光合速率的测定及数据处理

1、光合速率的测定及数据处理光合速率的测定及数据处理 瓯海中学瓯海中学 任玲玲任玲玲 6CO2 + 12H2O* 光能光能 叶绿体叶绿体 C6H12O6+ 6H2O + 6O2* 植物或其叶片光合速率测定的常用方法植物或其叶片光合速率测定的常用方法 CO2浓度变化法浓度变化法 红外线红外线CO2传感器：传感器： 实验原理：实验原理：CO2对红外线有较强的吸收能力，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，的多少与红外线的降低量之间有线性关系， 因此因此CO2含量的变化即可灵敏地反映在检测仪含量的变化即可灵敏地反映在检测仪 上。上。 植物或其叶片光合速率测定的常用方法植

2、物或其叶片光合速率测定的常用方法 CO2浓度变化法浓度变化法 植物或其叶片光合速率测定的常用方法植物或其叶片光合速率测定的常用方法 O2体积变化法体积变化法 水体中溶氧量的水体中溶氧量的 变化（黑白瓶法）变化（黑白瓶法） 小叶圆片浮起的小叶圆片浮起的 数量统计法数量统计法 实验材料及试剂：实验材料及试剂： 枝叶茂盛的微小型盆栽植物若干枝叶茂盛的微小型盆栽植物若干 （如右图所示）（如右图所示） 蒸馏水蒸馏水 一定浓度的一定浓度的NaOH溶液溶液 一定浓度的一定浓度的CO2缓冲液缓冲液 实验器具：实验器具： 打孔器打孔器 小烧杯小烧杯 烘干器烘干器 天平天平 遮光装置遮光装置 透明容器透明容器 红

3、外线红外线CO2传感器传感器 带刻度的弯曲玻璃管带刻度的弯曲玻璃管 （内含可移动液滴）（内含可移动液滴） 其上有其上有1小孔，小孔， 可插玻璃管或可插玻璃管或 传感器传感器 植物光合速率测定的思路设计植物光合速率测定的思路设计 植物光合速率测定的思路设计植物光合速率测定的思路设计 （1）实验材料、用具、试剂选择是否合理？）实验材料、用具、试剂选择是否合理？ （2）材料处理、步骤是否正确？）材料处理、步骤是否正确？ （3）测得哪些数据，怎样处理得到植物（或）测得哪些数据，怎样处理得到植物（或 叶片）的真正光合速率？叶片）的真正光合速率？ 植物或其叶片光合速率测定的常用方法植物或其叶片光合速率测定

4、的常用方法 叶片干物质量变化法叶片干物质量变化法 采用采用“半叶法半叶法”测定叶片光合作用制造的有机物测定叶片光合作用制造的有机物 量：量： M=MBMA 实验原理：实验原理：将对称叶片的一部分（将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部）遮光，另一部 分（分（B）不做处理，并采用适当的方法（）不做处理，并采用适当的方法（如如“环割法环割法”） 阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射阻止两部分的物质和能量转移。在适宜光照下照射a小小 时后，在时后，在A、B的对应部位截取同等面积的叶片，烘干的对应部位截取同等面积的叶片，烘干 称重，分别记为称重，分别记为MA、MB，则，则a小时内上述小时内上述B

5、部位截取的部位截取的 叶片光合作用合成有机物的总量（叶片光合作用合成有机物的总量（M）为）为_ _ _。 市二模市二模30题（题（5）在适宜条件下对植物叶片进行实在适宜条件下对植物叶片进行实 验如图验如图2所示的处理，测定处理前后叶片的干物质量，所示的处理，测定处理前后叶片的干物质量， 则叶片光合作用制造有机物的量可表示为则叶片光合作用制造有机物的量可表示为 。 光照前后的变化量光照前后的变化量 黑暗前后的变化量黑暗前后的变化量 光照后光照后c-光照前光照前b 黑暗前黑暗前a-黑暗后黑暗后b 应用应用1 1 将生长状况相同的轮藻叶片分成将生长状况相同的轮藻叶片分成4 4等份，在不同等份，在不同

6、 的温度下分别暗处理的温度下分别暗处理1h1h，再光照，再光照1h1h（光照强度相同），（光照强度相同）， 测定其重量变化，得到如下的数据：测定其重量变化，得到如下的数据： 组别组别1 12 23 34 4 温度（温度（）272728282929 3030 暗处理后的重量变化（暗处理后的重量变化（mgmg）-2-2-3-3-4-4 -2-2 光照后和暗处理前的重量变化（光照后和暗处理前的重量变化（mgmg）+3+3+3+3+3+3 +1+1 根据表中数据，求出各温度下光照期间的真正光合根据表中数据，求出各温度下光照期间的真正光合 速率。速率。 +7 +9 +11 +5 应用应用2 2 当植物光

7、合作用吸收的当植物光合作用吸收的COCO2 2量与呼吸作用释放的量与呼吸作用释放的COCO2 2量相量相 等时，环境中的等时，环境中的COCO2 2浓度为浓度为COCO2 2补偿点；补偿点；COCO2 2达到一定浓度时，光达到一定浓度时，光 合速率不再增加，此时的合速率不再增加，此时的COCO2 2浓度为浓度为COCO2 2饱和点。育种专家测定饱和点。育种专家测定 了了2222时，某作物时，某作物A A、B B两个品种在不同两个品种在不同COCO2 2浓度下的浓度下的COCO2 2吸收量，吸收量， 以及黑暗条件下的以及黑暗条件下的COCO2 2释放量，结果如下表：释放量，结果如下表： COCO

