扩展4-光合速率的测定

扩展：光合速率的测定活动：探究环境因素对光合作用的影响实验原理：利用真空渗入法排除叶内细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉于水中。在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小，而在细胞间积累，结果使原来下沉的叶片上浮，根据上浮所需的时间长短，即能比较光合作用的强弱。1.用打孔器打出大小相等的圆叶片若干片（避开叶的主脉）实验步骤2.用注射器连抽几次抽出叶片中的气体，使叶片沉入水底。3.将气体逸出的叶片放入一次性杯中保存。5.按实验记录表进行操作。烧杯编号处理条件5分钟上浮数10分钟上浮数15分钟上浮数1距40W台灯15cm,2%NaHCO3溶液，室温2距40W台灯25cm，2%NaHCO3溶液，室温3距40W台灯15cm，清水，室温项目烧杯小圆形叶片加富含CO2的清水光照强度叶片浮起数量甲10片20mL强多乙10片20mL中中丙10片20mL弱少实验结论：在一定范围内，随着光照强度不断增强，光合作用强度也不断增强(小圆形叶片中产生的O2多，浮起的多)。不同光照强度对光合作用的影响不同光照强度对光合作用的影响烧杯光照（日光灯）距离光照强度叶子圆片上浮所需时间第一片第二片第三片第四片140W5CM240W30CM340W50CM结论：在一定光照强度范围内，光合作用随着光照强度的增强而增强。4.将3个烧杯编号后，分别加入40mL相应溶液，并各放入10片抽去气体的叶片。①取生长旺盛的绿叶，用打孔器打出小圆片30片。②将小圆形叶片置于注射器内，抽拉出小圆形叶片内的气体，重复几次。③将气体逸出的小圆形叶片，放入黑暗处盛有清水的烧杯中待用。实验：探究光照强弱对光合速率的影响④取3只小烧杯（培养皿），分别倒入20mL富含CO2的清水。⑤分别向3只小烧杯中各放入10片小圆形叶片，然后分别对这3个实验装置进行强、中、弱三种光照。⑥观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量。材料用具：直径为1cm的打孔器1个，注射器1个，蓝色玻璃纸和绿色玻璃纸若干，小烧杯4个，新鲜菠菜叶片若干，装有60W白炽灯泡的台灯1个。实验：探究不同颜色的光对光合作用的影响方法步骤：①用打孔器打出小圆形叶片30片，并用注射器抽出叶片内的气体，将其放入黑暗处盛有清水的1个烧杯中待用。②取3个洁净的大小相同小烧杯，分别倒入20mL富含CO2的清水；③分别向小烧杯中加入10片小圆形叶片；④；⑤20分钟后进行观察。3个烧杯内叶片的变化情况是。讨论：在上述实验条件下，影响实验效果的无关变量主要是。答案：用蓝色和绿色玻璃纸分别包住2个烧杯，另1个不做处理，进行光照。白光组叶片上浮的数量最多，其次是蓝光组，最少的是绿光组。例题：为检测光质（不同波长的光）对水生黑藻光合作用强度的影响，现提供如下材料：红、绿、白三种颜色的40W的灯泡数个，试管数只，黑藻数枝，pH试纸，石蜡油，NaHCO3溶液，请你完成下面的实验设计并回答有关问题。实验开始步骤为：在温度为20℃环境中，按图所示组装好实验装置。（1）写出后面实验设计的主要步骤：…………答案：将黑藻分成等量三组，取适量的NaHCO3溶液三等份分别放入三只编号为A、B、C的试管中。再将三种灯泡在距离试管相等的位置照射相同的时间，用pH试纸检测溶液的pH值变化。（2）请预测并简要分析上述实验结果：……（3）若不增加实验用具，指出另一种检测该实验结果的简便方法？（4）若上述实验效果不明显，请设计一种增加光合作用强度的方法。（2）黑藻在不同种光照下光合强度不同，CO2吸收量不同，试管内pH值上升白光最大，红光次之，绿光最小。（3）直接观察气泡释放的速率；（4）适当提高温度。例题：某实验小组用小球藻进行实验，探究影响光合速率的因素。他们将一定量的小球藻浸入适宜且相同温度的培养液的试管中，以白炽灯作为光源。移动台灯可改变光源与试管的距离；CO2浓度分别设置为0.03%和0.05%，根据实验结果绘制成曲线1、曲线2（如图所示）。请分析回答下列问题：（1）比较C、D两点的光合速率，可见限制D点光合速率的主要因素是。EF段不再成为光合速率的主要限制因素，若C处突然关闭台灯，叶绿体中C3含量将如何变化？。答案：CO2浓度，CO2浓度，增加（2）F点的含义是。若用缺镁培养液培养小球藻，其他条件不变，F点应向移。