光合速率与呼吸速率的测定
植物生理学实验报告植物光合和呼吸作用气孔导度和蒸腾速率的测定
植物生理学实验报告植物光合和呼吸作用气孔导度和蒸腾速率的测定实验目的1.了解植物光合作用和呼吸作用的基本原理；2.掌握测定植物光合速率和呼吸速率的方法；3.研究气孔导度和蒸腾速率对植物光合和呼吸的影响。
实验器材和试剂1.叶片割断测光变色；2.2%苯酚溶液；3.高锰酸钾溶液；4.高速搅拌器；5.快速气孔导度仪。
实验步骤1.测光变色法测定植物光合速率a.取一片健康的叶片，清洗干净并将其放入植物夹，放置在一定的光照下静置30分钟；b.取出叶片，剪去主脉，用尺寸吗测量剩下的叶片面积；c.在100毫升测试管中加入60毫升的2%苯酚溶液，并把叶片放入其中；d.启动计时器，并立即测定溶液的吸光度，每20秒测量一次，直至溶液的吸光度不再变化；e.计算吸光度的差值ΔA。
f.根据标准曲线得到ΔA对应的氧气释放量。
a.取一片健康的叶片，清洗干净并将其放入植物夹，放置在一定的光照下静置30分钟；b.取出叶片，剪去主脉，用尺寸吗测量剩下的叶片面积；c.用快速气孔导度仪测量叶片的气孔导度；d.用高速搅拌器将叶片搅拌至均质的状态；e.在一定比例下加入高锰酸钾溶液，并盖紧容器；f.监测高锰酸钾溶液颜色的变化，根据变化速率计算呼吸速率。
3.研究气孔导度对光合作用的影响a.分别测量三片不同大小的叶片的气孔导度；b.在充足的光照下测定叶片的光合速率；c.根据实验数据计算气孔导度和光合速率的相关性。
4.研究气孔导度对蒸腾作用的影响a.分别测量三片不同大小的叶片的气孔导度；b.在一定的湿度条件下测定叶片的蒸腾速率；c.根据实验数据计算气孔导度和蒸腾速率的相关性。
实验结果和讨论1.实验结果：根据实验数据计算出的光合速率和呼吸速率；2.实验讨论：分析气孔导度和蒸腾速率对光合和呼吸的影响。
总结通过本实验，我们深入了解了植物生理学中光合作用和呼吸作用的基本原理，并掌握了测定植物光合速率和呼吸速率的方法。
我们还研究了气孔导度和蒸腾速率对植物光合和呼吸的影响。
植物生理学实验-光合、呼吸速率、荧光参数测定
注意：当TPS处于测量状态时，按N键返回到主菜单,
然后再关机。
.
1 SET PLC 1:BROAD
2:UNIVERSAL
1
N
1 REC:M/A 2 INT:0/n FLO:300
1REC 2CAL 3DMP 4CLR 5CLK 6DIAG
Y
N
1 LIGHT=SUN(or LED) 2 LEAF AREA=02.5
.
3、IRGA法测定光合速率的气路系统 红外线气体分析仪只能进行CO2浓度
和H2O浓度的测定，要测定光合速率必须 与气路系统相结合。
开放式气路系统 气路系统主要有
密闭式气路系统
.
