叶绿素荧光应用解释
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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。
叶绿素荧光成像技术在植物生长中的应用叶绿素荧光成像技术,是一种非侵入式的植物生长观测方法。
它可以在不对植物造成任何伤害的情况下,实时地观测植物的光合作用和植物生长状态。
叶绿素荧光成像技术的应用范围十分广泛,包括植物生长研究、环境监测、农业生产等方面。
叶绿素荧光成像技术的基本原理是,利用叶绿素分子在光合作用中产生的荧光信号,来反映叶片的光合效率。
这种荧光信号可以通过特殊的摄像设备,即叶绿素荧光成像仪来采集。
通过对采集到的荧光图像进行处理,可以得到植物的光合作用效率、光能利用率等多项指标,从而揭示植物生长状态和环境条件对植物生长的影响。
在植物生长方面,叶绿素荧光成像技术的应用主要集中在三个方面:一、对不同生长环境下的植物进行光合作用效率观测。
利用叶绿素荧光成像仪可以在植物生长中实时地观测其光合作用的运作情况。
通过在不同环境和条件下对植物进行观测,可以更加准确地了解植物生长的条件和需求,为生产和研究提供参考。
二、对不同植物的生长状态进行监测。
叶绿素荧光成像技术还可以用于对不同植物的生长状态进行监测,从而判断不同的生长阶段、生长速度等。
这对于农业生产和植物育种方面都具有很大的意义,可以指导地面管理、育种选材等方面的工作。
三、对不同生物模型进行生长动态分析。
除了对植物进行观测之外,叶绿素荧光成像技术还可以用于对其他生物模型的生长状态进行监测。
例如,可以将该技术应用于对微生物、食品发酵过程等生物模型进行生长动态分析,从而更好地了解生物系统的生成规律和规律变化,为相关研究提供参考。
总之,叶绿素荧光成像技术的应用具有非常广泛、多样化的特点。
通过该技术可以实时地观测不同生境下植物的生长状态,从而更好地了解植物的光合作用效率、生长阶段等内容。
这对于农业生产、生物育种和环境监测都具有很大的实用价值。
因此,该技术的发展和应用前景十分广阔。
叶绿素荧光分析技术在植物生物学研究中的应用叶绿素荧光分析技术(Chlorophyll Fluorescence Analysis, CFA)是一种广泛应用于植物生物学研究的非侵入性、快速、准确的技术手段。
通过测量光合作用中叶绿素荧光的特性,可以获得植物生理和生化过程的相关信息,包括光合效率、光抑制程度、损失机制等。
叶绿素荧光分析技术已经在植物生物学研究的各个领域得到了广泛的应用。
首先,叶绿素荧光分析技术可以用于研究植物的光合作用效率。
光合作用是植物生长和发育的关键过程,而叶绿素荧光是光合作用活性的直接反映。
通过测量叶绿素荧光参数,如最大光化学效率(Fv/Fm)、有效光量子产生率(Yield)、电子传递速率(ETR)等,可以评估植物的光合作用效率,并揭示光合作用过程中的限制因素和调节机制。
其次,叶绿素荧光分析技术可用于研究植物的抗逆性。
植物在生长过程中会面临各种逆境胁迫,如高温、干旱、盐碱等。
这些逆境胁迫会影响植物的生理和生化过程,进而降低植物生长和产量。
叶绿素荧光分析技术可以通过测量不同荧光参数的变化,如非光化学淬灭(NPQ)、非光化学猝灭(qN)等,评估植物对逆境胁迫的响应和适应能力,有助于筛选和培育抗逆性较高的植物品种。
第三,叶绿素荧光分析技术还可以用于研究植物的生长发育和叶片退化过程。
植物的生长和发育是一个复杂的过程,受光照、温度、水分等环境因素的影响。
叶绿素荧光分析技术可以通过测量荧光参数的变化,如初级光化学光谱(O-J-I-P曲线)、最大劲度光化学效率(Vj)、ABS/RC等,评估植物的生长发育状态和叶片衰老程度,为优化植物的生长环境和调控光合作用提供依据。
