實(shí)驗(yàn)光合作用的測(cè)定-Dai

1、幾種植物的光合速率比較幾種植物的光合速率比較一、實(shí)驗(yàn)原理一、實(shí)驗(yàn)原理 CO2對(duì)紅外線的最大吸收波長(zhǎng)是對(duì)紅外線的最大吸收波長(zhǎng)是4.26m。TPS利用利用這一吸收特點(diǎn)測(cè)定這一吸收特點(diǎn)測(cè)定CO2的濃度，通過(guò)測(cè)定參比氣的絕的濃度，通過(guò)測(cè)定參比氣的絕對(duì)濃度和參比氣與分析氣的濃度差值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)濃度和參比氣與分析氣的濃度差值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1.光合速率及表示單位光合速率及表示單位 光合速率是指光合作用的固定二氧化碳（或產(chǎn)生氧）的速度。光合速率是指光合作用的固定二氧化碳（或產(chǎn)生氧）的速度。通常指單位時(shí)間單位生物量的通常指單位時(shí)間單位生物量的CO2吸收量或吸收量或O2的釋放量，也可的釋放量，也可用單位時(shí)間單位葉面積

2、上的干物質(zhì)積累量來(lái)表示。用單位時(shí)間單位葉面積上的干物質(zhì)積累量來(lái)表示。凈光合速率（凈光合速率（Net Photosynthetic Rate）/ 表觀光合速率表觀光合速率（Apparent Photosynthetic Rate）真正光合速率（真正光合速率（True Photosynthetic Rate）= 凈光合速率凈光合速率+ 呼吸速率呼吸速率2、光合速率的測(cè)定方法、光合速率的測(cè)定方法 14C18O2 + 2H2O 14CH218O + H218O + O2 CO2吸收量吸收量 干物質(zhì)積累量干物質(zhì)積累量 O2釋放量釋放量 紅外線紅外線CO2氣體分析儀氣體分析儀 改良半葉法改良半葉法 氧電極

3、法氧電極法 紅外線紅外線CO2測(cè)定法測(cè)定法 紅外氣體分析儀（紅外氣體分析儀（IRGA）封閉系統(tǒng)：植物材料密閉在同化室中，用封閉系統(tǒng)：植物材料密閉在同化室中，用IRGA連續(xù)監(jiān)測(cè)同化室連續(xù)監(jiān)測(cè)同化室內(nèi)內(nèi)CO2濃度的變化，根據(jù)葉片面積，同化室體積計(jì)算光合速率。濃度的變化，根據(jù)葉片面積，同化室體積計(jì)算光合速率。 開(kāi)放系統(tǒng)：分別測(cè)定流經(jīng)同化室前的開(kāi)放系統(tǒng)：分別測(cè)定流經(jīng)同化室前的參比氣參比氣與流經(jīng)同化室后的與流經(jīng)同化室后的分分析氣析氣的的CO2濃度，根據(jù)氣體流量、葉片面積、參比氣和分析氣的濃度，根據(jù)氣體流量、葉片面積、參比氣和分析氣的CO2濃度差，求出葉片的光合速率。濃度差，求出葉片的光合速率。 氧電極法

4、氧電極法 改良半葉法（稱(chēng)重法）改良半葉法（稱(chēng)重法）ACFFPPP：氣泵；F：流量計(jì)；C：同化室；穩(wěn)定CO2氣體LI-6200光合作用分析系統(tǒng)光合作用分析系統(tǒng)LCA-4光合作用分析系統(tǒng)光合作用分析系統(tǒng)紅外線紅外線CO2測(cè)定法測(cè)定法光合速率光合速率呼吸速率呼吸速率蒸騰速率蒸騰速率氣孔導(dǎo)度氣孔導(dǎo)度光強(qiáng)光強(qiáng)溫度溫度濕度濕度便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)（便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)（TPS-1） CO2濃度測(cè)定：濃度測(cè)定：分析儀由紅外光源（鎢燈）和內(nèi)部分析儀由紅外光源（鎢燈）和內(nèi)部高度拋光的氣體可以通過(guò)的鍍金管組成，紅外光源高度拋光的氣體可以通過(guò)的鍍金管組成，紅外光源安裝在鍍金管的末端，鍍金管的另一側(cè)為紅外檢測(cè)安裝

