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光合作用效率如何通過實(shí)驗(yàn)得出
通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得光合作用效率
光合作用是綠色植物*的生理功能，是綠色植物吸收光能將CO2和H20合成為有機(jī)物質(zhì)并釋放O2的過程。光合作用及其有關(guān)過程的測(cè)定是植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)的重要組成部分。
光合作用是由原初反應(yīng)、同化力形成和二氧化碳同化3個(gè)主要階段組成。原初反應(yīng)包括光合色素對(duì)光能的吸收、光能的傳遞和光化學(xué)反應(yīng)，主要與葉綠素和其它光合色素有關(guān)；而同化力(ATP和NADPH2)的形成主要與膜的特性有關(guān)，二氧化碳同化除受同化力供應(yīng)影響外，還受與暗反應(yīng)有關(guān)酶活性的影響。光合作用強(qiáng)弱與環(huán)境條件變化密切相關(guān)。
光合速率是植物生理性狀的一個(gè)重要指標(biāo)，也是估測(cè)植株光合生產(chǎn)能力的主要依據(jù)之一。光合速率可根據(jù)植物對(duì)CO2的吸收量，O2的釋放量或干物質(zhì)(有機(jī)物質(zhì))的積累量來進(jìn)行測(cè)定。隨著光合作用研究的深入，光合作用測(cè)定技術(shù)的水平也在不斷提高，方法和手段也越來越多。本次實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)光合速率測(cè)定的方法之一-----改良半葉法。 [原理]植物葉片的主脈兩側(cè)對(duì)稱部分葉面積基本相等，其形態(tài)和生理功能也基本一致。用物理或化學(xué)方法處理葉柄或莖的韌皮部，保留木質(zhì)部，以阻斷葉片光合產(chǎn)物的外運(yùn)，同時(shí)保證正常水分供應(yīng)。然后，將對(duì)稱葉片的一側(cè)取下置于暗中，另一側(cè)留在植株上保持光照，繼續(xù)光合作用。一定時(shí)間后，測(cè)定光下和暗中葉片的干重差，即為光合作用的積累的干物質(zhì)量。通過公式計(jì)算出光合速率。乘以系數(shù)后還可計(jì)算出C02的同化量。
[材料、儀器、藥品]
1．材料：任選戶外一種植物。
2．儀器及用品：(1) 剪刀；(2) 4塊濕紗布；（3）帶蓋磁盤；(4) 30個(gè)小紙牌，去戶外之前用鉛筆編號(hào)（1~15；1~15）；(5) 鑷子；(6) 打孔器；（7）鉛筆；（8）記號(hào)筆；(9) 12個(gè)稱量瓶；(10) 烘箱；(11) 分析天平；（12）干燥器。 3．藥品：5％三。
[方法]
1．取樣：在戶外選擇較綠和較黃的同種植物葉片各15片，要注意葉齡、葉色、著生節(jié)位、葉脈兩側(cè)和受光條件的一致性。綠葉和黃葉分別用紙牌編號(hào)（例如綠葉為1、2、3~15，黃葉為1`、2`、3`~15`）。增加葉片的數(shù)目可提高測(cè)定的度。
2．處理葉柄：為阻止葉片光合作用產(chǎn)物的外運(yùn)，可選用以下方法破壞韌皮部。
(1) 環(huán)割法：用刀片將葉柄的外層(韌皮部)環(huán)割0.5cm左右。為防止葉片折斷或改變方向，可用錫紙或塑料套管包起來保持葉柄原來的狀態(tài)。
