备课素材：初级生产量的测定2022-2023学年高二上学期生物人教版选择性必修2

初级生产量的测定 2019版高中生物学选择性必修二提到玉米植株质量及含碳量的测定： 玉米是第一营养级，固定的能量为初级生产量。生态系统能量流动的分析，首先要测定初级生产量。 那么，如何测定初级生产量？ 初级生产是指绿色植物的生产，即植物通过光合作用，吸收和固定光能，把无机物转化为有机物的生产过程。因为这是生态系统中第一次能量固定，所以称为初级生产。植物固定的太阳能或制造的有机物质的量就称为初级生产量。 方法有： 收获量测定法，用于陆地生态系统，定期收割植被,烘干至恒重，以每年每平方米的干物质重量来表示，取样测定干物质的热量。 氧气测定法，多用于水生生态系统，即黑白瓶法，用来计算净初级生产量、呼吸量、总初级生产量。 CO2测定法，用塑料帐将群落的一部分罩住，测定进入和抽出空气中CO2含量。放射性标记物测定法，把放射性14C以碳酸盐的形式，放入含有自然水体浮游植物的样瓶中，沉入水中经过短时间培养，确定光合作用固定的碳量。 测定海洋初级生产量有好几种方法，如叶绿素测定法、氧气测定法、黑白瓶法等。这些方法中灵敏度、准确性最高的要数放射性14C法测定水域初级生产量。该方法是50年代初（1951－1952年）丹麦海洋生物学家斯蒂曼－尼尔森进行丹麦海域和太平洋初级生产量调查时首先应用的。该方法一问世立即引起各国海洋学家的极大兴趣和重视，在很短时间里就被广泛的采用。 在实践中，这个方法也得到了进一步改进、充实和完善。尤其是1960年以来，液体闪烁技术装置的应用，提高了对14C的放射性探测效率。给14C法增添了新的生命力。 在海洋中，能进行光合作用的生物大体可归为五大类，即大型定生藻类、海洋被子植物、浮游植物、底栖硅藻和光合作用细菌等。就整个海洋的初级生产量来说，浮游植物是主要的初级生产者，他们制造的有机物约占海洋初级生产量的95%。因此，通常所指海洋初级生产量调查，主要指对海洋浮游植物光合作用速率进行测定。 用14C测定海洋初级生产量的原理是，浮游植物在进行光合作用时，将CO2吸收进细胞内，并合成有机物。如果在含有浮游植物的测定瓶内加入已知放射性强度的示踪量H14CO3－或14CO32－经过一定时间的光照培育，然后将浮游植物收集在滤膜上，测定其放射性强度。那么，由于水样中CO2的量已知，则根据碳被绿色植物所同化的总量和14C被同化的量之间成正比的关系，就可以计算出浮游植物的初级生产量。 测定放射性强度的计数设备：具有端窗（钟罩式）管的定标器，气流式检测器，或者液体闪烁计数器。如用定标钟罩管测定，样品需干燥，如用液体闪烁计数器测定，样品不必干燥。检测前通过酸化的方法去除无机14C，然后测定细胞浮游植物破裂和分泌出来的有机物14C强度。 虽然上述方法是比较好的方法，但该方法影响测定结果的因素不注意，将会造成较的误差。 影响该检测的误差有： （1）14C被浮游植物吸收速度和12C的吸收速率相同； （2）14C进入植物的途径仅仅是通过光合作用； （3） 已同化的14C没有排出浮游植物； （4）在进行呼吸作用时没有丢失同化的14C。 例1、在生态环境现状调查中，初级生产量的测定方法可以用黑白瓶法。用3个玻璃瓶，一个用黑胶布包上，再包以铅箔，从待测的水体深度取水，保留一瓶以测定水中原来溶解氧量，测定值为A。将另一对黑白瓶放入取水样浓度，经过24h，取出进行溶解氧测定。设黑瓶测定值为B，白瓶测定值为C，则净初级生产量为A，呼吸量为C，总初级生产量为(   ) A．C-A    B．C-B    C．A-B    D．A-C 答案：B 解析：由于白瓶和黑瓶之间的不同就是白瓶有光合作用，都有生物的呼吸作用，两者之差就是绿色植物的光合作用，故答案为B。 例2、下列关于初级生产量的测定方法的说法错误的有(   ) A.根据溶氧的昼夜变化可分析水体群落的代谢情况 B.水中溶解氧量随温度而变化，因此必须对实际观察的昼夜氧曲线进行校正 C.放射性标记物测定法是将放射性14C以14CO2的形式，放入含有自然水体浮游植物样瓶 D.叶绿素测定法是通过薄膜将自然水进行过滤，然后用丙酮提取，将丙酮提出物在分光光度计中测量光吸收，再计算 答案：C   解析：放射性标记物测定法是将放射性14C以碳酸氢盐H14CO3-或碳酸盐14CO32-的形式，放入含有自然水体浮游植物样瓶进行检测。故答案为C。 学科网（北京）股份有限公司 $