叶绿素荧光研究背景知识介绍
叶绿素荧光成像技术的原理与应用
叶绿素荧光成像技术的原理与应用一、引言叶绿素是植物中最重要的光合色素，是植物进行光合作用的基础。
溶剂化的叶绿素主要吸收蓝色和红色光，在500～600和650～700nm波长范围内，具有两个吸收峰。
叶绿素荧光成像技术是基于叶绿素发出的荧光信号来进行影像测量的一种实时、无创的模拟测量方法。
本文将介绍叶绿素荧光成像技术的原理、实验流程及其应用。
二、原理叶绿素荧光成像技术是基于叶绿素荧光的成像，叶绿素荧光受光强度和环境因素的影响而变化，可以反映植物的生长状态、光合作用效率和叶片生理变化等信息。
叶绿素荧光成像系统具有高时间分辨率、高空间分辨率的特点，可以获取全景、彩色、实时和定量信息。
叶绿素荧光成像技术主要是利用荧光成像仪和其他仪器支持，通过蓝/绿或红/绿激发光、荧光图像采集和分析等步骤，可以获得叶绿素的分布信息。
三、实验叶绿素荧光成像技术的实验主要分为两个步骤：激发和成像。
首先是激发，将叶片放入光合器中，用荧光成像仪对植物叶片进行光激发，根据荧光成像仪的激光幅度，可以调整植物叶片的荧光强度。
之后，进行成像，将植物叶片放到荧光成像仪中进行拍摄，获取叶绿素的发光信号。
最后，通过荧光照片的处理，可以计算叶片荧光强度和叶绿素荧光参数，如最大光化学利用率、植物光合作用效率等。
四、应用叶绿素荧光成像技术的应用非常广泛，主要涉及到生物学、生态学、农业、气象学，特别适用于植物生长状态监测、植物抗性研究、光合作用效率评估等。
一些具体的应用领域可以如下简要介绍：1.光合作用研究叶绿素荧光成像技术可用于研究植物的光合作用效率、光能利用和光保护机制。
典型的光合作用实验是通过比较光照和黑暗条件下植物的荧光变化来确定植物的光合反应和光保护机制。
2.气候变化影响研究在气候变化方面，叶绿素荧光成像技术可用于研究气候变化导致的植物响应和适应。
通过对多个季节的荧光成像分析可以确定气候变化对地上层和植物生长的影响。
3.生态环境研究叶绿素荧光成像技术可用于研究萎缩地区的植被恢复和生态系统的响应。
叶绿素荧光原理及理论
叶绿素荧光原理及理论
叶绿素荧光原理及理论
叶绿素荧光原理及理论
叶绿素荧光原理及理论
第二部分：脉冲调制荧光参数测定原理及意义
叶绿素荧光原理及理论
一：叶绿素荧光的五个基本参数
FO； FM； FS； FM’； FO’
叶绿素荧光原理及理论
FO ：最小荧光（或基础荧光等）；充分暗适应的光合机构全部 PS
● ФPSII（ Ф II）+ ФNPQ + Ф NO = 1 ФPSII：实际光化学效率
（光化学量子产额）
ФNPQ：包括天线耗散和反应
中心的失活
ФNO：非光诱导的淬灭
叶绿素荧光原理及理论
● 表示光合电子传递去向的荧光参数：
Je(PSII) =0.5 × α× ФPSⅡ × PFD；单位时间内通过PSII的全部电子流
1 荧光参数在文献中常见的出现形式
Sakamoto W, Takahashi Y. The Plant Cell, 2003(15), 2843-2855
叶绿素荧光原理及理论
●：33% ○：78% ▼：100%
图示：不同展开程度的大豆叶片荧光参数Fv/Fm的日变化
叶绿素荧光原理及理论
Jiang CD et al. EEB 2006
叶绿素荧光原理及理论
5 盐击过程中电子传递过程的研究
盐击
21% O2
▲: 净光合速率 ■: PSII实际光
