光合作用光响应曲线拟合方法
Photosynthesis Work Bench程序
点击Photosynthesis Work Bench，选择AQ Curve
序主界面。将PAR和Pn值输入左边的数据框中，点击
Results菜单下的Fit Curve，程序计算出AQE
Amax和Light Saturation等参数值，并作出原始数据的散
点图和拟合曲线。
第五章细胞的能量供应和利用 第四节能量之源——光与光合作用 一、主要知识点回顾 1、色素分类 叶绿素a 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光 叶绿体中色素叶绿素b （类囊体薄膜）胡萝卜素 类胡萝卜素主要吸收蓝紫光 叶黄素（保护叶绿体免受强光伤害） 2、色素提取和分离实验注意事项： ⑴、丙酮的用途是提取（溶解）叶绿体中的色素； ⑵、层析液的的用途是分离叶绿体中的色素； ⑶、石英砂的作用是为了研磨充分； ⑷、碳酸钙的作用是防止研磨时叶绿体中的色素受到破坏； ⑸、分离色素时，层析液不能没及滤液细线的原因是滤液细线上的色素会溶解到层析液中； 3、光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并且释放出O2的过程。 4、光合作用作用过程（重点） 联系：光反应阶段与暗反应阶段既有区别又紧密联系，是缺一不可的整体，光反应为暗反应提供[H]和ATP，暗反应为光反应提供ADP+Pi，没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。
条件：一定需要光 场所：类囊体薄膜， 产物：[H]、O 2和能量 光反应阶段 过程：（1）水的光解，水在光下分解成[H]和O 2 （光合作用释放的氧气全部来自水） （2）形成ATP ：ADP+Pi+光能?→?酶ATP 能量变化：光能变为ATP 中活跃的化学能 条件：有没有光都可以进行 场所：叶绿体基质 暗反应阶段 产物：糖类等有机物和五碳化合物 过程：（1）CO 2的固定：1分子C 5和CO 2生成2分子C 3 （2）C 3的还原：C 3在[H]和A TP 作用下，部分还原 成糖类，部分又形成C 5 能量变化：ATP 活跃的化学能转变成化合物中稳定的化学能 5、影响光合作用的环境因素：光照强度、CO2浓度、温度、光照长短、光的成分等 （1）光照强度：在一定的光照强度范围内，光合作用的速率随着光照强度的增加而加 快。 （2）CO2浓度：在一定浓度范围内，光合作用速率随着CO2浓度的增加而加快。 （3）温度：光合作用只能在一定的温度范围内进行，在最适温度时，光合作用速率 最快，高于或低于最适温度，光合作用速率下降。 6、农业生产以及温室中提高农作物产量的方法 ⑴、控制光照强度的强弱；⑵、控制温度的高低；⑶、适当的增加作物环境中二氧化碳的 浓度；⑷、延长光合作用的时间； ⑸、增加光合作用的面积-----合理密植，间作套种；⑹、 温室大棚用无色透明玻璃；⑺、温室栽培植物时，白天适当提高温度，晚上适当降温；⑻、 温室栽培多施有机肥或放置干冰，提高二氧化碳浓度。 7、化能合成作用：利用体外环境中的某些无机物氧化分解所释放的能量制造有机物。 光 合 作 用 的 过 程
液晶电光曲线 实验目的 1. 测定液晶样品的电光曲线； 2. 根据电光曲线，求出样品的阀值电压Uth，饱和电压Ur，对比度Dr，陡度β等电光效应的主要参数； 3. 用自配数字存储示波器观测液晶样品的电光响应时间； 实验原理 1.（液晶） 液晶态是一种介于液体和晶体之间的中间态，既有液体的流动性、粘度、形变等机械性质，又有晶体的热、光、电、磁等物理性质。液晶分子在形状、介电常数、折射率及电导率上具有各向异性。因此，液晶具有电光效应，即对液晶施加电场，随着液晶分子取向结构发生变化，它的光学特性也随之变化。液晶显示器的种类有很多，利用液晶的电光效应而实现显示的有扭曲向列相液晶、超扭曲向列相液晶、高扭曲向列相液晶等。扭曲向列相液晶，也称为TN型液晶，是应用范围最广、价格较便宜的液晶显示器。我们常用的电子表、计算器、游戏机等的显示屏大都是TN型液晶。液晶与液体、晶体之间的区别是：液体是各向同性的，分子取向无序；液晶分子取向有序，但位置无序，而晶体二者均有序。就形成液晶方式而言，液晶可分为热致液晶和溶致液晶。热致液晶又可分为近晶相、向列相、和胆甾相。其中向列相液晶是液晶显示器件的主要材料。
2.（液晶电光效应） 液晶分子是在形状、介电常数、折射率及电导率上具有各向异性特性的物质，如果对这样的物质施加电场，随着液晶分子取向结构发生变化，它的光学特性也随之变化，这就是通常说的液晶的电光效应。 液晶的电光效应种类繁多，主要有动态散射型（DS）、扭曲向列相型（T N）、超扭曲向列相型（STN）、有源矩阵液晶显示（TFT）电控双折射（ECB）等。其中应用较广的如TFT型—主要用于液晶电视、笔记本电脑等高档电子产品；STN型主要用于手机屏幕等中档电子产品；TN型主要用于电子表、计算器、仪器仪表、家用电器等中低档产品，是目前应用最普遍的液晶显示器件。 TN型液晶显示器件原理较简单，是STN、TFT等显示方式的基础。本实验所使用的液晶样品即为位TN型。 2.1 TN型液晶盒结构 TN型液晶显示器是一个由上下两片导电玻璃制成的液晶盒，盒内充有液晶，四周密封。液晶盒厚一般为几个微米，其中上下玻璃片内侧镀有显示电极，以使外部电信号通过电极加到液晶上。上下玻璃基板内侧覆盖着一薄层高分子有机物定向层，经定向摩擦处理，可使棒状液晶分子平行于玻璃表面，沿定向处理的方向排列。上下玻璃表面的定向方向是相互垂直的，这样，盒内液晶分子的取向逐渐扭曲，从上玻璃片到下玻璃片扭曲了90°。所以称为扭曲向列型。
