不同环境条件下植物叶绿素a、b含量的比较
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实验四:叶绿体色素的提取、分离及叶绿素a、b含量的测定实验目的1、了解叶绿素分离与提取的原理和方法2、了解它们的光学特性和理化性质3、了解叶绿素a、b含量测定的方法。
实验原理1.脂溶性叶绿体色素提取:可用乙醇、丙酮等有机溶剂提取。
2.分离:(1)叶绿体色素的分离<纸层析法>因吸附剂对不同物质的吸附力不同,当用适当的溶剂推动时,混合物中各种成分在两相(固定相和流动相)间具有不同的分配系数,所以移动速度不同,经过一定时间后,可将各种色素分开。
纸层析是以滤纸纤维为固定相,而以有机溶剂作为流动相。
由于样品中各物质有不同的分配系数,移动速度因此而不同,从而达到分离的目的。
(2)叶绿素与类胡萝卜素的分离<皂化反应>叶绿素是一种二羧酸——叶绿酸与甲醇和叶绿醇形成的复杂酯,故可与碱起皂化反应而生成醇与叶绿酸的盐,产生的盐能溶于水中,可用此法将叶绿素与类胡萝卜素分开。
3.叶绿素a、b含量的测定:根据朗伯—比尔定律,某有色溶液的吸光度A与其溶液浓度c和液层厚度L成正比,即:A=φCL(φ为吸光系数) 因此,根据叶绿体色素提取液对可见光谱的吸收,利用分光光度计在某一特定波长下测定其吸光度,用公式即可计算出提取液中各色素含量。
测定663nm 和645nm两个特定波长下的吸光度A,并根据叶绿素a、b在对应波长下的吸光系数即可求出叶绿素a、b含量。
其校正过的公式为:Ca=12.7A663-2.69A645 Ca:叶绿素a浓度,mg/LCb=22.9A645-4.68A663 Cb:叶绿素b浓度,mg/LCT=Ca + Cb CT:叶绿素总浓度,mg/L实验器材:1、仪器:剪刀、漏斗、烧杯、分光光度计、分液漏斗、铁架台、移液管、吸耳球、试管、毛细管、平底大试管、天平、研钵、滤纸2、试剂:石英砂、碳酸钙、丙酮、乙醚、四氯化碳、无水硫酸钠、30%KOH-甲醇溶液3、材料:菠菜实验步骤:1、叶绿素的提取称取去中脉叶片2g左右,剪碎放入研钵中加丙酮5ml,少许碳酸钙和石英砂,研磨成浆,再加入丙酮10ml,用漏斗过滤即为色素提取液,暗处备用。
70. 光合作用与植物叶绿素含量有何关系?关键信息项:1、光合作用的定义及过程2、植物叶绿素的性质与功能3、叶绿素含量对光合作用的影响机制4、影响叶绿素含量的因素5、不同植物叶绿素含量与光合作用效率的比较6、研究光合作用与叶绿素含量关系的方法与技术11 光合作用的定义及过程光合作用是绿色植物、藻类和某些细菌利用光能将二氧化碳和水转化为有机物,并释放出氧气的过程。
这个过程主要发生在植物的叶绿体中,包括光反应和暗反应两个阶段。
111 光反应在光反应阶段,光能被叶绿素等光合色素吸收,转化为化学能,形成 ATP(三磷酸腺苷)和 NADPH(还原型辅酶Ⅱ)。
同时,水分子被分解为氧气和氢离子。
112 暗反应暗反应阶段则利用光反应产生的 ATP 和 NADPH,将二氧化碳固定并转化为有机物,如葡萄糖等。
12 植物叶绿素的性质与功能叶绿素是植物进行光合作用的关键色素,分为叶绿素 a 和叶绿素 b两种类型。
它们能够吸收光能,并将其传递给反应中心,启动光合作用的过程。
叶绿素具有特定的吸收光谱,对红光和蓝紫光的吸收较强。
121 叶绿素的结构叶绿素分子由一个卟啉环和一个长链醇组成,卟啉环中心有一个镁离子。
这种结构使其能够有效地吸收光能。
122 叶绿素的合成与降解叶绿素的合成受到多种因素的调控,包括光照、温度、营养元素等。
同时,叶绿素也会在一定条件下发生降解,影响植物的光合作用能力。
