光照强度与浮游植物光合作用速率的关系
一、实验目的
1.了解光照强度与浮游植物光合作用（产氧量）的关系，掌握用黑白瓶氧含量与光合作
用计算总产量与净产量。

2.掌握碘量法测定水样中溶解氧的原理和方法。

二、方法原理:见第六章第一、二节
1.光强与浮游植物光合作用速率的关系：在低光照条件下，光合作用速率与光强成正比，随光强增加，光合作用速率逐渐达最大值，这时光强称为饱和光强(I K) ，光强继续增加，光合作用因光照过度而受抑制。

不同种类的饱和光强值不同。

因此，浮游植物在适宜光强范围内，光照越强，光合作用速率越快，初级生产力越高。

2.光合作用速率的测定（黑白瓶测氧法）：
浮游植物光合作用可用下式简单表示：CO2＋H2O→(CH2O)＋O2
在一定时间内，浮游植物在光合作用过程中吸收的CO2、释放的O2和生成的有机物之间存在一定比例，因此可由产氧量间接估算光合作用产量。

光合作用熵(PQ)：指光合作用释放的O2分子数与所还原CO2分子数的比值。

光合作用产物不同，PQ值不同，合成碳水化合物的PQ值为1，脂类为1.4，以NH4-N为氮源合成蛋白质时，PQ值为1.05，以NO3-N为氮源则为1.6。

PQ平均值为1.25。

由此可得下式：P(mg·C/L·h)= 3/8× O2(mg/L·h)×1/PQ。

黑白瓶测氧法：适用于生产力水平高的水域（如养殖水域）和实验室培养。

将已知氧含量的水样(A)分别置于透光(白瓶B)和不透光(黑瓶C)的培养瓶中在相同条件下培养一定时间，白瓶因光合作用而含氧量上升，黑瓶则因呼吸作用无光合作用而含氧量减少，因此总初级产量P＝B－C,净产量P n＝B－A。

三、仪器及设备
1、光照培养箱
2、PAR照度计
3、温度计
4、盐度计
5、pH计（pH 试纸）
6、25ml滴定管或电位滴定仪
7、铁架台
8、滴定管夹9、实验室常用仪器10、天平
四、药品与试剂
MnCl ２、KI 、NaOH 、H 2SO 4、Na 2S 2O 3、KIO 3、淀粉等。

五、实验步骤
1、培养样品为自然水体（湖水）中的浮游植物群落。

2、培养：在适宜的温度、盐度、pH 值等培养条件下，以100ml 溶解氧瓶为培养瓶，将培养瓶（包括白瓶和黑瓶）分为5组，以日光灯管组为光源，设置不同光强，使培养种类在不同光照条件（弱光至强光）下进行培养。

3、数据测定与处理：分别在起始和10小时后以温克碘量法测定各组培养瓶中的氧含量，光强用PAR 照度计测定，所得数据填入下表。

并根据上述公式计算总生产量和净生产量。

并以光照强度为横坐标，光合作用速率为纵坐标作图，了解光照强度与浮游植物光合作用速率的相互关系。

六、实验结果
表1：实验计算及滴定结果
OA OB OC
水样中溶解氧浓度2O ρ下式计算（单位，mg/L ）：
000 18
O 2
⨯⨯⨯=
V V c ρ 式中，c ，硫代硫酸钠溶液的浓度（mol/L ）；V ，硫代硫酸钠溶液滴定体积（mL ）；V 0，滴定用
的实际水样体积（水样瓶的容积－固定水样的固定剂体积，mL ）。

C=0.01mol/L V o=50mL
总P(mgc/(L.h))=3/8*(OB-OC)/5h*1/PQ 净Pn=3/8*（OB-OA ）/5h*1/PQ PQ=1.25
据上表及计算结果作图如下：
图1：光照强度与浮游植物光合作用速率的关系
分析：
由图可知光合作用速率随光照强度的增大而增大，但是其增大的幅度在慢慢变小，当到达一定的光照强度时，会趋于平衡。

七、讨论
1、为什么30°即自然状况下光合作用速率为负数？有什么意义？
答：不能说自然状况下光合作用速率为负的，因为实验我们测的是溶液中的溶解氧，这种状况只能说在自然实验室的状况下，浮游植物的呼吸作用消耗的氧比光合作用产生的氧多。

从这可以看出光合作用不止和光照强度有关，可能还与温度，Ph等有关。

2、按预测光合作用速率和光照强度的图形应有最高峰，且后会往下的趋势，此图没有？实验有什么状况能造成误差？
答：因为实验做得数据太少，且实验的条件还没达,光饱和所需要的光照强度。

即当光照强度达到一定的高度的时候光照会抑制光合作用，光合作用速率会随着光照的增大而减小。

误差：1、碘量法测溶解氧的一般误差操作，如没避光，实验操作误差，仪器误差等。

2、光合作用的时间太短3、溶氧瓶或滴定管中有气泡。

等。