人教高中生物 必修一 第五章 第四节 光合速率的几种测定方法(黑白瓶法) (共13张PPT)
例：某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对 番茄叶片的光合作用强度进行测定。其原理是：将对称叶片的 一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，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的对应部位截取同等面积的叶片，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/(dm2•h)。 问题：若M=MB-MA，则M表 示 _______。
例：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，分别在起始 和24小时后测定各组培养瓶中的氧含量，记录数据如下表：
光照强度
0（黑暗） a
Байду номын сангаас
b
c
d
e
例：为测定光合作用速率，将一植物幼苗放入大锥形瓶中，瓶中 安放一个CO2传感器来监测不同条件下瓶中CO2浓度的变化，如 下图5所示。相同温度下，在一段时间内测得结果如图6所示。请 据图回答：
（1）在60～120min时间段内，叶肉细胞光合作用强度的变化 趋势为 ____逐__渐__降__低____。理由是___C_0_2_的__浓__度__逐__渐__降_低____________。
3
3
3
3
3
3
（4）光照强度到达d时，随着光照强度的增加， 白瓶中溶氧量不再增加，此时的限制性因素可 能是____温_度__或__二_氧__化__碳_浓__度_____________。
“半叶法”---测光合作用有机物的生产量，即单位 时间、单位叶面积干物质产生总量
本方法又叫半叶称重法，常用大田 农作物的光合速率测定。
光合速率的几种测定方法
黑、白瓶测定光合速率
黑白瓶法常用于水中生物光合速率的测定。白瓶就是透 光瓶，里面可进行光合作用和呼吸作用。黑瓶就是不透 光瓶，只能进行呼吸作用。在相同条件下培养一定时间， 黑瓶中所测得的数据可以得知正常的呼吸耗氧量，白瓶 中含氧量的变化可以确定表观光合作用量，然后就可以 计算出总光合作用量。
白瓶溶氧量（mg/L
3
10 16 24 30 30
黑瓶溶氧量(mg/L)
3
3
3
3
3
3
（1）黑瓶中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________7_________mg/L•24h。
（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
（2）在60～120min时间段，瓶内CO2浓度下降光的合强原度因>是呼_吸__强__度。 此时间段该植物光合速率为______2_5___________ppm／min。
小叶片浮起数量法---定性比较光合作用强度的大小
本实验除通过观察相同时间内，叶片上浮数量 的多少来反映光合作用速率的大小；还可以通 过三个烧杯中上浮相同叶片数量所用时间的长 短来描述。但该实验方法只能比较大小，无法 测出具体的量变。
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
气体体积变化法---测光合作用O2产生(或CO2消耗) 的体积
例：某生物兴趣小组设计了如图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）。
①测定植物的呼吸作用强度：烧杯中放入NaOH溶液；遮光处 理，放在适宜温度的环境中；1小时后记录红墨水滴移动的方向 和刻度，得X值。
___2__1________mg/L•24h。
黑瓶中植物不能进行光合作用产生氧，生物 呼吸消耗氧气
（3）光照强度至少为______a___（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。
光照强度 白瓶溶氧量（mg/L
黑瓶溶氧量(mg/L)
0（黑暗） a
b
c
d
e
3
10 16 24 30 30
②测定植物的净光合作用强度：烧杯中放入NaHCO3缓冲溶液； 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。
总光合速率=净光合速率+呼吸速率=X+Y
红外线CO2传感器——测装置内CO2浓度的变化