8、2 2补偿点补偿点 （mmol/molmmol/mol） COCO2 2饱和点饱和点 (mmol/mol)(mmol/mol) COCO2 2饱和点时饱和点时COCO2 2吸收吸收 量量mmol/(mmmol/(m2 2h)h) 黑暗条件下黑暗条件下COCO2 2释放释放 量量mmol/(mmmol/(m2 2h)h) A A品种品种0.060.061.061.061001006060 B B品种品种0.050.051.131.1370702727 （1 1）COCO2 2饱和点时，饱和点时，A A品种的真正光合速率为品种的真正光合速率为 mmol/(mmmol/(m2 2h)h)。 （2 2

9、）若环境中的）若环境中的COCO2 2浓度保持在浓度保持在COCO2 2饱和点，先光照饱和点，先光照1414小时，再小时，再 黑暗黑暗1010小时，则一天中小时，则一天中A A品种积累的葡萄糖比品种积累的葡萄糖比B B品种多品种多 mg/mmg/m2 2。 160 2700 下图所示装置中，下图所示装置中，CO2缓冲液用于调节小室缓冲液用于调节小室 内内CO2的量，使其保持在的量，使其保持在0.03，小室内气，小室内气 体的体积变化可根据毛细管内有色液滴的移体的体积变化可根据毛细管内有色液滴的移 动距离测得。在适宜温度条件下，用该装置动距离测得。在适宜温度条件下，用该装置 测定测定A植物和植物

10、和B植物的新鲜绿叶在不同光照条植物的新鲜绿叶在不同光照条 件下的光合速率件下的光合速率 ，结果如下表，结果如下表(其中其中“-”表示表示 左移，左移，“+”表示右移表示右移) ： 数据的处理与分析数据的处理与分析 植植 物物 光合速率光合速率 与呼吸速与呼吸速 率相等时率相等时 的光照强的光照强 度（度（klx） 光合作用强光合作用强 度达到最大度达到最大 值时所需要值时所需要 的最小光照的最小光照 强度（强度（klx） 黑暗条件下黑暗条件下 小室内气体小室内气体 体积变化量体积变化量 （ mg/100cm2 叶叶小时）小时） 光合作用强度达光合作用强度达 到最大值时小室到最大值时小室 内气体

11、体积变化内气体体积变化 量（量（mg/100cm2 叶叶小时）小时） A13-5.5+11 B39-15+30 2 2、请在坐标系中画出、请在坐标系中画出A A、B B植物的表观光合植物的表观光合 速率变化趋势线。速率变化趋势线。 1 1、理论上，当光照强度为、理论上，当光照强度为3 3千勒克司时，千勒克司时，A A植物与植物与B B 植物新鲜绿叶中植物新鲜绿叶中H H2 2O O光解产生光解产生O O2 2的差值为的差值为 mg mg O O2 2/100 cm/100 cm2 2叶叶小时小时 数据的处理与分析数据的处理与分析 植植 物物 光合速率光合速率 与呼吸速与呼吸速 率相等时率相等时

12、 的光照强的光照强 度（度（klx） 光合作用强光合作用强 度达到最大度达到最大 值时所需要值时所需要 的最小光照的最小光照 强度（强度（klx） 黑暗条件下黑暗条件下 小室内气体小室内气体 体积变化量体积变化量 （mg/100 cm2叶叶小时）小时） 光合作用强度达光合作用强度达 到最大值时小室到最大值时小室 内气体体积变化内气体体积变化 量（量（mg/100cm2 叶叶小时）小时） A13-5.5+11 B39-15+30 1.5 3、以、以B植物曲线为例，关注三个特殊点：植物曲线为例，关注三个特殊点： 数据的处理与分析数据的处理与分析 （1）与）与Y轴交点：轴交点： 对对B植物叶片中的细

13、胞来说，呼吸速率是否一致？植物叶片中的细胞来说，呼吸速率是否一致？ 此点对应的条件下，叶片细胞内产生此点对应的条件下，叶片细胞内产生ATP的场所有哪些？的场所有哪些？ （2）光补偿点：）光补偿点： 对对B植物叶片中的某个叶肉细胞来说，其呼吸消耗的植物叶片中的某个叶肉细胞来说，其呼吸消耗的O2量量 是否等于光合作用生成的是否等于光合作用生成的O2量？量？ 在光强度为在光强度为3千勒克斯，其他实验条件不变的情况下，适千勒克斯，其他实验条件不变的情况下，适 当提高装置中当提高装置中CO2缓冲液的浓度（不考虑对呼吸的影响），缓冲液的浓度（不考虑对呼吸的影响）， 光合速率将发生怎样的变化？光合速率将发生怎样的变化？ 3、以、以B植物曲线为例，关注三个特殊点：植物曲线为例，关注三个特殊点： （3）光饱和点：）光饱和点： 此点后光合速率不再增大的主要限制因素是什么？此点后光合速率不再增大的主要限制因素是什么？ 结合光合作用的具体过程解释继续增大光照强度，结合光合作用的具体过程解释继续增大光照强度， 光合速率不变的原因？光合速率不变的原因？ 若适当提高若适当提高CO2 缓冲液的浓度，其他条件不变，则缓冲液的浓度，其他条