光合速率测定方法通用课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,光合速率测定方法,光合速率指单位时间、单位叶面积的,CO,2,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,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/(dm,2,h),。,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,_,。,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=M,B,-M,A,P62,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/dm,2,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,1cm,2,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),6 gcm,-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,A,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,。,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,。,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。,二、气体体积变化法,-,测光合作用,O,2,产生,(,或,CO,2,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,NaHCO,3,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,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、压强减小，红色液滴向左移动,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,解析：,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,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。,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。,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,。,1.2,1.4,三、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,O,2,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）,a,b,c,d,e,白瓶溶氧量,(mg/L),3,10,16,24,30,30,黑瓶溶氧量,(mg/L),3,3,3,3,3,3,生物呼吸消耗氧气,7,7,21,a,A10,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+0.12=1.4,（,mL/h,）。,光能,叶绿体,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