(2) 燙傷法：用棉花球或紗布條在90℃以上的開水中浸一浸，然后在葉柄基部燙半分鐘左右，出現(xiàn)明顯的水浸狀就表示燙傷*。若無水浸狀出現(xiàn)可重復(fù)做一次。對(duì)于韌皮部較厚的果樹葉柄，可用融熔的熱蠟燙傷一圈。
（3）抑制法：用棉花球蘸取5％三或0.3mol/L的丙二酸涂抹葉柄一周。本實(shí)驗(yàn)統(tǒng)一使用三。注意勿使抑制液流到植株上。選用何種方法處理葉柄，視植物材料而定。一般雙子葉植物韌皮部和木質(zhì)部容易分開宜采用環(huán)割法；單子葉植物如小麥和水稻韌皮部和木質(zhì)部難以分開，宜使用燙傷法；而葉柄木質(zhì)化程度低，易被折斷葉片采用抑制法可得到較好的效果。
3．剪取樣品：葉柄處理完畢后即可剪取樣品，并開始記錄時(shí)間，進(jìn)行光合作用的測(cè)定。首先按編號(hào)次序（綠葉和黃葉交替進(jìn)行）剪下葉片對(duì)稱的一半(主脈留下)，并按順序夾在濕潤(rùn)的紗布中（綠葉與黃葉分開保存），放入磁盤中，帶回室內(nèi)存于暗處。2~3h后，再按原來的順序依次剪下葉片的另一半。按順序夾在濕潤(rùn)的紗布中（綠葉與黃葉分開保存）。注意兩次剪葉速度應(yīng)盡量保持一致，使各葉片經(jīng)歷相同的光照時(shí)間。
4．稱干重：取12個(gè)稱量瓶分別標(biāo)上綠葉光照1、2、3，綠葉黑暗1、2、3，黃葉光照1、2、3，黃葉黑暗1、2、3，將各同號(hào)葉片照光與暗中的兩半葉疊在一起，用打孔器打取葉圓片，分別放入相應(yīng)編號(hào)的稱量瓶中（即光下和暗中的葉圓片分開）。每5 個(gè)葉片打下的葉圓片放入一個(gè)稱量瓶中，做為一個(gè)重復(fù)。記錄每個(gè)稱量瓶中的小圓片數(shù)量。打孔器直徑根據(jù)葉片面積大小進(jìn)行選擇，盡可能多的打取葉圓片。注意不要忘記用卡尺量打孔器的直徑。將稱量瓶中疊在一起的葉圓片分散，開蓋置于105℃烘箱中烘10min以快速殺死細(xì)胞，然后將溫度降到70~80℃，烘干至恒重(2~4h左右)。取后取出加蓋于干燥器中冷卻至室溫，用分析天平稱重。
5．結(jié)果計(jì)算： W2-W1光合速率(mgDW·m-2 s-1)= A×t 式中 W2：照光半葉的葉圓片干重(mg)；W1：暗中半葉的葉圓片干重(mg)；A：葉圓片面積(m2)；t：照光時(shí)間(S)。 若將干物質(zhì)重乘以系數(shù)1.5，便可得CO2的同化量，以mgC02·m -2S-1表示。
遼寧賽亞斯光合作用測(cè)定儀SYS-GH30D產(chǎn)品特點(diǎn)：
多功能：同時(shí)測(cè)定光合速率、蒸騰速率、胞間二氧化碳濃度、氣孔導(dǎo)度和水分利用效率，以及二氧化碳濃度、相對(duì)濕度、光合有效輻射和空氣溫度、葉片溫度十項(xiàng)指標(biāo)
穩(wěn)定性：加入了溫度調(diào)節(jié)的雙波長(zhǎng)紅外二氧化碳分析器，二氧化碳測(cè)量精度不受溫度變化影響，而且具有穩(wěn)定、精度高，反映靈敏等特點(diǎn)，1秒鐘之內(nèi)就可以完成二氧化碳差值采集。
氣泵流量可根據(jù)需要設(shè)定，可測(cè)量不同氣體流量下對(duì)光合作用的影響，氣體流量穩(wěn)定。
智能化：多信息的中文菜單顯示和光標(biāo)引導(dǎo)操作，即時(shí)將測(cè)定過程及終結(jié)果屏幕顯示、存儲(chǔ)
體積小，重量輕，隨身攜帶，單人操作
適用廣泛：配有不同類型的葉室（呼吸反應(yīng)器）能廣泛用于大田作物、果樹、蔬菜、森木、牧草等多種植物不同形狀葉片的測(cè)定和土壤、種子、昆蟲等呼吸作用
性價(jià)比高：價(jià)格低廉，使用成本低，維修方便