光合速率测定方法实用教案

1、概念(ginin)光合速率是光合作用强弱光合速率是光合作用强弱(qin ru)(qin ru)的一种表示的一种表示方法。指单位时间、单位叶面积的方法。指单位时间、单位叶面积的CO2CO2吸收量或者吸收量或者是是O2O2的释放量；也可以用单位时间、单位叶面积的释放量；也可以用单位时间、单位叶面积干物质的积累量来表示。干物质的积累量来表示。真正光合速率真正光合速率(sl)（总光合速率（总光合速率(sl)）=表观光合表观光合速率速率(sl)（净光合速率（净光合速率(sl)）+呼吸速率呼吸速率(sl)第1页/共21页第一页，共22页。光光合合速速率率(sl)测测定定方方法法1 1、半叶法-有机物量2、

2、液滴移动、液滴移动(ydng)法法- 3、黑白瓶法、黑白瓶法-4、圆片上浮法、圆片上浮法-氧气氧气(yngq)释放释放5、二氧化碳传感器-二氧化碳吸收第2页/共21页第二页，共22页。一、半叶法1、测定(cdng)：干物质量的积累 2、 适用：高等植物的光合速率3、方法：设法阻断叶片左右两部分营养物质 的运输，让叶片一半遮光一半曝光分别测 定两半叶的干物质重量，进而计算叶片的 光合速率呼吸速率4、考查文字信息、实验能力、计算能力第3页/共21页第三页，共22页。针对练习： 某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用(ciyng)“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

3、分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用(ciyng)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/(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）6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_。第4页/共21页第四页，共22页。例1 某研究小组用番茄进行光合作用(gungh-zuyng)实验，采用“半叶法”对番茄叶片的光合作用(gungh-zuyng)强度进行测定。其原理是：将对称叶片的一部分(A)遮

4、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(gungh-zuyng)强度，其单位是mg/(dm2h)。思路第一步 A：遮光，不光合作用(gungh-zuyng)，只呼吸MA表示6小时后初始质量-呼吸作用6小时后；叶片初始质量-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小时后：叶片初始质量+光合作用(gungh-zuyng)-呼吸作用= MBM光合作用(gungh-zuyng)有

5、机物的总产量是多少呢？第5页/共21页第五页，共22页。例1 某研究小组用番茄进行(jnxng)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(jnxng)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/(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？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（2）6小时内上述B部位截取的叶片光

6、合作用合成有机物的总量（M）为_ M=MB-MA 第6页/共21页第六页，共22页。变式训练1某同学欲测定植物叶片(ypin)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(ypin)有机物的输入和输出)，于不同时间分别在同一叶片(ypin)上陆续取下面积为1cm2的叶圆片烘干后称其重量，测得叶片(ypin)的叶绿体真正光合作用速率=(3y一2zx)6gcm-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

7、时后在无光下放置3小时第7页/共21页第七页，共22页。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一2zx)6gcm-2h-1(不考虑(kol)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第8页/共21页第八页，共22页。二、液滴

8、移动法1、测定装置2、测定方法测定呼吸速率A:装置烧杯中放入适宜浓度(nngd)的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化碳B：玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用的干扰C：置于适宜温度环境中D：红色液滴向（ ）移动，距离代表（ ）第9页/共21页第九页，共22页。二、液滴移动法1、测定装置2、测定方法测定呼吸速率A:装置烧杯中放入适宜浓度的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化碳B：玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用的干扰C：置于适宜温度(wnd)环境中D：红色液滴向左移动，距离代表单位时间内呼吸速率吸收的氧含量第10页/共21页第十页，共22页。二、液滴移动法（2）测定净光合速率A：装置烧杯中放入适宜浓度(nngd)的二

9、氧化碳缓冲液，用于保证容器内二氧化碳浓度(nngd)B：给与光照，温度适宜C：红色液滴向（ ）移动，距离代表单位时间内（ ）D：有光是液滴移动的三种情况第11页/共21页第十一页，共22页。二、液滴移动(ydng)法（2）测定净光合速率A：装置烧杯中放入适宜浓度的二氧化碳缓冲液，用于保证容器内二氧化碳浓度B：给与光照，温度适宜C：红色液滴向右移动(ydng)，距离代表净光合释放氧气D：有光是液滴移动(ydng)的三种情况第12页/共21页第十二页，共22页。实验结果实验结论红色液滴右移红色液滴左移红色液滴不动说明光照较强，光合作说明光照较强，光合作用用(gungh-zuyng)(gungh-z