5、在鍍金管的末端，鍍金管的另一側(cè)為紅外檢測(cè)器，只允許器，只允許4.26m的紅外光通過(guò)，所以只對(duì)的紅外光通過(guò)，所以只對(duì)CO2作作出響應(yīng)。出響應(yīng)。 水蒸氣壓的測(cè)定：水蒸氣壓的測(cè)定：由電容傳感器測(cè)定，傳感器安裝由電容傳感器測(cè)定，傳感器安裝在一個(gè)可以測(cè)定電容量的電路中，其聚合體層的含在一個(gè)可以測(cè)定電容量的電路中，其聚合體層的含水量取決于空氣中水蒸氣壓的含量，聚合體的電容水量取決于空氣中水蒸氣壓的含量，聚合體的電容量取決于聚合體本身的含水量，所以通過(guò)校正可以量取決于聚合體本身的含水量，所以通過(guò)校正可以測(cè)定空氣中的含水量。測(cè)定空氣中的含水量。氧電極法氧電極法二、器材與試劑二、器材與試劑1. 實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器

6、 便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)TPS-12. 實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)材料 ：白菜，綠蘿：白菜，綠蘿三、實(shí)驗(yàn)步驟三、實(shí)驗(yàn)步驟1. 氣路連接。氣路連接。REF是參比氣路的進(jìn)氣管；是參比氣路的進(jìn)氣管；PLC A是分析氣路的是分析氣路的進(jìn)氣管。進(jìn)氣管。2.葉室連接。葉室電源信號(hào)插頭連接到葉室連接。葉室電源信號(hào)插頭連接到TPS前面板上標(biāo)有前面板上標(biāo)有PLC的的15針針D型插口上。型插口上。3. 開(kāi)機(jī)打開(kāi)開(kāi)機(jī)打開(kāi)TPS后，大約后，大約7秒鐘后顯示如下主菜單。秒鐘后顯示如下主菜單。 1 REC 2 CAL 3 DMP 4 CLR 5 CLK 6 DIAG記錄（記錄（1 REC） 在這個(gè)模式中，測(cè)定、顯

7、示和記錄所有的環(huán)境參數(shù)。選擇在這個(gè)模式中，測(cè)定、顯示和記錄所有的環(huán)境參數(shù)。選擇1REC后，緊接著顯示的后，緊接著顯示的4個(gè)菜單表明系統(tǒng)目前的配置，檢個(gè)菜單表明系統(tǒng)目前的配置，檢查并改變系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)后，按查并改變系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)后，按“Y”鍵將進(jìn)入下面的菜單。鍵將進(jìn)入下面的菜單。菜單菜單1 SET PLC 1:BROAD 2:UNIVERSAL 選擇通用葉室選擇通用葉室（ 2：Universal）菜單菜單2 1REC:A 2INT:001 FLO:300 1REC：記錄類(lèi)型，按：記錄類(lèi)型，按1鍵可以在鍵可以在A（自動(dòng)記錄）和（自動(dòng)記錄）和M（手動(dòng)（手動(dòng)記錄）記錄）之間轉(zhuǎn)換。之間轉(zhuǎn)換。 2INT：設(shè)置

8、自動(dòng)記錄的時(shí)間間隔。：設(shè)置自動(dòng)記錄的時(shí)間間隔。菜單菜單3 1: LIGHT=SUN (or LAMP) 2: LEAF AREA = 04.5（葉室面積）（葉室面積）SUN 自然光自然光LAMP 人工光源。人工光源。LEAF AREA 葉室內(nèi)的實(shí)際葉面積（葉室內(nèi)的實(shí)際葉面積（cm2）。）。菜單菜單4 1P:01 R:01 FREE RECORDS nnn1P 小區(qū)號(hào)，用于識(shí)別不同處理的測(cè)定記錄。小區(qū)號(hào)，用于識(shí)別不同處理的測(cè)定記錄。R 記錄號(hào)，如果改變小區(qū)號(hào)，記錄號(hào)重新設(shè)置為記錄號(hào)，如果改變小區(qū)號(hào)，記錄號(hào)重新設(shè)置為1。FREE RECORDS 還能存儲(chǔ)測(cè)定結(jié)果的數(shù)量（還能存儲(chǔ)測(cè)定結(jié)果的數(shù)量（82

