午4时后在阳光下照射1小时 D ．晚上8时后在无光下放置3小时 （二）气体体积变化法---测光合作用O2产生的体积 例2 某生物兴趣小组设计了图3 装置进行光合速率的测试实验（忽略 温度对气体膨胀的影响）。 ①测定植物的呼吸作用强度：装置的烧杯中放入适宜浓度的NaOH 溶 液；将玻璃钟罩遮光处理，放在适宜温度的环境中；1小时后记录红墨 水滴移动的方向和刻度，得X 值。 ②测定植物的净光合作用强度：装置的烧杯中放入NaHCO3缓冲溶液； 将装置放在光照充足、温度适宜的环境中；1小时后记录红墨水滴移动 的方向和刻度，得Y 值。 变式训练2 . 图4是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧 CO2的固定量 O2的产生量 葡萄糖的产生 （制造）量 呼吸释放CO2量 呼吸消耗O2量 呼吸消耗葡萄糖量 CO2的吸收量 O2的释放量 葡萄糖的积累量
实验二 植物光合速率的测定
实验二植物光合速率的测定 一、实验目的 1.了解植物光合作用的测定方法。 2.掌握红外线CO 2 气体分析仪法测定植物光合速率的原理和方法。 3.掌握CB-1102便携式光合作用测定仪的操作使用方法。 二、实验原理 光合速率是植物生理性状的一个重要指标，也是估测植株光合生产能力的主 要依据之一。光合速率可根据植物对CO 2 的吸收量，O2的释放量或干物质(有机物质)的积累量来进行测定，因此产生了三种主要用于测定植物叶片光合速率的方法：（1）测定干物质变化量—改良半叶法；（2）测定氧气的释放速率—氧电极 法；（3）测定二氧化碳的吸收速率—红外线CO 2 气体分析仪法。 红外线气体分析仪法是通过检测植物在光合作用过程中CO 2 的变化量来测定 植物叶片的光合速率。由于不同气体分子都有特定的吸收光谱，CO 2 对红外线由4个吸收带，其中只有4.26μm的吸收带不与水的吸收带重叠，因此在红外线仪 上设有仅让4.26μm红外光通过的滤光片，当该波长的红外光经过含有CO 2 的气 体时，由于CO 2对红外线的吸收而是其能量降低，能量降低的多少与CO 2 的浓度 有关，因此可以通过红外线 CO 2 气体分析仪检测植物叶片在光合作用过程中的变 化量来测得植物叶片的光合速率。用红外线气体分析仪测定植物叶片的光合速率有两种气路系统,一种是密闭式气路系统，一种是开放式气路系统。 密闭式气路系统是将被测植物叶片密闭在同化室中，整个气路系统在测定过 程中不与外界发生气体交换,同化室内的CO 2 浓度随着光合作用的进行而逐渐降 低,经过红外线CO 2气体分析仪检测出同化室内CO 2 的下降速率,根据同化室中叶 片的面积和同化室体积计算出光合速率。但密闭式气路系统不能对光合速率做长时间的连续监测，只能在一定的CO 2 浓度范围内间断地测定。 开放式气路系统采用双气室红外仪，使未经过同化室的气体作为参比气进入一个气室，使从同化室出来的气体作为样本气进入另一个气室，测量出参比气和 样本气的CO 2浓度差，根据其CO 2 差、同化室中叶片面积和气体流量计算光合速 率。 本次实验采用开放式气路系统测定植物叶片的光合速率。 三、实验材料与仪器 试验材料：人工培养的万年青、辣椒、鹅掌柴植株的活体叶片。 实验仪器：Yaxin-1120型便携式光合作用测定仪。 四、实验步骤 1. 仪器预热：打开仪器电源开关，使仪器处于预热状态，预热4min。通常
光合速率的测定方法例析
光合速率的测定方法例析 光合作用是高考的重点内容，如何提高光合作用总产量，是科研人员一直要解决的与人类社会和生活息息相关的生物学问题，而提高光合作用总产量的关键是提高光合作用速率，简称光合速率。 光合速率指单位时间、单位叶面积的CO 2的吸收量或者是O 2 的释放量；也可以用单 位时间、单位叶面积干物质积累数表示。通常以每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳毫克数表示（mg/ dm2·h），一般测定光合速率的方法都没有考虑叶子的呼吸作用，所以测定的结果实际是光合作用速率减去呼吸作用速率的差数，叫做表观光合速率或净光合速率。若能测出其呼吸速率,把它加到表观光合速率上去,则可测得真正光合速率，真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。 光合速率常见的测定方法有哪些呢？光合速率又是如何计算的呢？请看以下几种光合速率的测定方法。 1.“半叶法”---测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干物质产生总量 例1. 某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用强度进行测定。