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
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。
（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小时后测定各组培养瓶中的氧含量，
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。
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。
（四）、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4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CO2浓度下降的原因是。此时间段该植物总光合速率为 ppm／min。
变式训练4：将一株绿色植物置于密闭锥形瓶中，如图-1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-2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约为90ppmCO2/min
（五）、比较光合作用强度的大小---小叶片浮起数量法
例5 探究光照强弱对光合作用强度的影响，操作过程如下：
小叶片浮起数量法的原理和不足
植物进行光合作用,吸收CO2,释放O2,由于O2在水中溶解度小,而在叶肉细胞间隙积累,使叶片上浮。
本实验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。
该实验方法只能定性比较，无法测出具体的量变。
变式训练5：为了验证不同光质（红光、黄光、绿光）对叶片光合作用的影响，请用所提供的实验材料与用具，在给出的实验步骤的基础上，继续完成实验步骤的设计和预测实验结果，并对预测结果进行分析。
实验材料与用具：小烧杯三只、三棱镜、打孔器、注射器、40W灯泡、烧杯、富含CO2的NaHCO3稀溶液（为光合作用提供原料）、绿叶（如菠菜叶）（实验过程中光照和温度等条件适宜，空气中O2和CO2在水中的溶解量忽略不计）。
（一）实验步骤：
(1)取生长旺盛的绿叶，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）
(2)将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。
(3)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。（这样的叶片因为细胞间隙充满水，
所以全都沉到水底。）
(4)
(5)
(6)
（二）预测结果并分析：
预测结果：
结果分析：
（三）结果及讨论：若增强单色光光照强度，能否对实验结果产生影
响？，试在下面同一坐标图中画出不同类型的单色光（光质）
下，光照强度与光合作用强度的关系曲线来说明这个问题。
例：已知某植物光合作用和呼吸作用的最适温度分别为25℃和30℃。右
图表示该植物在25℃时光合强度与光照强度的关系。若将温度提高到30℃的
条件下(原光照强度和CO2浓度等不变)，
从理论上，图中相应点的移动和m值的变化应该是：a点、b点、m值。
②若适当提高CO2浓度，a、b、m三点怎么移动？
【变式训练】将川芎植株的一叶片置于恒温的密闭小室，调节小室 CO2浓度，
在适宜光照强度下测定叶片光合作用的强度（以 CO2 吸收速率表示），测定
结果如下图。下列相关叙述，正确的是（）
A．如果光照强度适当降低，a 点左移，b 点左移
B．如果光照强度适当降低，a 点左移，b 点右移
C．如果光照强度适当增强，a 点右移，b 点右移
D．如果光照强度适当增强，a 点左移，b 点右移
例：左下图是一晴朗夏日某植物的光合作用强度随时间变化的曲线图，C点与B点比较，叶肉细胞内的C3、C5、ATP和[H]的含量发生的变化依次是（）
A．升升升升B．降降降降 C．降升升升D．升升降降
变式训练：右上图是夏季晴朗的一天中，某绿色植物体内C3和C5两种化合物相对含量的变化曲线图，有人据图作出了如下分析和判断，其中正确的是（）
A．m表示C5,因为夜间叶绿体不能产生ATP和[H]，C5因缺少ATP不能与CO2结合而积累
B．在5时~9时之间，光合作用的最大限制因子是温度，11时~15时最大限制因子是光和CO2
C．16时~20时两种物质含量变化的主要原因是环境因素的改变引起植物气孔开放和ATP、[H]生成减少D．环境因素的变化引起植物呼吸作用增强，产生较多的CO2是16时~20时两种物质含量变化的主要原因
小专题：测定光合作用速率的方法答案
例1B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1C
例2
a.向左移动
b.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
（1）不需要（2）1.2（3）1.4
例3（1）呼吸作用消耗O2 7
（2）21
（3）a
变式训练3
（1）增加了1.2mg 水生植物光合作用产生的O2大于水中生物消耗的O2
（2）1.13mg
（3）相同的瓶中不透光编为3号，与1号相同放入3m处水深24h，测溶氧量，重复三次，取平均值
（4）15（6.5－a）/16
例4.（1）逐渐下降CO2浓度越来越低
（2）光合作用大于呼吸作用25
变式训练4 D
例5 调节台灯与实验装置的距离 A
变式训练5：
