光合速率的測定方法

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1、光合速率的測定方法湖南邵東三中楊連進?光合作用是高考的重點內(nèi)容，如何提高光合作用總產(chǎn)量，是科研人員一直要解決的與人類社會和生活息息相關(guān)的生物學問題，而提高光合作用總產(chǎn)量的關(guān)鍵是提高光合作用速率(簡稱光合速率)。光合速率指單位時間、單位葉面積的CO2的吸收量或者是O2的釋放量；也可以用單位時間、單位葉面積干物質(zhì)積累數(shù)表示。通常以每小時每平方分米葉面積吸收二氧化碳毫克數(shù)表示（mg/dm2·h），一般測定光合速率的方法都沒有考慮葉子的呼吸作用，所以測定的結(jié)果實際是光合作用速率減去呼吸作用速率的差數(shù)，叫做表觀光合速

2、率或凈光合速率。若能測出其呼吸速率,把它加到表觀光合速率上去,則可測得真正光合速率，真正光合速率=表觀光合速率+呼吸速率。光合速率常見的測定方法有哪些呢？光合速率又是如何計算的呢？請看以下幾種光合速率的測定方法。1.“改良半葉法”---測光合作用有機物的生產(chǎn)量，即單位時間、單位葉面積干物質(zhì)產(chǎn)生總量植物進行光合作用形成有機物，而有機物的積累可使葉片單位面積的干物重增加，但是，葉片在光下積累光合產(chǎn)物的同時，還會通過輸導組織將同化物運出，從而使測得的干重積累值偏低。為了消除這一偏差，必須將待測葉片的一半遮黑，測量

3、相同時間內(nèi)葉片被遮黑的一側(cè)單位面積干重的減少值，作為同化物輸出量（和呼吸消耗量）的估測值。這就是經(jīng)典的“半葉法”測定光合速率的基本原理。測定時須選擇對稱性良好、厚薄均勻一致的兩組葉片，一組葉片用于測量干重的初始值，另一組（半葉遮黑的）葉片用于測定干重的終了值，不但手續(xù)煩瑣，而且誤差較大?！案牧及肴~法”采用燙傷、環(huán)割或化學試劑處理等方法來損傷葉柄韌皮部活細胞，以防止光合產(chǎn)物從葉中輸出（這些處理幾乎不影響木質(zhì)部中水和無機鹽向葉片的輸送），僅用一組葉片，且無須將一半葉片遮黑，既簡化了手續(xù)，又提高了測定的準確性。實

4、驗可在晴天上午7~8點鐘開始。預先在田間選定有代表性的葉片（如葉片在植株上的部位、年齡、受光條件等應盡量一致）10張，掛牌編號。[葉片基部處理]根據(jù)材料的形態(tài)解剖特點可任選以下1種：（1）對于葉柄木質(zhì)化較好且韌皮部和木質(zhì)部易分開的雙子葉植物，可用刀片將葉柄的外皮環(huán)割0.5cm左右寬，切斷韌皮部運輸。（2）對于韌皮部和木質(zhì)部難以分開的小麥、水稻等單子葉植物，可用剛在開水（水溫90℃以上）中浸過的用紗布包裹的試管夾，夾住葉鞘及其中的莖稈燙20秒左右，以傷害韌皮部。2個夾子可交替使用。如玉米等葉片中脈較粗壯，開水

5、燙不徹底的，可用毛筆蘸燒至110~120℃的石蠟燙其葉基部。（3）10對葉柄較細且維管束散生，環(huán)剝法不易掌握或環(huán)割后葉柄容易折斷的一些植物如棉花，可采用化學環(huán)割。即用毛筆蘸三氯乙酸（蛋白質(zhì)沉淀劑）點涂葉柄，以殺傷篩管活細胞。為了使經(jīng)以上處理的葉片不致下垂，可用錫紙、橡皮管或塑料管包繞，使葉片保持原來的著生角度。[剪取樣品]葉基部處理完畢后，即可剪取樣品，記錄時間，開始進行光合速率測定。一般按編號次序分別剪下對稱葉片的一半（中脈不剪下），并按編號順序?qū)⑷~片夾于濕潤的紗布中，放入帶蓋的搪瓷盤內(nèi)，保持黑暗，帶回室

6、內(nèi)。帶有中脈的另一半葉片則留在植株上進行光合作用。過4~5h后（光照好，葉片大的樣品，可縮短處理時間），再依次剪下另外半葉。同樣按編號包入濕潤紗布中帶回。兩次剪葉的次序與所化時間應盡量保持一致，使各葉片經(jīng)歷相同的光照時數(shù)。[稱重比較]將各同號葉片之兩半對應部位疊在一起，用適當大小的模板和單面刀片（或打孔器），在半葉的中部切（打）下同樣大小的葉面積，將光暗處理的葉塊分別放在兩個稱量皿（或鋁盒）中（必要時放在20個稱量皿中，每一樣品放入一個稱量皿）。先在105℃下殺青10min,然后在80℃下烘至恒重（約5h）

7、，在分析天平上分別稱重，將測定的數(shù)據(jù)填入表21-1中，并計算結(jié)果。[計算]（1）按干物質(zhì)計算光合速率（mg·dm-2·h-1）=〔（光-暗）干重增量（mg）〕÷〔葉片切塊面積（dm-2）×光合時間（h）〕（2）按CO2同化量計算由于葉片內(nèi)光合產(chǎn)物主要為蔗糖與淀粉等碳水化合物，而1mol的CO2可形成1mol的碳水化物，故將干物質(zhì)重量乘系數(shù)1.47（44/30=1.47），便得單位時間內(nèi)單位葉面積的CO2同化量（mg·dm-2·h-1）。上述是總光合速率的測定與計算，如果需要測定凈光合速率，只需將前半葉取回后

8、，立即切塊，烘干即可，其他步驟和計算方法同上。[例1]某研究小組用番茄進行光合作用實驗，采用“半葉法”對番茄葉片的光合作用強度進行測定。其原理是：將對稱葉片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做處理，并采用適當?shù)姆椒ǎ上仍谌~柄基部用熱水、或熱石蠟液燙傷或用呼吸抑制劑處理）阻止兩部分的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)移。在適宜光照下照射6小時后，在A、B的對應部位截取同等面積的葉片，烘干稱重，分別記為MA、MB，獲得相應數(shù)據(jù)，則可計