（1）开放式气路系统 公式：Pn=F×△CO2/S
稳定CO2气体
F. 值已知
△CO2
开放式气路系统的优点：
1.长时间动态监测 2.恒态测定；维持CO2稳定值 3.测定光－光合曲线：同一叶片不同光强下的光合速率 4.测定CO2－光合曲线：同一叶片不同CO2下的光合速率 5.测定光呼吸：不同气体下光合速率之差：R=Pn2-Pn21
A +/-nn.n CI nnnn 2·s-1
.正值为光合速率，负值呼吸速率。
使用LED光源，先进行光照强度的选择：
光源电源的连接
在“测定菜单”CONTROL SETTINGS
下,按Y显示： 1CO2 2H2O 3LED
按3显示：
LED LEVEL 0=0000 PRESS 0-9 OR Y
按7显示：
●植物生理学、生态学、作物栽培学、作物育 种学、林学、植物营养、病理等研究工作中， 经常需要测定光合速率，根据实验材料选择 一种快速、准确而又简便的光合速率测定方 法，以满足科学研究的需要。
微专题1 光合速率与呼吸速率的模型分析与实验测定
1．光合速率与呼吸速率的探究方法 (1)利用装置图法测定植物光合速率与呼吸速率
①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算呼吸速率。 ②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间，记录红色液滴移动的距离，计算净光合 速率。 ③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。
2．某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合速率，做如图所示实验：在叶柄基部做环剥处
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
1 cm2 的叶圆片烘干后称其重量，M 处的实验条件是下午 16 时后将整个实验装置遮
光 3 小时，则测得叶片叶绿体的光合速率是(单位：g·cm－2·h－1，不考虑取叶圆片后
对叶片生理活动的影响和温度微小变化对叶片生理活动的影响)
()
A．(3y－2z－x)/6 C．(2y－x－z)/6
B．(3y－2z－x)/3 D．(2y－x－z)/3
解析：分析题意可知，上午 10 时到下午 16 时之间的 6 个小时，植物既进行光合作用， 也进行细胞呼吸，因此其重量变化表示的是净光合作用量，则净光合速率＝净光合作用 量/6＝(y－x)/6；而 M 处的实验条件是下午 16 时后将整个实验装置遮光 3 小时，此时叶 片只进行细胞呼吸，因此可以计算出呼吸速率＝(y－z)/3；因此总光合速率＝净光合速 率＋呼吸速率＝(y－x)/6＋(y－z)/3＝(3y－2z－x)/6。
答案：(1)叶片初始质量 光合作用有机物的总产量 (2)B 叶片被截取部分在 6 小时内光合作用合成的有机物总量 (3)M 值除以时间再除以 面积，即 M/(截取面积×时间) (4)将从测定叶片的相对应部分切割的等面积叶片分开， 一部分立即烘干称重，另一部分在暗中保存几小时后再烘干称重，根据二者干重差即可 计算出叶片的呼吸速率
净光合速率和呼吸速率的关系
净光合速率和呼吸速率的关系引言净光合速率和呼吸速率是生物学中两个重要的生理过程。
光合作用是植物通过光能将二氧化碳和水转化为有机物质和氧气的过程，而呼吸是植物和动物通过氧气将有机物质氧化为二氧化碳和水释放能量的过程。
净光合速率和呼吸速率之间存在着密切的关系，本文将对它们之间的关系进行探讨。
净光合速率和呼吸速率的定义净光合速率净光合速率是指植物单位面积叶片在单位时间内进行光合作用所固定的二氧化碳量减去单位时间内呼吸所释放的二氧化碳量。
净光合速率可以用以下公式表示：净光合速率 = 光合速率 - 呼吸速率呼吸速率呼吸速率是指植物或动物单位时间内氧气消耗量和二氧化碳释放量的总和。
