光合作用速率的测定方法
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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。
光合速率的测定方法
光合速率是指光合作用产生的氧气释放速率或者二氧化碳吸收速率。
测定光合速率的方法有以下几种:
1. 氧气传感器法:使用氧气传感器,测量培养液中氧气的变化,通过记录氧气消耗量或释放量来计算光合速率。
2. 二氧化碳传感器法:使用二氧化碳传感器,测量培养液中二氧化碳的变化,通过记录二氧化碳吸收量或释放量来计算光合速率。
3. 酸碱滴定法:通过测量培养液中的酸碱度变化,借助酸碱指示剂来确定二氧化碳释放量或吸收量,从而计算光合速率。
4. 放射性同位素标记法:使用放射性同位素标记二氧化碳,测量标记二氧化碳在光合作用中的吸收速率,以此计算光合速率。
5. 叶绿素荧光法:测量叶片表面叶绿素荧光的参数,如最大荧光效率、非光化学淬灭等,来推断光合速率。
这些方法都有各自的优缺点和适用范围,根据实验需求和条件选择适合的方法。
光合速率测定的几种方法光合速率是指植物通过光合作用所固定的二氧化碳量,它可以用于评估植物对光的利用效率以及其生物质生产的能力。
测定光合速率是研究植物生理生态学和农业生产的重要手段之一、以下是几种常用的光合速率测定方法。
一、传统气体混合法传统气体混合法是一种较为常用的光合速率测定方法。
通过测定固定在葉片表面的气体浓度变化来推算光合速率的。
测定的原理是将一定浓度的CO2与空气以一定比例混合,然后将混合气在特定压力下冲入封闭的光合室内,再通过一定时间的光合作用后,取样测定光合室内的气体组成,计算出被吸收的CO2量,进而计算出光合速率。
二、氧电极法氧电极法是一种常用的间接测定光合速率的方法。
氧电极法是利用氧电极测定叶绿素蒸腾产生的氧气来推算光合速率的。
测定的原理是将叶片置于氧电极下,测定放氧荧光的强度随时间的变化。
光合速率可以通过氧电极的输出信号来推算。
三、原位测定法原位测定法是一种利用挂在植物叶片上的CO2和H2O气体测定光合速率的方法。
此方法通过将CO2和H2O气体源直接与光合叶盘表面相接触,测得的CO2和H2O浓度变化来推算光合速率。
在该方法中,CO2和H2O的浓度是测定光合速率的关键,因此需要精准的测量设备。
四、地上蒸散法地上蒸散法是一种通过测定叶片或整个植物的蒸散量来间接推算光合速率的方法。
测定的原理是根据光合产生的O2和CO2的摩尔比例,将蒸散量转化为光合速率。
这种方法测定简便,但需要注意与植物蒸腾速率的关系以及测量误差的产生。
五、传导法传导法是一种通过测量阳光照射下植物干重的增加来间接推算光合速率的方法。
测定的原理是劈片的叶片从植物中剪下,然后用适当的方法阻止其呼吸和光合作用,使叶片处于可见光的照射下,一定时间后,再测定其干重的增加。
通过干重的增加来推算光合速率。
光合速率的测定方法有很多种,每种方法都有其优点和限制。
因此,在选择使用哪种方法时,需要考虑到具体的实验条件和研究目的,并进行合理的评估。
光合速率测定方法光合速率是指单位时间内光合作用下光合产物的产生速率,通常以单位面积叶片上单位时间内释放的氧气量或者CO2的固定量来表示。
光合速率的测定可以帮助我们了解植物对光合作用的适应能力、养分供给和环境条件等因素的影响。
下面我们将介绍光合速率的测定方法。
一、固定法固定法是一种通过测定单位时间内光合作用消耗或释放的气体量来确定光合速率的方法。
最常用的是测定CO2的固定量,也可以通过测定释放的氧气量来确定光合速率。
1. CO2的固定量测定使用一种密闭式的测量系统,将植物样品放入进去,并通过吸收剂吸收CO2。
在一定时间内,计算吸收剂中CO2的增减量,然后将其乘以适当的修正系数,即可得到单位时间内CO2的固定量,从而确定光合速率。