13 叶绿素含量对光合作用的影响机制叶绿素含量直接影响着植物对光能的吸收和利用效率。
较高的叶绿素含量意味着更多的光能可以被捕获,从而为光合作用提供充足的能量。
131 光能吸收叶绿素含量增加,植物能够吸收更多的光能,提高光反应的效率,促进 ATP 和 NADPH 的生成。
132 电子传递叶绿素在光合作用的电子传递过程中发挥着重要作用,充足的叶绿素含量有助于保证电子传递的顺畅进行。
133 光合速率叶绿素含量与光合速率通常呈正相关,但在一定范围内,光合速率可能不再随叶绿素含量的增加而显著提高。
实验14叶绿素a和b含量的测定(分光光度法)一、目的学会Chla、b含量的测定方法,了解叶片中Chla、b的含量。
二、材料用具及仪器药品菠菜叶片、721分光光度计、天平、研钵、剪刀、容量瓶(25ml)、漏斗、滤纸、乙醇(95%)三、原理叶绿素a、b在波长方面的最大吸收峰位于665nm和649nm,同时在该波长时叶绿素a、b的比吸收系数K为已知,我们即可以根据Lambert Beer定律,列出浓度C与光密度D之间的关系式:D665=83.31Ca+18.60C b ........................................................................... .(1)Du9=24.54Ca+44.24 C b .......................................................................... .(2)⑴(2)式中的D665、D649为叶绿素溶液在波长665nm和649nm时的光密度。
为叶绿素a、b的浓度、单位为每升克数。
82.04、9.27为叶绿素a、b在、在波长665nm时的比吸收系数。
16.75、45.6为叶绿素a、b在、在波长649nm时的比吸收系数。
解方程式⑴(2),则得:C A=13.7 D 665—5.76 D 649 (3)C B=25.8 D 649——7.6 D 665 (4)G=C+C B=6.10 D 665+20.04 D 649 (5)此时,G为总叶绿素浓度,C A、C B为叶绿素a、b浓度,单位为每升毫克,利用上面(3)(4)(5)式,即可以计算叶绿素a、b及总叶绿素的总含量。
四、方法步骤1. 称取0.1克新鲜叶片,剪碎,放在研钵中,加入乙醇10ml共研磨成匀浆,再加5ml乙醇,过滤,最后将滤液用乙醇定容到25ml。
2. 取一光径为1cm的比色杯,注入上述的叶绿素乙醇溶液,另加乙醇注入另一同样规格的比色杯中,作为对照,在721分光光度计下分别以665nm和649nm波长测出该色素液的光密度。
题目:植物生长过程叶绿素含量的分析与研究任务内容(包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求)本文的研究方法主要以实验为基础,运用丙酮和乙醇的1:1混合法提取测定叶绿素,对提取的叶绿素进行分光光度法,在进行数据对比和图像观察时应用计算机,借助于这些软件工具,对叶绿素的成分结构进行分析。
具体时间安排:12月18日——12月30日学习叶绿素提取及分光光度法的相关知识。
1月2日——1月6日阅相关资料,确定论文提纲及相关论证内容。