呼吸速率可以用以下公式表示：呼吸速率 = 氧气消耗量 + 二氧化碳释放量净光合速率和呼吸速率的关系净光合速率和呼吸速率之间存在着一种平衡关系。
在光照充足的情况下，植物的光合作用速率会超过呼吸速率，从而导致净光合速率为正值。
而在光照不足或夜间等无光照的情况下，植物的光合作用速率会低于呼吸速率，从而导致净光合速率为负值。
影响净光合速率和呼吸速率的因素净光合速率和呼吸速率受到多个因素的影响，下面将介绍一些主要的因素：光照强度光照强度是影响净光合速率的重要因素。
光照强度越高，植物的光合作用速率越快，从而净光合速率也会增加。
在光照充足的情况下，植物的光合作用速率会超过呼吸速率，净光合速率为正值。
温度温度是影响净光合速率和呼吸速率的关键因素。
适宜的温度可以促进光合作用和呼吸作用的进行，从而提高净光合速率和呼吸速率。
然而，当温度过高或过低时，光合作用和呼吸作用的速率都会受到抑制，净光合速率和呼吸速率会下降。
二氧化碳浓度二氧化碳浓度是影响净光合速率的重要因素。
二氧化碳是光合作用的底物之一，其浓度越高，植物的光合作用速率越快，从而净光合速率也会增加。
然而，在某些情况下，二氧化碳浓度过高也会抑制光合作用的进行。
氧气浓度氧气浓度是影响呼吸速率的重要因素。
总光合速率、净光合速率、呼吸速率的辨析与测定
-12-
(2)总光合速率 ①用CO2表示:m1+m2,即叶绿体利用CO2或固定CO2总量(为细胞 呼吸量与净光合作用量之和)。 ②用O2表示:n1+n2,即叶绿体产生O2的总量(为细胞呼吸量与净光 合作用量之和)。
-13-
典例2图甲表示某种植物光合作用强度与光照强度的关系,图乙 表示该植物叶肉细胞的部分结构(图中M和N代表两种气体)。据图 判断,下列说法错误的是(注:不考虑无氧呼吸)( )
关闭
图甲中的A点表示植物只能进行细胞呼吸,不能进行光合作用,则图乙中的 m2或n2可表示此时植物的细胞呼吸强度,图乙中不存在的过程是m3、m4、 n3、n4,A、B两项正确。在图甲中C点时,光合作用强度等于细胞呼吸强
A.图甲中A点对应的纵坐标的数值可用图乙中的m2或n2表示 度,植物不吸收气体,也不释放气体,所以图乙中不存在的过程是m2、m3、 B.在图甲中的A点时,图乙中不存在的过程是m3、m4、n3、n4 n2、n3,C项正确。图甲中E点以后,图乙中n4不再增加,其主要原因是m3值关闭 C.在图甲中C点时,图乙中不存在的过程是m2、m3、n2、n3 太低 项错误。 D D.,D 图甲中 E点以后,图乙中n4不再增加,其主要原因是m1值太低
关闭
根据题图可知,光合作用的最适宜温度约为30 ℃,呼吸作用的最适宜温度
约为55 ℃,因此,呼吸作用的最适温度比光合作用的高,A项正确。净光合
作用的最适温度约为25 ℃,B项正确。在0~25 ℃范围内,呼吸速率变化幅 度小,光合速率变化幅度大,因此,温度变化对光合速率的影响比对呼吸速
率的大,C项正确。温度为45 ℃时,净光合速率为0,超过45 ℃,净光合速率关闭
-9-
典例1(2017北京理综)某植物光合作用、呼吸作用与温度的关系 如下图。据此,对该植物生理特性理解错误的是 ( )
2022届新教材高考生物一轮复习知识能力提升3光合速率呼吸速率的关系及测定方法含解析
光合速率、呼吸速率的关系及测定方法一、光合速率、呼吸速率的关系1.光合速率与呼吸速率的常用表示方法在黑暗时，植物体只能进行呼吸作用，所以在黑暗条件下测得的数据就是呼吸速率；而在光照条件下，植物体可以同时进行光合作用和呼吸作用，因此，在光下直接测得的数据是净光合速率；总光合速率无法直接测得，只能间接求得：总光合速率＝净光合速率＋呼吸速率。
如表列出了部分常见的与总光合速率和净光合速率有关的关键词。