化学效率
2% O2
盐击
盐击过程中光合速率（Pn， ▲）和PSII光量子效率（ΦPSII，■）的变化
叶绿素荧光原理及理论
◆ ：21% O2 ■ ：2％ O2
A: 气孔导度（Gs） B：光化学猝灭系数（qP） C：光能捕获效率（Fv’/Fm’） D: 非光化学猝灭系数（NPQ）
植物叶绿素荧光特性及其生态意义研究
植物叶绿素荧光特性及其生态意义研究植物叶绿素荧光是一个重要的属性，它可以告诉我们很多关于植物生长和繁殖的信息。
这篇文章将介绍植物叶绿素荧光的特性和生态意义，并描述一些有趣的研究结果。
叶绿素荧光是植物在光合作用中产生的辐射能的损失。
在光合作用中，植物将光能转化为化学能，并在过程中产生氧气和三磷酸腺苷（ATP）。
然而，一些光能不能被利用，而是通过叶绿素的荧光释放到周围环境中。
这些发射的光谱可以用来测量植物在光合作用中的效率。
植物叶绿素荧光的特性叶绿素荧光谱通常呈现双峰，其中一个峰位于低能量端，另一个峰位于高能量端。
这个双峰结构是由于叶绿素分子从激发态退回到基态时发射光子的不同机制导致的。
叶绿素分子的激发态可以通过两种不同的途径退回到基态，即辐射跃迁和非辐射跃迁。
前者会导致能量通过荧光或热散失，后者通过电子传递到叶绿素分子的其它部位，从而产生化学反应。
不同途径的影响使得叶绿素荧光谱有双峰结构，其中高能峰和低能峰分别对应于这些退激发途径。
此外，在植物处于不同的环境或生理状态下，叶绿素荧光谱也会发生变化。
例如，叶绿素荧光谱的低能峰可以由于温度和水分的变化而发生变化。
当植物受到氧化压力时，如叶片受到光合亏损或氧化逆境时，荧光信号也会增加。
叶绿素荧光在生态学中的应用叶绿素荧光在生态学中有着广泛的应用，从植物的生理响应到生态系统的生物地球化学循环。
以下是一些例子：- 环境压力监测：叶绿素荧光的变化可以指示植物对环境压力的响应，如干旱、温度、光照和污染等。
因此，通过监测叶绿素荧光信号的变化可以更好地理解植物对环境变化的适应性和敏感性。
- 生物地球化学循环：植物叶绿素荧光可以用来估算植物的净生产力和呼吸作用的速率。
这些数据可以用于计算碳汇、生产力和生态系统氮循环等生物地球化学循环的参数。
- 地球观测：叶绿素荧光信号在遥感数据中被广泛使用。
卫星可以监测植物叶绿素荧光信号，从而提供全球植被生长状况的信息。
这种信息可以用于监测全球气候变化和评估全球生态系统的健康状况。
叶绿素荧光在光合作用研究中的应用
叶绿素荧光在光合作用研究中的应用光合作用是生命活动中最为基础的过程之一，是植物通过气体交换和能量变换，将太阳能转化为生物能的过程。
在这一过程中，叶绿素是一种起到至关重要作用的物质，其荧光也成为了研究光合作用的一个重要工具。
本文将介绍叶绿素荧光在光合作用研究中的应用及其相关机制。
一、叶绿素荧光的基本概念叶绿素是一种广泛存在于绿色植物、藻类和一些细菌中的色素，其主要功能是对光能的吸收与转移。
在光合作用中，叶绿素可以通过光化学反应将太阳能转化为固定化合物的能量。
然而，当叶绿素分子所吸收的光子能量超过其转化能力时，叶绿素分子就会处于“激发态”，并通过荧光辐射的形式重新释放出多余的能量。
这种释放出的能量就是叶绿素荧光。
二、叶绿素荧光的特点及其测定方法叶绿素荧光的波长范围一般在640-750nm之间，其中680-690nm范围内的荧光波长用于反映植物光合作用的实际效率。