实验一一元线性回归法拟合传感器的特性曲线 一、 实验目的 1.了解应变传感器的特性、工作原理； 2.了解传感器的非线性修正方法； 3.掌握一元线性回归拟合的方法。 二、 实验内容 利用传感器实验台中的金属箔式应变片组成单桥电路，测出应变梁的变形量X，记下F/V表对应的输出值，然后按照一元线性回归法，求出回归方程，并判断回归方程的显著性。 测量系统的电路结构如图所示。 图（1） 三、 实验设备 直流稳压电源、电桥、差动放大器、双平行梁、测微头、一片应变片、F/V表、主、副电源。 备注：旋钮初始位置：直流稳压电源打到±2V档，F/V表打到2V档，差动放大器增益 最大。 四、 实验步骤 1.了解所需单元、部件在实验仪上的位置，观察梁上的应变片，应变片为棕色衬底箔式结 构小方薄片。上下两片梁的外表面各贴两片受力应变片和一片补偿应变片，测微头在双平行梁前面的支座上可以上、下、前、后、左、右调节。 2.将差动放大器调零：用连线将差动放大器的正（+）、负（—）以及“地”短接。将差动 放大器的输出端与F/V表的输入接口Vi 相连；开启主、副电源；调节差动放大器的增
益到最大位置，然后调整差动放大器的调零旋钮，使F/V表显示为零，关闭主、副电源。 3.根据上图（1）接线。R1，R2、R3为电桥单元固定电阻；Rx为应变片。将稳压电源的 切换开关置±4V档，F/V表置20V档，调节测微头脱离双平行梁，开启主、副电源，调节电桥平衡网络中的W1，使F/V表显示为零，然后将F/V表置2V档，再调电桥W1（慢慢地调），使F/V表显示为零。 4.将测微头转动到10mm刻度附近，安装到双平行梁的自由端（与自由端磁钢吸合），调 节测微头支柱的高度（梁的自由端跟随变化）使F/V表显示最小，再旋动测微头，使F/V表显示为零（细调零），这时的测微头刻度为零位的相应刻度。 5.往上或往下旋动测微头，使梁的自由端产生位移，记下F/V表显示的值。建议每旋动测 微头一周即△X=0.5mm记一个数值填入下表，根据所测得的结果找出它们之间的内在关系。 X (mm) Y(mV) X (mm) Y(mV) 五、 实验结果处理与分析 1.按照一元线性回归法，求Y对X的线性回归方程 2.确定回归方程的显著水平α和残余标准差σ； 3.用MATLab软件处理测量数据，并将传感器试验曲线与回归曲线同时绘制在一个坐标图 上。 六、 思考题 1.分析实验数据不在同一直线（拟合直线）上的原因。 2.观察测量数据间是否存在非线性因素的影响，分析其产生的原因，并提出提高回归分析 精度的途径与措施。
第11章曲线拟合与插值 在大量的应用领域中，人们经常面临用一个解析函数描述数据(通常是测量值)的任务。对这个问题有两种方法。在插值法里，数据假定是正确的，要求以某种方法描述数据点之间所发生的情况。这种方法在下一节讨论。这里讨论的方法是曲线拟合或回归。人们设法找出某条光滑曲线，它最佳地拟合数据，但不必要经过任何数据点。图11.1说明了这两种方法。标有'o'的是数据点；连接数据点的实线描绘了线性内插，虚线是数据的最佳拟合。 11.1 曲线拟合 曲线拟合涉及回答两个基本问题：最佳拟合意味着什么？应该用什么样的曲线？可用许多不同的方法定义最佳拟合，并存在无穷数目的曲线。所以，从这里开始，我们走向何方？正如它证实的那样，当最佳拟合被解释为在数据点的最小误差平方和，且所用的曲线限定为多项式时，那么曲线拟合是相当简捷的。数学上，称为多项式的最小二乘曲线拟合。如果这种描述使你混淆，再研究图11.1。虚线和标志的数据点之间的垂直距离是在该点的误差。对各数据点距离求平方，并把平方距离全加起来，就是误差平方和。这条虚线是使误差平方和尽可能小的曲线，即是最佳拟合。最小二乘这个术语仅仅是使误差平方和最小的省略说法。
图11.1 2阶曲线拟合 在MATLAB中，函数polyfit求解最小二乘曲线拟合问题。为了阐述这个函数的用法，让我们以上面图11.1中的数据开始。 ? x=[0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 1]; ? y=[-.447 1.978 3.28 6.16 7.08 7.34 7.66 9.56 9.48 9.30 11.2]; 为了用polyfit，我们必须给函数赋予上面的数据和我们希望最佳拟合数据的多项式的阶次或度。如果我们选择n=1作为阶次，得到最简单的线性近似。通常称为线性回归。相反，如果我们选择n=2作为阶次，得到一个2阶多项式。现在，我们选择一个2阶多项式。 ? n=2; % polynomial order ? p=polyfit(x, y, n) p = -9.8108 20.1293 -0.0317 polyfit的输出是一个多项式系数的行向量。其解是y = －9.8108x2＋20.1293x－0.0317。为了将曲线拟合解与数据点比较，让我们把二者都绘成图。