总光合速率O2产生速率CO2固定（或消耗）速率有机物产生（或制造、生成）速率净光合速率O2释放速率CO2吸收速率有机物积累速率呼吸速率黑暗中O2吸收速率黑暗中CO2释放速率有机物消耗速率2.光合作用和细胞呼吸曲线解读（1）A点：只进行呼吸作用，不进行光合作用，净光合量小于0，如图甲所示。
（2）AB段：真正光合速率小于呼吸速率，净光合量小于0，如图乙所示。
（3）B点：真正光合速率等于呼吸速率，净光合量等于0，如图丙所示。
（4）B点以后：真正光合速率大于呼吸速率，净光合量大于0，如图丁所示。
3.确认净光合速率与植物生长的关系在相对密闭的环境中一昼夜CO2含量的变化曲线图分析（O2变化与CO2相反）：①如果N点低于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量增加（即植物生长）；②如果N点高于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量减少；③如果N点等于M点，说明经过一昼夜，植物体内的有机物总量不变；④CO2含量最高点为C点（C′点），CO2含量最低点为E点（E′点）。
注：①图中光合速率与呼吸速率相等的点有C（C′）、E（E′）点。
②图中曲线与横轴围成的面积S2－（S1＋S3）的代数和即为净光合量。
若该值＞0，则植物生长；若该值≤0，则植物不生长。
【典例1】（2020·晋冀鲁豫名校高三联考）为探究长期高温和增施CO2（采用智能型二氧化碳发生器）对黄瓜叶片净光合速率的影响，某小组进行了相关实验。
实验设置了四个组：常温（20～25 ℃）、高温（35～40 ℃）、常温（20～25 ℃）＋CO2（1 000～1 500 mol·L－1），部分实验结果如图所示，回答下列问－1）、高温（35～40 ℃）＋CO2（100～1 500 mol·L题：（1）在上述基础上，欲利用所学知识测量高温下黄瓜总光合速率，方法为_______________________________________________________________________________________________________。
实验三 植物光合与呼吸速率的测定
实验植物光合与呼吸速率的测定红外线CO2吸收法一、实验目的光合作用是地球上最重要的生命现象，它是唯一能把太阳能转化为稳定的化学能贮藏在有机物中的过程，是维持地球上物质循环的关键环节，也是农作物产量形成的决定性因素。
在植物科学研究中，经常需要测定光合作用。
在光合作用（及呼吸作用）测定方法的发展过程中，曾经有过多次革新，其中包括测定干物质积累的称重法，测定CO2吸收（和释放）的滴定法，测氧气释放的检压法和氧电极法等。
与这些方法相比，红外线气体分析仪堪称较先进的方法。
它不但快速、准确，而且可将测定信号变为电信号输出，便于仪器的自动化和智能化。
一、实验原理红外线CO2气体分析仪（IRGA）工作原理：当红外光经过含有CO2的气体时，能量就因CO2的吸收而降低，降低的多少与CO2的浓度有关，并服从朗伯—比尔定律。
即红外线经过CO 2气体分子时，其辐射能量减少，被吸收的红外线辐射能量的多少与该气体的吸收系数（K ）、气体浓度（C）和气体层的厚度（L ）有关，可以用下式表示：E = E 0 e -KCL式中： E 0：入射红外线的辐射能量；E：透过的红外线的辐射能量。
一般红外线CO 2 气体分析仪内设臵仅让 4.26μm 红外线通过的滤光片，其辐射能量即E 0，只要测得透过的红外线辐射能量（E ）的大小，即可知CO 2气体浓度。
本实验中：IRGA 是测定CO 2浓度的专用仪器，不能直接测定植物叶片的光合速率，必须根据IRGA的性能和测定目的，将IRGA与同化室组成一定的气路系统，才能进行叶片光合速率的测定。
常用的气路系统有密闭式和开放式两种（本实验采用密闭式）。