当叶绿素处于“激发态”时，其荧光发射光谱会发生改变，这种改变与其所处环境的不同而异。
因此，通过测量叶绿素荧光能够得到很多光合作用的信息，例如叶绿素的含量、光合作用的活性以及光合速率等。
目前，常用的测定叶绿素荧光的方法主要包括激发-发射光谱法、快速叶绿素荧光波动法和冷光源法等。
其中，快速叶绿素荧光波动法被广泛应用在光合作用研究中。
这种方法利用一个高速、高灵敏度的质谱仪，对荧光强度进行实时监测，并可以精确地测定荧光波动的特征。
通过这种方法，可以高效地获取光合作用反应链中的信息，进而揭示光合作用的机理。
三、1.检测光合作用的活性叶绿素荧光可以用于测定光合作用的活性，因为其荧光发射强度与光合作用的活性有很大的关系。
典型的情况下，光合作用的活性取决于其吸收到的太阳光能和其转化为生物物质的能力。
通过测定叶绿素荧光，可以检测光合作用过程中植物体内能量的流动和最终耗散，从而揭示光合作用的实际效率和转化效率。
此外，利用叶绿素荧光还可以评估不同物种对光合作用适应性的差异，有助于农业植物育种和种植品种的筛选。
对于叶绿素荧光全方面的研究
对于叶绿素荧光全方面的研究对于叶绿素荧光全方面的研究叶绿素荧光现象的发现将暗适应的绿色植物突然暴露在可见光下后，植物绿色组织发出一种暗红色，强度不断变化的荧光。
荧光随时间变化的曲线称为叶绿素荧光诱导动力学曲线。
最直观的表现是，叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色的现象。
其本质是，叶绿素吸收光后，激发了捕光色素蛋白复合体，LHC将其能量传递到光系统2或光系统1，期间所吸收的光能有所损失，大约3%-9%的所吸收的光能被重新发射出来，其波长较长，即叶绿素荧光。
叶绿素荧光动力学研究的特点1、叶绿素荧光动力学特性包含着光合作用过程的丰富信息光能的吸收和转换能量的传递与分配反应中心的状态过剩光能及其耗散光合作用光抑制与光破坏2、可以对光合器官进行“无损伤探查”3、操作步骤简单快捷光合作用的光抑制光抑制是过剩光能造成光合功能下降的过程。
过剩光能指植物所吸收的光能超出光化学反应所能利用的部分。
过去人们把光抑制与光破坏等同起来，认为发生了光抑制就意味着光和机构遭到破坏。
甚至把光抑制、光破坏、光氧化等，沦为一体。
光抑制的基本特征表现为：光合效率下降说明叶片吸收的光能不能有效地转化为化学能。
光破坏：PSII 是光破坏的主要场所，破坏也可能发生在反应中心也可能发生在与次级电子受体结合的蛋白上。
发生光破坏后的结果：电子传递受阻、光合效率下降。
当过剩的光能，不能及时有效地排散时，会对光合机构造成不可逆的伤害，如光氧化、光漂白等等。
一切影响二氧化碳同化的外界因素，如低温、高温、水分亏缺、矿质元素亏缺等都会减少对光能的利用，导致过剩光能增加，进而加重光破坏。
植物防御破坏的措施1、减少对光能的吸收增加叶片的绒毛、蜡质减少叶片与主茎夹角2、增强代谢能力碳同化光呼吸氮代谢3、增加热耗散依赖叶黄素循环的热耗散状态转换作用中心可逆失活光合作用是指含叶绿素的植物细胞和细菌吸收光能，将无机物转化为有机物并释放氧气的过程。
叶绿素荧光仪分析植物热胁迫选择大小、部位一致的植物叶片，分成几组每组10片，分别置于35℃、40℃、42℃、44℃、46℃、48℃、50℃、52℃的水中，当热胁迫结束后，分别用湿滤纸包住，暗适应一小时后测量暗适应后叶片的Fv/Fm值，然后再将叶片在光照下处理一段时间后测定其光系统II 的有效量子产量。