1月9日——2月26日撰写开题报告提纲及相关论证内容2月27日——3月5日:查阅论文资料3月6日——3月12日:广泛搜索相关资料,初步了解相关内容3月13日——3月19日:筛选资料,选出密切相关的资料3月20日——3月26日:有针对性地阅读相关专业的书籍3月27日——4月20日:补充阅读过程中遇到的或遗漏的知识点4月21日——5月7日:进行论文的初步起稿做相关的实验和数据图像处理5月8日——5月28日:论文基本定稿5月29日——6月4日:在老师的帮助下认真修改论文6月5日——6月11日:充分做好论文答辩的准备6月12日——6月17日:进行论文答辩其中:参考文献篇数:20篇以上(其中外文文献3篇)图纸张数:说明书字数:论文字数:8000字左右外文翻译:专业负责人意见签名:年月日植物叶绿素的提取及分析研究摘要采用直接浸提法用丙酮与乙醇的1:1提取液对绿色植物叶绿素进行提取,并利用Arnon 公式测定叶绿素的含量。
绿色植物叶绿素含量与光合作用及氮素营养有密切关系,对绿色植物进行研究,叶绿素含量是重要指标,其定量测定是植物生理研究中必做的实验之一,对叶绿体结构的分析研究也是重要的手段,所以树木叶片叶绿素测定结果对决定树种的分布、科学育种及植物病理等研究具有指导意义。
本文分别从提取手段、提取溶剂和实验条件等几个方面综述了树木叶片叶绿素的提取用不同有机溶剂提取效果不同的机理;比较了不同树种叶片叶绿素含量的差别。
叶绿素a、b和c的作用
叶绿素是植物中最常见的色素,它们在光合作用中起着至关重
要的作用。
叶绿素a、b和c是三种不同类型的叶绿素,它们在植物
中扮演着特定的角色,为植物的生长和生存提供了必要的支持。
首先,叶绿素a是光合作用过程中最重要的色素之一。
它主要
存在于叶绿体的叶绿体膜中,能够吸收光能并将其转化为化学能。
叶绿素a的作用是捕获光子并将其转化为电子能,从而触发光合作
用的反应。
这种色素能够吸收蓝光和红光,因此在光合作用的不同
阶段都起着重要作用。
其次,叶绿素b是另一种重要的叶绿素类型。
它主要存在于叶
绿体的光合作用复合体中,起着辅助叶绿素的作用。
叶绿素b能够
吸收光能并将其传递给叶绿素a,从而增强光合作用的效率。
叶绿
素b通常吸收蓝光和橙黄光,补充了叶绿素a的吸收范围,使植物
能够更充分地利用光能。
最后,叶绿素c是一种在某些藻类和褐藻中发现的叶绿素类型。
它在光合作用中起着类似于叶绿素a的作用,能够吸收光能并将其
转化为化学能。
叶绿素c的作用使得这些藻类能够在水中进行光合
作用,为海洋生态系统的平衡提供了重要的支持。
总的来说,叶绿素a、b和c是植物和一些藻类进行光合作用的关键色素。
它们各自在光合作用中扮演着特定的角色,共同促进了植物的生长和生存。
对于维持地球生态平衡和人类生存来说,叶绿素的作用至关重要。
主要光合⾊素及作⽤特性曲线1,细菌叶绿素a;曲线2,叶绿素a;曲线3,叶绿素b;曲线4,藻胆红素;曲线5,β-类胡萝⼘素。
在多数情况下植物体内光合⾊素光谱在很⼤程度上受到光合膜中⾊素环境的影响。
在光合作⽤的反应中吸收光能的⾊素称为光合⾊素,主要有三种类型:叶绿素、类胡萝⼘素和藻胆素。
⾼等植物中含有前两类,藻胆素仅存在于藻类中。
叶绿素是使植物呈现绿⾊的⾊素,约占绿叶⼲重的1%。
植物的叶绿素包括a、b、c、d四种。
⾼等植物中含有a、b两种,叶绿素c、d存在于藻类中,⽽光合细菌中则含有细菌叶绿素。
类胡萝⼘素除了有吸收传递光能的作⽤外,还可在强光下逸散能量,具有使叶绿素免遭伤害的光保护作⽤。
类胡萝⼘素总是和叶绿素⼀起存在于⾼等植物的叶绿体中,此外也存在于果实、花冠、花粉、柱头等器官的有⾊体中。
⼀般来说,叶⽚中叶绿素与类胡萝⼘素的⽐值约为3∶1,所以正常的叶⼦总呈现绿⾊。
秋天或在不良的环境中,叶⽚中的叶绿素较易降解,数量减少,⽽类胡萝⼘素⽐较稳定,所以叶⽚呈现黄⾊。
藻胆素仅存在于红藻和蓝藻中,主要有藻红蛋⽩、藻蓝蛋⽩和别藻蓝蛋⽩三类,前者呈红⾊,后两者呈蓝⾊。
藻胆素也有收集光能的功能。
⽤分光光度计能精确测定光合⾊素的吸收光谱。
