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1、光合速率的測定方法例析例1.某研究小組用番茄進(jìn)行光合作用實(shí)驗(yàn)，采用“半葉法”對番茄葉片的光合作用強(qiáng)度進(jìn)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(dāng)?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(yīng)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(yīng)數(shù)據(jù)，則可計(jì)算出該葉片的光合作用強(qiáng)度，其單位是mg/(dm2·h)。問題：若M=MB-MA，則M表示1.“半葉法”---測光合作用
2、有機(jī)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B葉片被截取部分在6小時內(nèi)光合作用合成的有機(jī)物總量解析：本方法又叫半葉稱重法，常用大田農(nóng)作物的光合速率測定。如圖1所示，A部分遮光，這半片葉片雖不能進(jìn)行光合作用，但仍可照常進(jìn)行呼吸作用。另一半B部分葉片既能進(jìn)行光合作用，又可以進(jìn)行呼吸作用。題中：MB表示6小時后葉片初始質(zhì)量+光合作用有機(jī)物的總產(chǎn)量-呼吸作用有機(jī)物的消耗量，MA表示6小時后葉片初始質(zhì)量-呼吸作用有機(jī)物的消耗量，所以，M=MB-MA，就是光合作用有機(jī)物的經(jīng)過6小時干物質(zhì)的積累數(shù)（B葉片被截
3、取部分在6小時內(nèi)光合作用合成的有機(jī)物總量）。這樣，真正光合速率（單位：mg/dm2·h）就是M值除以時間再除以面積就可測得。變式訓(xùn)練1.某同學(xué)欲測定植物葉片葉綠體的光合作用速率，做了如圖所示實(shí)驗(yàn)。在葉柄基部作環(huán)剝處理(僅限制葉片有機(jī)物的輸入和輸出)，于不同時間分別在同一葉片上陸續(xù)取下面積為1cm2的葉圓片烘干后稱其重量，測得葉片的葉綠體光合作用速率=(3y一2z—x)／6g·cm-2·h-1(不考慮取葉圓片后對葉生理活動的影響和溫度微小變化對葉生理活動的影響)。則M處的實(shí)驗(yàn)條件是()A．下午4時后將整個
4、實(shí)驗(yàn)裝置遮光3小時B．下午4時后將整個實(shí)驗(yàn)裝置遮光6小時C．下午4時后在陽光下照射1小時D．晚上8時后在無光下放置3小時A解析：起始干重為上午10時移走時的葉圓片干重x克，從上午10時到下午4時，葉片在這6小時內(nèi)既進(jìn)行光合作用，又進(jìn)行呼吸作用，所以下午4時移走的葉圓片干重y克減去上午10時移走時的葉圓片干重x克的差值，就等于該葉圓片凈光合作用干物質(zhì)量：（y一x）克。若要求出呼吸作用干物質(zhì)量，應(yīng)將葉片遮光處理，先假設(shè)葉片遮光處理為M小時后干重為z克，下午4時移走的葉圓片干重y克減去葉片遮光處理M小時后的干
5、重z克差值，就是呼吸作用干物質(zhì)量：（y一x）克。已知：測得葉片的葉綠體光合作用速率=(3y一2z—x)／6g·cm-2·h-1，據(jù)真正光合速率=表觀光合速率+呼吸速率，得出：（3y一2z—x)／6=（y一x）/6+（y一x）/M，計(jì)算出M=3小時，A選項(xiàng)正確。2?.氣體體積變化法--測光合作用O2產(chǎn)生(或CO2消耗)的體積例2：某生物興趣小組設(shè)計(jì)了圖3裝置進(jìn)行光合速率的測試實(shí)驗(yàn)（忽略溫度對氣體膨脹的影響）。①測定植物的呼吸作用強(qiáng)度：裝置的燒杯中放入適宜濃度的NaOH溶液；將玻璃鐘罩遮光處理，放在適宜溫度
6、的環(huán)境中；1小時后記錄紅墨水滴移動的方向和刻度，得X值。②測定植物的凈光合作用強(qiáng)度：裝置的燒杯中放入NaHCO3緩沖溶液；將裝置放在光照充足、溫度適宜的環(huán)境中；1小時后記錄紅墨水滴移動的方向和刻度，得Y值。請你預(yù)測在植物生長期紅墨水滴最可能移動方向并分析原因a．向左移動c．將玻璃鐘罩遮光處理，綠色植物只進(jìn)行呼吸作用，植物進(jìn)行有氧呼吸消耗O2，而釋放的CO2氣體被裝置燒杯中NaOH溶液吸收，導(dǎo)致裝置內(nèi)氣體量減小，壓強(qiáng)減小，紅色液滴向左移動項(xiàng)目紅墨水滴移動方向原因分析測定植物呼吸作用速率a．c．測定植物凈光
7、合作用強(qiáng)度b．d．d．裝置的燒杯中放入NaHCO3緩沖溶液可維持裝置中的CO2濃度；將裝置放在光照充足、溫度適宜的環(huán)境中，在植物的生長期，光合作用強(qiáng)度超過呼吸作用強(qiáng)度，表現(xiàn)為表觀光合作用釋放O2，致裝置內(nèi)氣體量增加，紅色液滴向右移動b．向右移動變式訓(xùn)練2.圖4是探究綠色植物光合作用速率的實(shí)驗(yàn)示意圖，裝置中的碳酸氫鈉溶液可維持瓶內(nèi)的二氧化碳濃度，該裝置置于20℃環(huán)境中。實(shí)驗(yàn)開始時，針筒的讀數(shù)是0.2mL，毛細(xì)管內(nèi)的水滴在位置X。20min后，針筒的容量需要調(diào)至0.6mL的讀數(shù)，才能使水滴仍維持在位置X處。
8、據(jù)此回答下列問題：（1）若將圖中的碳酸氫鈉溶液換成等量清水，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，20min后，要使水滴維持在位置X處，針筒的容量（需向左/需向右/不需要）調(diào)節(jié)。（2）若以釋放出的氧氣量來代表凈光合作用速率，該植物的凈光合作用速率是mL/h。（3）若將圖中的碳酸氫鈉溶液換成等量濃氫氧化鈉溶液，在20℃、無光條件下，30min后，針筒的容量需要調(diào)至0.1mL的讀數(shù)，才能使水滴仍維持在X處。則在有光條件下該植物的實(shí)際光合速率是mL/h。不需要1.21.