光电探测器光谱响应度的测量 光谱响应度是光电探测器的基本性能之一，它表征了光电探测器对不同波长入射辐射的响应。通常热探测器的光谱响应比较平坦，而光子探测器的光谱响应却具有明显的选择性。一般情况下，以波长为横坐标，以探测器接受到的等能量单色辐射所产生的电信号的相对大小为纵坐标，绘出光电探测器的相对光谱响应曲线。典型的光子探测器和热探测器的光谱响应曲线如图1－1所示。 一、实验目的 （1）加深对光谱响应概念的理解； （2）掌握光谱响应的测试方法； （3）熟悉热释电探测器和硅光电二极管的使用。 二、实验内容 （1）用热释电探测器测量钨丝灯的光谱辐射特性曲线； （2）用比较法测量硅光电二极管的光谱响应曲线。 三、基本原理 光谱响应度是光电探测器对单色入射辐射的响应能力。电压光谱响应度()λV ?定义为在波长为λ的单位入射辐射功率的照射下，光电探测器输出的信号电压，用公式表示，则为 ()()() λλλP V V = ? （1－1） 而光电探测器在波长为λ的单位入射辐射功率的作用下，其所输出的光电流叫做探测器的电流光谱响应度，用下式表示 ()()() λλλP I i = ? （1－2） 式中， P (λ)为波长为λ时的入射光功率；V (λ)为光电探测器在入射光功率P (λ)作用下的输出信号电压；I (λ)则为输出用电流表示的输出信号电流。为简写起见，()λV ?和()λi ?均可以用()λ?表示。但在具体计算时应区分()λV ?和()λi ?，显然，二者具有不同的单位。 通常，测量光电探测器的光谱响应多用单色仪对辐射源的辐射功率进行分光来得到不同波长的单色辐射，然后测量在各种波长辐射照射下光电探测器输出的电信号V (λ)。然而由于实际光源的辐射功率是波长的函数，因此在相对测量中要确定单色辐射功率P (λ)需要利用参考探测器（基准探测器）。即使用一个光谱响应度为()λf ? 的探测器为基准，用同一波长的单色辐射分别照射待测探测器和基准探测器。由参考探 测器的电信号输出（例如为电压信号）()λf V 可得单色辐射功率()()()λλλ?=f V P ，再通过（1－1）式计算即可得到待测探测器的光谱响应度。 本实验采用图1－2所示的实验装置。用单色仪对钨丝灯辐射进行分光，得到单色光功率P (λ)。 图1－2 光谱响应测试装置图 这里用响应度和波长无关的热释电探测器作参考探测器，测得P (λ)入射时的输出电压为()λf V 。若用 f ?表示热释电探测器的响应度，则显然有
光反应和暗反应的对比 一、反应场所 光反应：叶绿体类囊体薄膜上 暗反应：叶绿体的基质中 二、反应步骤 光反应： 1．光能的吸收、传递和转换——原初反应在光照下，叶绿素分子吸收光能，被激发出一个高能电子。该高能电子被一系列传递电子的物质有规律地传递下去。叶绿素分子由于失去一个电子，就留下一个空穴，这空穴立刻从电子供体得到一个电子来填补，使叶绿素分子恢复原来状态，准备再一次被激发。这样，叶绿素分子不断被激发，不断给出高能电子，又不断地补充电子，就完成了从光能到电能的过程——原初反应。 2．电子传递和光合磷酸化——原初反应中的电能再用作水的光解和光合磷酸化，经过一系列电子传递体的传递，最后形成ATP和NADPH，H+。 (1)水的光解和氧的释放：当叶绿素分子吸收光能后，被激发出一个高能电子，处于很不稳定的状态，有极强的夺回电子的能力。经实验证明，它是从周围的水分子中夺得电子，因而促使水的分解。其中的氧被释放出来，氢和辅酶Ⅱ（NADP）结合，形成还原型辅酶Ⅱ（NADPH)。 (2)光合磷酸化：光合作用中形成的高能电子在传递过程中，拿出一部分能量使ADP和(P)结合形成ATP的过程，叫做光合磷酸化。光合作用中磷酸化跟电子传递是偶联的，一般认为光合磷酸化偶联因子是它们之间的物质联系。到此为止，ATP和NADPH已形成了，它们是光合作用的重要中间产物，一方面因为这两者都能暂时贮存能量，继续向下传递；另一方面因为NADPH的H又能进一步还原二氧化碳，并把它固定成中间产物。 暗反应： 绿叶从外界吸收来的二氧化碳，不能直接被氢[H]还原。它必须首先与植物体内的一种含有五个碳原子的化合物（简称五碳化合物，用C5表示）结合，这个过程叫做二氧化碳的固定。一个二氧化碳分子被一个五碳化合物分子固定以后，很快形成两个含有三个碳原子的化合物（简称三碳化合物，用C3表示）。在有关酶的催化作用下，三碳化合物接受ATP释放出的能量并且被氢[H]还原。其中，一些三碳化合物经过一系列变化，形成糖类；另一些三碳化合物则经过复杂的变化，又形成五碳化合物，从而使暗反应阶段的化学反应循环往复地进行下去。 三、区别 1、光反应需要色素、光和酶，暗反应不需色素和光，需多种酶； 2、光反应反应产物为[H]、O2、ATP，暗反应反应产物为有机物（CH2O）、ADP、Pi； 3、光反应的反应性质是光化学反应，暗反应的反应性质是酶促反应； 4、光反应必须在光下，进行暗反应有光无光都能进行； 5、光反应中光能→ATP中活跃的化学能，暗反应中ATP中活跃的化学能→糖类等有机物中稳定的化学能； 6、光反应的实质是光能转化为化学能，暗反应的实质是放出O 2同化CO 2 生成 （CH 2 O）。 四、光合作用中形成的高能电子在传递过程中，拿出一部分能量使ADP和(P)结合形成ATP的过程，叫做光合磷酸化。
第三单元之—光合作用 一、叶绿体的结构与功能 （一）叶绿体的结构模型. （二）相关知识 1、.叶绿体是真核细胞进行光合作用的场所 2、叶绿体由两层膜（内膜和外膜）包围而成，内部有许多基粒，基粒和基粒之间充满了基质。 3、每个基粒都有许多个类囊体构成，类囊体薄膜上含有吸收、传递和转化光能的色素以及光反应所需的酶，是光反应的场所。 4、基质中含有暗反应所需的酶，是进行暗反应的场所。 5、光合色素的相关知识。 （1）叶绿体色素的种类及含量： 叶绿素a 叶绿素（3/4） 叶绿素b 叶绿体色素 胡萝卜素 类胡萝卜素（1/4） 叶黄素 （2）叶绿体色素的分布：叶绿体类囊体薄膜上。 （3）叶绿体色素的功能：吸收，传递（4种色素），转化光能（只有少量的叶绿素a把光能转为电能） （4）影响叶绿素合成的因素： ①光照：光是影响叶绿素合成的主要条件，一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，因而叶片发黄。（例如韭黄，蒜黄） ②温度：温度可影响与叶绿素合成有关的酶的活性，进而影响叶绿素的合成。低温（秋末）时，叶绿素分子易被破坏，而使叶子变黄。 ③必需元素：叶绿素中含N、Mg等必需元素，缺乏N、Mg将导致叶绿素无法合成，叶变黄。另外，Fe是叶绿素合成过程中某些酶的辅助成分，缺Fe也将导致叶绿素合成受阻，叶变黄。