其原理是：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法（可先在叶柄基部用热水、或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理）阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等 面积的叶片，烘干称重，分别记为M A 、M B ，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作 用强度，其单位是mg/(dm2·h)。 问题：若M=M B -M A ，则M表示。 解析：本方法又叫半叶称重法，常用大田农作物的光合速率测定。 如图1所示，A部分遮光，这半片叶片虽不能进行光合作用，但仍可照常进行呼吸作用。另一半B部分叶片既能进行光合作用，又可以进行呼吸作用。 题中：M B 表示6小时后叶片初始质量+光合作用有机物的总产量-呼吸作用有机物的消耗量， M A 表示6小时后初始质量-呼吸作用有机物的消耗量， 所以，M=M B -M A ，就是光合作用有机物的经过6小时干物质的积累数（B叶片被截取 部分在6小时内光合作用合成的有机物总量）。 这样，真正光合速率（单位：mg /dm2·h）就是M值除以时间再除以面积就可测得。 答案： B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量 变式训练1. 某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率，做了如图所示实验。
光合速率测量方法
光合速率测定是植物生理学的基本研究方法之一，在作物丰产生理、作物生态、新品种选育、以及光合作用基本理论研究方面都有着广泛的用途。 根据光合作用的总反应式 C022H2O→ (CH2O)O2H2O 光合强度原则上可以用任何一反应物消耗速度或生成物的产生速度来表示。由于植物体内水分含量很高，而且植物随时都在不断地吸水和失水，水参与的生化反应又特多，即体内水分含量经常变动，所以实际上不能用水的含量变化来测定光合速率。在科学实验中可用以下方法方式来测定和表示光合速率(表9—1)，其中最常用的方法有：改良半叶法，红外线CO-2分析法，和氧电极法。以下介绍主要介绍“改良半叶法”。 改良半叶法 原理 同一叶片的中脉两侧，其内部结构，生理功能基本一致。将叶片一侧遮光或一部分取下置于暗处，另一侧留在光下进行光合作用，过一定时间后，在这叶片两侧的对应部位取同等面积，分别烘干称重。根据照光部分干重的增量便可计算光合速率。 为了防止光合产物从叶中输出，可对双子叶植物的叶柄采用环割，对单子叶植物叶片基部用开水烫，或用三氯醋酸(蛋白质沉淀剂)处理等方法来损伤韧皮部活细胞，而这些处理几乎不影响水和无机盐分向叶片的输送。 器材与试剂 器材：FS剪刀、分析天平、称量皿(或铝盒)、烘箱、刀片、金属(有机玻璃也可)模板(或打孔器)、纱布、热水瓶或其他可携带的加热设备、夹子、有盖搪瓷盘等。 试剂：fs三氯乙酸、石蜡。 方法与步骤 表9-2用改良半叶法测定光合速率的记载表 1．选择测定样品：实验可在晴天上午8—9点钟开始，预先在田间选定有代表性的叶片(如叶片在植株上的部位、年龄、受光条件等)10张，挂牌编号。 2．叶子基部处理： (1)棉花等双子叶植物，可用刀片将叶柄的外皮环割0.5cm左右，切断韧皮部运
光合速率的测定方法归纳总结[001]
光合速率的测定方法归纳总结 考点分析： 光合作用在历年的高考中频繁出现，但一般不是单一知识点的考查，往往结合光合作用和呼吸作用的过程综合考查，考题既有选择题也有非选择题，但多数考题都依托坐标图、装置图进行考查。 相关策略： （1）明确测定指标：光合作用和呼吸作用的强度一般用气体含量的变化来测定，但此时测得的气体含量变化不是真实的光合作用和呼吸作用，而是一种表观的光合作用和呼吸作用。 （2）绘制坐标曲线：复习中可通过坐标曲线分析光合速率和呼吸速率的相等点，呼吸速率的最高值及光合速率的最高值。 （3）联系生产实际：复习中要重视对光合作用过程和影响因素的分析和理解，并学会结合农业生产解释提高作物产量的原理和途径。 这里主要归纳光合速率的测定方法。 一般测定光合速率的方法都不能排除叶子的呼吸作用，所以测定的结果实际是光合作用速率减去呼吸作用速率的差值，叫做表观光合速率或净光合速率。若能测出其呼吸速率,把它加到净光合速率上去,则可测得真正光合速率。 真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。 光合速率常见的测定方法归纳如下： 1.“半叶法”---测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干物质产生总量 【典例1】某学校某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番茄叶片的光合速率进行测定。