2. 氧气释放量测定将植物样品放入密闭式的系统,然后通过收集释放的氧气来计算光合速率。
通过测定系统中氧气的增减量,再乘以适当的修正系数,即可得到单位时间内释放的氧气量,从而确定光合速率。
固定法的优点是操作简单,对不同植物类型和环境因素的适应性较好。
但在实验过程中需要防止气体泄漏和系统中环境条件的变化,确保结果的准确性。
二、放射性同位素示踪法放射性同位素示踪法是通过向植物样品中添加放射性同位素来追踪光合作用中发生的化学反应,从而测定光合速率。
最常用的是使用14C标记CO2或3H标记水分子来进行示踪。
1. 14C标记CO2法将14C标记的CO2与植物样品进行光合作用反应,然后通过测定样品中14C 的放射性衰变速率来确定光合速率。
2. 3H标记水分子法将3H标记的水分子与植物样品进行光合作用反应,然后通过测定样品中3H的放射性衰变速率来确定光合速率。
放射性同位素示踪法的优点是灵敏度高,可以测定微生物和其他低产量活动的生物。
但也存在安全风险,需要严格控制放射性物质的使用和处理。
三、氧电极法氧电极法是通过使用氧电极来测定光合作用中释放的氧气量来确定光合速率。
将植物样品放入测量系统中,通过电极测量释放的氧气量来确定光合速率。
浅谈测定光合速率的常用方法
测定光合速率是研究光合作用的重要手段,可以帮助我们了解植物对光合效率的影响以及调控机制。
下面将介绍几种常用的测定光合速率的方法。
一、氧气电极法
氧气电极法是测定光合速率最常用的方法之一。
它通过测量在光照条件下,光合产氧过程中所释放的氧气来得出光合速率。
实验步骤如下:首先将一个含有光合作用物质(如菠菜叶片)的盛有一定体积的溶液放置在氧气电极下,然后在光照条件下记录一定时间内溶液中氧气浓度的变化,通过计算得到单位时间内溶液所释放的氧气量,从而得到光合速率。
二、溴酸法
溴酸法是另一种测定光合速率的常用方法。
它是通过观察溴水的颜色变化来反映光合速率的大小。
实验步骤如下:首先将一片植物叶片放置在盛有溴水的容器中,然后将容器置于光照条件下。
溴水中的溴酸逐渐被光合作用所消耗,当溴水颜色由橙黄色转变为无色时,可以得出光合速率的大小。
三、CO2吸收法
CO2吸收法是利用光合作用过程中植物对CO2吸收的特性来测定光合速率的一种方法。
实验步骤如下:在一个密闭的容器中放置一片叶片,然后将该容器连接到一个CO2含量确定的溶液上。
在光照条件下,叶片会光合作用吸收CO2,导致溶液中CO2浓度下降。
通过测量单位时间内CO2浓度下降的大小,来得到光合速率。
四、光合色素吸收法
实验步骤如下:将一片植物叶片置于一个溶液中。
然后,使用特定波长的光源照射叶片,测量透过叶片的光强度。
根据光的强度减弱程度,可以得出光合速率的大小。
测定净光合速率的方法
净光合速率指的是植物在光合作用中吸收二氧化碳产生有机物
质的速率减去呼吸作用中消耗有机物质的速率所得到的净速率。
测定植物的净光合速率,可以通过以下方法进行:
1. 测定消耗氧气的速率:将植物样品放入密闭的容器中,同时在容器中注入氧气,然后观察氧气的消耗速率,即可测定出呼吸作用的速率。
为了消除误差,应该在不同的光照强度下进行多次测量。
2. 测定释放氧气的速率:将植物样品放入水中,放在光源下,然后观察氧气的释放速率,即可测定光合作用的速率。
同样需要进行多次测量以消除误差。
3. 结合测定:将上述两种方法结合起来,测定植物在不同光照强度下的净光合速率。
通过测定消耗氧气的速率和释放氧气的速率,可以计算出净光合速率。
以上是常用的测定净光合速率的方法,不同方法的适用性会因植物类型、实验条件等因素而异,需要根据具体情况选择合适的方法。
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光合速率的测量方法光合速率是指单位时间内光合作用下光能转化为化学能的速度,是植物生长和养分吸收的重要指标之一。