（一）(4)取三只小烧杯，分别倒入20mL富含CO2 %的NaHCO3稀溶液。并分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片。
(5)用40W灯泡照射，三棱镜色散形成红光、黄光、绿光分别作用于三只小烧杯。
(6)观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量(叶片全部浮起经历的时间)
（二）预测结果：单位时间内红光作用的小烧杯内的小圆形叶片浮起的数量最多，绿光作用的小烧杯内的小圆形叶片浮起的数量最少。
结果分析：因为绿叶中的色素吸收红光和蓝紫光的能力最强，吸收绿光的能力最
弱。因此在红光照射时产生O2的速度最快，叶肉细胞间隙的O2增加最快，叶片
上浮的速度也就最快，相反绿光照射的烧杯叶片上浮最慢
（三）结果讨论：能曲线
例：a点下移（呼吸速率加快）、b点右移（呼吸速率加快，光合速率降低，要使
二者相等，必须通过提高光照强度来提高光合速率）、m点下移（温度升高，呼吸
速率加快可提供更多的CO2，超过光合作用最适温度，光合速率减弱，所以净光
合速率减小）。
若提高CO2浓度，不影响呼吸速率，但促进光合速率，则a点不动，b点左移，m点上移。
变式训练：D
例:C
变式训练：C
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
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，
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 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
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
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
“黑白瓶法”测定光合作用与细胞呼吸速率 “黑白瓶法”：用黑瓶(无光照的一组)测得的为呼吸作用强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的为净光合作用强度值，综合两者即可得到真光合作用强度值。 1．生物呼吸类型判定实验设计 探究某生物材料的细胞呼吸类型(假设生物材料为植物种子，呼吸底物只有葡萄糖且不考虑外界条件的影响)，某同学设计实验装置如图，请完善下面的结果预测。 (1)若甲液滴，乙液滴，则只进行有氧呼吸。 (2)若甲液滴，乙液滴，则只进行无氧呼吸。 (3)若甲液滴，乙液滴，则既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。 特别提醒 为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与装置甲相比，不同点是用“___________________”代替“发芽种子”，其余均相同。 实验原理：组织细胞呼吸作用吸收O2，释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收，使容器内气体压强减小，刻度管内的液滴_______。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。装置乙为对照。 误差的校正 ①如果实验材料是绿色植物，整个装置应_______处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。 ②如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行_______处理。 ③为防止______、_______等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将
种子_________)，其他条件均不变。 2．光合速率与呼吸速率的测定 (1)测定装置 (2)测定方法及解读 Ⅰ.测定呼吸强度????? ①装置烧杯中放入适宜浓度NaOH 溶液用于吸收CO 2②玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰③置于适宜温度环境中④红色液滴向左移动(代表呼吸耗氧量) Ⅱ.测定净光合速率????? ①装置烧杯中放入适宜浓度的NaHCO 3溶液，用于保证容器内CO 2浓度恒定满足光合需求②必需给予较强光照处理，且温度适宜③红色液滴向右移动的距离(代表净光合速率) (3)实验设计中的3个关键点 ①变量的控制手段，如光照强度的大小可用不同功率的灯泡(或相同功率的灯泡，但与植物的距离不同)进 行控制，不同温度可用不同恒温装置控制，CO 2浓度的大小可用不同浓度的CO 2缓冲液调节。 ②对照原则的应用，不能仅用一套装置通过逐渐改变其条件进行实验，而应该用一系列装置进行相互对照。 ③无论哪种装置，在光下测得的数值均为“表观(净)光合作用强度值”。 ④除去容器中二氧化碳——氢氧化钠溶液。 保持容器中CO 2体积不变（释放或吸收CO 2）——NaHCO 3溶液。 巩固练习 1、下图是测定发芽种子的细胞呼吸类型所用的装置(假设呼吸底物只有葡萄糖)，装置一、二中分别放入等 量的发芽种子，装置三中为等量的煮熟种子。若装置一左移10 cm ，装置二右移12 cm ，装置三右移2 cm ，则有氧呼吸消耗葡萄糖与无氧呼吸消耗葡萄糖的相对比值为( )
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