其原理是：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法（可先在叶柄基部用热水、或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理）阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射6小时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干称重，分别记为MA、MB，获得相应数据，则可计算出该叶片的光合作用强度，其单位是 mg/(dm2·h)。 （1）MA表示6小时后叶片初始质量-呼吸作用有机物的消耗量，MB 表示6小时后： （）+（）-呼吸作用有机物的 消耗量。 （2）若M=MB-MA，则M表示 （3）真正光合速率（单位：mg /dm2·h）就是 答案：叶片初始质量+光合作用有机物的总产量 B叶片被截取部分在6小时内光合作用合成的有机物总量 M值除以时间再除以面积 2. 气体体积变化法---测光合作用O2产生(或CO2消耗)的体积 【典例2】下图是探究绿色植物光合作用速率的实验示意图，装置中的碳酸氢钠溶液可维持瓶内的二氧化碳浓度，该装置置于20℃环境中。实验开始时，针筒的读数是0.2mL，毛细管内的水滴在位置X。20min后，针筒的容量需要调至0.6mL的读数，才能使水滴仍维持在位置X处。据此回答下列问题： （1）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量清水，重复上述实验，20min后，要使水滴维持在位置X 处，针筒的容量（需向左/需向右/不需要）调节。 （2）若以释放出的氧气量来代表净光合作用速率，该植物的净光合作用速率是mL/h。（3）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量浓氢氧化钠溶液，在20℃、无光条件下，30min后，针筒的容量需要调至0.1mL的读数，才能使水滴仍维持在X处。则在有光条件下该植物的实际光合速率是mL/h。 解析：（1）由光合作用的总反应式6CO2+12H2O--，可知反应前后气体体积不变，所以不需要调节针筒容量就可使水滴维持在X处。 （2）光照条件下，由于光合作用吸收的CO2由缓冲液补充，缓冲液能维持CO2浓度，同时释放出O2导致密闭装置内气体压强增大，若使水滴X不移动，其针筒中单位时间内O2气体容量的增加就代表表观光合速率的大小。由题可知，若以释放出的氧气量来代表表观光合速率，该植物的表观光合作用速率是（0.6-0.2）×3=1.2(mL/h)。 （3）瓶中液体改放为NaOH溶液，则装置内CO2完全被吸收，植物体不能进行光合作用，只能进行呼吸作用，瓶中气体的变化即呼吸消耗的O2的变化。则在有光条件下该植物的真正光合速率= 表观光合速率+ 呼吸速率，既1.2+0.1×2=1.4（mL/h）。 答案：（1）不需要（2）1.2(mL/h) （3）1.4（mL/h） 3. 黑白瓶法---测溶氧量的变化 【典例3】某研究小组从当地一湖泊的某一深度取得一桶水样，分装于六对黑白瓶中，剩余的水样测得原初溶解氧的含量为10mg/L，白瓶为透明玻璃瓶，黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶。将它们分别置于六种不同的光照条件下，分别在起始和24小时后以温克碘量法测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下表： （1）黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是；该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为 mg/L·24h。 （2）当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量为 mg/L·24h。 （3）光照强度至少为（填字母）时，该水层产氧量才能维持生物正常生活耗氧量所需。
植物光合强度的测定.
