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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。
1.真正光合速率、净光合速率和细胞呼吸速率的模型分析1）内在关系①细胞呼吸速率：植物非绿色组织或绿色组织在黑暗条件下测得的值——单位时间内一定量组织的CO2释放量或O2吸收量。
②净光合速率：植物绿色组织在有光条件下测得的值——单位时间内一定量绿色组织所吸收的CO2量或释放的O2量。
③真正光合速率＝净光合速率＋细胞呼吸速率。
2）判定方法①根据坐标曲线判定甲乙a.当光照强度为0时，若CO 2吸收量为负值，该值的绝对值代表细胞呼吸速率，该曲线代表净光合速率，如图甲。
b.当光照强度为0时，光合速率也为0，该曲线代表真正光合速率，如图乙。
2）判定方法②根据关键词判定检测指标细胞呼吸速率净光合速率真正（总）光合速率CO2释放量（黑暗）吸收量利用量、固定量、消耗量O2吸收量（黑暗）释放量产生量有机物消耗量（黑暗）积累量制造量、产生量2.光合作用与呼吸作用的相关曲线分析图1图21）图1中曲线Ⅰ表示总光合量，曲线Ⅲ表示呼吸量，曲线Ⅱ表示净光合量。
交点D 对应点E，此时净光合量为0，B点时植物生长最快。
2）图2中曲线c表示净光合速率，d表示呼吸速率，c＋d表示总光合速率。
在G点时，总光合速率是呼吸速率的2倍。
1.某校生物兴趣小组以玉米为实验材料，研究不同条件下光合速率与呼吸速率，绘制了甲、乙、丙、丁四幅图，哪幅图中“a”点不能表示光合速率等于呼吸速率()CA.甲B.乙C.丙D.丁[解析]图甲中光合速率代表实际光合速率，二者交点a代表光合作用速率等于呼吸作用速率，A不符合题意；图乙中a点后二氧化碳的含量开始降低，即光合作用速率大于呼吸作用速率，故a点含义是光合作用速率等于呼吸作用速率，B不符合题意；图丙中a点的含义是二氧化碳的吸收量等于释放量，即表示净光合作用速率等于呼吸作用速率，此时光合作用速率是呼吸作用速率的二倍，C符合题意；图丁中a点二氧化碳的吸收量为0，说明此时光合作用速率等于呼吸作用速率，D不符合题意。
2.[2021江苏南京三模]如图是某植物叶片净光合速率（Pn，以CO2吸收速率表示）与胞间CO2浓度（Ci）的日变化曲线，相关分析正确的是()A.与11：00时相比，13：00时叶绿体中合成C3的速率相对较高B.14：00后叶片的Pn下降，导致植株积累有机物的量开始减少C.17：00后叶片的Ci快速上升，导致叶片暗反应速率远高于光反应速率D.叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度D[解析]分析曲线可知，与11：00时相比，13：00时叶片净光合速率较低，说明13：00时叶绿体中合成C3的速率相对较低，A错误；14：00后叶片的Pn下降，但叶片净光合速率仍远大于0，说明植株积累有机物的量继续增多，B错误；17：00后叶片的Ci快速上升，是由于光照减弱，ATP、NADPH产生减少，C3的还原减弱，暗反应速率也降低，C错误；对比分析两曲线走势可知，叶片的Pn先后两次下降，主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度，D正确。
高考生物二轮复习专题突破考点四光合作用与细胞呼吸的实验探究1．装置法测定光合速率与呼吸速率(1)测定装置(2)测定方法及解读①测定呼吸速率(装置甲)a．装置甲烧杯中放入适宜浓度NaOH溶液用于吸收CO2。
b．玻璃钟罩遮光处理，以排除光合作用的干扰。
c．置于适宜温度环境中。
d．红色液滴向左移动(装置甲单位时间内向左移动距离代表呼吸速率)。
②测定净光合速率(装置乙)a．装置乙烧杯中放入适宜浓度的CO2缓冲液，用于保证容器内CO2浓度恒定，满足光合作用需求。
b．必须给予较强光照处理，且温度适宜。
c．红色液滴向右移动(装置乙单位时间内向右移动距离代表净光合速率)。
③根据“总(真正)光合速率＝呼吸速率＋净光合速率”可计算得到总(真正)光合速率。
物理误差的校正：为防止气压、温度等物理因素所引起的误差，应设置对照实验，即用死亡的绿色植物分别进行上述实验，根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。
2．“叶片上浮法”探究环境因素对光合作用强度的影响利用“真空渗入法”排出叶肉细胞间隙的空气，充以水分使叶片沉于水中。
在光合作用过程中植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中溶解度很小而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮。
根据在相同时间内上浮叶片数目的多少(或者叶片全部上浮所需时间的长短)，即能比较光合作用的强弱。
3．“黑白瓶法”测定光合速率与呼吸速率将装有水和水生植物的黑、白瓶置于不同水层中，测定单位时间内瓶中溶解氧含量的变化，借此测定水生植物的光合速率。