叶绿素最强的吸收区有两处:波长640~660nm的红光部分和430~450nm的蓝紫光部分。
叶绿素对橙光、黄光吸收较少,尤以对绿光的吸收最少,所以叶绿素的溶液呈绿⾊。
叶绿素a和叶绿素b的吸收光谱很相似,但也稍有不同:叶绿素a在红光区的吸收峰⽐叶绿素b的⾼,⽽蓝光区的吸收峰则⽐叶绿素b的低,也就是说,叶绿素b吸收短波长蓝紫光的能⼒⽐叶绿素a强。
⼀般阳⽣植物叶⽚的叶绿素a/b⽐值约为3∶1,⽽阴⽣植物的叶绿素a/b⽐值约为2.3∶1。
叶绿素b含量的相对提⾼就有可能更有效地利⽤漫射光中较多的蓝紫光,所以叶绿素b有阴⽣叶绿素之称。
类胡萝⼘素的吸收带在400~500nm的蓝紫光区,它们基本不吸收红橙光和黄光,从⽽呈现橙黄⾊或黄⾊。
叶绿素在光照条件下的变化叶绿素是植物体内一种重要的色素,在光照条件下其含量会发生变化。
本文将从光合作用、叶绿素含量的调节机制以及光照条件对叶绿素变化的影响等方面进行讨论。
我们来了解一下光合作用。
光合作用是植物通过光能转化为化学能的过程,是植物能量的主要来源。
光合作用主要发生在叶绿体中,而叶绿体内含有大量的叶绿素。
叶绿素能够吸收太阳光中的光能,并将其转化为植物所需的化学能,推动光合作用的进行。
叶绿素的含量会受到多种因素的调节,其中光照条件是最重要的因素之一。
在光照充足的情况下,植物会合成更多的叶绿素,以增加光合作用的效率。
当植物处于强光照射下时,叶绿素的含量会逐渐增加,以增强光能的吸收和利用能力。
而在光照不足的情况下,叶绿素的合成速率会降低,以减少能量的浪费。
这种调节机制使得植物能够适应不同光照条件下的生长环境。
光照条件对叶绿素的变化还会影响植物的生长和发育。
适宜的光照条件能够促进植物的光合作用,提高光能的利用效率,从而促进植物的生长。
但是,当光照过强或过弱时,都会对植物的生长造成不利影响。
过强的光照会导致叶绿素的过多吸收光能,产生过多的活性氧自由基,引发氧化损伤。
而过弱的光照则会限制植物的光合作用,导致植物生长缓慢,叶绿素含量降低。
在植物的生长过程中,叶绿素含量的变化还与植物的光合能力和营养状况密切相关。
光合能力强的植物通常会合成更多的叶绿素,以增加光能的吸收和利用能力。
而养分不足或缺乏的植物可能会出现叶绿素缺乏的情况,影响光合作用的进行。
叶绿素在光照条件下的变化还与植物的生理状态有关。
在植物生长的不同阶段,叶绿素的含量也会有所变化。
例如,在幼苗期,叶绿素的合成速率较低,因此叶绿素含量相对较低。
随着植物的生长,叶绿素的合成速率逐渐增加,叶绿素含量也会逐渐增加。
当植物进入成熟期后,叶绿素的合成速率会趋于稳定,维持在一个相对稳定的水平。
叶绿素在光照条件下的变化是植物为适应不同的光照环境而采取的一种调节机制。
生物光合作用试题1.(8分)某科学实验小组在夏季对甘草在不同遮光条件下的叶绿素含量、叶片的生长状况进行了检测。
实验分三组,A组不遮光、B组遮光50%、C组遮光75%,测定的叶绿素含量及叶片生长的相关数值如图l、图2,请根据相关数据,回答有关问题:(1)上述实验中,实验组是,对照组是。
(2)通过图表中的数据可知,条件更有利于甘草叶片的生长,原因是。
与A组和C组相比,B组的叶绿素 (填“a”或“b”)增长更快,说明它可能对光合作用的增强影响更大。
(3)A组和B组相比,光照条件更好,光合作用应该更强,但测定的结果是B组甘草叶片生长更好,除了上面分析的原因,还有什么可能的原因?【答案】(除特殊标出外,每空1分,共8分)(1)B组、C组 A组(2)遮光50%遮光50%条件下,甘草叶片合成的叶绿素最多,吸收利用的光能多,光合作用强,可贮存更多能量促进甘草叶片生长(2分) a供应不足,影响暗反应,导致光合作用不强(2分) (3)不遮光时光照太强,部分叶片气孔关闭,CO2【解析】(1)本题是探究甘草在不同遮光条件下的光合作用的情况,所以B组、C组是实验组,A组是对照组。