叶绿素荧光分析技术综述
叶绿素荧光分析技术综述 司继播1，孙明1，刘良云2 （１．中国农业大学 信息与电气工程学院，北京 １０００８３；2. 国家农业信息化工程技术研究中心，北京 １０００８９） 摘要：叶绿素荧光分析技术是在近几年来发展起来的一种探测植物光合作用生理状况的新技术。
荧光与植物的光合作用能力、受胁迫状况、生理状况相关，因此使用叶绿素荧光分析技术，可以得到许多作物本身的相关信息。
由于其精准、快速、简便的特点，且又是一种无损检测方法，使得此项技术已经在农业领域得到了广泛应用。
本文对叶绿素荧光分析技术做了简要介绍，总结了国内外在农业生产检测方面对此技术的应用状况及研究进展，并联系具体实例，对基于作物冠层荧光光谱来诊断作物养分和水分状况的研究进行了分析并提出了初步建议。
关键词：叶绿素荧光；作物；应用研究 中图分类号：TP274+.520 引 言 绿色植物的光合作用是地球上最重要、最普遍、规模最大的反应过程，它包括一系列光物理、光化学和生物化学转变的复杂过程。
光合作用是农业生产的基础，在理论和实践上都具有重大意义。
光合作用产生有机物，是地球上所有生物新陈代谢与能量代谢的基础。
叶绿素荧光现象就是与光合作用密切相关的。
所谓叶绿素荧光现象，直观地说，是指叶绿素在透射光下为绿色，而在反射光下为红色的现象。
红光就是叶绿素受光激发后发射的荧光，究其实质，是因为叶绿素具有光学活性，它吸收光量子而转变成激发态叶绿分子，很不稳定，当它回到基态时可发射出红光量子，因而产生荧光。
∗ 叶绿素荧光动力学技术之所以能够被称为测定叶片光合功能快速、无损伤的探针[1]，是因为叶绿素荧光动力学技术能更为本质地反映出叶片在进行光合作用时对光能的吸收与传递的过程。
这样的本质性表现在：①荧光对植物叶片本身起着保护作用。
叶绿素易受强光破坏，叶绿素中的镁可被H+所取代而成褐色的去镁叶绿素，再遇铜则成为绿色的铜代叶绿素。
而荧光可以避免使叶片接收过多光能，降低强光对叶片的灼伤。
叶绿素荧光研究技术
叶绿素荧光研究技术叶绿素荧光是研究光合作用和植物生理过程的一个重要手段。
叶绿素荧光是叶绿素分子受到光照激发后，发射出的荧光信号。
该技术能够监测光合能力和光合调节机制，了解植物正常或异常生长状况，研究非光合组织如果实和种子的生理过程，评估植物生长环境的适应性等。
一、叶绿素荧光测量原理叶绿素分子吸收光能后，能量被转移给氧化还原反应中心。
当光强过大或光能无法被消耗时，多余的光能会被氧化还原反应中心转化为热量，导致光合系统的损伤。
而当光合系统接受的光能较少时，荧光的发射会增加。
因此，测量叶绿素荧光的强度和特性可以反映光合系统工作的性能。
二、叶绿素荧光参数1.Fv/Fm：最大光化学效率，反映PSII反应中心的状态，值接近0.8时表明植物处于良好的生长状态；2.Fv/Fo：PSII光化学效率，反映感光物质的活性；3.Fm/Fo：光合色素电子传递量，反映光合色素的电子传递能力；4.ETR：PSII电子传递速率，根据荧光叶片的调制的能量进行计算；5.NPQ：非光化学淬灭，表征过量光能和植物应激状态的多巴胺合成。
三、叶绿素荧光测量方法1.便携式叶绿素荧光仪（PAM）：PAM技术适用于野外生态学、环境评估和植物生理等领域研究。
优点是操作简单，适用范围广，可以直接用于测量植物的光合效率、叶片蒸腾等。