最后,叶绿素荧光分析技术还可以应用于环境污染监测和生态系统研究。
环境污染物对植物生长和光合作用活性的影响是导致生态系统退化的重要因素之一、叶绿素荧光分析技术可以通过测量不同荧光参数的变化,如荧光上升动力学曲线(Fs)和最大荧光高度(Fm’)、电子传递速率(ETR)等,评估植物对环境污染的响应程度和生态系统的健康状况。
叶绿素荧光技术在环境污染监测中的应用叶绿素是一种重要的植物色素,它不仅是进行光合作用的关键物质,也是水生及陆生生物生态系统中的一个指示性测量参数。
叶绿素荧光则作为一种非常有效的分析方法广泛应用于环境污染监测中,为科学家们提供了一种新的视角来观测生态系统的变化。
叶绿素荧光技术的原理叶绿素荧光是叶绿素在光照条件下发出的一种微弱荧光。
光合反应链中的光能起到激发叶绿素分子的作用,激发后的叶绿素通过一系列光合作用反应链将光能转化为化学能,并且向氧化还原电位较高的物质传递。
在某些状况下,氧化还原过程被阻碍,电能产生积累,而此时就会发生光能自发的发光,这种光即为叶绿素荧光。
在叶绿素荧光技术中,使用荧光仪激光来激发植物叶片产生荧光,并通过检测荧光的强度来分析叶片中叶绿素的含量等关键参数。
这种荧光强度通常用FP值来表示,因此叶绿素荧光可以被用于检测植物的光合作用强度、重金属污染、突变等方面。
叶绿素荧光在环境污染监测中的应用叶绿素荧光技术被广泛地应用于环境污染监测中。
在监测水体污染方面,通过检测水中的原生质或藻类叶绿素荧光,人们能够了解当前水体中的营养物浓度和藻类生物群落的状况。
几乎所有光合生物植物都含有叶绿素,它们之间的叶绿素含量差别可以用来检测植物在污染环境下的适应性变化。
因此,这种技术在监测工业或农业污染排放中具有重要作用。
叶绿素荧光技术在农业方面的应用也逐渐涉及到了环境污染控制。
植物生长环境中的化学物质和其他污染因素可以对叶绿素产生影响,因此科学家可以通过对叶绿素荧光的分析来了解到植物生长环境的重要参数,例如温度、光照和水分等。
通过利用这些数据来对植物种植环境进行改善,可以提高植物的生产效率和减少对环境的负面影响。
未来展望虽然叶绿素荧光技术已经被广泛地应用于环境污染监测和植物生长环境控制方面,但是随着相关技术的不断发展和科学家对其作用的深入研究,叶绿素荧光技术在环境科学领域中的应用前景仍然十分广阔。
未来,此技术可能成为环境污染监测和生态保护的主要方法之一,其在工业生产和农业领域中的应用也将不断扩大。
光合细胞中叶绿素荧光的成像技术及应用生命离不开光合作用,而叶绿素则是光合作用过程中不可或缺的一部分。
在光合作用中,叶绿素吸收光能并将其转换成能量,然而它们也会发生叶绿素荧光现象。
叶绿素荧光是指在光条件下,叶绿素分子发生荧光反应,发出可见光的现象。
因此,叶绿素荧光被广泛应用于生命科学中,特别是生物成像领域。
叶绿素荧光成像技术是一项非破坏性的光学检测技术,它自然地将光合作用和叶绿素荧光显像结合在一起,通过光学成像技术来研究各种生物的代谢状态和结构。
该技术已被广泛用于诸如植物、藻类、细菌、海洋生物等各种生物体系的研究中。
本文将着重介绍叶绿素荧光成像技术在光合细胞中的应用。
一、叶绿素荧光成像技术的原理叶绿素荧光成像技术依赖于叶绿素荧光的发射。
在光合作用期间,光线通过叶绿素分子时,一部分光线被吸收,另一部分则被散射。
被吸收的光线被转化为能量,使叶绿素电子激发到激发态,然后这些电子向其他叶绿素分子传递能量,而其中的一部分能量将不被利用而被转化成热能或叶绿素荧光。
荧光是一种自发的、瞬间的光反应,它释放一个光子并导致分子从激发态恢复到基态。
因此,荧光可以反映叶绿素分子在某些条件下的状态。
