光合速率的测定.ppt

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1、光合作用速率的测定（一）原理,叶肉细胞,O2,？,O2,O2,O2,那么，怎样才能测定出叶绿体光合作用所产生的氧气呢？首先测量出线粒体有氧呼吸消耗的氧气量，其次测量出释放到外界环境中的氧气量。,如何测定叶片的呼吸耗氧量？,_条件下将植物的一片叶子放入一个_的容器内，用氧气传感器测量容器内氧气的浓度为M1，一段时间后再测量一次氧气浓度M2。,_就是叶片这段时间内氧气消耗量,M1M2,黑暗,密闭,O2,O2,O2,通过测定呼吸耗氧量就间接知道了线粒体所吸收的那部分氧气。那么，在较强光照下，释放到外界环境中的氧气量又该如何测定呢？,较强光照下将植物的一片叶放入一个_的容器内，用氧气传感器测量容器内氧

2、气的浓度为N1，一段时间后再测量一次氧气浓度为N2。,N2N1是否就是这段时间内叶片中氧气的 产生 量？,氧气释放量,呼吸耗氧量,密闭透明,释放,如何测定叶片的氧气释放量？,CO2,CO2,CO2,叶绿体光合作用固定的CO2，首先来自线粒体呼吸作用释放的CO2，不够时还要从外界空气中吸收CO2。,CO2,CO2,CO2,那么，怎样才能测定出叶绿体光合作用所固定的CO2呢？首先测量出线粒体呼吸产生的CO2量，其次测量出从外界环境中吸收的CO2量。,如何测定叶片呼吸产生的CO2量？,_条件下将植物的一片叶子放入一个_的容器内，用CO2传感器测量容器内CO2的浓度为M1，一段时间后再测量一次CO2浓

3、度M2。,M2M1就是叶片这段时间内_的CO2量,呼吸产生,黑暗,密闭,那么，在较强光照下，从外界环境中吸收的CO2量又该如何测定呢？,CO2,CO2,CO2,较强光照下将植物的一片叶子放入一个密闭透明的容器内，用CO2传感器测量容器内CO2的浓度为N1，一段时间后再测量一次CO2浓度为N2。,N1N2：,CO2吸收量,呼吸产生CO2量,这段时间内叶片_,如何测定叶片从外界吸收的CO2量？,吸收的CO2量,黑暗条件下植物只进行呼吸作用,植物从外界吸收02，并将细胞呼吸产生的C02释放到外界。,细胞呼吸强度的表示方式:,黑暗下单位时间内CO2释放量(或实验容器内C02增加量)黑暗下单位时间02吸

4、收量(或实验容器内O2减少量)黑暗下单位时间重量(有机物)的减少量,光照条件下植物既进行光合作用，又进行呼吸作用,较弱光下：光合速率呼吸速率,弱光下：光合速率呼吸速率,光照条件下植物既进行光合作用，又进行呼吸作用,较弱光下：光合速率呼吸速率,较强光下：光合速率呼吸速率,弱光下：光合速率呼吸速率,光照条件下植物既进行光合作用，又进行呼吸作用,较弱光下：光合速率呼吸速率,光合速率呼吸速率,光合速率呼吸速率,光合速率 呼吸速率,A点：光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，单位时间内释放的CO2可表示此时细胞的呼吸强度。,AB段：光照强度增大，光合作用强度增大，CO2释放量减少，因为细胞呼吸释放的CO2有

5、一部分用于光合作用。此时呼吸强度光合强度。,B点：细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用。此时呼吸强度=光合强度。B点对应的光照强度称为光补偿点。,BC段：随着光照强度不断增大，光合作用强度也不断增强，到C点以后不再加强了。此时光合强度呼吸强度。C点对应的光照强度称为光饱和点。,小结：,在光合作用与细胞呼吸同时进行时，测定的实际结果，实质是：光合作用减去细胞呼吸的差值，即净（表观）光合速率，若把呼吸速率加到净光合速率上去，则得到总(真正)光合速率。,真正(总)光合速率=表观(净)光合速率+呼吸速率,光照强度,A,B,净光合速率,总光合速率,真正(总)光合速率=表观(净)光合速率+呼吸速率,CO2