2.受控环境下的叶绿素荧光分析仪：此类仪器通常配备一个收集样本荧光的光电探测器和一个稳定的光源。
与PAM相比，仪器的体积较大，需要受控环境条件下进行测量，但有更高的精度和稳定性。
3.瞬态叶绿素荧光测量：瞬态叶绿素荧光测量方法能够提供叶绿素荧光曲线的全面信息。
它利用激光闪光对植物进行刺激，然后通过检测荧光信号的时间和强度来得到更准确的数据，并推断光合电子传递的很多参数。
四、叶绿素荧光研究应用1.光合调节机制研究：通过测量叶绿素荧光参数，可以识别植物光合调节机制的不同特征，对了解光合作用的调控机制具有重要意义。
2.植物逆境胁迫研究：叶绿素荧光参数能够反映植物受到逆境胁迫时的生理和生化变化，如光强强度、干旱和高温等环境条件下的光合能力和耐受性。
植物日光诱导叶绿素荧光的遥感原理及研究进展
植物日光诱导叶绿素荧光的遥感原理及研究进展一、本文概述植物叶绿素荧光作为一种非侵入性的生物光学现象，已经成为遥感科学领域的研究热点。
叶绿素荧光主要来源于植物在吸收阳光能量后，经过一系列光化学反应产生的能量释放。
这一过程不仅能够反映植物的光合作用活性，还能提供关于植物生理状态、环境胁迫和生态系统功能的重要信息。
本文旨在深入探讨植物日光诱导叶绿素荧光的遥感原理，总结并分析近年来该领域的研究进展，以期为叶绿素荧光遥感技术的发展和应用提供理论支撑和实践指导。
文章首先将对植物叶绿素荧光的产生机制进行详细阐述，包括其光化学过程和影响因素。
在此基础上，进一步介绍叶绿素荧光遥感的基本原理和技术方法，包括荧光信号的获取、传输和处理等关键环节。
接着，文章将重点综述近年来植物叶绿素荧光遥感在生态系统监测、环境胁迫评估、作物生理状态诊断等方面的应用实例和研究成果。
文章还将对叶绿素荧光遥感面临的挑战和未来发展趋势进行探讨，以期为相关领域的研究者和技术人员提供有益的参考和启示。
二、植物叶绿素荧光的产生机制植物叶绿素荧光，作为一种光化学反应的产物，其产生机制涉及到光合作用过程中的能量转换和光保护机制。
叶绿素作为植物光合作用的核心色素，主要吸收光能并将其转换为化学能，驱动植物的生长和发育。
然而，当植物吸收的光能超过其光合作用系统所能利用的范围时，就会发生光抑制现象，导致叶绿素荧光的产生。
在光合作用的光反应阶段，植物通过叶绿素吸收光能，将水分解为氧气和电子，同时生成高能磷酸键，为暗反应提供能量。
然而，当光能过剩时，叶绿体内的反应中心会受到损伤，导致电子传递链受阻，从而产生荧光。
这种荧光是叶绿素分子在受到激发后，从高能级向低能级跃迁时释放的能量。
叶绿素荧光的产生与植物的光保护机制密切相关。
为了应对光能过剩带来的压力，植物会启动一系列光保护策略，包括非光化学猝灭（NPQ）和光呼吸等。
非光化学猝灭是一种通过热能形式耗散过剩光能的机制，而光呼吸则是在光合作用暗反应阶段通过消耗氧气和还原力来减轻光抑制。
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叶绿素荧光研究背景知识介绍前言近些年来，叶绿素荧光技术已经逐渐成为植物生理生态研究的热门方向。
荧光数据是植物光合性能方面的必要研究内容。
目前这种趋势由于叶绿素荧光检测仪的改进而得到发展。
然而荧光理论和数据解释仍然比较复杂。
就我们所了解的情况来看，目前许多研究者对荧光理论不是很清楚，仪器应用仅仅限于简单的数据说明的基础上，本文在此基础上，目的在于简单明晰地介绍相关理论和研究要点，以求简单明确地使用叶绿素荧光检测设备，充分分析实验数据，重点在于植物生理生态学技术的应用和限制。
