叶绿素的萤光现象与磷光现象（1）萤光现象：是指叶绿素在透射光下为红色,而在反射光下为白色的现象叶绿素荧光现象的原理,这绿光就是叶绿素受光迸发后发射的萤光。叶绿素碱液的萤光可达吸收光的10%左右。而鲜叶的萤光程度较低,指占其吸收光的0。1~1%左右。（2）磷光现象：叶绿素不仅照光时间能辐射出萤光外,去除光源后仍能辐射出微弱绿光,既为磷光。1）调制叶绿素萤光调制叶绿素萤光全称脉冲-振幅-调制（Pulse--,PAM）叶绿素萤光,我们国外通常简称调制叶绿素萤光,检测调制叶绿素萤光的仪器叫调制萤光仪,或叫PAM。调制叶绿素萤光（PAM）是研究光合作用的强悍工具,与光合放氧、气体交换并称为光合作用检测的三大技术。因为其检测快速、简单、可靠、且检测过程对样品生长基本无影响,目前已成为光合作用领域发表文献最多的技术。2）调制叶绿素萤光仪的工作原理1983年,WALZ公司首席科学家,荷兰乌兹堡学院院长博士借助调制技术和饱和脉冲技术,设计制造了全世界第一台脉冲振幅调制（Pulse--,PAM）萤光仪——PAM-101/102/103。ewg物理好资源网(原物理ok网)

所谓调制技术,就是说用于迸发萤光的检测光具有一定的调制（开/关）频度,检查器只记录与检测光同频的萤光,因而调制萤光仪容许检测所有生理状态下的萤光,包括背景光很强时。正是因为调制技术的出现,才促使叶绿素萤光由传统的“黑匣子”（防止环境光）检测迈向了野外环境光下检测,由生理学迈向了生态学。所谓饱和脉冲技术,就是打开一个持续时间很短（通常大于1s）的强光关掉所有的电子门（光合作用被暂时抑制）,因而使叶绿素萤光达到最大。饱和脉冲（Pulse,SP）可被看作是光化光的一个特例。光化光越强,PSII释放的电子越多,PQ处累积的电子越多,也就是说关掉态的电子门越多,F越高。当光化光达到使所有的电子门都关掉（不能进行光合作用）的硬度时,就称之为饱和脉冲。打开饱和脉冲时,原本处于开放态的电子守门员该用于光合作用的能量转化为了叶绿素萤光和热,F达到最大值。经过充分暗适应后,所有电子门均处于开放态,打开检测光得到Fo,此时给出一个饱和脉冲,所有的电子门就都将该用于光合作用的能量转化为了萤光和热,此时得到的叶绿素萤光为Fm。按照Fm和Fo可以估算出PSII的最大量子产值Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm,它反映了动物的潜在最大光合能力。ewg物理好资源网(原物理ok网)

ewg物理好资源网(原物理ok网)

在光照下光合作用进行时,只有部份电子门处于开放态。假如给出一个饱和脉冲,原本处于开放态的电子守门员该用于光合作用的能量转化为了叶绿素萤光和热,此时得到的叶绿素萤光为Fm’。按照Fm’和F可以求出在当前的光照状态下PSII的实际量子产值Yield=ΦPSII=ΔF/Fm’=(Fm’-F)/Fm’,它反映了动物目前的实际光合效率。在光照下光合作用进行时,只有部份电子门处于关掉态,实时萤光F比Fm要低,也就是说发生了萤光淬灭（）。动物吸收的光能只有3条去路：光合作用、叶绿素萤光和热。依据能量守恒：1＝光合作用＋叶绿素萤光＋热。可以得出：叶绿素萤光＝1－光合作用－热。也就是说,叶绿素萤光产值的增长（淬灭）有可能是由光合作用的降低或热耗散的降低导致的。由光合作用的引发的萤光淬灭称之为光物理淬灭（,qP）；由热耗散造成的萤光淬灭称之为非光物理淬灭（non-,qN或NPQ）。光物理淬灭反映了动物光合活性的高低；非光物理淬灭反映了动物耗散短缺光能为热的能力,也就是光保护能力。光照状态下打开饱和脉冲时,电子门被完全关掉,光合作用被暂时抑制,也就是说光物理淬灭被全部抑制,但此时萤光值还是比Fm低,也就是说还存在萤光淬灭,这种剩余的萤光淬灭即为非光物理淬灭。ewg物理好资源网(原物理ok网)

淬灭系数的估算公式为：qP=(Fm’-Fs)/Fv’=1-(Fs-Fo’)/(Fm’-Fo’)；qN=(Fv-Fv’)/Fv=1-(Fm’-Fo’)/(Fm-Fo)；NPQ=(Fm-Fm’)/Fm’=Fm/Fm’-1。当F达到稳态后关掉光化光,同时打楚雄绿光（Far-redLight,FL）（约持续3－5s）,推动PSI迅速吸收累积在电子门处的电子,使电子门在很短的时间内回到开放态,F回到最小萤光Fo附近,此时得到的萤光为Fo’。因为在野外检测Fo’不便捷,因而野外版的调制萤光仪（除PAM-2100和WATER-PAM）外,多数不配置远绿光。此时可以直接借助Fo取代Fo’来估算qP和qN,虽然得到的参数值有轻微差别,但qP和qN的变化趋势与借助Fo’计算时是一致的。因为NPQ的估算不需Fo’,近10几年来得到了越来越广泛的应用。按照PSII的实际量子产值ΔF/Fm’和光合有效幅射（,PAR）还可估算出光合电子传递的相对速度rETR=ΔF/Fm’?PAR?0。84?0。5。其中0。84是动物的经验性吸光系数,0。ewg物理好资源网(原物理ok网)

5是假定动物吸收的光能被两个光系统均分。3）最好用的调制叶绿素萤光仪PAM-101/102/103,最精典的机型,虽已停产,但在国际最知名的光合作用实验室,仍是主打型号,缘由很简单,它老不坏啊,呵呵PAM-2000/PAM-2100,最畅销的便携式型号,应用十分广泛MINI-PAM,比PAM-2100实惠,功能同样强悍-PAM,全球第一台可水下原位检测动物生理的仪器,仪器全防水设计,在珊瑚研究领域应用十分广泛-PAM,新型萤光成像系统,最有意思的是一个主机可以联接多个探头,功能超级强悍,是“下一代”产品DUAL-PAM-100叶绿素荧光现象的原理,同步检测叶绿素萤光和P700,也就是同时研究PSII和PSI活性,在技术上有重大革新ewg物理好资源网(原物理ok网)

发表评论