光合速率测定方法总结概念光合速率指单位时间、单位叶面积的CO2 吸收量或者是O2的释放量；也可以用单位时间 、单位叶面积干物质的积累量来表示。真正光合速率（总光合速率）=表观光合速率（ 净光合速率）+呼吸速率一、干物质量的积累“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，并采用适当的方法阻止两部分的物质和 能量转移。在适宜光照下照射a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/(dm2h)。 问题： （1）可用什么方法阻止两部分叶片 的物质和能量转移？（2）a小时内上述B部位截取的叶片 光合作用合成有机物的总量（M）为_。可先在中央大叶脉基部用热水、或热 石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理M=MB-MA P62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，测得叶片的叶绿体真正光合作用速率=(3y一2z x)6 gcm-2h-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 A二、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）。 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。 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。 请你预测在植物生长期红墨水滴最可能移动方向并分析原因：项目红墨水滴移动方向原因分析 测定植物呼吸作用 速率a c 测定植物净光合作 用强度b d 向左移动 向右移动 c玻璃钟罩遮光，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 体被装置烧杯中NaOH溶液吸收，导致装置内气体、压强减小，红色液滴向左移动 d装置的烧杯中放入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 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 。1.21.4三、测溶氧量的变化-黑白瓶法例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2（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/L24h。 （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/L24h。 （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。光照强度（klx）0（黑暗）abcde白瓶溶氧量(mg/L)31016243030黑瓶溶氧量(mg/L)333333生物呼吸消耗氧气 7721 aA10变式训练3：以下实验是对低等植物的水域生态系统进行的测定。 步骤1：取两个相同的透明玻璃瓶，分别编号为1号、2号。 步骤2：用两个瓶同时从水深3m处取水样（都装满），立即测定2 号瓶中的溶氧量，将1号瓶密封瓶口沉入原取水样处。 步骤3：24h后将1号瓶取出，测定瓶中的溶氧量。按以上步骤重 复3次，结果1号瓶溶氧量平均值为6.5mg，2号瓶溶氧量平均 值为5.3mg。 （1）24h后，1号瓶中溶氧变化量是 ，这说明 。 （2）经过24h后，1号瓶增加的有机物量（假设全为葡萄糖）为 。 （3）现欲使实验过程同时还能测出1号瓶24h中实际合成的有机 物总量，需补充3号瓶进行实验。简述需补充的实验内容（请 自行选择实验用具）：。 （4）设3号瓶溶氧量平均值为a，则1号瓶实际合成葡萄糖量为 。增加1.2mg水生植物光合作用强度大于呼吸作用1.13mg另取一个和1号、2号相同的瓶，设法使之不透光，设为3号瓶，其他处理 和1号瓶相同，24h后测定溶氧量，重复3次，去平均值。15/16(6.5-a)四、定性比较光合作用强度的大小-小叶片浮起数量法例4 探究光照强弱对光合作用强度的影响，操作过程如下： 步骤操 作 方 法说 明 材 料 处 理打 孔取生长旺盛的菠菜叶片绿叶，用直径为1cm的 打孔器打出小圆形叶片30片。注意避开大的叶脉。抽 气将小圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸入 清水，待排出注射器内残留的空气后，用手堵 住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，使小圆 形叶片内的气体逸出。这一步骤可重复几次。沉 底将内部气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗处盛 有清水的烧杯中待用。叶片细胞间隙充满水而全 都沉到水底。分组取3只小烧杯，标记为A、B、C，分别倒入 20mL富含CO2的清水。分别向3只小烧杯中各 放入10片小圆形叶片。事先可用口通过玻璃管向 清水内吹气。对照用3盏40 W台灯分别向A、B、C 3个实验装置 进行强、中、弱三种光照。光照强弱（自变量）可通 过调节 来决定。观察观察并记录叶片浮起的数量（因变量）。实验预期：_烧杯中的小 叶片浮起的数目最多。本实验除通过观察相同时间内，叶片上浮数量的 多少来反映光合作用速率的大小；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。 但该实验方法只能定性比较，无法测出具体的量变 。小叶片浮起数量法的原理和不足五、测装置中CO2浓度的变化-红外线CO2传感器原理：由于CO2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关系,因此CO2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CO2浓度的变化。 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CO2传感器来监测不同条件下瓶中CO2浓度的变化，如下图5 所示。相同温度下，在一段时间内测得结果如图6所示。请据图回 答：（1）在60120min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60120min时间段，瓶内CO2浓度下降的原因是。此时间段该植物光合速率为 ppmmin。逐渐降低 CO2浓度降低的趋势逐渐降低 植物的光合作用强度大于呼吸作用强度 25 变式训练3 将一株绿色植物置于密闭锥形瓶中，如下图所示。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CO2浓度变化结果如图-4所示。据此分析可知（ ）A最初10min内，瓶内CO2浓度逐渐下降，说明植物的光合 作用逐渐增强B第2030min内，瓶内植物光合作用逐渐减弱，呼吸作用 逐渐增强C第4060min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 90ppmCO2/min DP61