荧光测量基础植物叶片所吸收的光的能量有三个走向：光合驱动、热能、叶绿素荧光。
三个过程之间存在竞争，其中任何一个效率的增加都将造成另外两个产量的下降。
因此，测量叶绿素荧光产量，我们可以获得光化学过程与热耗散的效率的变化信息。
尽管叶绿素荧光的总量很小(一般仅占叶片吸收光能总量的1-2%)，测量却非常简单。
荧光光谱不同于吸收光谱，其波长更长，因此荧光测量可以通过把叶片经过给定波长的光线的照射，同时测量发射光中波长较长的部分光线的量来实现。
有一点需要注意的是，这种测量永远是相对的，因为光线不可避免会有损失。
因此，所有分析必须把数据进行标准化处理，包括其进一步计算的许多参数也是如此。
调制荧光仪的出现是荧光研究技术的革命性的创新。
在这类仪器中，测量光源是调制(高频率开关)的，其检测器也被调谐来仅仅检测被测量光激发的荧光。
因此，相对的荧光产量可以在背景光线(主要是指野外全光照的条件下)存在的条件下进行测量。
目前绝大多数的荧光仪采用了调制系统，同时也强烈建议选择调制荧光仪(Kate Maxwell,2000)。
为什么荧光产量会发生改变？Kautsky效应和Beyond叶绿素荧光产量的变化最早在1960年被Kautsky和其合作者发现。
他们发现，当把植物叶片从黑暗中转入光下，荧光产量瞬间上升(大约在1秒左右)这种上升可以解释为光合途径中电子受体的还原(可接受电子的受体的减少)。
一旦PSII吸收光能，初级电子受体Q A(质体醌)接受了电子，它将不能再接受电子，直到它把电子传递给下一级电子载体Q B。
此期间，反应中心是关闭的，反应中心关闭的比例导致光化学效率的整体下降，进而造成荧光产量的增长。
当叶片从黑暗条件转入光下，PSII(光系统2)反应中心逐渐关闭，这造成了叶绿素荧光产量(1秒钟之内)的上升，在此之后，荧光产量开始下降，持续大约几分钟或几十分钟，这种现象，被称为荧光淬灭。
首先，电子被从PSII传递走的速率开始上升，这是由于光诱导对C代谢酶的活化和气孔开放的活化，这种淬灭被称为光化学淬灭。
同时，能量转化为热能的效率也提高了，这种过程被称为“非光化学淬灭”(NPQ)。
典型植物中，这两个过程变化将在15-20分钟内完成并达到稳定状态。
当然这种时间在不同的植物种类之间差异明显。
荧光信号分析为了通过叶绿素荧光产量的测量来获得植物光合性能的有用信息，我们有必要区分光化学过程与非光化学过程对淬灭的贡献的差异。
通常的方法是关闭两者之一，尤其是光化学过程，这样我们就可以测量另外一种情况的影响。
传统的方法是加入化学物质，如敌草隆(DCMU)，这种物质抑制PSII活动，从而把光化学降到零。
现在的方法是“加光”技术，即它允许光化学淬灭的贡献瞬时减低到零。
这种方法中，使用了高光强的短持续时间的光线(光脉冲，一般在0.8秒左右)，这种方法可以在瞬间关闭PSII反映中心。
假如这种闪光脉冲时间足够短的话，没有非光化学淬灭的发生，同时也没有诱导光化学效率的长期变化，那么在闪光期间，此时的荧光产量相当于没有光化学淬灭时达到的最大荧光(Fm)。
如果我们把光照下荧光稳定状态(Fs)和活化光不存在下荧光产量的数值(Fo)相比较，我们就得出了光化学淬灭效率(可以理解为PSII的性能)的信息。
随着光化学效率的变化，热耗散(非光化学效率)效率也发生了改变，这取决于多种内部和外部因素。