答案：此时小球藻光合速率等于呼吸速率；左（3）该小组又做了探究小球藻最适生长温度的预实验，实验结果见下表：温度（℃）1020304050光照下释放O2（mg/h）9.6714.6719.6721.6719.33请根据预实验结果，设计进一步的探究实验：材料用具：小球藻若干、大试管若干、含CO2缓冲液的培养液、水浴锅（控制温度）、量筒等。该实验应控制好的两个主要无关变量是：①_______________________________________；②__________________。相同光照时间和距离（或相同的光照强度）；小球藻的数量相同实验步骤：第一步：。第二步：分组控制温度，（温度梯度差为1℃）。第三步：光照6h后测定O2的释放量。第一步：将等量的含有足量CO2缓冲液的培养液装入试管，数量相同的小球藻浸入试管中，分别放入5个水浴锅中。第二步：使其依次为38℃、39℃、40℃、41℃、42℃（可以适当增加温度梯度），并分别编号为1～5号光合速率测定的具体方法（1）气体体积变化法：测光合作用O2产生（或CO2消耗）的体积。（2）半叶法：测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干物质的积累数。（3）黑白瓶法：测溶氧量的变化。（4）小叶片浮起法（不定量）：定性比较光合作用强度的大小。（5）红外线CO2传感器：测量装置中CO2浓度的变化。（6）氧传感器：测量装置中O2浓度的变化。例题：生长旺盛的叶片，剪成5毫米见方的小块，抽去叶内气体，做下列处理（见图及图注），这四个处理中，沉入底部的叶片小块最先浮起的是（）叶片上浮的原因：叶肉细胞间隙的氧气增加。测定植物光合速率常采用“半叶法”叶片中脉两侧的对称部位，其生长发育基本一致，功能接近。如果让一侧的叶片照光，另一侧不照光，一定时间后，照光的半叶与未照光的半叶在相对部位的单位面积干重之差值，就是该时间内照光半叶光合作用所生成的干物质量。真光合速率[mg（干重）/dm2·h]＝（W2-W1）/（S×T）公式中：W1—未照光圆片干重（mg）；W2—照光圆片干重（mg）；S—照光圆片总面积（dm2）；T—照光时间（h）。在进行光合作用时，同时会有部分光合产物输出，所以有必要阻止光合产物的运出。由于光合产物是靠韧皮部运输，而水分等是靠木质部运输的，因此可以仅破坏韧皮部来阻止光合产物输出，而仍使叶片有足够的水分供应，从而较准确地用干重法测定叶片的光合速率。测呼吸作用的条件：无光，NaOH测光合作用的条件：有光，NaHCO3例题：利用下图实验方法测得该植物光合作用速率=（3y-2z-x）/6g/h（不考虑温度微小变化对植物生理活动的影响和水分蒸腾等对植物质量的影响）。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小时例题：（07江苏卷）下图为探究CO2是否为植物光合作用原料的实验装置示意图。其中a为实验装置，b为对照装置。有关用塑料袋扎紧花盆的实验设计思路是（）A．确保植株与外界空气进一步隔绝B．排除土壤中微生物代谢活动的干扰C．防止NaOH溶液对植物根系的影响D．避免土壤中自养微生物光合作用形成淀粉花盆的土壤中含有大量微生物，能通过呼吸作用产生CO2影响实验实验设计1：如何用实验证明呼吸作用产生了CO2？实验设计2：如何通过实验测定光合作用速率？（1）NaHCO3→CO2缓冲液，提供CO2（2）石蜡或油层→密封；（3）开水冷却→排除水中气体（4）绿色叶片、黑藻等：观察气泡的冒出速度。（5）打孔器打取小的圆形叶片：观察上浮的速度和数量。例题：取某种植物生长状态一致的新鲜叶片，用打孔器将叶片打出若干圆片，圆片平均分成甲、乙、丙三组。甲组立即烘干处理并测得圆片干重为A，乙组保持湿润且置于一个黑暗密闭装置内，丙组保持湿润且置于一个密闭装置内并给予适宜强度的光照。乙组和丙组其他条件一致，一小时后，测得乙装置内圆片干重为B，丙装置内圆片干重为C。下列叙述正确的是（）A．C减A的干重差为圆片叶肉细胞一小时内的真光合速率B．C减B的干重差为圆片叶肉细胞一小时内的净光合速率C．A减B的干重差为圆片叶肉细胞一小时内的呼吸速率D．实验过程中，乙组圆片叶肉细胞呼吸速率保持恒定例题：在同一天时间里，从经过饥饿处理的植物的同一叶片上陆续取下面积相同的叶圆片，称取其质量，实验情况如图所示。在不考虑叶片内有机物向其他部位转移的情况下进行分析，其中错误的是（A.叶圆片y比叶圆片x重B.（y-x）g可代表从上午10时到下午4时光合作用中有机物的净增加量C.在下午4时至晚上10时这段时间内，呼吸作用的速率可表示为y-zD.假使全天温度保持不变，则从上午10时到下午4时，一个叶圆片制造的有机物为2y-x-z研究光合作用强度与呼吸作用的方法AB