测量光合速率的方法很多,主要包括密闭法、气体分析法、放射性同位素标记法和荧光测量法等。
下面将详细介绍这些方法及其原理。
密闭法是一种比较常用的测量光合速率的方法,其基本原理是通过测量植物在密闭环境中消耗或释放的氧气(O2)或二氧化碳(CO2)来确定光合速率。
在实验中,一般会用密闭容器将植物样品封闭起来,然后利用气体分析仪测量容器中氧气或二氧化碳的浓度变化,从而计算光合速率。
此方法的优点是简单易行,但需要严格控制环境条件,如光照强度、温度和湿度等,才能获得准确的测量结果。
气体分析法是另一种常用的测量光合速率的方法,其原理是通过测量光合作用中释放或吸收的氧气或二氧化碳来确定光合速率。
在实验中,植物样品会放置在容器中,然后利用气体分析仪测量容器中氧气或二氧化碳的浓度变化,并根据浓度变化计算光合速率。
与密闭法相比,气体分析法不需要封闭整个系统,易于操作,并且可以实时监测光合速率的变化。
放射性同位素标记法是一种较为精确的测量光合速率的方法,其原理是利用放射性同位素标记光合产物来跟踪光合作用的过程。
具体操作中,可以将CO2或H2O 中的放射性同位素标记后输入到植物中,标记的同位素会随光合作用的进行被固定在有机物中,然后通过测量有机物中的同位素浓度变化来计算光合速率。
这种方法的优点是非常准确可靠,可以同时测量不同物质的光合速率,但使用放射性同位素存在较高的风险和技术要求。
荧光测量法是一种新型的测量光合速率的方法,它利用叶绿体中叶绿素的荧光特性来间接测量光合速率。
荧光测量法通过测量叶绿素荧光在不同光照强度下的变化来确定光合速率。
当光照强度较强时,荧光强度会降低,而光合速率会增加,反之亦然。
这种方法简单易行,可以实时监测光合速率的变化,并且不需要复杂的仪器和试剂,因此具有广泛的应用前景。
除了以上介绍的方法外,还有一些其他的测量光合速率的方法,如光谱测量法、光合膜片测量法等。
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。
液滴移动法测定光合速率液滴移动法测定光合速率是常用的一种测定光合速率的方法,该方法主要通过观察测光电极上的液滴移动距离来间接反映光合速率的高低。
下面将详细介绍液滴移动法测定光合速率的相关内容。
一、原理和装置介绍液滴移动法测定光合速率的原理是利用光合生物产生氧气的能力,通过观察测光电极上的液滴移动距离来间接测定光合速率。
在测定过程中,将光合生物悬浮于一定浓度的磷酸盐缓冲溶液中,加入用于促使光合作用的光源。
光合作用进行时,光合生物会释放出氧气,并且氧气会在电解质溶液中发生氧化还原反应,产生电流。
根据液滴移动距离和电流强度的关系,可以间接测量出光合速率的高低。
液滴移动法测定光合速率的装置主要包括:测光电极、磷酸盐缓冲溶液、光源和搅拌器。
测光电极是连接到电流计上的电极,它能够通过气泡交替形成电流。
磷酸盐缓冲溶液用于提供适宜的环境条件,维持光合生物的正常生理状态。
光源提供光合作用所必需的光能,通常使用白炽灯或者氙灯作为光源。
搅拌器用于保持光合生物在溶液中的分散均匀,避免聚集和沉淀,确保光合作用的进行。
二、实验步骤1.准备实验所需的装置和试剂,确保测光电极清洁且电极的距离调节合适。
2.在测光电极中加入一定量的磷酸盐缓冲溶液。
3.将光合生物悬浮于磷酸盐缓冲溶液中,加入足够的悬浮生物。
4.将装置放置于光源下方,调节搅拌器的速度和光源的强度,使光合生物处于充分接收光照的状态。
5.开始实验,记录下初始液滴的位置和时间。
随着光合作用的进行,液滴会因为产生的气泡的上升而移动。
6.观察并记录液滴移动的时间和距离。
7.根据观察到的液滴移动距离和光合作用时间的关系,计算出光合速率。
三、注意事项1.实验过程中要注意控制光源的强度,避免过强的光照导致光合生物充分饱和或光照不足,从而影响光合速率的准确测定。
