一、沉叶浮起法

      为了验证叶片光合作用受到光质的影响，可用所给出的特殊光质，按下列实验步骤进行实验设计，并对实验预期进行分析。

      例：用沉叶浮起法测定叶片光合作用强度。

      1．实验材料与用具：小烧杯3只（对照实验用）、三棱镜（产生不同的单色光：如红光、黄光、绿光）、打孔器（选取同样大小的圆形叶片）、注射器（制备无空气的植物叶片）、40W灯泡（提供照明）、烧杯（提供模拟环境）、富含CO2的NaHCO3稀溶液（提供CO2）、新鲜菠菜叶片。

      实验过程中O2和CO2在水中的溶解量可忽略不计。

      2．实验步骤

      (1)取生长旺盛的菠菜叶，用直径为1cm的打孔器打出小圆片30片（打孔时要避开叶脉较大的部位）

      (2)将圆形叶片置于注射器内，并让注射器吸入清水，待排出注射器内的空气后，用手堵住注射器前端的小孔并缓缓拉动活塞，使小圆片内的气体逸出。这一步骤可重复N次。

      (3)将内部气体逸出的小圆片放入黑暗处盛有清水的浇杯中待用（这样的叶片因为细胞间隙充满清水，所以全部沉水底）。

      (4)分组对照实验

      ①分为三个组：取三只小落杯编号为甲、乙、丙。各倒入20mL的富含CO2的NaHCO3的稀溶液，并分别向3只小烧杯中各随机放入10片菠菜叶圆片。

      ②用40W的灯泡照射三棱镜，三棱镜将光散射成红光、黄光、绿光分别作用用于3只小烧杯甲、乙。丙

      ③观察并记录同一时间段内各实验装置中小圆片浮起的数量（叶片完全浮起的观察时间相同，浮起的状态相同）

      3．预测结果

      单位时间内红光作用的小烧杯内的小圆片浮起的数量最多，绿光作用下的小圆片浮起的数量最少。

      4．结果分析

      因为绿叶中的色素吸收红光和蓝紫光的能力最强，吸收绿光的能力最弱。因此在红光照射时产生的O2增加最快，叶片上浮的速度也就最快，相反绿光照射的烧杯中和叶片上浮最慢。

      5．单色光强度对结果的影响

      增强单色光强度能对实验结果产生影响。

      二、半叶干重法

      测定叶片光合作用速率的方法——半叶干重法，实验过程如下：

      （注：1.总光合作用速率＝净光合速率＋呼吸速率；2.光合速率可用单位面积叶片在单位时间内固定的CO2的量或合成有机物的量来表示）

      1．选择同一植株上生长状态良好、发育程度相似的叶片若干，叶片主脉两侧对称。

      2．在叶柄处经过特殊处理使筛管的运输能力受阻、导管功能正常（即让叶柄可运输水分、无机盐而不能运输有机物。讨论最终结果），保证光合作用和呼吸作用能正常进行。

      3．剪取叶片下半部叶片，立即保存于暗处（此叶片简称为暗片），另一半叶片同主脉保留在枝条上给予正常光照（此叶片简称光片）。控制光叶和暗叶的温度、湿度一致，开始记录时间。

      4．数小时后剪下光叶。从光叶和暗叶上各切取相同大小的叶块，立即烘干至恒重，分别用分析天平称重，将结果记录在数据表中。通过相关计算和数据处理，可以测定光合作用的速率大小。

      （1）将生长状态良好和发育程度相近的叶片作为实验材料的理由：叶片的发育状况不同，它的光合作用和呼吸作用就会不同。将会影响测定的准确度。

      （2）阻止筛管运输功能的目的是防止叶片合成的有机物向外运输（从而避免影响实验结果）。如果处理不当使叶脉中的导管也受到损伤，叶片将会出现萎蔫现象。

      （3）光叶与暗叶的呼吸作用速度从实验操作来看应该是基本相同或没有明显差异的。

      （5）光合作用速度计算

      光合作用速度（X）＝叶块干重差（光叶干重－暗叶干重(mg）/（叶块面积(cm2)×光照时间(h)）。

      ①叶块干重差的含义是：叶片光合作用制造的有机物的量。

      ②在计算叶片光合作用中固定的CO2量时，还要利用光合作用反应式得到一个系数，计算方法是：6CO2＋12H2O→C6H12O6＋6O2＋6H2O，得到其系数为1.467（2/180）。之后用系数1.467乘以光合作用速度X即可得出固定的CO2量。下载本文