这种变化可以通过Fm值的变化来体现，和光化学淬灭不同，我们不可能阻断热耗散的发生，因此不可能测量非光化学淬灭不存在的时候叶绿素荧光的产量。
因此，所有非光化学淬灭的估计严格对应于暗适应点(Fm o)。
由于这个原因，我们有必要设计这样一种实验，通过这种实验，我们可以估计暗适应的非胁迫的参考点。
这种需求是野外条件(通常估计Fm的黎明前的值)的主要限制。
淬灭分析测量过程可以通过图1来很好地解释。
测量开始时首先打开测量光，测量最小荧光信号(Fo)，然后给一个强闪光，测量暗适应状态的最大荧光(Fm o)。
紧接着，打开活化光进行持续光照(或者利用野外自然光线进行照射)，并且每隔一个间隔，重复一次饱和闪光照射，通过这个过程，光照下的最大荧光Fm’可以测量到。
闪光之前的稳态荧光称为Fs，闪光后，关掉活化光(同时给一个瞬时的远红外光线照射)可以测量Fo’。
图1 典型荧光测量顺序表1 通常使用的荧光参数光化学淬灭参数ΦPSII PSII的量子产量{Fm’-Fs}/Fm’QP PSII开放比例(Fm’-Fs)/(Fm’-Fo’)Fv/Fm PSII最大量子产量(Fm-Fo)/Fm非光化学淬灭参数NPQ 非光化学淬灭( Fm o-Fm’ )/Fm’NPQ F快速弛豫的非光化学淬灭( Fm o/Fm’ )-( Fm o/Fm r )NPQ S慢速弛豫的非光化学淬灭( Fm o-Fm r ) /Fm r光化学过程光化学淬灭参数总是和Fm’和Fs的值相关的。
最有用的信息是PSII光化学效率(ΦPSII)。
这个参数测量了与PSII相关的叶绿素吸收的光用于光化学过程的比例。
它可以提供线性电子传递的速率测量(整个光合的指示)。
在实验室条件下，这个参数与C固定的效率有显著的线性关系，然而这两个参数在一定的胁迫条件下会存在差异，这是由于光呼吸速率或Pseudocyclic电子传递速率的改变。
由于ΦPSII是PSII光化学的量子产量，它可以用于计算线性电子传递速率(J)，因此，光合速率可以描述为：J=ΦPSII×PFDa×0.5这里PFDa是吸收的光强(µmolm-2s-1)，0.5是在PSII和PSI之间能量的分配系数。
另外一个广泛应用的参数是光化学淬灭qP。
尽管与ΦPSII很相似，但是qP是PSII反应中心开放的比例，相反1-qP 是反应中心关闭的比例。
ΦPSII和qP都和Fv/Fm(PSII内禀效率，即所有PSI反应中心全部开放)相关联。
Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm=ΦPSII/qP。
qP的变化由于饱和光导致的反映中心的关闭。
Fv/Fm的变化是由于非光化学淬灭的效率的变化。
暗适应的Fv/Fm反应了潜在的PSII的量子效率，可以用于植物光合能力的灵敏的指示，绝大多数植物在0.83左右。
低于此值将说明植物处于胁迫，尤其是光抑制现象。
qP和Fv/Fm估计的困难在于需要估计测量时的Fo值。
在实验室中，这通常可以通过遮挡植物叶片和远红外光线照射几秒种。
后者可以确保所有PSII反应中心迅速开放。
然而在野外的条件下，遮光仍然存在困难，一般是通过黑布瞬时遮光并同步提供远红外光线照射。
非光化学过程需要暗适应的问题在量化非光化学淬灭时依然存在。
需要测量Fm的暗适应值。
这个值在实验室通常采取24小时的暗适应，而且在实验开始之前不能存在任何胁迫。