二、叶绿素荧光成像技术的应用1. 了解光合细胞的状态叶绿素荧光成像技术可以通过观察绿色荧光物质如何转化成不同光线和颜色,以了解光合细胞中叶绿素的状态。
通过叶绿素荧光成像技术,可以有效地检测到细菌、藻类和植物的光合作用中的一些特定环节的反应和变化。
在这些生物中,生物体荧光图像的形态和位置与光合成效率之间存在一定的关系,在不同的生长和环境条件下,不同类型的光合细胞体会显示出不同的光谱特性和荧光图像特征。
2. 研究光合细胞的构造及其变化叶绿素荧光成像技术可以将叶绿素荧光作为一种非侵入性探针,直接了解到光合细胞的光学特性,以及组织,细胞和光合体中的叶绿素和类叶绿体含量。
在研究植物和藻类时,这项技术对细胞结构、形态和吸收光光谱等方面的探究具有极大的帮助。
分析叶绿素荧光的原理和应用叶绿素荧光是一种十分常见的现象,它不仅仅是生命科学领域中的一个重要指标,同时还有广泛的应用前景。
本文将从原理、测量方法、应用方面进行分析,探究叶绿素荧光的作用和意义。
一、原理叶绿素荧光的产生是叶绿素分子吸收光子所产生的能量,在发生碰撞后的一部分能量导致光子发射出去发生荧光。
这种发射光谱是叶绿素基态发射峰的红外边,并且受到长波长(630 nm)和短波长(450-460 nm)激发的光谱区域。
其中,630 nm波长激光产生的荧光一般称为永久荧光(P叶绿素荧光),450 nm波长激光产生的荧光则通常称为瞬态荧光(R叶绿素荧光)。
叶绿素荧光的产生与叶绿素分子的光合作用有着密不可分的联系。
在光合作用中,叶绿体中的叶绿素会吸收光子,将其能量捕获并传递给其他分子,最后被转化为化学能。
但在某些情况下,能量被退回到叶绿素中,这样就会产生荧光发射。
因为荧光光谱的位置和形态与吸收光谱是相反的,所以通过荧光可以了解叶绿素分子的吸收和转移过程。
二、测量方法通过测量叶绿素荧光可以获取许多与光合作用有关的信息,包括叶绿素荧光发射的强度和发射峰的位置等。
测量叶绿素荧光的方法可以分为光谱测量和成像测量两种。
在光谱测量中,通常使用荧光光谱仪对样品进行测量。
通过选择合适波长的激发光及检测荧光的波长范围,可以获取不同波段的荧光光谱。
这种测量方法适用于对荧光分子光学特性的研究和对不同类型样品的快速分析。
成像测量则是通过显微成像技术实现的。
光学显微镜通常需要卷起样品和探针,然后将样品放在显微镜下面进行观察。
从这样的观察中可以光学地感知叶绿素荧光分布的空间分布和位置信息。
三、应用叶绿素荧光的应用非常广泛。
它可以用于控制光照条件和生长,了解植物的代谢和健康状态。
同时,还可以通过测量不同波段的荧光光谱和波长,对不同类型的样品进行研究和分析。
1. 光合作用研究光合作用是植物在光照下进行的复杂反应过程,荧光在这个过程中起着至关重要的作用。
叶绿素荧光诊断技术在农业中的应用研究植物叶片上的叶绿素是光合作用的重要组成部分,也是反映植物健康状态的关键指标。
叶绿素荧光是植物叶片对光的吸收和反射的表现,通过测量叶绿素荧光信号可以了解植物光合作用的效率和受到各种环境因素的影响程度。
因此,利用叶绿素荧光诊断技术在农业中预测、监测和评估农作物的生长状况,已成为研究热点,为实现精准农业提供了科学依据。
叶绿素荧光的物理原理光合作用是植物生长和发展的基础,而叶绿素荧光则是光合作用的反映。
在植物光合作用过程中,光能被叶绿素吸收并转化为电子能,经过一系列光合作用反应后,最终转化为光合产物。
在这个过程中,如果光合作用的效率下降,一部分光合色素会受到过高的光能量、缺氧、离子毒素等环境因素的损害,这些叶绿素没能转化成光合产物,就会发出荧光信号。
所以,叶绿素荧光信号能够显示出这些叶绿素的光合活性是否受到环境的影响,评价植物的生长状态和健康程度。
叶绿素荧光的测定方法目前,叶绿素荧光的测定方法主要有两种:单点测定法和成像测定法。