2.确保测光电极的距离适中,过近或者过远都会影响液滴移动的距离和电流的记录。
3.保持光合生物的悬浮均匀,避免沉淀和聚集影响光合速率的实验结果。
光合作用实验分析光合作用是指植物在光的作用下通过将二氧化碳和水转化为有机物和氧气的过程。
光合作用是地球上所有光合生物生存的基础,也是维持生态平衡的重要过程之一、在光合作用的实验分析中,我们可以通过一系列实验方法来研究光合作用的机理、影响因素以及相关的生理生化过程。
实验一:光合作用速率的测定光合作用的速率可以通过测量氧气释放速率或二氧化碳吸收速率来间接测定。
首先,将一片绿叶样本置于含有水的试管中,将试管倒置于水槽中,然后将一束强光照射在叶片上。
随着光合作用的进行,叶片会释放氧气泡。
通过测量氧气泡的数量和大小,可以计算出光合作用的速率。
同时,也可以测量倒置试管中的二氧化碳浓度的变化来计算光合作用的速率。
实验二:光合作用光谱分析光合作用仅能在特定波长的光线下进行。
为了研究不同波长的光线对光合作用速率的影响,可以使用一个多色光源(例如可调节波长的LED 灯),通过改变光线的颜色和波长来照射叶片。
然后测量光合作用的速率。
实验结果可以绘制成光合作用光谱曲线,用于分析光合作用对不同波长光线的响应。
实验三:光合作用与光强的关系光强是指光能流经单位面积的能量。
为了研究光合作用与光强的关系,可以使用不同光强的光源照射叶片,并测量光合作用速率。
实验结果可以绘制光合作用光强曲线,用于分析光合作用速率随光强变化的规律。
此外,还可以通过调节光源的距离来控制光强的大小,并研究光合作用速率随光源距离的变化趋势。
实验四:植物组织光合作用效率的比较光合作用不仅在叶片上进行,还可以在植物体的其他组织中进行。
为了研究不同组织的光合作用效率差异,可以将不同的植物组织(如叶片、茎、根)置于光源下,并测量其光合作用速率。
实验结果可以比较不同组织的光合作用速率,分析不同组织的光合作用效率差异,为研究植物生理生态过程提供参考。
实验五:光合作用对温度的响应光合作用对温度的响应是一个重要的研究方向。
可以研究不同温度条件下光合作用速率的变化情况,使用恒温培养箱或温室调节温度。
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。
光合作用速率的测定方法光合作用是植物中的重要过程,它通过光能将二氧化碳和水转化为有机物质,并释放出氧气。
测定光合作用速率是研究植物生理和生态学中的重要内容之一,以下是几种常用的测定光合作用速率的方法。
1.Li-6400便携式气体交换系统Li-6400是一种用于测量光合速率的便携式仪器。
它可以测量光合速率、蒸腾速率、气孔导度等植物光合参数。
该仪器通过将被测叶片放入小室内,测量室内CO2浓度和湿度的变化来计算光合速率。
这种方法操作简单、快速,并且可以实时监测光合作用速率。
2. 改进的Warburg法Warburg法是最早用于测定光合作用速率的方法之一、改进的Warburg法通过在光合作用进行时测量溶液中的氧浓度变化来计算光合速率。
该方法需要使用一个氧电极和容器,将被测叶片完全浸入溶液中,并在恒定的温度和光照条件下进行实验。
通过记录溶液中氧浓度的变化,可以计算出光合速率。
3.14CO2示踪法14CO2示踪法是一种直接测定光合作用速率的方法。
该方法使用放射性同位素14C标记的CO2示踪溶液,将其喷洒在叶片上,在光照条件下进行实验。
通过测量被喷洒的14CO2在叶片中的固定量或释放量,可以计算出光合作用速率。
这种方法精确度高,但需要使用放射性物质,操作相对复杂。
4.叶绿素荧光测定法叶绿素荧光测定法是一种非破坏性的测定光合作用速率的方法。
该方法使用荧光仪测量叶片表面的叶绿素荧光发射强度。
光合作用速率与叶绿素荧光发射强度之间存在关系,通过测量叶绿素荧光的变化,可以推测光合作用速率的变化。
这种方法操作简单、快速,并且对植物没有破坏,适用于大规模的实验。