实验五植物光合强度的测定 一试验目的 1 学习田间测定光合速率方法。 2 比较不同植物光合速度。 二器材及试剂 1 实验仪器：剪刀，分析天平，称量皿（或铝盒），烘箱，刀片，金属（有机玻璃也可）模板（或打孔器），纱布，夹子，有盖搪瓷盘，锡纸等。 2 实验试剂：三氯乙酸、石蜡。 3 实验材料：生长于田间的植株。 三实验原理 光合速率测定是植物生理学的基本研究方法之一，在作物丰产生理、作物生态、新品种选育、以及光合作用基本理论研究等方面都有着广泛的用途。 根据光合作用的总反应式 CO2+2H2O→(CH2O)+O2+H2O 光合强度原则上可以用任何一反应物消耗速度或生成物的产生速度来表示。由于植物体内水分含量很高，而且植物随时都在不断地吸水和失水，水参与的生化反应又特多，即体内水分含量经常变动，所以实际上不可能用水的含量变化来测定光合速率。目前最常用的方法有：改良半叶法，红外线CO2分析法，和氧电极法。以下介绍改良半叶法测定植物光合强度。 同一叶片的中脉两侧，其内部结构，生理功能基本一致。将叶片一侧遮光或一部分取下置于暗处，另一侧留在光下进行光合作用，过一定时间后，在这叶片两侧的对应部位取同等面积，分别烘干称重。根据照光部分干重的增量便可计算光合速率。 为了防止光合产物从叶中输出，可对双子叶植物的叶柄采用环割，对单子叶植物的叶片基部用开水烫，或用三氯醋酸(蛋白质沉淀剂)处理等方法来损伤韧皮部活细胞，而这些处理几乎不影响水和无机盐分向叶片的输送。 四实验步骤 1．选择测定样品：实验可在晴天上午8~9点钟开始，预先在田间选定有代表性的叶片（如叶片在植株上的部位、年龄、受光条件等）10张，挂牌编号。 2．叶子基部处理，目的是将叶子输导系统的韧皮部破坏： (1) 棉花等双子叶植物，可用刀片将叶柄的外皮环割约0.5 cm宽，切断韧皮部运输。 (2) 小麦、水稻等单子叶植物，由于韧皮部和木质部难以分开处理，可用刚在开水中浸过的纱布或棉花包裹的夹子将叶片基部烫伤一小段（一般用90℃以上的开水烫20秒）以伤害韧皮部。也可用110~120℃的石蜡烫伤韧皮部。 为了使烫后或环割等处理的叶片不致下垂影响叶片的自然生长角度，可用锡纸、橡皮管或塑料管包绕，使叶片保持原来的着生角度。 3．剪取样品：叶片基部处理完毕后，即可剪取样品，记录时间，开始光合速率测定。一般按编号次序分别剪下对称叶片的一半（中脉不剪下），并按编号顺序将叶片夹于湿润的纱布中，将叶置于暗处。4~5小时后（光照好、叶片大的样品，可缩短处理时间），再依次剪下另一半叶，同样按编号夹于湿润纱布中。两次剪叶的次序与所花时间应尽量保持一致，使各叶片经历相同的光照时数。 4．称重比较：将各同号叶片之两半按对应部位叠在一起，在无粗叶脉处放上已知面积（如棉花可用1.5×2cm）的金属模板（或用打孔器），用刀片沿边切下两个叶块，置于两个分别标记为照光及暗中的称量皿中，80~90℃下烘至恒重（约5小时），在分析天平上称重比较。按表36-1填入测定数据，并计算。
光合速率测定
光合作用和呼吸作用结合考点 ——光合速率测定命题初探 根据光合作用的总反应式 C02+2H2O→ (CH2O)+O2+H2O 光合强度原则上可以用任何一反应物消耗速度或生成物的产生速度来表示。由于植物体内水分含量很高，而且植物随时都在不断地吸水和失水，水参与的生化反应又特多，即体内水分含量经常变动，所以实际上不能用水的含量变化来测定光合速率，在中学生物实验中常用：红外线CO2分析法、改良半叶法。 红外线CO2分析法 【原理】植物叶片的光合(呼吸)速率可以用单位叶面积，单位时间里同化(释放) CO2的数量来表示。CO2浓度可以通过红外线CO2气体分析仪迅速测量。把植物叶片放入叶室。在开启气路中测定照光(或遮光)条件下叶室进出口之间的CO2浓度差，就可以计算光合(呼吸)速率。 光照下：植物既进行光合作用又进行呼吸作用，黑暗时：只进行呼吸作用；正常情况下：植物的光合作用（总光合作用）﹥呼吸作用，所以植物表现出生长，从而为其他生物的生存提供有机物和氧气。由于呼吸作用时刻不停地进行着，所以光合测定仪（红外线CO2分析法）不可能测出总光合作用，而只能测出净光合作用，可用公式表示： 净光合作用= 总光合作用–呼吸作用 【体例】(07山东理综)定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析 正确的是 A．光照相同时间，35℃时光合作用制造的有机物 的量与30℃时相等 B．光照相同时间，在20℃条件下植物积累的有 机物的量最多 C．温度高于25℃时，光合作用的有机物的量开 始减少 D．两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作 用消耗的有机物的量相等 [解析] 本高考题是将我们练习中的简答题改 编成的选择题。主要考查学生识图能力，以及对 光合作用和呼吸作用关系的理解。如果理解总光合作用强度=净光合作用强度+呼吸作用强度，就比较好解答了。学生要会读懂图表中的信息，辨证分析植物体有机物的积累实际上是光合作用和呼吸作用共同作用的结果，所以，图示的虚线表示光合作用净积累有机物的量，实线表示呼吸作用消耗有机物的量，总光合作用=制造的有机物=虚线量+实线量。 变式练习1、为了研究温度对绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，某实验小组利用植物光合测定装置进行实验（如图甲），以CO2分析仪中测定的CO2吸收量和释放量为指标。（测定仪中叶室为透明玻璃材料制成。装置运行后，仪器气路管道中的气体流速满足正常测定的需求）请回答下列问题：