单点测定法即为非成像测定法,该方法适用于小样本的测量。
其工作原理与普通光度计相似,将不同波长的激发光源照射到植物叶片上,通过特定建模来计算出叶绿素的荧光值。
成像测定法为非接触式测定法,能够在较大范围内快速准确测定植物荧光空间分布情况,同时具备高时空分辨率和高灵敏度的优势。
成像测定法是一种快速的、可靠的技术,在农业实践中广泛应用于叶面肥料使用量、农药施用量和田间作物生长状态的非破坏性宽区域实时监测和反馈控制。
叶绿素荧光在农业中的应用叶绿素荧光诊断技术在农业生产中的应用主要表现在以下几个方面:1.作物诊断通过叶绿素荧光诊断技术,可以快速、准确地识别农作物中的营养缺乏、病虫害和干旱等环境压力情况,及时调整农作物的管理措施,从而提高农作物的质量和产量。
2.作物应答函数在植物生理学研究中,叶绿素荧光已成为建立作物应答函数的最佳测量参数之一。
通过建立植物叶片的应答函数,可以预测作物对气候变化、土壤和环境质量的应答,为农业生产提供科学支持。
叶绿素荧光原理与应用光合作用过程简介光合膜上的蛋白复合体光反应的电子传递Z-scheme叶绿素荧光的产生叶绿素吸收光能的去向光合机构吸收的光能有三个可能的去向:一、光化学反应,引起反应中心的电荷分离及后来的电子传递和光合磷酸化,形成用于固定、还原二氧化碳的同化力(ATP和NADPH),氮素还原,光呼吸等。
二、转变成热散失;三、以荧光的形式发射出来。
由于这三者之间存在此消彼长的相互竞争关系,所由于这三者之间存在此消彼长的相互竞争关系所以可以通过荧光的变化探测光合作用的变化(图1)。
实际上,以荧光形式发射出来的光能在数量实际上以荧光形式发射出来的光能在数量上是很少的,还不到吸收的总光能的。
上是很少的,还不到吸收的总光能的3%。
在很弱的光下,光合机构吸收的光能大约97%被用于光化学反应,2.5%被转变成约97%被用于光化学反应25%被转变成热散失,被变成荧光发射出来;热散失,0.5%被变成荧光发射出来;在很强的光下,当全部PSII反应中心关闭时,吸收的光能95%-97%被变成热,关闭时吸收的光能95%97%被变成热而2.5%-5.0%被变成荧光发射。
调制式荧光仪的作用原理调制光用于叶绿素荧光测定和猝灭分析是荧光测定的一个革命性进展。
在这样的系统中,用于测定荧光的光源被调制,也就是使用以很高频率不断开关的光源。
在这样的系统中,检测器选择性放大,仅仅检样的系统中检测器选择性放大仅仅检测被调制光激发的荧光,就可以在田间条件下,即在田间很强的太阳光存在的情况件下即在田间很强的太阳光存在的情况下测定相对的荧光产额。
调制荧光技术把作用光信号与荧光信号区分开,在测定时,给植物材料施加一个脉冲调制光束,该脉冲光使植物叶片产生一个脉冲的荧光信号,当有自然光存在时,检测到由脉冲调制光束诱导出的脉冲荧光信号。
导出的脉冲荧光信号脉冲荧光信号的大小可以反映出叶片生理状况,由脉冲调制光束诱导出的脉冲荧光信号作为由冲制光束出的冲荧光信作为光系统II光能利用效率大小的探针。
叶绿素荧光诱导动力学z当一片经过充分暗适应的叶片从黑暗中转入光下后,叶片的荧光产额会随时间发生规律性的变化,即会随时间发生规律性的变化即kautsky效应,典型荧光诱导动力学曲线上几个特征性的点分别被命名为O、I、D、P、S、M和T为O I D P S M和T叶绿素荧光诱导动力学曲线在照光的第一秒钟内,荧光水平从O上升到P,这段被称为快相;升到P这一段被称为快相;在接下来的几分钟内,荧光水平从P下在接下来的几分钟内荧光水平从P下降到T,这一段被称为慢相。
快相与的原初程有,慢相快相与PSII的原初过程有关,慢相则主要与类囊体膜上和间质中的一些反应过程包括碳代谢之间的相互作用有关。