由于CO2对红外线有较强的吸收能力， CO2的多少与红外线的降低量之间有一线性 关系,因此CO2含量的变化即可灵敏地反映 在检测仪上，常用红外线CO2传感器来测量 CO2浓度的变化。
光合速率的测定方法
光合速率的测定方法
光合速率是指光合作用产生的氧气释放速率或者二氧化碳吸收速率。
测定光合速率的方法有以下几种：
1. 氧气传感器法：使用氧气传感器，测量培养液中氧气的变化，通过记录氧气消耗量或释放量来计算光合速率。
2. 二氧化碳传感器法：使用二氧化碳传感器，测量培养液中二氧化碳的变化，通过记录二氧化碳吸收量或释放量来计算光合速率。
3. 酸碱滴定法：通过测量培养液中的酸碱度变化，借助酸碱指示剂来确定二氧化碳释放量或吸收量，从而计算光合速率。
4. 放射性同位素标记法：使用放射性同位素标记二氧化碳，测量标记二氧化碳在光合作用中的吸收速率，以此计算光合速率。
5. 叶绿素荧光法：测量叶片表面叶绿素荧光的参数，如最大荧光效率、非光化学淬灭等，来推断光合速率。
这些方法都有各自的优缺点和适用范围，根据实验需求和条件选择适合的方法。
光合速率测定的几种方法
光合速率测定的几种方法光合速率是指植物通过光合作用所固定的二氧化碳量，它可以用于评估植物对光的利用效率以及其生物质生产的能力。
测定光合速率是研究植物生理生态学和农业生产的重要手段之一、以下是几种常用的光合速率测定方法。
一、传统气体混合法传统气体混合法是一种较为常用的光合速率测定方法。
通过测定固定在葉片表面的气体浓度变化来推算光合速率的。
测定的原理是将一定浓度的CO2与空气以一定比例混合，然后将混合气在特定压力下冲入封闭的光合室内，再通过一定时间的光合作用后，取样测定光合室内的气体组成，计算出被吸收的CO2量，进而计算出光合速率。
二、氧电极法氧电极法是一种常用的间接测定光合速率的方法。
氧电极法是利用氧电极测定叶绿素蒸腾产生的氧气来推算光合速率的。
测定的原理是将叶片置于氧电极下，测定放氧荧光的强度随时间的变化。
光合速率可以通过氧电极的输出信号来推算。
三、原位测定法原位测定法是一种利用挂在植物叶片上的CO2和H2O气体测定光合速率的方法。
此方法通过将CO2和H2O气体源直接与光合叶盘表面相接触，测得的CO2和H2O浓度变化来推算光合速率。
在该方法中，CO2和H2O的浓度是测定光合速率的关键，因此需要精准的测量设备。
四、地上蒸散法地上蒸散法是一种通过测定叶片或整个植物的蒸散量来间接推算光合速率的方法。
测定的原理是根据光合产生的O2和CO2的摩尔比例，将蒸散量转化为光合速率。
这种方法测定简便，但需要注意与植物蒸腾速率的关系以及测量误差的产生。
五、传导法传导法是一种通过测量阳光照射下植物干重的增加来间接推算光合速率的方法。
测定的原理是劈片的叶片从植物中剪下，然后用适当的方法阻止其呼吸和光合作用，使叶片处于可见光的照射下，一定时间后，再测定其干重的增加。
通过干重的增加来推算光合速率。
光合速率的测定方法有很多种，每种方法都有其优点和限制。
因此，在选择使用哪种方法时，需要考虑到具体的实验条件和研究目的，并进行合理的评估。
光合速率测定方法
（1）在60～120min时间段内，叶肉细胞光合作用强度的变化趋势
为 逐渐降低
。理由是 CO2浓度降低的趋势逐渐降低。
（是2）在60～植1物20的m光in合时作间用段强，度瓶大内于CO呼2浓吸度作下用降强的度原因
。
此时间段该植物光合速率为 25 ppm／min。
光
1、半叶称重法-----有机物
合
2、液滴移动法--------
例4 下面甲图为研究光合作用的实验装置。用打孔器在某植物的叶片上打出 多个叶圆片，再用气泵抽出气体直至叶片沉入水底，然后将等量的叶圆片转 至含有不同浓度的NaHCO3溶液中，给予一定的光照，测量每个培养皿中叶圆 片上浮至液面所用的平均时间(见图乙)，以研究光合作用速率与NaHCO3溶液 浓度的关系。有关分析正确的是( )
速
率
3、黑白瓶法-----------
氧气释放
测
4、圆片上浮法--------
定
方
5、二氧化碳传感器------二氧化碳吸收
法
一、半叶法
1、测定：干物质量的积累 2、 适用：高等植物的光合速率 3、方法：设法阻断叶片左右两部分营养物质
的运输，让叶片一半遮光一半曝光分别测 定两半叶的干物质重量，进而计算叶片的 光合速率呼吸速率 4、考查文字信息、实验能力、计算能力
速
率
3、黑白瓶法-----------
氧气
测
4、圆片上浮法--------
定
方
5、二氧化碳传感器------二氧化碳
法
光合作用 专题复习
光合速率测定方法