（5）叶绿体色素的吸收光谱： ①叶绿体中的色素只吸收可见光，而对红外光和紫外光等不吸收。 ②叶绿素a和叶绿素b主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）主要吸收蓝紫光。色素对绿光吸收最少。对其他波段的光并非不吸收，只是吸收量较少。 经过色素吸收后，光谱出现两条黑带。说明：叶绿体中的色素主要吸收红光和蓝紫光。 （6）叶绿体色素的性质：易溶于酒精、丙酮和石油醚等有机溶剂，不溶于水，叶绿素的性质不稳定，易被破坏，类胡萝卜素性质相对稳定。 (7)植物叶片的颜色与所含色素的关系： 正常绿色正常叶片的叶绿素和类胡萝卜素的比例约为3∶1，且对绿光吸收最少，所以正常叶片总是呈现绿色 叶色变黄寒冷时，叶绿素分子易被破坏，类胡萝卜素较稳定，显示出类胡萝卜素的颜色，叶子变黄 叶色变红秋天降温时，植物体为适应寒冷，体内积累了较多的可溶性糖，有利于形成红色的花青素，而叶绿素因寒冷逐渐降解，叶子呈现红色 6、色素的提取和分离实验。 (1)原理解读： ①色素的提取：叶绿体中的色素溶于有机溶剂而不溶于水，可以用无水乙醇（或丙酮）作溶剂提取绿叶中的色素，而不能用水，因为叶绿体中的色素不能溶于水。 ②色素的分离原理：利用色素在层析液中的溶解度不同进行分离，溶解度大的在滤纸上扩散得快，反之则慢。从而使各种色素分离。 (2)选材：应选取鲜嫩、颜色深绿的叶片，以保证含有较多的色素。 (3)过程：省略。 (4)结果分析：
曲线拟合 求二次拟合多项式 解：（一）最小二乘法MA TLAB编程： function p=least_squar(x,y,n,w) if nargin<4 w=1 end if nargin<3 n=1 end m=length(y); X=ones(1,m) if m<=n error end for i=1:n X=[(x.^i);X] end A=X*diag(w)*X';b=X*(w.*y)';p=(A\b)' 输入： x=[1 3 5 6 7 8 9 10]; y=[10 5 2 1 1 2 3 4] p=least_squar(x,y,2) 运行得： p = 0.2763 -3.6800 13.4320 故所求多项式为：s(x)=13.432-3.68x+0.27632x （二）正交多项式拟合MATLAB编程： function p=least_squar2(x,y,n,w) if nargin<4 w=1; end if nargin<3 n=1; end m=length(x); X=ones(1,m); if m<=n error end for i=1:n X=[x.^i;X]; end A=zeros(1,n+1);
A(1,n+1)=1; a=zeros(1,n+1); z=zeros(1,n+1); for i=1:n phi=A(i,:)*X;t=sum(w.*phi.*phi); b=-sum(w.*phi.*x.*phi)/t a(i)=sum(w.*y.*phi)/t; if i==1 c=0;else c=-t/t1; end t1=t for j=1:n z(j)=A(i,j+1); end z(n+1)=0 if i==1 z=z+b*A(i,:); else z=z+b*A(i,:)+c*A(i-1,:); end A=[A;z]; end phi=A(n+1,:)*X;t=sum(w.*phi.*phi); a(n+1)=sum(w.*y.*phi)/t; p=a*A; 输入： x=[1 3 5 6 7 8 9 10]; y=[10 5 2 1 1 2 3 4]; p=least_squar2(x,y,2) 运行得： b = -6.1250 t1 = 8 z = 0 1 0 b = -4.9328 t1 = 64.8750 z = 1.0000 -6.1250 0 p = 0.2763 -3.6800 13.4320 故所求多项式为：s(x)=13.432-3.68x+0.27632x
Pak. J. Bot., 44(1): 327-331, 2012. PHOTOSYNTHETIC CHARACTERISTIC OF AN ENDANGERED SPECIES CAMELLIA NITIDISSIMA AND ITS CONSERVATION IMPLICATIONS XIAO-XUE QI1, YUN-SHENG JIANG1, XIAO WEI1*, HUI TANG1, ZHONG-CHEN XIONG 1, WAN-HUI YE2, AND ZHANG-MING WANG2 1Guangxi Institute of Botany, Guangxi Zhuangzu Autonomous Region and Academia Sinica, Guilin 541006, P.R. China*, 2South China Botanical Garden, the Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510650, P.R. China *Corresponding author: Tel: +86-773-3550194, E-mail address: weixiao@https://www.doczj.com/doc/2d12752723.html,; weixiao@https://www.doczj.com/doc/2d12752723.html, Abstract Camellia