叶绿素荧光测量--OSP教案分析.ppt

叶绿素荧光测量 —OS5P调制叶绿素荧光仪使用培训 北京澳作生态仪器有限公司 技术部 苌伟 2008.12.23 光合单位 植物细胞中的叶绿素分子 什么是调制技术 所谓调制技术，就是说用于激发荧光的测量光measuring light (调制光modulation light)具有一定的调制（开/关）频率，检测器只记录与测量光同频的荧光，因此调制荧光仪允许测量所有生理状态下的荧光，消除了背景光的影响。正是由于调制技术的出现，才使得叶绿素荧光由传统的“黑匣子”测量（避免环境光的黑暗测量）走向了野外环境光下测量，叶绿素荧光的研究由生理学走向了生态学。 什么是饱和脉冲技术 所谓饱和脉冲技术，就是打开一个持续时间很短（一般小于1 s）的强光，使所有的电子受体都处于关闭状态（光合作用被暂时抑制），从而使叶绿素荧光达到最大。 饱和脉冲（Saturation Pulse, SP）可被看作是光化光（actinic light）的一个特例。光化光越强，PS II释放的电子越多，PQ处累积的电子越多，也就是说关闭态的电子受体越多，F越高。 当光化光达到使所有的电子受体都关闭（不能进行光合作用）的强度时，就称之为饱和脉冲。打开饱和脉冲时，本来处于开放态的电子受体将该用于光合作用的能量转化为了叶绿素荧光和热，F达到最大值。 OS5p调制型叶绿素荧光仪的4种测量模式 Fv/Fm模式 叶绿素经过充分暗适应后，所有电子受体均处于开放状态，打开测量光得到初始荧光Fo，然后给出一个饱和脉冲，所有的电子受体就都将该用于光合作用的能量转化为了荧光和热，此时得到的叶绿素荧光为最大荧光Fm。 根据Fm和Fo可以计算出PS II的最大量子产量Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm，它反映了植物的潜在最大光合能力。 Yield模式 在光照下植物正常进行光合作用时，只有部分电子受体处于开放状态。如果给出一个饱和脉冲，本来处于开放态的电子受体将该用于光合作用的能量转化为了叶绿素荧光和热，此时得到的叶绿素荧光为Fm’。 根据Fm’和F可以求出在当前的光照状态下PS II的实际光量子产量Yield=ΦPSII=ΔF/Fm’=(Fm’-F)/Fm’，它反映了植物目前的实际光合效率。 Kinetic模式 在光照下光合作用进行时，只有部分电子受体处于关闭态，实时荧光F比Fm要低，也就是说发生了荧光淬灭（quenching）。 植物吸收的光能只有3条去路：光合作用、叶绿素荧光和热。根据能量守恒：1＝光合作用＋叶绿素荧光＋热。可以得出：叶绿素荧光＝1－光合作用－热。也就是说，叶绿素荧光产量的下降（淬灭）有可能是由光合作用的增加或热耗散的增加引起的。 由光合作用的引起的荧光淬灭称之为光化学淬灭（photochemical quenching, qP）；由热耗散引起的荧光淬灭称之为非光化学淬灭（non-photochemical quenching, qN或NPQ）。光化学淬灭反映了植物光合活性的高低；非光化学淬灭反映了植物耗散过剩光能为热的能力，也就是光保护能力。 OJIP模式—荧光动力学曲线 将绿色植物或含有叶绿素的部分组织进行暗适应后，突然暴露在可见光下，就会观察到，叶绿素会发出一种暗红色、强度随时间不断变化的荧光信号，以荧光信号做出的曲线称为叶绿素荧光诱导曲线。这个过程最早是由Kautsky发现的，因此也称为Kautsky效应。 植物发出的荧光信号随时间的变化而变化，从暗适应到暴露在光下，荧光信号先上升，然后下降。一般情况下，刚暴露在光下时的最低荧光定义为O点，而荧光的最高峰定义为P点，从O点到P点并不是平滑上升的曲线，而是有几个拐点（J点、I点）。 快速叶绿素荧光诱导曲线指的就是从O点到P点的荧光变化过程，主要与PSⅡ的原初光化学反应有关（Krause和Weis 1991, Strasser等1995, 2000, 2004），而下降的阶段主要与碳代谢有关（Krause和Weis 1991）。 OS 5P调制式荧光仪的操作 日常维护 Thanks! * 澳作公司 EcoTech 易科泰 * 一、叶绿素荧光产生的原理 二、叶绿素荧光测量模式三、叶绿素荧光技术的应用 四、调制时荧光仪的操作 五、日常维护 叶绿素荧光产生的原理 光合作用的过程 光能 CO2 色素分子 C5 2C3 ADP+Pi ATP H2O O2 [H] 多种酶 酶 吸收 光解 光反应阶段 暗反应阶段 水的光解：H2O 2[H]+1/2 O2 光解 CO2的固定: CO2+C5 2C3 酶 还 原 酶 固 定 供能 （CH2O） 酶 C3化合物还原：2 C3 （CH2O）6