Байду номын сангаас
概念
光合速率是光合作用强弱的一种表示方法。指 单位时间、单位叶面积的CO2吸收量或者是O2的 释放量；也可以用单位时间、单位叶面积干物 质的积累量来表示。
光合速率的几种测定方法(黑白瓶法)ppt课件
4
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“半叶法”---测光合作用有机物的生产量，即单位 时间、单位叶面积干物质产生总量
本方法又叫半叶称重法，常用大田 农作物的光合速率测定。
5
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例：某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番 茄叶片的光合作用强度进行测定。其原理是：将对称叶片的一部 分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，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 应部位截取同等面积的叶片，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/(dm2·h)。 问题：若M=MB-MA，则M表示 _______。
3
10 16 24 30
30
黑瓶溶氧量(mg/L)
3
3
3
3
3
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（1）黑瓶中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________7_________mg/L•24h。
（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
_____2_1_______mg/L•24h。
例：为测定光合作用速率，将一植物幼苗放入大锥形瓶中，瓶中 安放一个CO2传感器来监测不同条件下瓶中CO2浓度的变化，如下 图5所示。相同温度下，在一段时间内测得结果如图6所示。请据 图回答：
（1）在60～120min时间段内，叶肉细胞光合作用强度的变化趋
势为 ______逐_渐__降__低___。理由是 C02的浓度逐渐降低
6
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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
气体体积变化法---测光合作用O2产生(或CO2消耗) 的体积
光合速率的测定方法归纳总结
光合速率的测定方法归纳总结光合速率的测定方法归纳总结考点分析：光合作用在历年的高考中频繁出现，但一般不是单一知识点的考查，往往结合光合作用和呼吸作用的过程综合考查，考题既有选择题也有非选择题，但多数考题都依托坐标图、装置图进行考查。
相关策略：（1）明确测定指标：光合作用和呼吸作用的强度一般用气体含量的变化来测定，但此时测得的气体含量变化不是真实的光合作用和呼吸作用，而是一种表观的光合作用和呼吸作用。
（2）绘制坐标曲线：复习中可通过坐标曲线分析光合速率和呼吸速率的相等点，呼吸速率的最高值及光合速率的最高值。
（3）联系生产实际：复习中要重视对光合作用过程和影响因素的分析和理解，并学会结合农业生产解释提高作物产量的原理和途径。
这里主要归纳光合速率的测定方法。
一般测定光合速率的方法都不能排除叶子的呼吸作用，所以测定的结果实际是光合作用速率减去呼吸作用速率的差值，叫做表观光合速率或净光合速率。
若能测出其呼吸速率,把它加到净光合速率上去,则可测得真正光合速率。
真正光合速率=净光合速率+呼吸速率。
光合速率常见的测定方法归纳如下：1.“半叶法”---测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干物质产生总量【典例1】某学校某研究小组用番茄进行光合作用实验，采用“半叶法”对番茄叶片的光合速率进行测定。
其原理是：将对称叶片的一部分(A)遮光，另一部分(B)不做处理，并采用适当的方法（可先在叶柄基部用热水、或热石蜡液烫伤或用呼吸抑制剂处理）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的对应部位截取同等面积的叶片，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/(dm2·h)。