测定与分析荧光测定和猝灭分析需要几种不同的光源:1.检测光(调制光)―绿光:光强PPFD 小于-2-1用于测10μmol·m 2·s 1,用于测Fo 。
2.作用光―通常用白光,用于推动光合作用的光化学反应光强可因实验目的不同而变化化学反应,光强可因实验目的不同而变化。
3.饱和脉冲光―通常用白光,光强PPFD 大于3000μmol·m -2·s -1,确保Q A 全部还原,用于测Fm 和Fm'。
4.弱远红光(或暗)―以便PSI 推动Q A 氧化,测Fo'前使用。
前使用基本步骤在植物对各种环境胁迫响应的分子机理研究中,为了获得未遭受任何环境胁迫的对照叶片的基本荧光参数首先需要让对照叶片经过一个充分的暗适应过参数,首先需要让对照叶片经过个充分的暗适应过程。
首先,给一个经过充分暗适应的叶片照射检测光,经过小段时间(12min)荧光水平稳定后得到,经过一小段时间(1~2min荧光参数Fo。
接着,给一个饱和脉冲光,一个脉冲后关闭,得到荧光参数Fm,于是得到荧光参数v/(v o),即潜在的S的光化学效率Fv/Fm(Fv=Fm-Fo)PS II叶片荧光的暗-光适应曲线荧光猝灭荧光猝灭就是荧光产额降低。
一切使荧光产额低于其最大值的过程,都被称为荧光猝灭产额低于其最大值的过程都被称为荧光猝灭过程。
对于不同荧光猝灭组分的分辨,能够提供关于光合机构功能状态的重要资料。
供关于光合机构功能状态的重要资料荧光猝灭可分两类荧光猝灭可分两类:一、光化学猝灭,即由光化学反应引起的荧光产额的降低,它有赖于氧化态Q荧光产额的降低它有赖于氧化态Q的存在的存在。
A二、非光化学猝灭,即由非光化学过程,例如热耗散过程引起的荧光产额的降低。
它是植物体内光合量子效率调节的个重要方面。
植物体内光合量子效率调节的一个重要方面非光化学猝灭涉及三个不同的机理:qE——依赖类囊体膜内外的质子浓度差,暗弛豫的半时间<1min,快相。
t1/2qT——依赖状态1向状态2的转换,PS II的捕光复合体磷酸化,脱离PS II,从类囊体的基粒区迁移到间质片层区,从而减少激发能向PS II的分配,增加激发能向PS I的分配=8min,中间相。
它比qE和qI小得多,强光下qE和qI增加,t1/2而qT受抑制。
qI——与光合作用的光抑制有关,可变荧光与最大荧光比值的降低,t=40min,慢相。
关于这后一种非光化学猝灭,有1/2三种假说。
假说一:这种非光化学荧光猝灭起源于PS II的反应中心,部分PS II中心发生变化,虽然还能捕捉激发能,但不能进行光化学反应,而把能量变成热。
假说二:这种非光化学荧光猝灭起源于PS II的天线色素,它通过非辐射能量耗散消耗激发能,与叶黄素循环过程中生成的玉米黄素有关。
假说耗素中素三:这种非光化学荧光猝灭与D1蛋白的失活和降解有关荧光参数料一定对应荧光动力学曲线理解。
2.1 基础参数Fo―有多种名称,最小(minimal)、基底(ground)、暗(dark)、初始(initial)和不变(un-changed,constant)荧光强度等。
它是已经暗适应的光合qP=1qN=0机构全部PSII中心都开放时的荧光强度,qP1,qN0。
绝大部分学者都认为,Fo荧光来自天线叶绿素aFi―荧光诱导动力学曲线O-I-D-F-T中I水平的荧光强度O I D F TFp―荧光诱导动力学曲线O-I-D-P-T中P水平的荧光强度Fs―荧光诱导动力学曲线O-I-D-P-T中T水平的荧光强度F O I D P TFm―黑暗中最大(maximum)荧光,它是已经暗适应的光合机构全部PSII中心都关闭时的荧光强度,qP=0。
中心都关闭时的荧光强度这时所有的非光化学过程都最小,qN=0,这是标准的最大荧光。
Fm’―光下最大荧光,在光适应状态下全部PSII 中心都关闭时的荧光强度,qp=0,qN≥O。