5.炭同位素测定法炭同位素测定法是一种测定光合作用速率的间接方法。
该方法利用光合作用过程中植物吸收的CO2中的同位素比例变化来推测光合速率。
具体方法是将叶片暴露在不同浓度的标记有不同同位素比例的CO2环境中,然后通过分析叶片中同位素比例的变化来计算光合速率。
这种方法的精确度较低,但对植物没有破坏。
测定净光合速率的方法
1.气体法:该方法利用密闭的光合作用系统,将光合作用产生的氧气收集起来,并通过气体分析仪来测量氧气的产生量。
该方法的主要优点是简单易行,但需要注意保持气体样品的稳定性。
2. 碳同位素法:该方法利用作物中自然含有的碳同位素比例来
测定光合作用的速率。
测量时,将碳同位素标记物添加到样品中,然后通过质谱仪等设备来测量样品中的碳同位素比例变化。
该方法需要专业设备和技术,但可以提供非常准确的测量结果。
3. 基于叶绿素荧光的方法:该方法通过测量叶绿素荧光的强度
来评估光合作用的速率。
叶绿素荧光的强度与光合作用的速率成正比,因此可以通过测量叶绿素荧光的变化来确定光合速率。
该方法需要特殊的设备和技术,但可以提供准确的测量结果。
以上是几种常用的测定净光合速率的方法,选择适合自己的方法可以提高测量结果的准确度。
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光合作用常用实验总结讲解光合作用是指植物和一些单细胞生物利用光能转化为化学能的过程,是地球上最重要的能量转化机制之一、在光合作用过程中,植物利用光合色素吸收光能,将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气。
为了研究光合作用的机理和影响因素,科学家们进行了许多常用的实验。
下面将对其中一些常用实验进行总结和讲解。
一、测定光合作用速率的实验:1.饱和光强实验:这个实验旨在确定植物在不同光强下的光合作用速率。
实验中,首先将一瓶含有一定数量水草(如水蕨、浮萍等)的水槽放置在不同光强的光源下,然后测定一段时间内氧气释放量的变化。
实验结果表明,随着光强的增加,光合作用速率也随之增加,但达到一定光强后,光合作用速率就会趋于饱和。
2.温度对光合速率的影响实验:这个实验旨在确定植物光合作用速率对温度的依赖关系。
实验中,将水草放置在不同温度条件下,测定光合作用速率的变化。
实验结果表明,光合作用速率随着温度的升高而增加,但在一定温度范围内,光合作用速率达到最高点后就会下降。
这是因为高温下光合作用酶的活性受到抑制。
3.CO2浓度对光合速率的影响实验:这个实验旨在确定二氧化碳浓度对光合作用速率的影响。
实验中,将水草放置在不同二氧化碳浓度的环境中,测定光合作用速率的变化。
实验结果表明,光合作用速率随着二氧化碳浓度的升高而增加,但达到一定浓度后,光合作用速率趋于饱和。
二、测定光合作用产物的实验:1.氧气的释放实验:这个实验可以通过收集和测量水草光合作用释放的氧气来确定光合作用产物中氧气的含量。
实验中,将水草放置在一定光照条件下,通过导管将水草释放的氧气收集起来,然后利用适当的方法(如溶解氧测定仪)测定氧气的含量。
实验结果表明,光合作用产物中的氧气含量随着光照强度的增加而增加。
2.葡萄糖的测定实验:这个实验可以通过测定水草光合作用后葡萄糖的含量来确定光合作用产物中葡萄糖的含量。
实验中,将水草放置在一定光照条件下,然后收集水草产生的有机物质,利用适当的方法(如酶促反应、高效液相色谱等)测定其中葡萄糖的含量。
光合作用是地球所有生命赖以生存的基础,与人类的生存发展密不可分,对于光合作用的强弱,我们用光合速率来表示。
光合速率测定的方法多种多样的,经常用到的是单叶、器官、个体、群体的光合速率比较测定。
相对于群体、个体来说,单叶光合速率的测定对植物体的破坏和干扰较少,因此成为当前农业应用研究中最为普遍的方法。