6、的吸收量,CO2的释放量,呼吸速率,C,CO2的固定量,CO2的吸收量,呼吸产生的CO2量,=,+,光照强度,A,B,净光合速率,总光合速率,真正(总)光合速率=表观(净)光合速率+呼吸速率,O2的释放量,O2的吸收量,呼吸速率,C,O2的释放量,O2的产生量,=,呼吸消耗的O2量,+,有机物的产生量（制造量）,有机物的积累量,呼吸消耗的有机物量,=,+,真正(总)光合速率=表观(净)光合速率+呼吸速率,真光合速率、净光合速率、呼吸速率的常用表述方式,O2产生(生成)速率,O2释放速率,黑暗中O2吸收速率,CO2固定速率,CO2吸收速率,黑暗中CO2释放速率,有机物产生(制造、生成)速率,有机

7、物积累速率,有机物消耗速率,例1.如图表示水稻的叶肉细胞在光照强度分别为a,b,c,d时(其他条件不变且适宜),单位时间内二氧化碳释放量和氧气产生总量的变化。下列有关说法错误的是（）,光照强度由a到d，叶肉细胞净光合速率增加光照强度为b时，光合作用速率等于呼吸作用速率若长期光照强度为c，该绿色植物不能正常生长光照强度为d时，单位时间内细胞从周围吸收2个单位的二氧化碳。（将此柱状图转换为曲线图）,B,光合作用速率的测定（二）方法,一.测定干物质（有机物）的制造量-“半叶法”,二.测光合作用O2产生(或CO2消耗)的体积-气体体积变化法,三.测定溶氧量的变化-“黑白瓶法”,（二）光合作用速率的测定

8、方法,1.半叶法测光合作用强度：将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不进行处理，并采用适当的方法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的对应部位截取相等面积的叶片，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)。,分析：假设两侧原叶重为M0A侧遮光，只进行细胞呼吸，有机物被分解，重量减轻；,B侧有光，同时进行细胞呼吸和光合作用。在适宜光照下，光合大于呼吸，有机物会积累，重量增加。,M0-呼吸=MA,M0+净光合=MB,1.半叶法测光合作用强度：将对称叶片的一部分（A）遮光，另一部分（B）不进行处理，并采用适

9、当的方法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的对应部位截取相等面积的叶片，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)。,若M=MB-MA，则M表示_,MA：,MB：,MB-MA：,净光合量+呼吸消耗量,6h的总光和强度（制造的有机物）,原叶重-呼吸消耗量,原叶重+净光合（积累）量,变式训练 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，测得叶片的叶绿体真正光合作用速率=(

10、3y一2zx)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(),下午4时后将整个实验装置遮光3小时下午4时后将整个实验装置遮光6小时下午4时后在阳光下照射1小时晚上8时后在无光下放置3小时,变式训练 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，测得叶片的叶绿体真正光合作用速率=(3y一2zx)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

11、的实验条件是(),A,解析：起始干重为上午10时移走时的叶圆片干重x克，从上午10时到下午4时，叶片在这6小时内既进行光合作用，又进行呼吸作用，所以下午4时移走的叶圆片干重y 克减去上午10时移走时的叶圆片干重x克的差值，就等于该叶圆片净光合作用干物质量：（y一x）克。若要求出呼吸作用干物质量，应将叶片遮光处理，先假设叶片遮光处理为M小时后干重为z克，下午4时移走的叶圆片干重y 克减去叶片遮光处理M小时后的干重z克差值，就是呼吸作用干物质量：（y一x）克。已知：测得叶片的叶绿体光合作用速率=(3y一2zx)6 gcm-2h-1，据真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率，得出：（3y一2zx)6=