(2)通过图表中的数据可知,遮光50%条件下甘草的叶片生长最快,可能的原因是遮光50%条件下,甘草叶片合成的叶绿素最多,吸收利用的光能多,光合作用强,可贮存更多能量促进甘草叶片生长。
与A组和C组相比,B组的叶绿素a比叶绿素b增长快,说明它可能对光合作用的增强影响更大。
(3)A组和B组相比,光照条件更好,光合作用应该更强,但测定的结果是B组甘草叶片生长更好,除了叶绿素含量不同这一原因,最可能的原因是不遮光时光照太强,供应不足,影响暗反应,导致光合作用不强。
部分叶片气孔关闭,CO22.下图是小明同学在做“新鲜菠菜叶片中叶绿体中色素的提取和分离实验”的实验结果,老师说实验结果不理想,产生此结果的最可能原因是()A.误用蒸馏水作提取液和层析液B.研磨时未加入SiO2C.实验材料自身问题D.研磨时未加入CaCO3【答案】D【解析】绿叶中色素的提取和分离实验的结果:1.扩散最快的是胡萝卜素,扩散最慢的是叶绿素b,胡萝卜素〉叶黄素〉叶绿素a>叶绿素b;2.含量最多的是叶绿素a,含量最少的是胡萝卜素,叶绿素a>叶绿素b〉叶黄素〉胡萝卜素。
叶绿素的种类和功能1.引言1.1 概述叶绿素是一种绿色的光合色素,在植物、藻类和一些细菌中广泛存在。
它是光合作用中的重要组成部分,承担着能量转换和光能吸收的关键角色。
叶绿素的存在使得光能可以转化为化学能,从而推动了生物体的生长和发育。
叶绿素可以分为不同的种类,其中最常见的是叶绿素a、叶绿素b、叶绿素c和叶绿素d等。
每种叶绿素在结构上有所差异,这使得它们能够吸收不同波长的光线。
叶绿素a是最主要的叶绿素类型,在植物和大多数藻类中都存在。
它主要吸收蓝光和红光区域的光线,而对绿光的吸收较弱。
这也是为什么植物和叶绿素a含量丰富的藻类呈现出绿色的原因。
叶绿素b在植物和一些藻类中也普遍存在。
它在吸光光谱上与叶绿素a有所重叠,但主要吸收蓝绿光。
叶绿素b的存在扩展了光能的吸收范围,从而提供了额外的能量供给。
叶绿素c主要存在于一些较低级的海藻中,其结构和功能与叶绿素a和叶绿素b略有不同。
它们的吸光光谱也会有所差异,以适应不同的生存环境。
叶绿素d是一种较不常见的叶绿素类型,被发现存在于某些红藻中。
它们在光能吸收和光合作用方面具有特殊的适应能力。
总之,不同种类的叶绿素在结构和功能上略有差异,但它们都起到了至关重要的作用。
通过吸收光能,叶绿素使得光合作用得以进行,并为生物体的生长和发育提供了能量。
对于我们理解光合作用和生态系统的光合生产力也具有重要意义。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下信息:文章结构是指文本的整体框架和组织方式,合理的文章结构可以使读者更好地理解文章的内容,并使内容更加有逻辑性和条理性。
本篇文章的结构主要包括引言、正文和结论三部分。
引言部分为读者提供了对叶绿素的种类和功能主题的一个概述,概述可以简要介绍叶绿素是一类什么样的物质,其在生物体中的重要性,以及本文将要探讨的内容。
同时,还可以对整篇文章的结构进行概括性的说明,引导读者对文章的大致内容有一个初步的了解。
正文部分是本文的重点部分,将详细介绍叶绿素的种类和功能。
4.6 12 种彩叶树种色素含量变化4.6.1 叶绿素a 的含量变化分析不同彩叶树种叶片中叶绿素 a 的含量不同,由图13 可知,12 种树种叶片中叶绿素a 的含量变化动态一致,呈现单峰式的变化,叶片在 5 月和10 月即新叶和老叶中叶绿素 a 含量较低,成熟叶片中叶绿素 a 含量较高。