（1）MA表示6小时后叶片初始质量-呼吸作用有机物的消耗量，MB表示6小时后：（）+（）-呼吸作用有机物的消耗量。
（2）若M=MB-MA，则M表示（3）真正光合速率（单位：mg /dm2·h）就是答案：叶片初始质量+光合作用有机物的总产量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M值除以时间再除以面积2. 气体体积变化法---测光合作用O2产生(或CO2消耗)的体积【典例2】下图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。
浅谈测定光合速率的常用方法
浅谈测定光合速率的常用方法
光合作用是指植物通过光能、水和二氧化碳等物质产生有机物质的生物化学过程。
在野外研究中，测定植物的光合速率是十分重要的。
本文将阐述常用的测定光合速率的方法。
方法一：测定氧气释放量法
在此方法中，将水生植物置于水中，通过陶瓷坩埚、流量计和氧气电极等装置测定植物消耗二氧化碳和产生氧气的量，来计算出光合速率。
该方法的优点是操作简单，准确性较高。
方法二：紫外吸收法
该方法可以测定光合作用中色素分子的吸收强度，从而计算出光合速率。
该方法需要将植物组织或细胞置于紫外线光源下，并通过紫外-可见光谱仪来测定样品在不同波长下的吸收强度，从而计算出光合速率。
这种方法操作简单，但需要一定的专业知识。
方法三：同位素追踪法
该方法通过给植物提供包含放射性同位素碳（如14C）的二氧化碳，并追踪碳的转移路径来测定光合速率。
在此方法中，利用液闪计数器等装置，测定植物在光照下吸收并转化二氧化碳的速率，从而计算出光合速率。
该方法测定的光合速率准确性较高，但需要特殊的技术支持。
以上三种方法都可以用于测定光合速率，但各自具有不同的优缺点。
实际应用中，可以根据不同的研究要求和条件选择适合的测定方法。
5.4 光合作用的原理与应用 呼吸速率和光和速率的测定 【新教材】人教版(2019)高中生物必修一
模型-4.光合速率的测定
• 3.实验误差的校正
模型-4.光合速率的测定
2.黑白瓶法
瓶身
是否放入长势 良好的植物
放入适 宜水深
测定时间 测定项目
取值表示量
A 黑瓶
不放
相同
放入时测定 水中溶氧量为： 水中溶氧量 初始值
B 黑瓶
放入
相同
一段时间后测定 与初始值的差值 水中溶氧量 为：有氧呼吸量
光合速率测定Βιβλιοθήκη 模型-4.光合速率的测定• 真正光合速率=呼吸速率+净光合速率
模型-4.光合速率的测定
1.净光合速率的测定方法
(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
C 白瓶
放入
相同
与B瓶相同时间后 与初始值的差值 测定水中溶氧量 为：净光合量
例题-4
针对训练-2
即表示： 净光合速率。
模型-4.光合速率的测定
2.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。
光合速率的测定方法总结
光合速率的测定方法总结光合速率是指植物光合作用中单位时间内产生的氧气或二氧化碳的量，是衡量光合作用能力的重要指标。
下面介绍几种测定光合速率的方法。
1. 测定氧气释放法（1）实验原理当植物在光照下进行光合作用时，它所产生的氧气能被气体密闭的反应器内的荧光物质吸附，并随着时间的推移不断释放。
通过测定反应器内氧气浓度的变化可以计算出单位时间内荧光物吸附的氧气量，从而得出光合速率。
（2）实验步骤实验时需准备一罐富含氧气的空气，并将其倒入反应器内；将荧光积木和植物放入反应器中，并置于光照下；记录下不同时间点反应器内氧气浓度的变化，再通过计算得出光合速率。
（3）优点和缺点此法测量简便且易于操作，适用于包括水生植物在内的多种植物的光合速率测定。
但是，此方法测定在不同温度下的误差较大。
2. 测定二氧化碳吸收法光合作用中植物吸收大量的二氧化碳，而二氧化碳浓度的变化可以间接地反映出光合速率。
该实验利用二氧化碳吸收变化的量来计算光合速率。
实验时需优先准备一个含有确定浓度二氧化碳的气体瓶，并将其插入实验室的仪器中。
放置光源和植物，并施给充足的水分，与气体瓶相连的光谱仪可记录光合作用的贡献并计算出光合速率。
该方法对光合作用速率的测定有良好的灵敏度，对室内光条件的调节也较为方便。
缺点是该方法在同一温度条件下测定时误差较大，且快速地进行光合作用实验可能会导致测定误差。
气室法是常见的测量水生植物光合速率的方法，其基本原理是通过收集被草鱼水放出的气体来测量水生植物的光合速率。