10、uyng)强度大于细胞呼吸强度强度大于细胞呼吸强度说明光照较弱，光合作说明光照较弱，光合作用强度用强度(qingd)(qingd)小于细小于细胞呼吸强度胞呼吸强度(qingd)(qingd)说明说明(shumng)(shumng)在此光在此光照强度下，光合作用强照强度下，光合作用强度等于细胞呼吸强度度等于细胞呼吸强度第13页/共21页第十三页，共22页。三、黑白瓶法1、测定藻类植物的测溶氧量光合速率2、方法：用黑瓶（无光照(gungzho)一组）测得呼吸速率 用白瓶（有光照(gungzho)一组）测得净光合作用 综合两者即可得到总光合作用第14页/共21页第十四页，共22页。三、黑白(hibi

11、)瓶法针对练习：针对练习： 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，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，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：据如下： 表表2（1）黑瓶中溶解氧的含量降低为）黑瓶中溶解氧的含量降

12、低为3mg/L的原因是的原因是 ；该瓶中所；该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的有生物细胞呼吸消耗的O2量为量为 mg/L24h。（2）当光照强度为）当光照强度为c时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量时，白瓶中植物光合作用产生的氧气量为为 mg/L24h。（3）光照强度至少为）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（填字母）时，该水层产氧量才能维持生物正常(zhngchng)生活耗氧量所需。生活耗氧量所需。光照强度（光照强度（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)消耗氧气 721a第15页/共21页第十五页，共22页。四、圆片上浮(shnf)法利用真空渗入法排除叶肉细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。在光合作用过程中，植物吸收CO2CO2放出O2O2，由于O2O2在水中溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。根据在相同时间内上浮叶片数目的多少（ 或 者 叶 片 全 部 上 浮 所 需 时 间 的 长 短(chngdun)(chngdun)），即能比较光合作用的强弱。第16页/共21页第十六页，共22页。例例4 4 下面甲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

14、出下面甲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，再用气泵多个叶圆片，再用气泵(qbng)(qbng)抽出气体直至叶片沉入水底，然后将等量的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叶圆片转至含有不同浓度的NaHCO3NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养溶液中，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皿中叶圆片上浮至液面所用的平均时间( (见图乙见图乙) )，以研究光合作用速率与，以研究光合作用速率与NaHCO3NaHCO3溶液浓度的关系。有关分析正确的是溶液浓度的关系。有关分析正确的是( ( ) )A A在在ab

15、ab段，随着段，随着NaHCO3NaHCO3溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐减小溶液浓度的增加，光合作用速率逐渐减小B B在在bcbc段，单独增加光照或温度或段，单独增加光照或温度或NaHCO3NaHCO3溶液浓度，都可以缩短溶液浓度，都可以缩短 叶圆片上浮的时间叶圆片上浮的时间C C在在c c点以后点以后(yhu)(yhu)，因，因NaHCO3NaHCO3溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致溶液浓度过高，使叶肉细胞失水而导致 代谢水平下降代谢水平下降D D因配制的因配制的NaHCO3NaHCO3溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶圆片不溶液中不含氧气，所以整个实验过程中叶圆片不 能进行呼吸作用

16、能进行呼吸作用第17页/共21页第十七页，共22页。五、测装置中CO2浓度(nngd)的变化-红外线CO2传感器原理：由于原理：由于CO2对红外线有较强的吸收能力，对红外线有较强的吸收能力，CO2的多少的多少与红外线的降低量之间有一线性关系与红外线的降低量之间有一线性关系,因此因此CO2含量的变化含量的变化即可灵敏即可灵敏(ln mn)地反映在检测仪上，常用红外线地反映在检测仪上，常用红外线CO2传传感器来测量感器来测量CO2浓度的变化。浓度的变化。 第18页/共21页第十八页，共22页。例例5 为测定光合作用速率，将一植物幼苗放入大锥形瓶中，瓶中安放一个为测定光合作用速率，将一植物幼苗放入大

17、锥形瓶中，瓶中安放一个CO2传感器来监测不同条件下瓶中传感器来监测不同条件下瓶中CO2浓度的变化，如下浓度的变化，如下(rxi)图图5所示。所示。相同温度下，在一段时间内测得结果如图相同温度下，在一段时间内测得结果如图6所示。请据图回答：所示。请据图回答： （1）在）在60120min时间段内，叶肉细胞光合作用强度的变化趋势时间段内，叶肉细胞光合作用强度的变化趋势为为 。理由是。理由是 。（2）在）在60120min时间段，瓶内时间段，瓶内CO2浓度下降的原因浓度下降的原因是是 。此时间段该植物光合速率为此时间段该植物光合速率为 ppmmin。逐渐(zhjin)降低 CO2浓度降低的趋势(qsh)逐渐降低 植物的光合作用强度大于呼吸作用强度 25 第19页/共21页第十九页，共22页。光光合合速速率率(sl)测测定定方方法法1 1、半叶称重(chn zhn)(chn zhn)法-有机物2、液滴移动法、液滴移动法- 3、黑白、黑白(hibi)