nitidissima is a shrub and a famous ornamental species with golden-yellow flowers. The responses of net photosynthetic rate (Pn) to the incident intensity (PFD) and the diurnal course of variation in major physiological and environmental variables of young and mature C. nitidissima were studied with LI-6400 (Li-Cor Inc., USA) portable photosynthesis system. The results showed that the leaves of C. nitidissima had the highest photosynthetic ability in autumn, the middle level of photosynthesis in summer and spring, and a relatively lower level of photosynthesis in winter.Mature plants of C. nitidissima had both relatively high the maximum net photosynthesis rate (Pmax) and light saturation point (LSP), indicating a good adaptability to both strong and weak lights; young plants of C. nitidissima had both relatively low Pmax and LSP, indicating a good adaptability to weak light, but a depression under strong light. C. nitidissima is a shade loving plant and should be planted in shade habitat. Some suggestions for the management of the species are proposed. Introduction Photosynthesis determines how much light energy a plant absorbs and the amount of organic matter the plant accumulates, it is the foundation of other physiological processes and life activities, and it is highly related to the growth, development and survival of the plant. Thus, researches on the physiological and ecological characteristics of photosynthesis provide theoretical basis for further investigation into the intra mechanisms of the existence and distribution pf a plant species (Macarthur & Connell, 2002). Light is one of the major environmental factors influencing growth and distribution of plant species. Measuring photosynthetic responses to light can provide information on tolerance of a species to a range of light conditions and has been useful in agriculture and horticulture (Valladares et al., 2002). Camellia nitidissima is a shrub and a famous ornamental species with golden-yellow flowers. It is distributed in a small region of Guangxi Province, South China, and North Vietnam (Liang 1993). In China, It is restricted to Nanning city, Fangcheng, Fusui and Long an counties, southwestern Guangxi (Su & Mo 1988). Due to the deforestation and destructive collection of the seedlings, its natural population size has declined greatly in recent decades, and it is now classified as one of the most endangered plant