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《葉綠素?zé)晒夥治龇椒ā酚蓵T上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、葉綠素?zé)晒夥治龇椒ㄈ~綠素?zé)晒夥治鼍哂杏^測手續(xù)簡便,獲得結(jié)果迅速,反應(yīng)靈敏,可以定量,對植物無破壞、少干擾的特點(diǎn)。它既可以用于葉綠體、葉片,也可以遙感用于群體、群落。它既是室內(nèi)光合基礎(chǔ)研究的先進(jìn)工具,也是室外自然條件下診斷植物體內(nèi)光合機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況、分析植物對逆境響應(yīng)機(jī)理的重要方法。現(xiàn)在人們可以通過葉綠素?zé)晒夥治龉烙?jì)量子效率、光合能力,利用熒光參數(shù)計(jì)算光合電子傳遞速率、胞間CO2濃度,并且試圖利用熒光參數(shù)快速篩選遺傳變異的植物。有人甚至預(yù)言,將來熒光分析可能會代替氣體交換測定。20世紀(jì)80年代以來,調(diào)制熒光儀,特別是便攜式熒光儀的商品化,使熒光分析在光合作用研究中得到
2、這樣廣泛的應(yīng)用,以至如果不懂熒光分析技術(shù),便很難看懂近年的光合作用研究文獻(xiàn)。1.基本原理光合機(jī)構(gòu)吸收的光能有三個(gè)可能的去向：一是用于推動光化學(xué)反應(yīng),引起反應(yīng)中心的電荷分離及后來的電子傳遞和光合磷酸化,形成用于固定、還原二氧化碳的同化力(ATP和NADPH)；二是轉(zhuǎn)變成熱散失；三是以熒光的形式發(fā)射出來。由于這三者之間存在此消彼長的相互競爭關(guān)系,所以可以通過熒光的變化探測光合作用的變化(圖4-1)。實(shí)際上,以熒光形式發(fā)射出來的光能在數(shù)量上是很少的,還不到吸收的總光能的3%。在很弱的光下,光合機(jī)構(gòu)吸收的光能大約97%被用于光化學(xué)反應(yīng),2.5%被轉(zhuǎn)變成熱散失,0.5%被變
3、成紅色(在體內(nèi),葉綠京的熒光發(fā)射峰在685nm左右)的熒光發(fā)射出來；在很強(qiáng)的光下,當(dāng)全部PSII反應(yīng)中心關(guān)閉時(shí),吸收的光能95%～97%被變成熱,而2.5%～5.0%被變成熒光發(fā)射[l]。在體內(nèi),由于吸收的光能多被用于光合作用,葉綠素a熒光的量子產(chǎn)額(即量子效率)僅僅為0.03～0.06。但是,在體外,由于吸收的光能不能圖4-1葉綠素分子的光激發(fā)被用于光合作用,這一產(chǎn)額增加到0.25～0.30[2]。在室溫條件下,絕大部分熒光來自PSII天線[1,3],而不是反應(yīng)中心的葉綠素a分子[4,5]。這是因?yàn)榉磻?yīng)中心的葉綠素分子僅占葉綠素總量的幾百分之一。葉綠素?zé)晒獍l(fā)射的
4、高峰在685nm(天線色素)和695nm(反應(yīng)中心)。在體內(nèi),決定熒光產(chǎn)額的主要因素是電子的第一個(gè)穩(wěn)定的醌受體QA的氧化還原狀態(tài)。實(shí)際上,在暗適應(yīng)的健康葉片和良好的葉綠體,所有的QA都處于還原態(tài)時(shí)的最大熒光產(chǎn)額與所有的QA都處于氧化態(tài)時(shí)的最小熒光產(chǎn)額之比大致為5~6[6]。然而,這個(gè)比值可以發(fā)生很大變化,取決于照光狀態(tài)和一些處理。多種因素影響熒光強(qiáng)度：激發(fā)光強(qiáng),反應(yīng)中心對激發(fā)能的捕獲和轉(zhuǎn)化速率,激發(fā)能以熱的形式耗散的程度和兩個(gè)光系統(tǒng)間能量的分配等。當(dāng)PSII的光化學(xué)反應(yīng)被阻止時(shí),最大熒光產(chǎn)額的減少是反應(yīng)中心和天線熱耗散增加的反映。由于可以測定完整葉片的熒光,葉綠素
5、a熒光誘導(dǎo)動力學(xué)可以成為原位檢測PSII重要步驟的極好的探針[5]。1.1葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動力學(xué)當(dāng)一片經(jīng)過充分暗適應(yīng)的葉片從黑暗中轉(zhuǎn)入光下后,葉片的熒光產(chǎn)額會隨時(shí)間發(fā)生規(guī)律性的變化,即kautsky效應(yīng)[7],記錄下來的典型熒光誘導(dǎo)動力學(xué)曲線上幾個(gè)特征性的點(diǎn)分別被命名為O、J、D、P、S、M和T[8.9](圖4-2)。在照光的第一秒鐘內(nèi),熒光水平從O上升到P,這一段被稱為快相;在接下來的幾分鐘內(nèi),熒光水平從P下降到T,這一段被稱為慢相?？煜嗯cPSII的原初過程有關(guān),慢相則主要與類囊體膜上和間質(zhì)中的一些反應(yīng)過程包括碳代謝之間的相互作用有關(guān)。圖4-2葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)動力學(xué)
6、曲線熒光水平從O到I的上升已經(jīng)被歸因于不能將電子傳遞到PQ庫的失活的PSII中心[10],這些中心具有有功能的水氧化系統(tǒng),但是對凈電子傳遞沒有明顯的貢獻(xiàn)。在飽和光下,當(dāng)反應(yīng)中心的電荷分離速率超過從QA到QB的電子傳遞速率時(shí),I水平大大提高[11]。從D到P的熒光增加是由于Fd-NADP氧化還原酶以前電子傳遞鏈中電子受體的還原[4]。熒光水平從FO到FP(當(dāng)光強(qiáng)不足以使全部PSII反應(yīng)中心關(guān)閉時(shí))的上升受多種因素的影響:①PSII的協(xié)作性;②PSII的異質(zhì)性;③PQ庫的大小及其重新氧化的速率;④PSII以外的電子傳遞速率,包括碳同化;⑤向P680+供給電子的速率。熒
7、光水平到達(dá)Fm表明QA已經(jīng)完全還原[12]。結(jié)合在D1蛋白上QB部位的DCMU能夠阻斷QA－向PQ的電子傳遞,所以在這種抑制劑存在時(shí)比沒有它時(shí)從F。到Fm的熒光水平上升快得多。從F。上升到Fm所需要的時(shí)間的一半(T1/2)是估計(jì)PQ庫大小的一個(gè)簡單的指標(biāo)。與陽生葉相比,陰生葉具有大的葉綠素天線和小的PQ庫,因此表現(xiàn)出一個(gè)短的T1/2[13]。葉齡從幼變老,P、M、T的水平降低,幼葉和老葉無M峰。M峰的出現(xiàn)意味著光合誘導(dǎo)期的結(jié)束,快速碳同化的開始。當(dāng)光合作用受到突然干擾(高光強(qiáng)、高CO2、磷缺乏等)時(shí)熒光誘導(dǎo)動力學(xué)曲線會出現(xiàn)波動。這時(shí),用葉圓片氧電極同時(shí)記錄下來的光
8、合氧釋放和