12、（y一x）/6+（y一x）/M，计算出M=3小时，A选项正确。,例1,光照,净光合速率,黑暗,该条件下植物呼吸作用的速率,例2,D,例3.以测定的CO2吸收量与释放量为指标，研究温度对某绿色植物光合作用与呼吸作用的影响，结果如图所示。下列分析正确的是(),A.光照相同时间，35时光合作用制造的有机物的量与30时相等B.光照相同时间，在20条件下植物产生的有机物的量最多C.温度高于25时，光合作用制造的有机物的量开始减少D.两曲线的交点表示光合作用制造的与呼吸作用消耗的有机物的量相等,A,306.5(3+3.5)356.5(3.5+3),204.75(3.25+1.5),光合积累=呼吸消耗,光下

13、CO2的固定量,C D,光合制造=光合积累+呼吸消耗,例4.将一植物放在密闭的玻璃罩内，置于室外进行培养，用CO2浓度测定仪测得了该玻璃罩内CO2浓度的变化情况，绘制成如右图的曲线，下列有关说法正确的是(),BC段较AB段CO2浓度增加减慢，是因为低温使植物呼吸作用减弱CO2浓度下降从DE段开始，说明植物进行光合作用是从D点开始FG段CO2浓度下降不明显，是因为气孔关闭，叶片对CO2的吸收减少H点CO2浓度最低，说明此时植物对CO2的吸收最多，光合作用最强 A B C D,C,5.将一新鲜叶片放在特殊的装置内，给予不同强度的光照(其他条件保持不变)，测得氧气释放速率如下表所示。下列对该数据的分

14、析，错误的是(),叶片呼吸作用吸收O2速率是0.2L/cm2叶面min当光照强度为2 klx时，光合作用产生O2与呼吸作用吸收O2的速率基本相等当光照强度为8 klx时，光合作用产生O2的速率为0.8L/cm2叶面min当光照强度超过10 klx，光合作用速率不再提高,C,下列对该表数据分析正确的是()昼夜不停地光照，在35时该植物不能生长昼夜不停地光照，在15时该植物生长得最快每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在20时该植物积累的有机物最多每天交替进行12小时光照、12小时黑暗，在30时该植物积累的有机物是10时的2倍,6.将某绿色植物放在特定的实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用

15、的影响(其他实验条件都是理想的)，实验以CO2的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：,C,净光合速率,呼吸速率,20：(3.25-1.5)12,30：(3.5-3)12,25积累最多,7将状况相同的某种植物绿叶分成相同的四组，在不同温度下先暗处理一小时，再用相同适宜的光线照射1小时，测量重量变化（假设在有光和黑暗条件下，细胞呼吸消耗有机物量相同），得到如下表的数据，不能得出的结论是（）,A.27时该绿叶在整个实验期间积累的有机物是2mgB.28时该绿叶光照后比暗处理前重量增加3mgC.29是该绿叶进行光合作用和呼吸作用的最适温度D.30时该绿叶经光合作用合成有机物的总量是3mg/h,净光

16、合速率,呼吸速率,呼吸量,净光合量,A.27时该绿叶在整个实验期间积累的有机物是2mgB.28时该绿叶光照后比暗处理前重量增加3mgC.29是该绿叶进行光合作用和呼吸作用的最适温度D.30时该绿叶经光合作用合成有机物的总量是3mg/h,总光合量,实验期间积累量,整个实验期间积累的有机物,总光合量,不能得出的结论是（）,A,8.将状况相同的某种绿叶等分成四组，在不同温度下分别暗处理1小时，再光照1小时（光强相同），测其重量变化，得到如下表的数据。由下表可以得出的结论是（）,A该植物光合作用的最适温度约是27 B该植物呼吸作用的最适温度约是29C2729下的净光合速率相等 D30下的真正光合速率为