9、0）。）。按按Y鍵鍵進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。當(dāng)溫度穩(wěn)定后，分析儀開(kāi)始工作并且顯示測(cè)定進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。當(dāng)溫度穩(wěn)定后，分析儀開(kāi)始工作并且顯示測(cè)定參數(shù)。參數(shù)。 C nnnn +/-nnn Q nnnn H nn.n +/-nn.n T nn.nC 參比參比CO2濃度（濃度（ppm，00002500）；）；+/-nnn 參比氣與分析氣參比氣與分析氣CO2濃度差值（濃度差值（ppm）；）；Q 光照強(qiáng)度（光照強(qiáng)度（molm-2s-1，0002500）；）；H 參比水蒸氣壓（毫巴，參比水蒸氣壓（毫巴，00.075.0）；）；+/-nn.n 參比氣與分析氣水蒸氣壓之間的差值（毫巴）；參比氣與分析氣水蒸氣壓之間的差值（毫巴

10、）；T 葉室溫度（葉室溫度（）。）。按按轉(zhuǎn)換鍵（轉(zhuǎn)換鍵（X）可以使測(cè)定數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果交替顯示。可以使測(cè)定數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果交替顯示。 E nn.nn G nnnn T nn A +/-nn.n CI nnnE 蒸騰速率（蒸騰速率（mmolm-2s-1）；）； G 氣孔導(dǎo)度（氣孔導(dǎo)度（mmolm-2s-1）T 葉片溫度（葉片溫度（）；）；A 同化速率同化速率/凈光合速率（凈光合速率（molm-2s-1）；）；CI 細(xì)胞間隙細(xì)胞間隙CO2濃度（濃度（ppm）。）。4. 進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)后，檢查儀器的運(yùn)行狀態(tài)。進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)后，檢查儀器的運(yùn)行狀態(tài)。 葉室中不放葉片，合緊葉室中不放葉片，合緊 葉室。葉室。 待測(cè)

11、量界面（待測(cè)量界面（C nnnn 參比氣參比氣CO2濃度穩(wěn)定濃度穩(wěn)定; +/-nnn 分析分析氣與參比氣氣與參比氣CO2濃度差穩(wěn)定濃度差穩(wěn)定002）表示狀態(tài)正常。）表示狀態(tài)正常。5. 打開(kāi)葉室，夾住葉片。打開(kāi)葉室，夾住葉片。 注意不要遮住光量子探頭；注意不要遮住光量子探頭； 先不打開(kāi)光源，先不打開(kāi)光源，3-4min后，當(dāng)后，當(dāng)+/-nnn顯示的數(shù)字穩(wěn)定后，按顯示的數(shù)字穩(wěn)定后，按0/R鍵將保存顯示的數(shù)據(jù)并且顯示測(cè)量參數(shù)；鍵將保存顯示的數(shù)據(jù)并且顯示測(cè)量參數(shù)； 打開(kāi)光源，打開(kāi)光源， 3-4min后開(kāi)始測(cè)量，步驟同上。后開(kāi)始測(cè)量，步驟同上。 6. 測(cè)量完成后將儀器通過(guò)數(shù)據(jù)線與電腦連接，在測(cè)量完成后將儀

12、器通過(guò)數(shù)據(jù)線與電腦連接，在PP Systems公公司提供的專(zhuān)門(mén)軟件將數(shù)據(jù)導(dǎo)出。司提供的專(zhuān)門(mén)軟件將數(shù)據(jù)導(dǎo)出。7. 光合速率的計(jì)算光合速率的計(jì)算 Pn 式中式中 Pn 光合速率（光合速率（ molm-2s-1）；）； C CO2濃度差（濃度差（l/L）；）； F 葉室流量（葉室流量（L/min）；）； S 葉片面積（葉片面積（m2）；）； t 同化室的溫度；同化室的溫度； P 大氣壓（大氣壓（MPa）。）。試驗(yàn)材料試驗(yàn)材料 CO2濃度濃度 光強(qiáng)度光強(qiáng)度 溫度溫度 蒸騰速率蒸騰速率 氣孔導(dǎo)度氣孔導(dǎo)度 凈光合速率凈光合速率 測(cè)定結(jié)果記載表測(cè)定結(jié)果記載表 四、注意事項(xiàng)四、注意事項(xiàng)1. 儀器處于測(cè)量狀態(tài)時(shí)不要關(guān)機(jī)，否則可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)指示儀器處于測(cè)量狀態(tài)時(shí)不要關(guān)機(jī)，否則可能導(dǎo)致