五角枫的叶绿素 a 的含量则在 6 月最高为 1.65mg·g-1;紫叶碧桃、紫叶李、紫叶矮樱、金叶国槐、金叶女贞、黄栌、火炬树、柿树、银杏的叶绿素 a 的含量均在7 月份达到最大值,最高的为紫叶碧桃 3.33mg·g-1,黄栌 3.10mg·g-1;金叶国槐、鹅掌楸的叶绿素 a 的含量在8 月份到达峰值。
5 月-10 月中,12 种彩叶树种叶绿素 a 的平均含量由大到小的顺序为:紫叶碧桃、紫叶矮樱、紫叶李、柿树、黄栌、火炬树、金叶国槐、五角枫、银杏、鹅掌楸、女贞、金叶连翘。
紫叶碧桃的平均含量最大为 2.77mg·g-1,金叶连翘的平均含量最小为0.33mg·g-1。
4.6.2 叶绿素b 的含量变化分析12 种树种叶片中叶绿素b 的含量变化动态一致,均呈现单峰式的变化,叶片中叶绿素 b 的含量低于叶绿素 a 的含量,其值均低于1mg·g-1。
新叶和老叶中叶绿素 b 含量较低,成熟叶片中含量较高。
五角枫叶绿素 b 的含量在 6 月份达到峰值,紫叶碧桃、金叶女贞、金叶连翘、黄栌、火炬树的叶绿素 b 的含量在7 月份达到峰值,紫叶矮樱、紫叶李、金叶国槐、柿树、银杏、鹅掌楸在8 月份达到峰值,5-10 月份叶绿素 b 含量的平均值由大到小的顺序与叶绿素 a 的排序基本一致,最高的为紫叶矮樱平均含量为0.69mg·g-1,最低的为金叶连翘平均含量为0.11mg·g-1。
表7 5-10 月份12 种彩叶植物的叶绿素含量变化(mg·g-1)5-10 月份,12 种彩叶树种的叶绿素含量变化呈现不同的变化。
生命科学与工程学院提高性实验报告 - 1 - 一、实验课题名称:不同环境条件下植物叶绿素a、b含量的比较 二、选题背景或文献综述: 《植物生理学实验指导》(第四版)、《植物生理学》(第六版)、上网查阅相关资料 阴生植物也称“阴性植物”,是在较弱的光照条件下生长良好的植物,但并不是阴生植物对光照强度的要求越弱越好,而是必须达到阴生植物的补偿点,植物才能正常生长,阳生植物也称“阳性植物”,光照强度对植物的生长发育及形态结构的形成有重要作用,在强光环境中生长发育健壮,在阴蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳性植物,这类植物要求全日照,并且在水分、温度等条件适合的情况下,不存在光照过强的问题。 阳生植物和阴生植物的区别:关于光的饱和点和补偿点光是光合作用的能量来源,光照强度直接影响光合速率,在其它条件都适宜的情况下,在一定范围内,光合速率随光照强度提高而加快,当光照强度高到一定数值后,光照强度再提高而光合速率不再加快,这种现象叫光饱和现象。开始达到光饱和现象的光照强度称为光饱和点,在光饱和点以下,随着光照强度减弱,光合速率减慢,当减弱到一定光照强度时,光合作用吸收二氧化碳量与呼吸释放二氧化碳的量处于动态平衡,这时的光照强度称为光补偿点。此时植物制造有机物量和消耗有机物量相等,不同类型植物的光饱和点和补偿点是不同的,阳性植物的光饱和点和补偿点一般都高于阴性植物。 生命科学与工程学院提高性实验报告 - 2 - 结构和特性的区别:阴生植物的叶片的疏导组织比阳生植物稀疏,以叶绿体来说,阳生植物有较大的基粒,基粒片层数目多的多,叶绿素含量也高,阴生植物在较低的光照条件下充分的吸收光线,叶绿素a/叶绿素b的比值小,能够强烈的利用蓝紫光,阳性植物叶片小而厚,表面具蜡质或绒毛,叶脉密,单位面积内气孔多,叶绿素含量高,体内含盐分多,渗透压高,可以抗高温干旱,阳生植物的气孔一般在叶片下表皮分布的数量多于上表皮,这样可以避免阳光直晒而减少水分散失,阳生植物的呼吸速率高于阴生植物。 