17、2/h,呼吸量,A.该植物光合作用的最适温度约是27B.该植物呼吸作用的最适温度约是29C.2729下的净光合速率相等D.30下的真正光合速率为2mg/h,由下表可以得出的结论是（）,B,例1 某生物兴趣小组设计了图3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）。,测定植物的净光合作用强度：装置的烧杯中放入NaHCO3缓冲溶液；将装置放在光照充足、温度适宜的环境中；1小时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方向并分析原因：,测定植物的呼吸作用强度：装置的烧杯中放入适宜浓度的NaOH溶液；将玻璃钟罩遮光处理，放在适宜温度的环境中；1小时后记录红

18、墨水滴移动的方向和刻度，得X值。,向左移动,向右移动,c玻璃钟罩遮光，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被烧杯中的NaOH溶液吸收，导致装置内气体减少、压强减小，红色液滴向左移动。,d装置的烧杯中放入NaHCO3缓冲溶液可维持装置中的CO2浓度不变；将装置放在光照充足、温度适宜的环境中，光合作用强度大于呼吸作用强度，光合作用释放的O2大于呼吸作用吸收的O2，使装置内气体量增加，红色液滴向右移动。,向左移动,向右移动,（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。,变式训练图4是

19、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。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：,不需要,变式训练图4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。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：,（2）若以释放出的氧气量来代表净光合作用速率，该植

20、物的净光合作用速率是_mL/h。,1.2,变式训练图4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。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：,（3）若将图中的碳酸氢钠溶液换成等量浓氢氧化钠溶液，在20、无光条件下，30min后，针筒的容量需要调至0.1mL的读数，才能使水滴仍维持在X处。,1.4,则在有光条件下，该植物的实际光合速率是_mL/h。,“黑白瓶”法是生态学中的一种常用技术方法，一般用于测定水生（池塘、湖泊）

21、绿色植物光合作用固定的太阳能或制造的有机物量。操作方法是取三个透明玻璃瓶，其中一个用黑胶布包上，并包以铅箔，称为黑瓶，其余两个不处理，称为白瓶。将3个瓶子放入待测水体的同一深度取水，取出其中一个白瓶（初始瓶）以测定水中起始的溶氧量（初始量）。其余一对黑白瓶继续沉入取水深度，黑瓶中只进行呼吸作用，白瓶中呼吸作用和光合作用都可进行。经过24小时或其他时间，将两瓶取出，测定瓶中的溶氧量。,“黑白瓶”法简介,白瓶的溶氧量-初始瓶溶氧量=,“黑白瓶”法简介,初始瓶溶氧量-黑瓶的溶氧量=,白瓶的溶氧量-黑瓶的溶氧量=,净光合量,呼吸量,总光合量,（06江苏）为了调查太湖某一水层是否有自养生物存在，及其产氧

22、量能否维持本层水体生物呼吸耗氧所需，可用黑白瓶法测定该水层生物昼夜平均代谢率来判定。白瓶为透明玻璃瓶，其水体溶解O2的昼夜变化值为水中生物光合作用产生的O2与呼吸消耗的O2的差值（以WDO表示）；黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中水体溶解O2的昼夜变化值为水中生物呼吸消耗的O2（以BDO表示）。请完成下列实验。,（1）实验步骤：用采水器取该层水样，分别注满500ml黑、白瓶并密封，剩余水样用于测定_；将黑、白瓶_；_。,挂回原水层,初始溶解氧浓度,24h后取出黑、白瓶测溶解氧浓度,（06江苏）为了调查太湖某一水层是否有自养生物存在，及其产氧量能否维持本层水体生物呼吸耗氧所需，可用黑白瓶法测定该水层生

