叶绿素荧光研究技术
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。
叶绿素荧光研究背景知识介绍
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)。
叶绿素荧光分析技术在植物生物学研究中的应用
＝Fm’-Fs
Fs
Fs为照光条件下产生 的稳态叶绿素荧光， 因为照光下，部分反 应中心关闭，所以荧 光发射较高。
t
Fo
M -脉冲调制光 S- 饱和脉冲光
叶绿素荧光诱导动力学曲线
Fm’： 光适应下最大荧光（在作用光下用饱和脉冲光测定）。 Fo’： 光适应下最小荧光（在作用光下用脉冲调整光测定）。 Fs : 为照光条件下产生的稳态叶绿素荧光。
Handy PEA
PEA
常用荧光参数及其意义
Fo： 初始荧光，是PSⅡ反应中心处于完全开放状态时
（经过 充分暗适应以后）的初始荧光产量。
当反应中心失活或者遭到破坏时，Fo上 升。因此，可以用Fo变化来反映PSII反应 中心的失活状态
Fm ：最大荧光，是PSⅡ反应中心完全关闭时
（强光照射后）的荧光产量。
用连线激发式荧光仪测定的荧光诱导曲线
Relative fluorescence intensity 1 .2 1 .0 .8 .6 .4 .2 0 .0 100 101 102
b' c'
O
K
J
c a ( a ')
I
P
b
103
104
105
106
107
T im e ( μ s )
连续激发式荧光仪有：Handy PEA， PEA，Pocket PEA， PEA Senior, M-PEA 等
.3
(C)
.2 0 50 100 150 200 250 NaCl (mmol/L)
.9 (A) .8 .7 qP .6 (C)
.7 .6 .5 ΦP39;/Fm' .6 .5 .4 .3 .2 27 30 33 36 39 42 45 48 27 30 33 36 39 42 45 48 Tem perature ( o C) (B) (D)
叶绿素荧光参数的测定
叶绿素荧光参数的测定叶绿素荧光参数的测定，听起来可能有点学术，但实际上跟我们日常生活中的很多事都有关。
想象一下，植物就像我们身体里的小工厂，忙着生产食物和氧气，真是辛苦呀。
叶绿素，那个让植物变得绿油油的家伙，就是它们的“工头”。
而荧光嘛，嘿，想象一下植物在阳光下闪闪发光，那可真是个美丽的画面。
测定叶绿素荧光参数就像是在给这些小工厂做个健康检查，看看它们工作得怎么样，能不能继续为我们提供生命的源泉。
说到荧光参数，其实就是在研究叶绿素在光照下的表现。
当阳光照射到植物上，叶绿素就会吸收光能，然后通过一系列复杂的化学反应，把光能转化为化学能。
嘿，听起来很高大上吧？但别担心，我们不需要搞得太复杂。
简简单单，我们就可以通过测定荧光来了解植物的健康状态。
这就像是我们去医院检查身体，医生会根据一些指标来判断我们的健康状况。
通常，我们会用一种叫做“荧光探测器”的设备，哎呀，听起来就像科幻片里的高科技玩意儿。
其实它就是一个能捕捉到植物发出的微弱荧光的机器。
当我们把这个小设备对准植物，嘿，结果就出来了。
通过分析荧光信号，我们可以知道植物的光合作用效率，甚至能推测出它们的营养状况。
太神奇了吧！如果光合作用效率高，植物就健康；反之，可能就要注意了，哎呀，得好好照顾一下了。
再说说荧光参数的具体内容，像什么Fv/Fm，光合作用的效率指示器。
简单点来说，Fv/Fm就像是植物的身份证明，告诉我们它们在最好的情况下能达到什么样的光合作用效率。
哎，想象一下，你的身份证上写着你最强的一面，那岂不是很酷？此外还有一些其他的参数，比如Y(II)，它代表了活跃的光合效率。
这些参数结合起来，就能全面评估植物的健康状态，简直就是植物的“健康档案”。
可能有人会问，这些参数有什么用呢？嘿，别急，听我说！这些数据可以帮助农民朋友们更好地管理作物，优化施肥和灌溉，避免过度施肥或缺水，从而提高产量和品质。
想象一下，农民朋友们像是植物的守护神，手里握着这些数据，就能把每一片土地都打理得妥妥的，丰收在望，真是令人期待呀！而且啊，不仅仅是农民，科研人员也能从中获得不少灵感。
