光合速率的测定方法归纳总结

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1、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/旦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，

2、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，

3、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/(dm2h)。(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 /dm2h )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

4、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弋 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

5、换成等量浓氢氧化钠溶液，在 20C、无光条件下,30min后，十筒的容量需要调至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，亥植物的表观光合作用速率是(0.6-

6、0.2 )x3 = 1.2(mL/h)。(3瓶中液体改放为NaOH溶液贝懐置内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。则在有光条件下亥植物的真正光合速率 = 表 观光合速率+呼吸速率，既1.2+0.1x2 = 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】某硏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

7、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02量为mg/L24h。(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/L24h。(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。白瓶就是透光 瓶，里面可进行光合作用和呼吸作用。黑瓶就是不透光瓶，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，

8、 然后就可以计算出总光合作用量。(1)黑瓶中溶解氧的含量降低为3mg/L的原因是：黑瓶没有 光照，植物不能进行光合作用产生氧，其中的生物呼吸消耗氧气，该 瓶中所有生物细胞呼吸消耗的02量为：原初溶解氧-24小时后氧含 量，即 10-3二7 (mg/L24h)(2 )当光照强度为c时，表观光合速率的大小为：24小时后氧 含量-原初溶解氧，即24-10=14( mg/L-24h )呼吸速率为10-3=7(mg/L-24h )真正光合速率为 14+7=21 ( mg/L-24h ).(3 )黑暗时，黑白瓶都是3 mg/L-24h，说明水体生物呼吸速 率为10-3=7 ( mg/L-24h )，所以光

9、照强度至少为a时，净光合速率 为10-3=7 ( mg/L24h),才能维持水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氧，生物呼吸消耗 氧气 7 (2)21 (3)a4.红外线CO2传感器-测装置中CO2浓度的变化【典例4】某学校某硏究小组用通过用红外线CO2传感器-测 装置中CO2浓度的变化来测光合速率。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。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

10、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o 60min时间段：瓶内C02浓度上升的原因是：植 物在黑暗条件下，60min内植物呼吸释放CO2量是(ppm )(2) 在60120min时间段：瓶内CO2浓度下降的原因是， 用瓶中安放的CO2传感器来监测瓶中CO2浓度60min内的变化数 值是(ppm )，该数值是60min内净光合作用消耗的CO2量。解析(1)在60120min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60120min时间段，瓶内CO2浓度下降

11、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60mi n内的变化是1500-500 =1000 ( ppm )，该数值是60min内净光合作用消耗的CO2量。在0 60min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，60min内植物呼吸释放 CO2量是 1500-1000=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)植物在黑暗条件下只进行呼吸作用500(2)植物的光合作用强度大于呼吸作用强度 10005. 小叶片浮起数量法-定性比较光

12、合作用强度的大小（见课本） 【对点练习】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 2zx） / 6 gcm-2h-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2. 将一株绿色植物置于密闭锥形瓶中，如图-3所

13、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-4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2030min内，瓶内植物光合作用逐渐减弱，呼吸作用 逐渐增强C .第4060min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为 90ppmCO2/min3. 下列有关细胞呼吸的叙述，正确的是（）A. 酵母菌线粒体基质含有与无氧呼吸有关的酶B. 丙酮酸和H20在线粒体内膜上彻底分解

14、成C02和H20C. 破伤风芽抱杆菌在氧气充足环境下易大量繁殖D. 低温储存水果呼吸速率降低4. 酵母菌的葡萄糖溶液均分为4份，分别置于甲、乙、丙、丁四 种条件下培养，测得CO2和02体积变化的相对值如图。下列叙述正 确的是（）A.甲条件下，细胞呼吸的产物除C02外，还有乳酸B.乙条件下，有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多C .丙条件下，细胞呼吸产生的ATP最少D .丁条件下，产物中的C02全部来自线粒体5（11分）绿色植物的光合作用与细胞呼吸之间有密切的联系。甲图表示光合作用与细胞呼吸之间的部分物质关系;乙图表示用 打孔器在某植物的叶片上打出多个叶圆片，用气泵抽出气体直至 叶片沉入水底，再置于

15、不同浓度的NaHC03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（装置如下 图所示）。(1 )甲图中过程中发生的能量变化是；将阳光下正常生长的 植物迅速移入暗室，X物质含量；过程中能使ADP含量增多 的是过程；图中过程进行的部位是。(2 )乙图在ab段，随着NaHC03溶液浓度的增加，光合作用 速率逐渐；cd段曲线变化的原因最可能是：随着NaHCO3溶液浓度 升高，使代谢水平降低。(3 )乙图中配制的NaHCO3溶液中不含氧气，整个实验过程 中叶片(填“不能”或“能)进行呼吸作用。6. (12分)某科硏小组为探究植物光合作用速率的变化情况， 设计了由透明的玻璃罩构成的小室，如图所示。(1) 将该装置放在自然环境下，测定夏季一昼夜小室内植物氧气释放速率的变化，得到如图B所示曲线，那 么影响小室内植物光合作用速率变化的主要环境因素 是；装置刻度管中液滴移到最右点是在一天中的点。(2) 在实验过程中某段光照时间内，记录液滴的移动 情况，获得以下数据。该组实验数据是在 B 曲线的段获得的。（3）如果要测定该植物 真正光合作用的速率，该如何增加一组实验（作为对照组）？。若在单位时间内，实验组读数为M，对照组读数为N，该植 物的真正光合作用速率为。（4）e点与f点相比，e点时刻C3的合成速率，与b点相比， a点形成的原