测定光合作用速率的方法2(含答案)

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CO 2的吸收量或O 2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CO 2的固定量或O 2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：CO 2是“消耗量”还是“吸收量”， O 2是“产生量”还是“释放量”，有机物是“生产量”还是“积累量”，因为CO 2的消耗量等于呼吸作用CO 2释放量加从外界CO 2吸收量；O 2的产生量等于呼吸作用消耗的O 2量加释放到外界环境O 2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CO 2由碳酸氢钠稀溶液提供，玻璃管红色液滴右移的数值（记作S 1）表示光合作用释放的O 2量；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O 2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O 2的释放量（即S 1）；真正光合作用强度等于光照条件下单位时间内O 2的释放量与呼吸作用O 2消耗量之和（S 1+ S 2）。

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。

光合速率测定方法光合速率是指单位时间内植物进行光合作用所固定的二氧化碳量。

测定光合速率对于了解植物光合作用的进行和效率具有重要意义。

下面将介绍三种常用的光合速率测定方法：测量氧气释放法、测量二氧化碳消耗法和测量光合产物累积法。

1.测量氧气释放法：该方法是通过测量植物产生氧气的速率来间接测定光合速率。

实验原理是将一株植物放置在一个密闭的反应室中，并通过光合作用释放的氧气推动一个玻璃管。

玻璃管一端固定在一个刻度尺上，另一端通过一根橡胶管与反应室连接。

当植物进行光合作用时，氧气通过管子进入反应室，并透过管子在尺度上移动一段距离。

测量其中一时间段内氧气移动的长度，并计算氧气释放速率，即可得到光合速率。

2.测量二氧化碳消耗法：该方法是通过测量植物消耗二氧化碳的速率来间接测定光合速率。

实验原理是将一株植物置于一个密闭的反应室中，并用一定浓度的二氧化碳作为初始浓度。

在一定时间段内，通过测量反应室中二氧化碳浓度的变化来计算光合速率。

可以使用气体分析仪或使用化学方法（例如色谱法）来测定二氧化碳的浓度变化。

3.测量光合产物累积法：该方法是直接测量光合作用产生的光合产物的累积量来测定光合速率，常用的产物包括葡萄糖、淀粉和氨基酸等。

实验原理是将一株植物置于含有标记同位素的二氧化碳的环境中，一段时间后，通过收集和分析植物组织的光合产物，来确定光合速率。

例如，可以使用放射性同位素标记的二氧化碳，然后通过放射性测定仪测定葡萄糖或淀粉的放射性计数，从而确定光合速率。

每种测定方法都有其特点和适用范围，可以根据实验的目的和研究对象的需要选择适合的方法进行测定。

需要注意的是，在进行光合速率的测定时，应控制光照强度、温度和二氧化碳浓度等环境因素以获得可靠的结果。

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。

第三章光合作用一、名词解释1．光合色素：指植物体内含有的具有吸收光能并将其用于光合作用的色素，包括叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素等。