Fm'受非光化学猝灭的影响,而不受光化学猝灭的影响。
Fo’―光下最小荧光,在光适应状态下全部PSII 中心都开放时的荧光强度,qp=1,qN≥0。
为了使照光后所有的PSII中心都迅速开放,般在照光后和中心都迅速开放,一般在照光后和测定前应用一束远红光(波长大于680nm,使用的波长735nm,几秒钟)。
几秒钟)Fv―黑暗中最大可变(variable)荧光强度,Fv=Fm-Fo。
Fv’―光下最大可变荧光强度,Fv'=Fm'-Fo'。
表明PSII光化学效率的参数Fv/Fm―没有遭受环境胁迫并经过充分暗适应的植物F/F叶片PSII最大的或潜在的量子效率指标,它是比较恒定的,一般在0.80~0.85之间。
有时,Fv/Fm也被称为开放的PSII反应中心的能量捕捉效率。
Fv/Fo-是Fv/Fm的另一种表达方式,Fv/Fo=(Fv/Fm)/(1-Fv/Fm)。
Fv/Fo不是一个直接的效率指F/F(F/F)/(1F/F)F/F不是个直接的效率指标,但是它对效率的变化很敏感,一些处理引起的Fv/Fo变化的幅度比Fv/Fm变化的幅度大得多,所以在些情况下是表达资料的好形式Fv/Fo在一些情况下是表达资料的好形式。
此外,Fm/Fo也是Fv/Fm的另一种表达方式,因为Fm/Fo=(Fv+Fo)/Fo=Fv/Fo+1。
Fm/Fo(F+Fo)/Fo F/Fo+1(Fm’-Fs)/Fm’―作用光存在时PSII的实际的(F’F)/F’子效率(φ)即反应中荷分离的量子效率PSII),即PSII反应中心电荷分离的实际的量子效率。
Fs是稳态荧光水平,Fm’是在作用光存在是稳态荧光水平时个饱和光脉冲激发的荧光水平。
计算这个时一个饱和光脉冲激发的荧光水平。
计算这个参数不需要准确测定Fo,不受Fo变化的影响。
PSII实际的电子传递的量子效率这个参数[φPSII(Fm Fs)/Fm]不仅与碳同化有关,也与PSII=(Fm’-Fs)/Fm’]光呼吸及依赖O的电子流有关。
2由于光化学反应的量子效率φPSII是PSII光化学反应的量子效率,所以可以利用它计算非循环电子传递速率(ETR)以及体内的总光合电子传递能力:)以及体内的总光合电子传递能力ETR=φPSII×PFDa×0.505PFDa是被吸收的光通量密度(光合有效辐射μmol·m-2·s-1),0.5代表光能在两个光系统间的分配系数。
如果假设入射到叶片表面的光能的分配系数如果假设入射到叶片表面的光能平均有84%被叶片吸收,并且平均分配给两个光系统则上式可以写成光系统,则上式可以写成:ETR=φPSII×PFD×0.84×0.5。
08405Fv’/Fm’――开放的PSII 反应中心的激发能捕获效率,也称谓PSII 天线效率。
可以计算某PFD 下量子效率的相对限制或光合功能的相对限制L (PFD):L (PFD)=1-(qp ×Fv'/Fm')/0.83。
0.83是最适量子效率,qp 的最适值是l 。
由此式可以看到,限制来自qp 和Fv'/Fm'qp=1Fv'/Fm'=083=0的降低。
只有当qp 1和Fv /Fm 0.83时,L (PFD)0,即不存在限制。
使来估指标使用Fv’/Fm’可以来估以下指标:P=Fv'/Fm'×光化学反应相对份额q p ,天线热耗散的相对份额D=1-Fv'/Fm'。
热耗散的速率为(1'/')热耗散的速率为=(1-Fv'/Fm')×PFD 。
荧光猝灭参数q(Fm'Fs)/(Fm'Fo')光化学猝灭系数这里=(Fm'-Fs)/(Fm'-Fo'),光化学猝灭系数。
这里p,(Fm'-Fs)代表光化学猝灭的荧光。
q是表示PSIIp开放的反应中心所占比例,而1-qp则是关闭的反应的还原程度,有时被称为中心所占比例,反映Q中心所占比例反映的还原程度有时被称为APSII的激发压。