将植物放入被草鱼水、水与二氧化碳气体混合的气室中，在室外光线下，通过不断地观察并记录气室内气体体积的变化来测量光合速率。
此法对水生植物的光合速率测量便捷，效果较好。
但由于植物的吸收和释放气体的时间不确定，需要较长的实验时间，实验结果可能会受到周围环境的影响。
总之，针对不同植物在不同环境下需要选择不同的光合速率测定方法。
实验时应严格控制环境条件，以获得可靠的测量结果。
光合速率的测定方法
光合速率的测定方法湖南邵东三中杨连进光合作用是高考的重点内容，如何提高光合作用总产量，是科研人员一直要解决的与人类社会和生活息息相关的生物学问题，而提高光合作用总产量的关键是提高光合作用速率(简称光合速率)。
光合速率指单位时间、单位叶面积的CO2的吸收量或者是O2的释放量；也可以用单位时间、单位叶面积干物质积累数表示。
通常以每小时每平方分米叶面积吸收二氧化碳毫克数表示（mg/ dm2·h），一般测定光合速率的方法都没有考虑叶子的呼吸作用，所以测定的结果实际是光合作用速率减去呼吸作用速率的差数，叫做表观光合速率或净光合速率。
若能测出其呼吸速率,把它加到表观光合速率上去,则可测得真正光合速率，真正光合速率=表观光合速率+呼吸速率。
光合速率常见的测定方法有哪些呢？光合速率又是如何计算的呢？请看以下几种光合速率的测定方法。
1.―改良半叶法‖---测光合作用有机物的生产量，即单位时间、单位叶面积干物质产生总量植物进行光合作用形成有机物，而有机物的积累可使叶片单位面积的干物重增加，但是，叶片在光下积累光合产物的同时，还会通过输导组织将同化物运出，从而使测得的干重积累值偏低。
为了消除这一偏差，必须将待测叶片的一半遮黑，测量相同时间内叶片被遮黑的一侧单位面积干重的减少值，作为同化物输出量（和呼吸消耗量）的估测值。
这就是经典的―半叶法‖测定光合速率的基本原理。
测定时须选择对称性良好、厚薄均匀一致的两组叶片，一组叶片用于测量干重的初始值，另一组（半叶遮黑的）叶片用于测定干重的终了值，不但手续烦琐，而且误差较大。
―改良半叶法‖采用烫伤、环割或化学试剂处理等方法来损伤叶柄韧皮部活细胞，以防止光合产物从叶中输出（这些处理几乎不影响木质部中水和无机盐向叶片的输送），仅用一组叶片，且无须将一半叶片遮黑，既简化了手续，又提高了测定的准确性。
实验可在晴天上午7~8点钟开始。
预先在田间选定有代表性的叶片（如叶片在植株上的部位、年龄、受光条件等应尽量一致）10张，挂牌编号。
光合速率的测定方法
五、红外线CO2传感器 原理：由于CO2对红外线有较强的吸收能力， CO2的多少与红外线的降低量之间有一线性关 系,因此CO2含量的变化即可灵敏地反映在检测 仪上，常用红外线CO2传感器来测量CO2浓度 的变化。
为测定光合作用速率，将一植物幼苗放入大锥形瓶中，瓶中安放一个CO2 传感器来监测不同条件下瓶中CO2浓度的变化，如下图5所示。相同温度下， 在一段时间内测得结果如图6所示。请据图回答：
方法二：黑白瓶法
黑瓶为黑布罩住的玻璃瓶，只有呼吸作用， 所以呼吸作用量=黑瓶中溶解氧的变化。 白瓶既能光合作用又能呼吸作用，所以净 光合作用量=白瓶中溶解氧的变化。真正光合 量（总光合量）=白瓶中溶解氧的变化+黑瓶中 溶解氧的变化。
一同学研究某湖泊中X深度生物光合作用和有氧呼吸时， 设计了如下操作：①取三个相同的透明玻璃瓶标号a、 b、c，并将a用不透光黑布包扎起来；②将a、b、c三 个瓶子均在湖中X深度取满水，并测定c瓶中水的溶氧 量；③将a、b两瓶密封后再沉入X深度水体中，24小 时后取出；④测定a、b两瓶中水的溶氧量，三个瓶子 的测量结果如图所示。关于24小时内X深度水体中生 物光合作用和需氧呼吸情况的分析正确的是（ ） A．光合作用产生的氧气量为（k-w）mol/瓶 B．光合作用产生的氧气量为（k-v）mol/瓶 C．需氧呼吸消耗的氧气量为（k-v）mol/瓶 D．需氧呼吸消耗的氧气量为v mol/瓶
项目
红墨水滴移动方向
c． d．
原因分析
测定植物呼吸作用 a． 向左移动 速率 测定植物净光合作 b． 向右移动 用强度
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气体 被装置烧杯中NaOH溶液吸收，导致装置内气体、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；将装置放在光照充 足、温度适宜的环境中，在植物的生长期，光合作用强度超过呼吸作用强度，表现 为表观光合作用释放O2，致装置内气体量增加，红色液滴向右移动