2．原初反应：包括光能的吸收、传递以及光能向电能的转变，即由光所引起的氧化还原过程。

3．红降现象：当光波大于685nm时，虽然仍被叶绿素大量吸收，但量子效率急剧下降，这种现象被称为红降现象。

4. 爱默生效应：如果在长波红光（大于685nm）照射时，再加上波长较短的红光（650nm），则量子产额大增，比分别单独用两种波长的光照射时的总和还要高。

5．光合链：即光合作用中的电子传递。

它包括质体醌、细胞色素、质体蓝素、铁氧还蛋白等许多电子传递体，当然还包括光系统I和光系统II的作用中心。

其作用是水的光氧化所产生的电子依次传递，最后传递给NADP+。

光合链也称Z链。

6．光合作用单位：结合在类囊体膜上，能进行光合作用的最小结构单位。

7．作用中心色素：指具有光化学活性的少数特殊状态的叶绿素a分子。

8．聚光色素：指没有光化学活性，只能吸收光能并将其传递给作用中心色素的色素分子。

聚光色素又叫天线色素。

9．希尔反应：离体叶绿体在光下所进行的分解水并放出氧气的反应。

10．光合磷酸化：叶绿体（或载色体）在光下把无机磷和ADP转化为ATP，并形成高能磷酸键的过程。

11．光呼吸：植物的绿色细胞在光照下吸收氧气，放出CO2的过程。

光呼吸的主要代谢途径就是乙醇酸的氧化，乙醇酸来源于RuBP的氧化。

光呼吸之所以需要光就是因为RuBP的再生需要光。

12．光补偿点：同一叶子在同一时间内，光合过程中吸收的CO2和呼吸过程中放出的CO2等量时的光照强度。

13．CO2补偿点：当光合吸收的CO2量与呼吸释放的CO2量相等时，外界的CO2浓度。

14．光饱和点：增加光照强度，光合速率不再增加时的光照强度。

15．光能利用率：单位面积上的植物光合作用所累积的有机物所含的能量，占照射在相同面积地面上的日光能量的百分比。

二、填空题1.光合作用是一个氧化还原过程，其反应的特点是：、、。

光合速率、呼吸速率的关系及测定方法一、光合速率、呼吸速率的关系1.光合速率与呼吸速率的常用表示方法在黑暗时，植物体只能进行呼吸作用，所以在黑暗条件下测得的数据就是呼吸速率；而在光照条件下，植物体可以同时进行光合作用和呼吸作用，因此，在光下直接测得的数据是净光合速率；总光合速率无法直接测得，只能间接求得：总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。

如表列出了部分常见的与总光合速率和净光合速率有关的关键词。

总光合速率O2产生速率CO2固定（或消耗）速率有机物产生（或制造、生成）速率净光合速率O2释放速率CO2吸收速率有机物积累速率呼吸速率黑暗中O2吸收速率黑暗中CO2释放速率有机物消耗速率2.光合作用和细胞呼吸曲线解读（1）A点：只进行呼吸作用，不进行光合作用，净光合量小于0，如图甲所示。

（2）AB段：真正光合速率小于呼吸速率，净光合量小于0，如图乙所示。

（3）B点：真正光合速率等于呼吸速率，净光合量等于0，如图丙所示。

（4）B点以后：真正光合速率大于呼吸速率，净光合量大于0，如图丁所示。

3.确认净光合速率与植物生长的关系在相对密闭的环境中一昼夜CO2含量的变化曲线图分析（O2变化与CO2相反）：①如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加（即植物生长）；②如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少；③如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变；④CO2含量最高点为C点（C′点），CO2含量最低点为E点（E′点）。

注：①图中光合速率与呼吸速率相等的点有C（C′）、E（E′）点。

②图中曲线与横轴围成的面积S2－（S1＋S3）的代数和即为净光合量。

若该值＞0，则植物生长；若该值≤0，则植物不生长。

【典例1】（2020·晋冀鲁豫名校高三联考）为探究长期高温和增施CO2（采用智能型二氧化碳发生器）对黄瓜叶片净光合速率的影响，某小组进行了相关实验。

实验设置了四个组：常温（20～25 ℃）、高温（35～40 ℃）、常温（20～25 ℃）＋CO2（1 000～1 500 mol·L－1），部分实验结果如图所示，回答下列问－1）、高温（35～40 ℃）＋CO2（100～1 500 mol·L题：（1）在上述基础上，欲利用所学知识测量高温下黄瓜总光合速率，方法为_______________________________________________________________________________________________________。