黑瓶不透光，瓶中生物仅能进行呼吸作用；白瓶透光，瓶中生物可进行光合作用和呼吸作用。
因此，真正光合作用量(光合作用总量)＝白瓶中氧气增加量＋黑瓶中氧气减少量。
4．“半叶法”测定光合作用有机物的产生量“半叶法”的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(可先在叶柄基部分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。
光合速率的测定方法归纳总结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。
黑白瓶问题例析作者：刘艳红来源：《试题与研究·高考理综生物》2015年第03期黑白瓶问题，实质上是对必修1《分子与细胞》模块光合作用与细胞呼吸这一主干知识的考查。
在平常考试中，当学生遇到有关黑白瓶问题时，经常出现“绕着走”、犯迷糊等问题，其实是没有真正理解黑瓶、白瓶中测得的数据到底表示什么含义。
为了帮助学生顺利解决上述问题，本文结合典型例题将黑白瓶问题常考查的角度进行初步归类，供读者复习时借鉴。
一、黑白瓶测实际光合量的原理黑白瓶法，即氧气测定法，多用于水生生态系统初级生产量的测定。
用三只玻璃瓶，其中一只用黑胶布包上，再包以锡箔，从待测的水体深度取水，保留一瓶（初始瓶）以测定水中原来的溶氧量，其余两瓶（黑、白瓶）再放回待测深度的水中。
黑瓶中的浮游植物由于得不到光照只能进行呼吸作用，因此黑瓶中的溶氧量就会减少。
而白瓶完全被曝晒在光下，瓶中的浮游植物可进行光合作用，因此白瓶中的溶氧量一般会增加。
根据初始瓶、黑瓶、白瓶溶氧剩余量，即可求得净初级生产量（=净光合量）、呼吸量、总初级生产量（=实际光合量）。
一般适用于湖泊、水库、池塘等静水水体以及水流缓和的河流水域中初级生产量的测定。
二、考查视角归类分析视角1：以图表为载体，考查图文转化及数据处理能力例1 采用黑白瓶法（黑瓶外包黑胶布和锡箔以模拟黑暗条件；白瓶为透光瓶）测定池塘各深度24小时内的平均氧气浓度变化，结果如下表，则该池塘一昼夜产生氧气的量是（）A.8g/m3B.14g/m3C.22g/m3D.32g/m3【解析】本题以表格为载体考查考生对净光合作用、呼吸作用、实际光合作用的理解以及数据的分析能力。
池塘一昼夜产生氧气的量，实质上指的是各水层一昼夜产生的氧气量的总和。
产生的氧气量，就是光合作用总量=白瓶中氧气增加量+黑瓶中氧气减少量。
对于水深5m 至水底范围内的生物来说，无论有无光照，黑瓶和白瓶中氧气的变化量都是相同的，说明此范围水域内的生物不进行光合作用。
2022年高考生物总复习：巧借“黑白瓶”原理，速解光合速
率测定及相关数据推算
通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题是常见题型，掌握常见的“黑白瓶”问题的测定原理，是解答此类试题的关键。
具体方法如下：(1)“黑瓶”不透光，测定的是有氧呼吸量；“白瓶”给予光照，测定的是净光合作用量。
总光合作用量(强度)＝净光合作用量(强度)＋有氧呼吸量(强度)。
(2)有初始值的情况下，黑瓶中O2的减少量(或CO2的增加量)为有氧呼吸量；白瓶中O2的增加量(或CO2的减少量)为净光合作用量；二者之和为总光合作用量。
(3)在没有初始值的情况下，白瓶中测得的现有量－黑瓶中测得的现有量＝总光合作用量。
【典例4】下表所示是采用黑白瓶(不透光瓶—可透光瓶)法测定夏季某池塘不同深度水体中，初始平均O2浓度与24小时后平均O2浓度比较后的数据。
下列有关分析正确的是()
A.水深1 m处白瓶中水生植物24小时产生的O2为3 g/m2
B.水深2 m处白瓶中水生植物光合速率等于所有生物的呼吸速率
C.水深3 m处白瓶中水生植物不进行光合作用
D.水深4 m处白瓶中藻类植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体解析根据题意可知，黑瓶中水生植物只能进行呼吸作用，白瓶中水生植物既能进行光合作用又能进行呼吸作用，在相同条件下培养一定时间，黑瓶中所测得的数据即为正常的呼吸消耗量。
由表中数据可知，在水深1 m处白瓶中水生植物产生的O2量＝3＋1.5＝4.5(g/m2)。
水深2 m处白瓶中水生植物光合速率＝1.5＋1.5＝3.0[g/(m2·d)]，呼吸速率为1.5 g/m(m2·d)。
水深3 m处白瓶中水生植物光合作用量等于呼吸作用量，即1.5 g/m2。
水深4 m处白瓶中藻类植物能进行光合作用和呼吸作用，故白瓶中藻类植物产生ATP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体。
答案D
进行光合速率、呼吸速率计算，常用如下关系：
(1)摩尔数数量关系C6H12O6∶CO2∶O2＝1∶6∶6
(2)分子量关系：C6H12O6(180)∶6CO2(6×44)∶6O2(6×32)。