species in China (Fu, 1992). Various aspects of C. nitidissima have been studied including its morphology (Ye & Xu 1992), ecology (Su, 1994; Huang, 2001) and genetic diversity (Bin et al. 2005, Tang et al. 2006). However, photosynthetic characteristic of C. nitidissima is not well understood. The aim of this project was to study the photosynthetic characteristics of C. nitidissima in response to light and assist in the development of conservation strategies. Materials and methods The experimental materials were the 3 year and 17 year mature plants of cultivated C. nitidissima in Guangxi Botanical Institute, Yanshan, Guilin, China. The original seeds of the plants were collected from Fangcheng county of Guangxi province. The 17 year plants had an average height of 313.60±15.92 cm, base diameter 4.51±0.71 cm, and canopy range 277.6×219.2 cm (east-west × north-south). The 3 year seedlings had an average height of 30.60±1.8 cm, base diameter 0.81±0.21 cm, and canopy range 25.6×24.2 cm (east-west × north-south). The diurnal change of photosynthesis and light response curve of the leaves of C. nitidissima were measured with a Li-6400 portable photosynthesis system (LI-COR, Lincoln, Nebraska, USA). The leaves in the middle on the sun facing 1 year branch in the outside layer of the middle part of the plant canopy were selected for the measurements, and 5 plants for 3 year and 17 year respectively were selected with 1 leaf each being measured. The diurnal change of photosynthesis: The measurements were made under natural light (The irradiance below the canopy is about 35% of full sunlight) and ambient air CO2 concentration on June 20, 2005, a sunny day. Measurements with 5 leaves of 17a plants at each time were made at 1h intervals from 7:00-18:00 local time. The following physiological parameters were determined: the net photosynthetic rate (P n), transpiration rate (T r), stomatal conductance (G s), intercellular CO2 concentration (C i) and vapor pressure difference (VPD); the environmental parameters included photosynthetic active radiation (PAR), ambient temperature (T a), ambient CO2 concentration (C a) and air relative humidity (RH). Light response curve: The leaves were put under 380 μmol m–2 s–1 with the red and blue radiation source in the photosynthesis system for 10 min, and then photosynthesis with an open air source was measured at flow rate of 500 cm3 min–1, leaf temperature of 25°C, CO2 concentration of 370 μmol mol–1, and irradiances of 1 500, 1 200, 1 000, 800, 600, 400, 200, 100, 50, 20, 10, and 0 μmol m–2 s–1. Each measurement was made for 3