目前单叶光合速率的测定有半叶法、干物质积累测定法、CO2吸收法、氧气释放法。
1.半叶法是最早应用于光合速率测定的方法,19世纪由Sachs首先提出,半叶法测定光合速率的优点是:不需复杂的仪器设备,简便易行,一般科研单位均可应用。
测定结果可反映叶片在自然条件下进行光合作用的情况,接近田间实际情况,与红外气体分析法所测的结果也基本相同。
缺点是:①破坏被测材料,不能连续测量:②测定时间长,环境条件不易控制,不同时间的测定数据由于环境条件的不同而没有严格的可比性;③不能测出短时间光合速率的变化;④测定效率低、误差较大。
沈允钢等(沈允钢等,1980)、李德耀等(李德耀等,1981)及Nonoto和Saeki(1979)提出了改良半叶法。
之后,魏永胜等利用改良的半叶法对光合作用过程进行了详细分析表明:改良半叶法直接测定的结果应该是真光合速率。
[1]2.干物质积累测定法用干重法测定植物的光合速率是1883年Sachs首创的。
70年代初期,中国科学院上海植物生理研究所采用烫伤叶柄基部韧皮部的方法(称为改进的干重法),阻止光合产物运出,使测定结果更接近实际,从而促进了干重法的应用和研究山。
【2】干重法测定植物光合速率优点:①不需昂贵的仪器,只要有烘箱和天平,可随意在各种自然条件下测定;②是全部植株在一定时间间隔内作物群体总工作性能的精确衡量,能很好地反映作物群体条件下叶片光合效率的平均水平。
缺点是:由于环境条件的不同,不同时期条件下所测结果很难相互比较(RoderiekH,1978:王天成,1988)。
在实际应用干重法时,需要解决以下几个问题,才能取得比较客观的结果。
液滴移动法测定光合速率1. 介绍光合作用是植物和其他光合生物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质,释放出氧气的过程。
通过测定光合速率,可以评估光合作用的效率,了解植物对于光照强度和其它环境因素的响应。
液滴移动法是一种常用的方法,用于测定植物叶片光合作用的速率。
该方法通过观察液滴在一定时间内在叶片表面移动的距离,来间接反映光合速率的高低。
本文就介绍液滴移动法的原理、操作步骤、结果分析以及该方法的优缺点。
2. 原理液滴移动法的原理基于植物光合作用过程中产生氧气的现象。
当光照强度足够时,植物叶片的光合速率较高,产生的氧气会在叶片上形成气泡,并逐渐聚集在叶片表面。
液滴移动法利用这一现象,将一滴水滴放在已剪取并处理好的植物叶片表面,观察一定时间内水滴的移动距离。
由于光合作用产生的氧气会阻碍水分的吸收,水滴的移动距离与光合速率呈负相关关系。
因此,通过测量水滴的移动距离,可以推断出叶片的光合速率。
3. 操作步骤液滴移动法测定光合速率的操作步骤如下:3.1. 实验器材准备•植物叶片样品•剪刀•精密滴管•滴水架•毛细管•倒置显微镜或显微摄影机3.2. 样品处理将植物叶片剪下并处理,使其保持新鲜状态,去除叶柄和中脉等。
3.3. 准备液滴用精密滴管吸取适量的纯净水,滴在滴水架上,制备待用的液滴。
3.4. 液滴放置将制备好的液滴小心地放置在处理后的叶片表面。
3.5. 观察与记录在放置液滴后,立即开始观察液滴在叶片表面的移动情况,并记录下初始位置。
3.6. 测定时间观察一定时间(一般为几分钟至十几分钟),记录液滴在叶片表面的移动距离。
3.7. 结果处理根据观察和记录的数据,计算平均移动速度,并根据已知公式或标准曲线,推算出叶片的光合速率。
4. 结果分析液滴移动法测定光合速率的结果主要取决于液滴在一定时间内的移动距离。
移动距离越短,表明光合速率越高;移动距离越长,则光合速率越低。
比较液滴移动法的测定结果时,需要注意以下几个因素: - 光照强度:光照强度越大,植物的光合速率越高,液滴的移动距离越短。
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:
【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:
(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。
【解析】黑白瓶法常用于水中生物光合速率的测定。
白瓶是透光瓶,里面可进行光合作用和呼吸作用;黑瓶是不透光瓶,只能进行呼吸作用。
在相同条件下培养一定时间,黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量,白瓶中含氧量的变化可以确定表观光合作用量,然后就可以计算出总的光合作用量。
(l)黑瓶中溶解氧的含量降低为3 mg/L的原因是:黑瓶不透光,植物不能进行光合作用产生O2,其中的生物呼吸消耗O2,该瓶中所有生物细胞呼吸消耗的O2量为:原初溶解氧-lh 后含氧量,即10 - 3-7 (mg/L·h)。
(2)当光照强度为c时,表观光合速率的大小为:1h后氧含量一原初溶解氧,即24 - 10=14 (mg/L·h)。
呼吸速率为10—3=7 (mg/L·h)。
真正光合速率为14+7=21 (mg/L·h)。
(3)黑暗时,黑白瓶都是3 mg/L·h。
说明水中生物呼吸速率为10—3=7 (mg/L·h)。
所以光照强度至少为a时,净光合速率为10—3=7 (mg/L·h),才能维持该水层中生物正常生活耗氧量所需。
【答案】(1)黑瓶中植物不能进行光合作用产生O2,生物呼吸消耗O2 7 (2) 21 (3)a 四、小叶片浮起数量法——定性比较光合作用强度的大小
【例4]探究光照强弱对光合作用强度的影响,操作过程如表所示:
本实验除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3个烧杯中上浮相同叶片数量所用时间的长短进行描述,但该实验方法只能比较大
小,无法测出具体的量变。
【答案】①台灯与实验装置间的距离②A
五、红外线CO2传感器——测量装置中CO2浓度的变化
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一定的线性关系,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5】为测定光合作用速率,将一植物幼苗放人大锥形瓶中,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,如图3所示。
相同温度下,在一段时间内测得结果绘制成曲线,如图4所示。
请据图回答:
(1)在60-120 min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60-120 min时间段,瓶内CO2浓度下降的原因是___ _。
此时间段该植物光合速率为 ppm/min。
【解析】(1)在60-120min时间段内,叶肉细胞光合作用强度的变化趋势为逐渐降低,理由是CO2的浓度逐渐降低。
(2)在60-120 min时间段,瓶内CO2浓度下降的原因是:植物的光合作用强度大于呼吸作用强度,CO2不断减少。
用瓶中安放的CO2传感器来监测瓶中CO2浓度,60 min内的变化是1500 - 500-1000 (ppm).该数值是60 min内净光合作用消耗的CO2量。
在0-60 min时间段,瓶内CO2浓度上升的原因是:植物在黑暗条件下只进行呼吸作用,60 min内植物呼吸释放CO2量是l500 -1000=500 (ppm)。
所以,此时间段该植物光合速率为(1000+500) /60=25 (ppm/min)。
【答案】(1)逐渐降低CO2的浓度逐渐降低 (2)植物光合作用强度大于呼吸作用强度25如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!。