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。
叶绿素三维荧光
叶绿素三维荧光
叶绿素三维荧光（Chlorophyll Fluorescence Spectroscopy）是一种用于研究植物叶片和其他叶绿体含有叶绿素的生物体中叶绿素荧光特性的分析技术。
这种技术通过测量叶绿素分子在不同波长下发射的荧光光谱，可以提供关于叶绿素的活性、光合作用和叶绿体健康状态的信息。
叶绿素是植物和其他光合生物中的关键色素，它们在光合作用中吸收光能，并将其转化为化学能。
叶绿素分子可以发射荧光，当受到激发光照射时，部分叶绿素分子会放出荧光光子，而不是将光能用于光合作用。
这种荧光信号可以用来研究叶绿素的生理状态和光合作用效率。
叶绿素三维荧光通常涉及以下方面的研究：
1. 荧光发射光谱：通过测量叶绿素在不同波长下发射的荧光光谱，可以获得有关叶绿素的荧光强度和波长分布的信息。
这可以用于评估叶绿素的光合作用效率和叶绿体健康状态。
2. 荧光光亮度：荧光光亮度是叶绿素发射的强度，通常在光合作用研究中用来评估叶绿体的活性。
3. 叶绿素荧光猝灭：荧光猝灭是指叶绿素荧光信号在光合作用中暂
时减弱或熄灭的现象，它可以用来研究叶绿素在光合作用反应中的参与。
叶绿素三维荧光是一种非破坏性的分析技术，常用于生态学、植物生理学、农业和环境科学等领域，以帮助研究叶绿体的光合作用和生理状态。
利用叶绿素荧光技术研究植物抗逆性
利用叶绿素荧光技术研究植物抗逆性植物是我们生存所需的重要资源之一。
然而，植物常常面临各种环境逆境的挑战，如干旱、高盐、低温等。
这些逆境会影响植物的生长和发育甚至损害其生命，因此如何提高植物的逆境抗性是人们一直研究的课题。
利用叶绿素荧光技术对植物的逆境抗性进行研究，是目前较为常用的方法。
叶绿素是植物生长和光合作用的重要物质，它的荧光是叶绿体功能状态的一种生物指示器。
植物在进行光合作用的时候，会光合成出ATP和NADPH，这两种物质都可以用于植物的生长和发育。
同时，叶绿素荧光也会随着光照的强弱、温度、土壤水分等环境因素的变化而发生不同的变化。
通过测量叶绿素荧光可以评估植物的光合作用效率和电子传递速率。
在逆境环境下，植物抗性下降，电子传递速率也会受到影响，表现为叶绿素荧光强度的变化。
因此，利用叶绿素荧光技术可以准确地评估植物在逆境环境下的生理状态和抗性。
具体来说，利用叶绿素荧光技术可以研究植物的逆境反应和逆境忍耐机制。
例如，在高盐环境下，叶绿素荧光特征表现为低光饱和度、高最大量子产量和高非光化学淬灭，这说明植物可以利用不同的途径来适应高盐环境。
此外，通过测量叶绿素荧光可以研究植物的修复机制。
例如，在干旱环境下，植物可以利用ABA信号途径和渐进性脱水等途径来维持光合作用效率，从而提高其逆境抗性。
利用叶绿素荧光技术研究植物逆境抗性的优点在于其非侵入性和非破坏性。
相比其他仪器设备，叶绿素荧光仪器成本较低，操作简便，同时能够进行实时监测和多场景应用。
因此，利用叶绿素荧光技术是一种可以快速准确评估植物逆境抗性的手段。
当然，叶绿素荧光技术也存在一些不足和限制。
首先，不同植物的叶绿素荧光特征有所差异，因此需要根据不同植物设计适合的测试方案。
其次，叶绿素荧光技术只能对叶绿体内部发生的现象进行评估，不能反映其他细胞器等的反应情况。
此外，叶绿素荧光测量过程中需要减少人为误差，保证数据的准确性。
总的来说，利用叶绿素荧光技术可以对植物在逆境环境下的生理状态和抗性进行准确评估。
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光破坏的概念
当过剩的光能不能及时有效地排散
时，对光合机构造成不可逆的伤害， 如对光合色素造成光漂白、光合作 用中心D1蛋白的降解及光合机构的 光氧化等。
3P 680
P680+ + β-Car
P680 + β-Car+
PSⅡ供体侧 H2O的光解受阻时易产生此种破坏。P680+还能氧 化D1蛋白肽链中酪氨酸残基和叶绿素等色素。