1、密闭式气路系统：被测植物或叶片密闭在同化室中，不与同化室外发生任何的气体交换，同化室内的CO 2浓度因光合作用而下降，或由呼吸作用而上升，可用IRGA 测定同化室内CO 2浓度的下降值或上升，计算光合速率或呼吸速率。
二、仪器闭路光合的工作原理为：由两根气路管在叶室和红外线CO 2分析仪之间连通形成回路进行气体的循环，在叶片的光合作用吸收CO 2放出O 2的过程中达到对CO 2浓度降低的测量，从而计算出植物光合作用速率等数据。
实验15氧电极法测定植物光合速率和呼吸速率
实验15氧电极法测定植物光合速率和呼吸速率植物光合作用是植物体内发生的一系列化学反应，将阳光、二氧化碳和水转化为有机物和氧气，是地球上最重要的能量来源。
光合速率是衡量光合作用活性的重要参数，可以通过氧电极法进行测定。
本实验使用氧电极法测定植物光合速率和呼吸速率。
实验材料和方法实验材料：氧电极、氧电极测试器、小苗一批、二氧化碳气源装置、三角板、试管、分液漏斗、水桶、砝码、天平、橡皮管、移液管。
1. 实验设备预备将氧电极和氧电极测试器连接，并将氧电极校正在饱和氧气状态下的电极电势。
2. 确定实验方案准备3组小植株，每组5个小植株。
将它们随机分成2组，第1组用于光合作用速率的测定，第2组用于呼吸速率的测定。
在实验时，先测定第1组小植株的光合速率，再测定第2组小植株的呼吸速率。
3. 测定光合速率（1）将5个小植株放置于三角板上，加上水桶，使其处于稳定的平衡状态。
用移液管向水桶中加入50 mL的脱气水，并用分液漏斗加入2 mL的1% NaHCO3溶液，用橡皮管将三角板与氧电极测试器连接，并将试管口紧贴三角板，避免空气进入。
（2）将光源对准小植株，启动氧电极测试器，记录氧电极电势的变化。
当氧电极电势保持稳定时，测定时间为5 min，记录最后的电势值。
然后将光源关闭，等待3 min，记录氧电极电势的变化，测定时间为5 min，记录最后的电势值。
（3）重复以上步骤，分别测定两组小植株的光合速率。
计算每个小植株的光合速率，并计算平均值。
实验结果分析实验数据：光合速率1组：2.21 μmol m^-2s^-1，2.15 μmol m^-2s^-1，2.18 μmol m^-2s^-1，2.16 μmol m^-2s^-1，2.19 μmol m^-2s^-1平均光合速率1组：2.18 μmol m^-2s^-1通过本实验的测定结果可以看出，第1组小植株的光合速率（平均值为2.18 μmol m^-2s^-1）高于第2组小植株的光合速率（平均值为1.83 μmol m^-2s^-1），说明第1组小植株的光合作用更为活跃。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（1）标记实验开始时毛细刻度管中液滴所在位置。实验时，当
光照强度由O渐变为2.5千勒克斯时（不同光照强度照射的时间
均等），液滴所在位置应在实验初始标记的____左__侧_____（左、
右）侧。
A
12
（2）对叶片来说，光照强度为10千勒克斯时对应图丙中存 在的箭头有__a_、__b_、__c_、__d（填字母）。 （3）在图乙中，光照强度为15千勒克斯时，植物1小时光合 作用产生的气体量为____2_0_0_____毫升（假设随光照的增强， 植物体的温度不变）。 （4）为了防止无关因子对实验结果的干扰，本实验还应设 置对照实验，对照实验装置与实验组装置的区别是 ________新__鲜_叶__片__改__为__消__毒__的__死__叶__片_______________________ ___。
A
2
问题讨论：
（1）如果实验材料是绿色植物，整个装置应如何处理， 为什么？
遮光处理，否则植物的光合作用会干扰呼吸速率的测定。
Байду номын сангаас
（2）如果实验材料是种子，这个装置应如何处理？
应对所测种子进行消毒处理，目的是为防止微生物呼吸 对实验结果的干扰
（3）为防止气压、温度等物理因素所引起的误差， 应设置什么实验?