区分阳生植物与阴生植物,主要是根据植物对光照强度需要的不同,阳生植物要求充分直射日光才能生长或生长良好,阴生植物适宜于生长在荫蔽环境中,它们在完全日照下反而生长不良或不能生长,阳生植物和阴生植物之所以能适应不同光照,是与它们的生理特征和形态特征不同有关,以光饱和点来说,阳生植物的光饱合点是全光照(即全部太阳光照)的100%,而阴生植物是全光照的10%~50%。因为阴生植物叶片的输导组织比阳生植物的稀疏,当光照强度增大时,水分对叶片的供给不足,阴生植物便不再增加光合速率,以叶绿体来说,阴生植物与阳生植物相比,前者有较大的基粒,基粒片层数目多,叶绿素含量较高,能在较低光照强度下充分地吸收光线。此外,由于叶绿素b含量相对较多,易于吸收遮阴处的光(如漫射光),因而适于遮阴处生长。植物的光补偿点,即同一叶子在同一时生命科学与工程学院提高性实验报告 - 3 - 间内,光合过程中吸收的CO2和呼吸过程中放出的CO2等量时的光照强度,以光补偿点来说,阳生植物高于阴生植物,由此可推断,阳生植物的正常呼吸作用强于阴生植物。 三、实验目的和要求: 1、学会用分光光度法测定不同环境条件下植物叶绿素a、b含量; 2、熟悉在未经分离的叶绿体色素溶液中测定叶绿素a、b含量的方法及其计算。 四、实验条件: 实验材料:金盏菊的叶片和野豌豆的叶片。 实验药品:丙酮、碳酸钙。 实验设备:分光光度计、离心机、天平、剪刀、研钵、漏斗、移液管。 五、实验原理与方法: 外界环境因子(如光照、温度、矿质元素等)的变化会影响植物叶绿体色素的含量。如果混合液中的两个组分,它们的光谱吸收峰虽有明显的差异,但吸收曲线彼此又有些重叠,在这种情况下要分别测定两个组分,可根据Lamber-Beer定律,通过代数方法,计算一种组分由于另一种组分存在时对吸光度的影响,最后分别得到两种组分的含量。叶绿素a和b的吸收光谱曲线,叶绿素a的最大吸收峰在 663 nm,叶绿素b在 645nm,吸收曲线彼此又有重叠。根据Lambert-Beer定律,最大吸收光谱峰不同的两个生命科学与工程学院提高性实验报告 - 4 - 组分的混合液,它们的浓度C与吸光度A之间有如下的关系。 OD663 = 82.04 Ca+9.27Cb OD645= 16.75 Ca+45.60Cb 经过整理之后,得到下列公式 Ca=0.0127OD663-0.00269OD645 (1) Cb=0.0229A645—0.00468A663 (2)改写为下列形式: Ca=12.7A663-2.69A645 (3) Cb=22.9A645—468A663 (4) CT=Ca+Cb=8.02 A663+20.21A645 (5) 式中 CT为总叶绿素浓度,单位为 mg/L。利用上面公式,即可计算出叶绿素a和b及总叶绿素的浓度。 六、实验方案或实验步骤设计: 1、实验材料的培养和处理:试验前采集不同环境条件下的植物叶片。 2、色素的提取:取新鲜叶片,剪去粗大的叶脉并剪成碎片,称取0.5g放入研钵中加纯丙酮5ml。少许碳酸钙和石英砂,研磨成浆,再加80%丙酮5ml,将匀浆转入离心管,并用适量80%丙酮洗涤研钵,一并转入离心管,离心后弃沉淀,上清夜用80%丙酮定容至20ml。 3、测定光密度:取上述色素提取液1ml,加80%丙酮4ml稀释后转入比色生命科学与工程学院提高性实验报告 - 5 - 杯中,以80%丙酮作对照,分别测定663nm,645nm处的光密度值。 4、按公式(3)(4)(5)分别计算色素提取液中叶绿素a 、叶绿素b、叶绿素a和叶绿素b的浓度。再根据稀释倍数分别计算每克鲜重叶片中色素的含量。 七、实验数据的处理:
八、实验结果与分析: 叶绿素a的浓度(mg/L) 叶绿素b的浓度(mg/L) 叶绿素a和b的浓度(mg/L) 每克鲜重叶片中色素的含量(mg) 金盏菊 6.1955 7.6635 13.8590 0.2696 野豌豆 21.3246 14.5763 35.9009 0.7039 野豌豆的光补偿点比金盏菊的光补偿点高,所以叶绿素总的含量也相应的较高,叶绿素a∕叶绿素b的值也较高,采用丙酮和酒精进行萃取,用分光光度法测定几种阳生植物和阴生植物的叶绿素a 与叶绿素b 以及总叶绿素的含量,结果表明,供试的2种植物中,总叶绿素含量趋势为:野豌
663nm处的光密度值 645nm处的光密度值 金盏菊 0.584 0.454 野豌豆 1.896 1.024 纯丙酮 0 0 生命科学与工程学院提高性实验报告
- 6 - 豆﹥金盏菊,可见阴生植物与阳生植物的叶绿素a、叶绿素b 和总叶绿素含量均有所差异,从而使它们的外观呈现出不同的色彩,光是植物生活所不可缺少的环境因子之一,各种植物在一定的光照环境里,形成了不同的生态习性,表现出两种不同的生态类型,阳生植物与阴生植物叶片外部形态的比较分析阳生植物一般枝叶稀疏、透光,自然整枝良好,茎通常较粗,节间较短,树皮较厚,叶较小,质地厚,色浅,植株开花结实率较高,生长较快。而阴生植物一般枝叶浓密,透光度小,自然整枝不良,茎通常细长,节间较长,树皮较薄,绝大部分叶片较大,质薄,色深,生长时一般能呈镶嵌状排列在同一平面上,以充分利用阴暗处不足的光线,植株生长通常较慢,阳生植物与阴生植物叶片内部结构的比较分析叶片是植物直接承受阳光的器官,所以它内部结构的分化受光的影响也较大。阳生植物的叶片表皮细胞壁常覆盖一层很厚的角质层,有的毛状附属物较多;叶片表皮细胞较小,壁较厚,排列紧密,气孔常小而密集;叶肉细胞强烈分化,栅栏组织发达,细胞小而排列紧密,有时上下表皮内侧均有栅栏组织,海绵组织不发达,胞内间隙较小;叶脉细而长,机械组织发达,而阴生植物叶的角质层较薄,气孔数较少,叶肉内的栅栏组织不发达,胞间隙较大,叶绿体较大,叶脉较稀。此外,阳生植物木质部的机械组织发达、维管束数目较多、含水量较少等,而阴生植物则相反,阳生植物和阴生植物叶绿素a 和叶绿素b 含量的比较分析可知,阳生植物的叶绿素a 与叶绿素b 生命科学与工程学院提高性实验报告 - 7 - 的含量均比阴生植物的高,阳生植物和阴生植物叶绿素a / 叶绿素b 比值的比较分析阴生植物叶片较大较薄, 叶肉细胞排列疏松,气孔经常开放,叶绿素a / b 值较小。由于叶绿素b 对蓝紫光的吸收力大于叶绿素a, 故阴生植物能很好地利用荫蔽条件下占优势的漫射光(蓝紫光),阳生植物则相反。由于阴生植物和阳生植物的生态环境与生活习性存在很大地差异,使阴生植物和阳生植物叶绿素的含量有所不同,且对于不同种类的阴生植物和阳生植物而言,其叶绿素种类也有所不同,因此,阴生植物和阳生植物在演化的过程中, 叶片结构有很大地不同,使其叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量各异,最终导致阴生植物和阳生植物叶片的颜色千差万别,植物在遮阴条件下,增加自身叶绿素含量,从而提高光合效率,这是植物对光照不足环境的一种适应,阴生植物在这方面可能有很好地补偿调节能力,而阳生植物的相对调节能力就比较差。 九、实验小结: 1、由于植物叶子中;含有水分,故先用纯丙酮进行提取,以使色素提取液中丙酮的最终浓度近似80%。 2、由于叶绿素a,叶绿素b的吸收峰很陡,仪器波长稍有偏差,就会使结果产生很大的误差,因此最好能用波长较正确的高级型分光光度计。