激发态叶绿素的4种去激发途径
一切影响CO2同化的外接界
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。
当一个叶绿素分子a的电子从激发态回到到基态的去激过程 中，一小部分激发能（3-9%）以红色的荧光形式耗散。
在生理温度下，叶绿素荧光的波长 峰值大约为685nm的红光，并且一致延 伸到800nm的远红光处
荧光是研究光能分配的探针
热耗散
激发能
光化学反应 形成同化力
荧光
CO2固定 光呼吸 Mehler 反应 N代谢
叶绿素荧光动力学研究得到广泛应用的原因
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 ●光能的吸收与转换 ●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……等等
2、可以对光合器官进行“无损伤探查”，获得 “原位” 的（in situ）信息。
3、操作步骤简单快捷。
X Pheo Q PQ Cytf H2O Z P680 PC 光量子 P700
Fd
NADP O2 光量子
光合电子传递链
Fv/Fm =(Fm-Fo)/Fm ； qP=(F’m-Ft )/(F’m-F’o) ； ΦPSII =(F’m-Ft )/F’m ；
NPQ =(Fm-F’m)/F’m ；qNP= (Fm-Fm’)/(Fm-Fo’)
Ft(或Fs ): 稳态荧光产量 steady-state fluorescence yield。
φPSⅡ=(Fm’-Fs)/Fm’ ： PSⅡ实际光化学效率，它反
映在照光下PSⅡ反应中心部分关闭的情况下的
实际光化学效率。
qP =(Fm’ -Fs)/(Fm’-Fo’) ： photochemical quenching
2H(ASCORBAT E)
H2O OH
Z E 的 作 用
2H(NADP H)+ 2 O
ANT HERAXANT HIN 花药黄质
O HO H2O
2H(ASCORBAT E)
H2O OH
2H(NADP H)+ 2 O
ZEAXANT HIN 玉米黄质
HO
V D E 的 作 用
VDE：紫黄质脱环氧化酶
叶黄素循环中三种色素的相互转变
叶黄素循环的运转被跨膜ΔpH促进，此外叶 黄素循环库在强光下明显增大。
叶黄素循环耗散过剩光能的机理： 玉米黄质的直接作用（猝灭三线态叶绿素）； LHCII色素蛋白复合物与叶黄素各自形成聚 集态并互相靠近，有利于过剩光能的热耗散。
ZE：玉米黄质环氧化酶
OH O O HO H2O
VIOLAXANT HIN 紫黄质
光钝化: photoinactivation 光破坏: photodamage
光破坏: solarigation
光漂白: photobleaching
光抑制的基本特征
AQY及Fv/Fm下降. 说明叶片吸收的光能不能有效地转化为化学能。 光抑制的机理
光合机构的破坏。PSII是光抑制损伤的主要场所，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。
天线热耗散的最大特点是在 过剩光能尚未引起PSII反应中 心电荷分离之前，就在天线中 将其耗散，这种对过剩激发能 处理的方式
一是安全可靠 二是反应快速
●
第二道防线：反应中心耗散
主要是通过PSII反应中心的可逆（或不可 逆）失活，使一部分PSII反应中心由原来的 光能转化中心变为过剩光能耗散中心，但是， 这种耗散方式实际上已经使一部分PSII复合 体受到暂时的或永久性的损伤。
由于以上原因 叶绿素荧光动力学技术在： ●光合作用生理生态 ●逆境生理 等研究领域得叶绿素溶液在投射光下呈绿色， 在反射光下呈红色的现象。
荧光现象的本质是什么？为什么 活体植物的叶片看不到荧光现象？
透射光下
反射光下
叶绿体吸收光后，激发了捕光色素蛋白复合体 （LHC），LHC将其能量传递到光系统2或光系统1。其间 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,也即叶绿素荧光 .