23、物昼夜平均代谢率来判定。白瓶为透明玻璃瓶，其水体溶解O2的昼夜变化值为水中生物光合作用产生的O2与呼吸消耗的O2的差值（以WDO表示）；黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中水体溶解O2的昼夜变化值为水中生物呼吸消耗的O2（以BDO表示）。请完成下列实验。,（2）设计记录所测数据的表格。,（06江苏）为了调查太湖某一水层是否有自养生物存在，及其产氧量能否维持本层水体生物呼吸耗氧所需，可用黑白瓶法测定该水层生物昼夜平均代谢率来判定。白瓶为透明玻璃瓶，其水体溶解O2的昼夜变化值为水中生物光合作用产生的O2与呼吸消耗的O2的差值（以WDO表示）；黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，瓶中水体溶解O2的昼夜变化值为水中生物呼

24、吸消耗的O2（以BDO表示）。请完成下列实验。,（3）预测实验结果并分析。,若WDO-BDO0，则有自养生物；若WDO-BDO=0，则无自养生物；若WDO0，则该水层产氧量能维持生物耗氧量所需。,例1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的光照条件下，在24小时后以碘量法分别测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下表：,（1）黑瓶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O2量为_mg/L24h。,生物呼吸消耗氧气,7,例1某研究小组

25、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的光照条件下，在24小时后以碘量法分别测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下表：,（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。,21,例1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的光照条件下，在24小时后以碘量法分别测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下表：,（3）光

26、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。,a,意思是总光合量=呼吸量,例2 采用黑-白瓶（不透光-透光)法测定池塘群落各深度日代谢的平均氧浓度变化，结果见下表，请据表分析，该池塘一昼夜产生氧和消耗氧量各为多少（）,A.5、7 B.8、7 C.8、11 D.5、11,B,净光合放氧量,呼吸耗氧量,4,3,1,0,0,1,1,1,1,3,结束！,例2 以下实验是对低等植物的水域生态系统进行的测定。步骤1：取两个相同的透明玻璃瓶，分别编号为1号、2号。步骤2：用两个瓶同时从水深3m处取水样（都装满），立即测定2号瓶中的溶氧量，将1号瓶密封瓶口沉入原取水样处。步骤3：在

27、24h后将1号瓶取出，测定瓶中的溶氧量。按以上步骤重复3次，结果1号瓶溶氧量平均值为6.5mg，2号瓶溶氧量平均值为5.3mg。,（1）24h后，1号瓶中溶氧变化量是_，这说明 _。（2）经过24h后，1号瓶增加的有机物量（假设全为葡萄糖）为_。,增加1.2mg,水生植物光合作用强度大于呼吸作用,1.13mg,例2 以下实验是对低等植物的水域生态系统进行的测定。步骤1：取两个相同的透明玻璃瓶，分别编号为1号、2号。步骤2：用两个瓶同时从水深3m处取水样（都装满），立即测定2号瓶中的溶氧量，将1号瓶密封瓶口沉入原取水样处。步骤3：在24h后将1号瓶取出，测定瓶中的溶氧量。按以上步骤重复3次，结果

28、1号瓶溶氧量平均值为6.5mg，2号瓶溶氧量平均值为5.3mg。,（3）现欲使实验过程同时还能测出1号瓶24h中实际合成的有机物总量，需补充3号瓶进行实验。简述需补充的实验内容（请自行选择实验用具）：_。,另取一个和1号、2号相同的瓶，设法使之不透光，设为3号瓶，其他处理和1号瓶相同，24h后测定溶氧量，重复3次，取平均值。,例2 以下实验是对低等植物的水域生态系统进行的测定。步骤1：取两个相同的透明玻璃瓶，分别编号为1号、2号。步骤2：用两个瓶同时从水深3m处取水样（都装满），立即测定2号瓶中的溶氧量，将1号瓶密封瓶口沉入原取水样处。步骤3：在24h后将1号瓶取出，测定瓶中的溶氧量。按以上步骤重复3次，结果1号瓶溶氧量平均值为6.5mg，2号瓶溶氧量平均值为5.3mg。,（4）设3号瓶溶氧量平均值为a，则1号瓶实际合成葡萄糖量为_。,15/16(6.5-a),