“黑白瓶法”测定光合作用与细胞呼吸速率 “黑白瓶法”：用黑瓶(无光照的一组)测得的为呼吸作用强度值，用白瓶(有光照的一组)测得的为净光合作用强度值，综合两者即可得到真光合作用强度值。 1．生物呼吸类型判定实验设计 探究某生物材料的细胞呼吸类型(假设生物材料为植物种子，呼吸底物只有葡萄糖且不考虑外界条件的影响)，某同学设计实验装置如图，请完善下面的结果预测。 (1)若甲液滴 ，乙液滴 ，则只进行有氧呼吸。 (2)若甲液滴 ，乙液滴 ，则只进行无氧呼吸。 (3)若甲液滴 ，乙液滴 ，则既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸。 特别提醒 为使实验结果精确，除减少无关变量的干扰外，还应设置对照装置。对照装置与装置甲相比，不同点是用“___________________”代替“发芽种子”，其余均相同。 实验原理：组织细胞呼吸作用吸收O 2，释放CO 2，CO 2被NaOH 溶液吸收，使容器内气体压强减小， 刻度管内的液滴_______。单位时间内液滴左移的体积即表示呼吸速率。装置乙为对照。 误差的校正 ①如果实验材料是绿色植物，整个装置应_______处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。 ②如果实验材料是种子，为防止微生物呼吸对实验结果的干扰，应对装置及所测种子进行_______处理。 ③为防止______、_______等物理膨胀因素所引起的误差，应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子_________)，其他条件均不变。 2．光合速率与呼吸速率的测定 (1)测定装置 (2)测定方法及解读 Ⅰ.测定呼吸强度????? ①装置烧杯中放入适宜浓度NaOH 溶液用于吸收CO 2②玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用干扰③置于适宜温度环境中④红色液滴向左移动(代表呼吸耗氧量)
小专题：测定光合作用速率的方法 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 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。 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： 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
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。
【最新整理，下载后即可编辑】 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 (dm 2·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/dm 2．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O 2产生（或CO 2 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NaHCO 3 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： 项目红墨水滴原因分析 测定植物呼吸a．C． 测定植物净光b．d． 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
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。
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。
实际光合作用速率与净光合作用速率 一、概念理解 光合作用速率通常是指单位时间、单位叶面积的CO2吸收量或O2的释放量，也可用单位时间、单位叶面积上的干物质积累量来表示。 绿色植物在进行光合作用合成有机物、吸收CO2、释放O2的同时，也在不断进行呼吸作用消耗有机物、释放CO2、吸收O2，因此，测定光合作用速率时若没有把呼吸作用释放的CO2、消耗的O2、消耗的有机物等考虑在内，得到的是实际光合作用速率与呼吸速率之差，称为表观光合作用速率或净光合作用速率。 实际光合作用速率也就是单位时间、单位叶面积CO2的吸收量或O2的释放量加上单位时间、单位叶面积呼吸作用CO2的释放量或吸收的O2量。 即：实际光合速率＝净（表观）光合速率＋呼吸速率。 二、根据试题中的表述，如何区分实际光合速率和净光合速率，现归纳如下： 表示实际（真）光合作用速率的表述有： 植物叶绿体吸收的二氧化碳量； 植物叶绿体释放的氧气量； 植物叶绿体产生、制造、合成有机物（或葡萄糖）的量； 植物光合作用吸收的二氧化碳量； 植物光合作用产生、制造的氧气量； 植物光合作用产生、制造、合成有机物（或葡萄糖）的量。 表示净光合作用速率的表述有： 植物叶片吸收的二氧化碳量； 容器中减少的二氧化碳量； 植物叶片释放的氧气量； 容器中增加的氧气量； 植物叶片积累或增加的有机物（或葡萄糖）的量。 三、曲线图的分析： 1.分析曲线图中的点 图1 根据曲线图中光照强度为0时，光合作用速率为负值，可知该曲线表示的是经光合作用速率。a点时实际光合作用速率为0，故a点数值的绝对值等于呼吸作用速率； c点时经光合作用速率为0，则此光照强度下实际光合作用速率等于呼吸作用速率；
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：