光合作用速率的测定一、光合作用速率的测定方法：1.排气法：通过测量光照条件下溶液中氧气含量的变化来计算光合作用速率。

该方法适用于水生植物或耐水培植物的测定。

2.密闭法：通过密闭系统中二氧化碳浓度的变化来计算光合作用速率。

该方法适用于陆生植物的测定。

二、实验步骤：1.准备实验材料：藻类或陆生植物样本、荧光光度计、剪刀、试管、液氮、气压计等。

2.收集样本：为了得到准确的测定结果，应选择新鲜健康的植物样本，并进行预处理。

对于陆生植物，需要将叶片放置在完全恒温下、明亮的环境中恢复光合作用。

对于水生植物，需要用液氮冷冻杀菌并保存。

3.准备实验装置：根据测定方法选择合适的实验装置。

对于排气法，需将植物样本放入溶液中的光照箱中，并通过导管连接到荧光光度计。

对于密闭法，需将植物样本放入密闭的玻璃容器中，并通过管道连接到气压计和荧光光度计。

4.测定光合作用速率：对于排气法，将植物样本放入光照箱中，设置合适的光照强度和温度，并通过导管将溶液和荧光光度计连接起来。

测量一段时间内光度计的荧光强度变化，并计算出氧气的产生速率。

对于密闭法，将植物样本放入密闭的玻璃容器中，设置合适的光照强度和温度，并通过管道将气压计和荧光光度计连接起来。

测量一段时间内光度计的荧光强度变化，并计算出二氧化碳的吸收速率。

5.分析结果：根据实验测得的光合速率数据，可以分析植物在不同光强、温度和浓度等条件下的光合活性。

比较不同样本的光合速率，可以进行实验结果的统计学分析。

三、注意事项：1.实验环境要保持稳定，尽量减小干扰因素的影响，确保测定结果的准确性。

2.植物样本要在光照充足、温度适宜的条件下进行实验，以保证植物的生理活性。

3.测定前应校准实验装置，确保其工作正常，并在实验过程中对装置进行监控。

4.实验过程中要随时记录观察数据，以便后续分析和结果展示。

5.实验结束后要及时清理实验设备，确保实验室环境的整洁和安全。

第5章 植物的光合作用自测题：一、名词解释:1．光合色素 2．原初反应 3．红降现象 4．爱默生效应 5．光合链 6．光合作用单位 7．作用中心色素 8．聚光色素 9．希尔反应 10．光合磷酸化 11．光呼吸 12．光补偿点 13．CO2 补偿点 14．光饱和点 15．光能利用率 16.光合速率 17.叶面积系数 18. 压力流动学说 19.细胞质泵动学说 20.代谢源与代谢库 21.比集转运速率 22 .P-蛋白 23.有机物质装载 24.有机物质卸出 25 收缩蛋白学说 26. 磷酸运转器27.转移细胞 28.生长中心 29.库－源单位 30.供应能力 31.竞争能力 32.运输能力二、缩写符号翻译:1.Fe-S2.Mal3.0AA4.BSC5.CF l _ Fo6.NAR7.PC8. CAM9.NADP 10.Fd 11.PEPCase 12.RuBPO 13.P680 14.PQ 15.PEP 16.PGA 17.Pn 18.Pheo 19.PSP 20.RuBP 21.RubisC(RuBPC)22.Rubisco(RuBPCO) 23.LSP 24. LCP 25. DCMU 26.FNR 27. LHC 28. TP 29. PSI 30. PSII 31.SMTR 32. SMT 33. SE-CC 34.SC三、填空题:1．光合生物所含的光合色素可分为四类， 即 、 、 、。

2． 合成叶绿素分子中吡咯环的起始物质是 。

光在形成叶绿素时的作用是使 还原成 。

3．根据需光与否，笼统地把光合作用分为两个反应： 和 。

前者是在叶绿体的 上进行的，后者在叶绿体的 中进行的，由若干酶所催化的化学反应。

4．P700的原初电子供体是 ，原初电子受体是 。

P680的原初电子供体是 ， 原初电子受体是 。

5．在光合电子传递中最终电子供体是 ，最终电子受体是 。

6．水的光解是由 于1937年发现的。

光合速率测定方法光合速率(实际光合速率）=呼吸速率+净光合速率（表观光合速率）有机物制造量=有机物消耗量+有机物积累量O2产生量= O2消耗量+O2释放量CO2固定量= CO2产生量+CO2吸收量1、半叶法-——-—-测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位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（mg），获得相应数据,分别记为MA、MB．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=MA—MB，则M表示变式训练：探究不同温度情况下，某种植物的叶片重量的变化情况(假设重量变化均来自有机物的增减）,实验流程及结果如下(单位：mg)。

请分析回答下列问题:（1)实验的第二阶段的自变量是。

（2)实验中a数值表示的是 .(3）比较叶片在整个实验过程中的增重情况可知，26℃条件下（填“大于"“小于”或“等于"）27℃条件下.（4)实验过程中29℃条件下叶片有机物的实际合成量是 mg。

在此条件下,该植物体（填“能”或“不能”）正常生长2、气压瓶法—---—-测光合作用O2产生量例2、某生物兴趣小组打算测定一植株的光合速率，他们设计如下装置①、测定植物呼吸作用强度,方法步骤：a。

装置的烧杯中放入（NaOH或NaHCO3溶液)b.将装置处理,放在温度适宜的环境中.c.30分钟后记录装置红墨水滴移动的方向和刻度。

(方向：，刻度记为Xmm）②、测定植物净光合作用强度，方法步骤：a。

装置的烧杯中放入(NaOH或NaHCO3溶液）b.将装置放在、温度相同的环境中.c.30分钟后记录装置红墨水滴移动的方向和刻度。