。
A
9
技法提炼
1.光合速率的测定方法
A
10
(1)条件：整个装置必须在光下，光是植物进行光合作用的 条件。 (2)NaHCO3溶液作用：烧杯中的NaHCO3溶液保证了容器内 CO2浓度的恒定，满足了绿色植物光合作用的需求。 (3)植物光合速率测定指标：植物光合作用释放氧气，使容 器内气体压强增大，毛细管内的有色液滴右移。单位时间内 有色液滴右移的体积即表示光合速率。
液滴不动 液滴右移
只进行无氧呼吸
液滴不动 液滴不动
只进行有氧呼吸
液滴左移
滴液右移 既进行有氧呼吸，又进行无氧呼吸
A
6
2.在科学研究中常用呼吸商(RQ＝释放的二氧化碳体积/消耗的 氧体积)表示生物用于有氧呼吸的能源物质不同。测定发芽种 子呼吸商的装置如下图。关闭活塞，在25℃下经20分钟读出 刻度管中着色液移动距离。设装置1和装置2的着色液分别向 左移动x和y（mm）。x和y值反映了容器内气体体积的减少。 请回答：
小专题 光合速率与呼吸速率的测定
A
1
1.测定组织细胞呼吸速率
(1)细胞呼吸速率:常用单位时间CO2释放量 或O2吸收量来表示。
(2)原理：组织细胞呼吸作用吸收O2， 释放CO2，CO2被NaOH溶液吸收， 使容器内气体压强减小，刻度管内的有 色液滴左移。单位时间内液滴左移的体 积即表示呼吸速率。
测定组织细胞呼吸速率的装置
（1）装置1的小瓶中加入NaOH溶液的目的
_________吸__收__呼___吸__产__生__的二氧化碳 A
_
_ 7
（2）x代表消__耗_氧__的__体__积,y代表___消体_耗积__氧之__和差_释__放__二__氧_化__碳_值的。 （3）若测得x=200（mm），y=30（mm），则该发芽 种子的呼吸商是______0_.8_5______。
装置1和装置2的着色液分别向左移动x和y（mm）
A
8
（4）若要测定已长出一片真叶幼苗的RQ值，则应将该 装置放于何种条件下进行，为什么？ _黑__暗__。_避__免__因__为_幼__苗__进__行_光__合__作_用__，__干__扰_呼__吸__作_用__的__气__体_量_。
的变化
（5）为使测得的x和y值更精确，还应再设置一对照装 置。对照装置的容器和小瓶中应分别入 ____死__的__消_毒__发__芽_种__子__和__蒸_馏__水____。设对照的目的是 _用__于_校__正__装_置__1_和__2_内_因__物__理__因_素__(_或_非__生__物_因__素__)引__起__的__容_积__变化
应设置对照实验，将所测的生物材料灭活(如将种子煮熟)， 其他条件均不变。
A
3
2.有关细胞呼吸方式探究的装置与实验分析 (1)最常用的实验装置如图所示：
A
4
实验结果预测和结论
实验现象 装置一液滴 装置二液滴
不动
不动
不动
右移
左移
右移
左移
不动
结论
只进行产生乳酸的无氧呼 吸或生物已死亡
只进行产生酒精的无氧呼吸
A
13
（5）丙图中可表示02的字母是____a_、__c_、__f_，图中 c___不__可__以____（可以、不可以）表示葡萄糖的去向，原因是 ____葡__萄__糖__在__细__胞__溶__胶__中__分。解为丙酮酸，再进入线
粒体继续分解
A
14
A
11
下图中甲为测定光合作用速率的装置，在密封的试管内放一新 鲜片和二氧化碳缓冲液，试管内气体体积的变化可根据毛细刻 度管内红色液滴的移动距离测得。在不同强度的光照条件下， 测得的气体体积如图乙所示。图丙为叶肉细胞中有关细胞器的 结构模式图。植物叶片的呼吸速率不变。丙图表示某植物的部 分细胞结构和相关代谢情况，a～f代表O2或CO2。
进行有氧呼吸和产生酒 精的无氧呼吸
只进行有氧呼吸或进行有氧 呼吸和产生乳酸的无氧呼吸
A
5
迁移应用 1．下图是测定发芽种子的呼吸类型所用装置(假设呼吸底
物只有葡萄糖，并且不考虑外界条件的影响)，下列有关说法错 误的是( )
选项
A B C D
答案 C
现象
甲装置
乙装置
结论
液滴左移 液滴不动
只进行有氧呼吸