（一）光合作用对光响应模型 1、直角双曲线模型 直角双曲线模型（Baly, 1935）的数学表达式为： max n d max ()IA A I R I A αα= -+ （1） 式中，A n (I )为净光合速率，I 为光强，α为光响应曲线的初始斜率，A max 为最大净光合速率，R d 为暗呼吸速率。 2、非直角双曲线模型 非直角双曲线模型（Thornley, 1976）的表达式为： n d ()A I R = （2） 式中，A n (I )为净光合速率，I 为光强，θ为曲线的曲率，α为植物光合作用对光响应曲线在I =0时的斜率，即光响应曲线的初始斜率，也称为初始量子效率，A max 为最大净光合速率，R d 为暗呼吸速率。 3、指数方程 由Bassman 和Zwier （1991）给出的植物光合作用对光响应的指数方程的表达式则为： ( )max n max d ()1I A A I A e R α-=-- （3） 式中，A n (I )、α、A max 、R d 和I 的定义与前述相同。 4、直角双曲线的修正模型 植物光合作用对光响应的直角双曲线修正模型的表达式为（Ye & Yu, 2008）： n d 1()1I A I I R I βα γ-=-+ （4） 式中，α是光响应曲线的初始斜率，β和γ为系数，I 为光合有效辐射，R d 为暗呼吸。饱和光强用I sat 为： sat I = （5） 最大净光合速率用A max 为： 2 max d A R α=-?? （6） （二）光合作用对CO 2响应模型
1、光合作用对CO 2响应的直角双曲线模型 光合作用对CO 2响应的直角双曲线模型，它的数学表达式为： max i n i p i max ()P C A C R C P αα= -+ （7） 式中，A n (C i )为净光合速率，C i 为胞间CO 2浓度，α为CO 2响应曲线的初始斜率，也称为初始羧化效率，P max 为光合能力，R p 为光呼吸速率（由于光下暗呼吸很小,可以近似将光下叶片向空气中释放CO 2的速率看作光呼吸速率，Cai & Xu, 2000）。 2、Michaelis-Menten 模型 Michaelis-Menten 模型（Harley et al ., 1991）的数学表达式为： max i n i p i ()P C A C R C K = -+ （8） 式中，A n (C i )、C i 、P max 和R p 的定义与（7）式的相同，K 为Michaelis-Menten 常数。 3、直角双曲线的修正模型 植物光合作用对CO 2响应的直角双曲线修正模型的表达式为（叶子飘和于强, 2009）： i n i i p i 1()1bC A C a C R cC -=-+ （9） 式中， A n (C i )、C i 和R p 与（7）式的相同，a 是CO 2响应曲线的初始羧化效率，b 和c 为系数。植物的饱和胞间CO 2浓度C isat 为： isat C = （10） 植物的光合能力用P max 为： 2 max p P a R =-?? （11） （三）快速光曲线模型 1、直角双曲线模型 直角双曲线模型(Baly , 1935)的表达式为： max max J J I I J αα= + (12) 式中，J 为电子传递速率，α为快速光曲线的斜率，I 为光合有效辐射。 2、非直角双曲线模型 非直角双曲线模型(Thornley , 1976)表达式为： J = (13)
MATLAB机械工程 最小二乘法曲线拟合的应用实例 班级: 姓名: 学号: 指导教师:
一，实验目的 通过Matlab上机编程，掌握利用Matlab软件进行数据拟合分析及数据可视化方法 二，实验内容 1.有一组风机叶片的耐磨实验数据，如下表所示，其中X为使用时间，单位为小时h，Y为磨失质量，单位为克g。要求： 对该数据进行合理的最小二乘法数据拟合得下列数据。 x=[10000 11000 12000 13000 14000 15000 16000 17000 18000 19000 2 0000 21000 22000 23000]; y=[24.0 26.5 29.8 32.4 34.7 37.7 41.1 42.8 44.6 47.3 65.8 87.5 137.8 174. 2] 三，程序如下 X=10000:1000:23000; Y=[24.0,26.5,29.8,32.4,34.7,37.7,41.1,42.8,44.6,47.3,65.8,87.5,137.8,17 4.2] dy=1.5; %拟合数据y的步长for n=1:6 [a,S]=polyfit(x,y,n); A{n}=a;
