人教高中生物必修一第五章第四节-光合作用速率的测定方法.doc

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____ 。 【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：MA=a—b，MB=a+c，所以：M=MB -MA=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． 【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氧量所需。