这个过程是为了获得光化学效率最大，热耗散最小的Fm的参考值。
可以在黎明前测量Fm值并用做参考值，黎明前Fv/Fm的变化可以说明环境胁迫对植物的影响。
量化非光化学淬灭的最直接的方法是Fm的改变除以Fm的值：NPQ=(Fm o-Fm’)/Fm’NPQ和热耗散线性相关，其范围大致在0-具体的数字。
在一个典型植物中，在饱和光强下大致在0.5-3.5之间。
这取决于物种和植物以前的经历过程。
qN是非光化学淬灭的比较传统的(老的)术语，有的时候也会被用到。
它的范围在0-1之间，因此在淬灭较高时不很敏感。
同样的淬灭在参考点淬灭较高时可能会表现为很小的上升，因此直接的比较不很明确。
通常，如果暗适应的Fv/Fm明显不同，那么NPQ也不能直接进行比较。
一般而言，非光化学淬灭的增长可能是由于叶片为免受光破坏的保护机制。
研究此过程的一种方法是照光后弛豫的速率。
不同的过程有不同的弛豫速率。
其时间范围从几分钟到几个小时。
这些不同过程的弛豫(Relaxation)动力学用于区分他们。
绝大多数条件下，对NPQ的主要贡献，是高能状态淬灭(也被成为qE)，也被认为在保护叶片免受光诱导破坏的过程中是必须的。
当叶片转入黑暗时，高能状态淬灭在几分钟内弛豫。
第二个过程称为状态转化，范围为几分钟(qT)。
状态转化涉及捕光蛋白可逆磷酸化过程，被认为在低光条件下平衡光能在PSI和PSII之间的分配中非常重要。
这两种形式不容易通过弛豫动力学中分离出来。
然而qT 通常只对整个淬灭起到很小的贡献而且仅在低光下存在。
一般认为，几分钟内的弛豫过程都被认为是蛋白磷酸化过程。
较长时间尺度的弛豫过程通常归因于光抑制(qI)。
为更好地理解快速与慢速淬灭的贡献，我们需要进行弛豫分析来测量。
实验中，淬灭执行弛豫，在固定间隔内测量Fm的值，间隔选择非常重要，因为，必须保证前一次闪光在间隔期内被充分弛豫。
一般而言，5分钟的间隔是充足的，整个弛豫的持续时间在45-60分钟之间。
在此基础上做图，横坐标是时间，纵坐标是Fm。
数据点可以推断至活化光被关闭的时间。
如果在光下仅存在慢速弛豫淬灭，就可以计算Fm(Fm r)的值。
慢速和快速弛豫淬灭可以通过以下公式计算：NPQs=(Fm o-Fm r)/Fm rNPQ F=(Fm o/Fm’)-(Fm o/Fm r)NPQ的程度和组分已经被成功用于研究不同基因型和不同表现型之间光保护和光抑制的差别。
研究表明，基因型之间在NPQ方面存在差异。
在高光生长下和低光条件下不同生态型的qE更高。
这样的测量过程在野外不可能实现，一般方法是在关闭光源2-5分钟后单一的闪光来用于估计Fm r。
5分钟后，可能快速弛豫仍然存在，所以此时会造成NPQ F的低估和NPQs的高估。
而在野外条件下30分钟后的闪光可以给出足够的Fm r的估计。
Fm r称为可恢复的最大荧光产量。
它的获得是在活化光诱导达到光下最大荧光平稳时，关闭活化光，测量Fo’后，把饱和光的闪光延长到180秒/次。
得到一组逐渐增大的最大荧光产量，将该组最大荧光产量放在半对数坐标系中即成直线，该直线在Y轴上的截距即为Fm r。
以(Fm-Fm r)/ Fm r可以反映不可逆的非光化学淬灭产率，即发生光抑制的可能程度。
荧光诱导动力学用于分析叶片从黑暗中转入光下造成的荧光上升动力学。
此种方法的优点主要在于他可以使用比较廉价的非调制荧光仪。
这种研究方法目前还存在争议，需要更多的理论支持。