da=dy*sqrt(diag(inv(S.R′*S.R))); Da{n}=da′; freedom(n)=S.df; [ye,delta]=polyval(a,x,S); YE{n}=ye; D{n}=delta; chi2(n)=sum((y-ye).^2)/dy/dy; end Q=1-chi2cdf(chi2,freedom); %判断拟合良好度 clf,shg subplot(1,2,1),plot(1：6,abs(chi2-freedom),‘b’) xlabel(‘阶次’)，title(‘chi2与自由度’) subplot(1,2,2),plot(1：6,Q,‘r’,1：6,ones(1,6)*0.5) xlabel(‘阶次’),title(‘Q与0.5线’) nod=input(‘根据图形选择适当的阶次（请输入数值）’)； elf,shg, plot(x,y,‘kx’)；xlabel(‘x’),ylabel(‘y’)； axis([8000,23000,20.0,174.2])；hold on errorbar(x,YE{nod},D{nod},‘r’)；hold off title(‘较适当阶次的拟合’) text(10000,150.0,[‘chi2=’num2str(chi2(nod))‘~’int2str(freedom(nod))])
动力学方程拟合模型 动力学方程拟合模型主要分为幂函数型模型和双曲线型模型。 在幂函数型动力学方程中，温度和浓度被认为是独立地影响反应速率的，可以表示为： 在双曲线型动力方程中强调模型方程中的吸附常数不能靠单独测定吸附性质来确定，而必须和反应速率常数一起由反应动力学实验确定。这说明模型方程中的吸附平衡常数并不是真正的吸附平衡常数，模型假设的反应机理和实际反应机理也会有相当的距离。双曲线型动力学方程的一般表达形式为 上述两类动力学模型都具有很强的拟合实验数据的能力，都既可用于均相反应体系，也可用于非均相反应体系。对气固相催化反应过程，幂函数型动力学方程可由捷姆金的非均匀表面吸附理论导出，但更常见的是将它作为一种纯经验的关联方式去拟合反应动力学的实验数据。虽然，在这种情况中幂函数型动力学方程不能提供关于反应机理的任何信息，但因为这种方程形式简单、参数数目少，通常也能足够精确地拟合实验数据，所以在非均相反应过程开发和工业反应器设计中还是得到了广泛的应用。 1.幂函数拟合 刘晓青[1]等人研究了HNO3介质中TiAP萃取Th（Ⅳ）的动力学模式和萃取动力学反应速率方程。 对于本萃取体系，由反应速率方程的一般形式可知： 可用孤立变量法求得各反应物的分反应级数a、b与c，从而确立萃取动力学方程。
第一步：分级数的求算 1.求a 固定反应物中TiAP和HNO3的浓度， 当TiAP的浓度远远大于体系中Th的初始浓 度时，可以认为体系中TiAP浓度在整个萃 取过程中没有变化而为一定値，则速率方程 可以简化为 两边取对数后得： ln{-d[Th-]/dt}=aln[Th]+ln1，用ln{-d[Th-]/dt} 对ln[Th]作图得到一条直线(r=0.9973)，其斜率即为a。结果如图1所示，从图中可知斜率为1.05，即此动力学速率方程中Th（Ⅳ）的分反应级数a=1.05。 2.求b和c 同求Th（Ⅳ）分反应级数类似，固定反应物中Th（Ⅳ）和HNO3的浓度，则速率方程可以简化为 固定反应物中Th（Ⅳ）和TiAP的浓度，则速率方程可以简化为 画图可得：
灯光照明：光谱光视效率曲线 科讯网信息中心巩文博编辑 2010年11月23日 人们的眼睛能够感知可见光辐射能。但是，可见光谱段内的每一小段光辐射能对眼睛的作用到底有什么不同呢？换句话说，眼睛对可见光谱内的不同波长辐射的响应灵敏度有什么不同呢？这种不同是照明技术中各种光度量和色度量的基础。我们把这种眼晴对不同波长可见光的光谱响应变化用曲线表示出来，就称为光谱光视效率曲线或光谱视见函数曲线。这种曲线是经过实验获得的。 电磁波的一端是无线电波，其波长从几毫米到几十公里；另一端是X射线和γ射线等，其波长极短。光波只占整个电磁波很小的一段而落在它们中间。如果以人眼能否看得见来衡量可见辐射波(光波)的波长范围的话，则这一范围是无法精确定下来的。因为人眼对相同波长的辐射反应各人之间是略有不同的，这种不同称为个体差异。通常，光的波长范围的下限取380nm到400nm，上限取760nm到780nm。在上述整个可见辐射波长范围内，人们可以凭眼睛，随着波长的不同区分出红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等颜色。颜色的数量是无穷的，人眼可以区别出一百多种不同的颜色。 人眼相当于一个精密的光学仪器，它的构造非常复杂。右眼的水平剖面，形状近似于球状，直径约为24—25mm。眼球的壁可分为三层：最外层的前六分之一是平均折射率为1.376的透明体，称为角膜；后六分之五是一层白色的不透明的坚韧膜层，称为巩膜。中间一层由前向后分别为虹膜、睫状肌和脉络膜。脉络膜的作用是把后室变成一个暗室。视网膜由感光细胞和神经纤维构成，为人眼的感光部分。人们观察某一物体时，物体通过人眼的水晶体在视网膜上形成一个清晰的像，光敏细胞受到光的刺激引起了视觉，于是人们就看清了这个物体。光敏细胞分为杆状细胞和锥状细胞两种。前者的灵敏度极高，在低照度下，人眼依靠它分辨物体，但它不能分辨颜色。后者的作用是感光、感色，但只能在高照度条件下起作用。因此，不难解释，人眼在夜晚看到的物体都是灰色的。 人眼的构造中还有一个重要部分是黄斑区，位于视网膜和视轴的交点处，表面稍凹，四周略呈黄色，感光性员强，它是视网膜上视觉最灵敏的区域，也就是视觉最清楚的区域。在带有多种光谱成分的光源中，如果某一部分特别显著，就呈现出那种显著的颜色。具有一定比例的几种单色光可合成白色光或称无色光，太阳光就是无色光。光的混合与颜色的混合完全不同。众所周知，一定比例的各种颜料的总和，不呈白色，而呈黑。 尽管在可见光谱区域内，能区别出不同波长的光有不同的颜色，但是人眼睛对不同颜色的光的敏感程度也不同，就是说，人眼对能量相同的，而波长不同的光所感觉到的明亮程度也不同。例如一个红光和一个绿光，当它们辐射通量相同时，人们会感觉到绿的比红的亮得多。 通过大量的实验证明，在明视觉条件下，眼睛对波长为550nm的光最灵敏。也