光化学猝灭系数，它反映了PSⅡ反应中心的开
放程度。 1- qP 用来表示PSⅡ反应中心的关闭程度。
qNP =(Fm-Fm’)/(Fm-Fo’) ：非光化学猝灭系数 NPQ = (Fm-F’m)/F’m ＝Fm/Fm’-1 ：非光化学猝灭 non-photochemical quenching ETR = φPSⅡ ×absorbed PFD ×0.5 ：PSII电子
8
脉冲调整式叶绿素荧光仪原理图
高选择性监测器可以排除前两种信号 而只保留脉冲过程中所产生的荧光信号。 用脉冲调制式方法，可以在全光照情况 下测量叶绿素荧光信号，而不被其它光 所干扰。
最大荧光
荧光波动
荧光稳态
荧光快速上升过程
当对暗适应叶片照光时，叶绿素荧光迅速上升，随后 有一系列的慢的波动，逐渐下降到稳态。这称为 “Kautsky Effect”，是Kautsky等在1931年首先报道的。 荧光产量的变化反映了光化学效率和热耗散能力的变化。
t
(Fs)
主要荧光参数及其意义
Fo： 初始荧光产量（Original fluorescence yield ） 也 称基础荧光，是PSⅡ反应中心（经过充分暗适 应以后）处于完全开放状态时的初始荧光产量。
Fm：最大荧光产量（Maximal fluoreseence yield ）， 是PSⅡ反应中心完全关闭时的荧光产量。通常叶片 经暗适应20min后测得。 Fv=Fm-Fo：可变荧光，反映PSⅡ的电子传递最大潜 力。经暗适应后测得。
PSII捕光截面变小，PSI捕光截面变大
用荧光动力学曲线区分过剩光能耗 散的不同方式
可将非光化学猝灭qNP区分为三部分：
qNP＝qE+qT+qI
qE－高能态荧光猝灭 qT－与状态转换有关的荧光猝灭 qI －与光抑制有关的荧光猝灭
½ 暗驰豫时间：qE<1min; qT~8min; qI>40min
通过调节PSII反应中心的开放的程度干涉荧光的 发射，根据不同情况下荧光的变化来分析光合机 构运行情况。
ΦF =
kf kf + kp+ kd
ФF:叶绿素荧光产量；kf： 叶绿素荧光的速率常数； kp：光化学反应的速率常数；kd：热耗散的速率常数
荧光发射与原初光化学活动、热耗散过程是互相竞 争的一种关系。因此，荧光产量的变化反映了光化学效 率和热耗散能力的变化。
光破坏防御机制
热耗散
激发能
光化学反应 形成同化力
荧光
CO2固定 光呼吸 Mehler 反应 N代谢
植物防御光破坏的措施
1 减少对光能的吸收 ● 增加叶片的绒毛、蜡质 ● 减少叶片与主茎的夹角 增强代谢能力 ● 碳同化 ● 光呼吸与活性氧清除系统 ● 氮代谢 ● Mehler反应与活性氧清除系统
2
如何测定叶绿素荧光？ 现有两类荧光仪可以用来测定叶绿素荧光。 1.续激发式荧光仪（如PEA)，必须将测 定叶片在避光下测定，在照光条件下，仪器 无法区分叶绿素荧光和自然光中与荧光波长 相同的红光和远红光。 但是这类荧光仪有很高的分辨率，每秒 钟能够测定10万次荧光变化，因此是研究光 合机构中电子传递瞬间变化的有力工具。
+ O2
P680 + 1O2
氧化性极强的1O2首先攻击反应中心色素P680，使PSⅡ反应中 心失去电荷分离能力，最终引起D1蛋白降解.PSⅡ受体侧电子传 递受阻时易产生此种破坏。
Fd－ + O2
Fd +
－ O2·
O2。－启动类囊体膜的脂质过氧化，破坏光合色素、类囊体系 统以及膜结合酶使电子传递效率下降，严重时使电子传递系统 失活。
叶绿素荧光分析技术在植 物生理生态研究中的应用
叶绿素荧光现象的发现
Kautsky and Hirsh（1931）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（Kautsky效应）。
荧光随时间变化的曲线称为叶绿素荧光
诱导动力学曲线。
上世纪80年代，Ögren（1985）和 Schreiber（1986）相继创制出便 携的调制式荧光仪，并实现了商品 化。
Fv/Fm：暗适应下PSⅡ反应中心完全开放时的最大 光化学效率，反映PSⅡ反应中心最大光能 转换效率。 Fv/Fo：代表PSⅡ潜在光化学活性，与有活性的反 应中 心的数量成正比关系。 Fo’： 光适应下初始荧光。
Fm’： 光适应下最大荧光。 Fv’=Fm’-Fo’：光适应下可变荧光。 Fv’/Fm’：光适应下PSⅡ最大光化学效率，它反映有 热耗散存在时PSⅡ反应中心完全开放时的 光化学 效率，也称为最大天线转换效率。
2.脉冲调制式荧光仪（如FMS-2)，可以避 免上述问题。在测定时，仪器提供一种脉冲 调制式光，能诱导出的脉冲式的荧光。当有 其它光线同时存在时，会产生以下三种光信 号： 1.自然光中具有荧光波长的红光信号 2.自然光诱导的非脉冲荧光信号 3.脉冲调制光诱导的脉冲荧光信号