植物生理-硕士-实验报告

实验一、AP4气孔计测定植物蒸腾速率

一、实验原理

蒸腾速率与气孔导度、土壤含水量和叶片相对含水量关系密切。气孔导度可以用来评价城市大气污染状况，表征植物的生理状态，甚至可以用作抗旱植物、抗污染植物的筛选指标。AP4气孔计根据循环扩散的原理，由植物叶片表明湿度的变化进行测量计算，得到气孔导度、气孔阻力等数据，并计算出植物蒸腾速率。

二、植物材料与方法

1.植物材料：白鹤芋

2. 使用仪器：AP4气孔计；

3. 实验步骤：

（1）将装满打开仪器，进入校准界面，对仪器进行开机校准。首先进入校准菜单，将叶室夹张开，轻轻晃动，测定环境中湿度值，然后使用铺好潮湿滤纸的校准板，按照屏幕上的提示逐一校准6个点。仪器根据测定情况自动提示曲线的拟合状况，一般拟合标准在5%以内对测量影响不大，可以接受。若校准后，匹配率大于5%，需要重新校准。

（2）校准后进入测量菜单，开始正式测量。每测量一个值，需要待取值稳定两次再记录，而且叶室夹带黑色胶圈一侧为测量端，与待测叶表面接触。

（3）进入预览选项查看所需数据，用数据线将仪器和电脑相连，导出数据。

三、实验结果

见附表1

四、结果分析与体会

1、首先要保证仪器匹配的错误率在5%以内的数据才算是对研究分析有效地数据。但是本次试验，我们组的匹配的错误率是14.5%，因此用作严格的实验分析并不准确，但本次试验的目的是学会使用和理解AP4气孔计测定方法。

2、植物叶片气孔的蒸腾速率受很多因素的影响。例如：温度、湿度、C02含量、光照等。在实验测定过程中，一直处于室内状态，因当天天气较阴冷，植物的气孔蒸腾速率很小，且测定起来很慢。

实验二、叶绿素荧光仪测荧光参数

实验1.1 叶绿素荧光产量

一、实验材料和器材

绿叶、PAM荧光仪

二、实验原理

叶绿素是光合作用色素系统的主要组分，起吸收光能和将光能传递给反应中心的作用。光合作用的能量转换主要是指光系统Ⅰ和光系统Ⅱ的反应中心的电荷分离过程，也就是特殊的叶绿素分子将电子传递给电子受体的过程。目前已经证明活体叶绿素荧光主要与光系统Ⅱ有关（与Ⅰ）无关。荧光发射、光化学能量转化和热耗散均来源于叶绿素分子吸收光能的单线激发态。这三种去激发途径之间存在的关系是：F+P+D=1

三、实验步骤

1、叶片与荧光标准的比较

2、光化光强度对叶绿素荧光的影响

3、远红光的作用

4、饱和脉冲的作用

四、实验结果

结果如图：

五、实验结论和分析

1、活体叶绿素荧光主要来源于光系统Ⅱ。照射红光可以引起Ft上升，这是因为

电子在两个光系统之间的积累。当照射远红光时，可以促进光合系统Ⅰ，光系统Ⅱ受体则被氧化，Ft降低。

2、PAM荧光仪测量的是荧光产量，在死样品中荧光产量相当稳定，而在活样品

中，荧光产量的变化范围可以达5倍。

3、随着光化光强度的增加，Ft总是先上升后下降，这反映了光和器官对光环境

改变后的适应能力。

4、远红光会使荧光产量降低。这说明远红光可以通过启动光系统Ⅰ的活性来氧

化光系统Ⅱ的受体侧，从而增加了光系统Ⅱ的量子产量。

实验1.2 叶绿素荧光参数F O、Fm等的测定

一、实验原理

叶绿素荧光是活体植物光合作用的探针。当叶绿素分子受到外加激发光激发后，能量主要以3种方式散失，即荧光、光化学反应和热耗散。这3种能量的总和相等，但彼此制约。光合作用具有两个光系统，光系统Ⅰ（PSI）和光系统（PS Ⅱ）,它们之间具有蛋白或蛋白复合体组成的复杂的电子传递链，电子由最初的原初电子受体特殊对叶绿素a分子通过电子传递到达电子受体，生成NADPH和ATP的还原力，并最终将二氧化碳还原为有机物，同时生成氧气，将电能最终转化为稳定的化学能。调制叶绿素荧光仪考虑到光合作用生理过程以及植物自然状态下生长的昼夜节律，用光化光、远红光近似模拟出植物自然状态下的光照条件，用可调制频率的脉冲光唯一地指示叶绿素荧光信号，通过进行饱和脉冲分析和进行荧光诱导曲线的绘制等方法研究植物对光信号变化的应答及植物的光合特性等。

如图1所示，植物在黑暗或低光照条件下经过一定时间的暗适应，打开测量光后，植物显示一定的荧光信号F

，这是初始荧光值，该值大小与叶绿素浓度有

关。然后给植物一个瞬间很强的饱和脉冲光，叶绿素分子激发出暗适应条件下的最大荧光值Fm，之后，荧光值缓慢下降。打开光化光之后，荧光值先上升，然后缓慢下降到近平衡，此时再给予饱和脉冲光，植物由激发出一个荧光高峰，这是光下的最大荧光Fm’，植物状态趋于平稳后关闭光化光同时打开远红光，荧

处，然后逐渐恢复到新的平衡状态。因此，调制叶绿素荧光值瞬间降到低于F

光仪将调制叶绿素荧光技术以及饱和脉冲分析方法结合，通过不同光源的控制模拟改变自然光照条件，是研究植物光合特性及光适应的强大工具。

图1植物叶绿素荧光特征曲线

二、实验材料和方法

1. 植物材料：白鹤芋

2.使用仪器：基础调制叶绿素荧光仪（Junior PAM）。

3.实验步骤：

、Fm

①Meas light,观察F

②Act light，（待曲线走平后），选SAT

③取消Act light，选Far light

④取消Far light，选Act light

三、实验结果

经3次测定后，将导出的数据整理如下：

F qP qN NPQ Fo Fm Fv/Fm 2011-3-12 13:08:42 166 0.5 0.527 0.65 150 353 0.575 2011-3-12 13:37:22 152 0.557 0.326 0.345 95 316 0.699 2011-3-12 14:32:50 316 0.494 0.507 0.681 226 743 0.696 四、结果分析与讨论

不同光源对荧光量子产量的实验和荧光诱导曲线的绘制实验中，充分体现了植物对环境光照因子改变的相对快速的应答以及相对缓慢的适应。植物对以上刺激均表现出迅速的应答和反应，当刺激一发出，可以观察到荧光曲线信号相对快速发生变化，应答表现在：暗适应后给予饱和脉冲光、光下适应一段时间的植物给予饱和脉冲光、光化光关闭后立即给予远红光处理，当植物受到一段较强的光化光照射后，再关闭光化光，等待植物恢复到接近初始暗适应的状态所用的时间较长，表现相对缓慢的适应过程。例如，植物在光化光下照射约6min，但使其状态重新恢复到未给予强光照射之前的状态需要30min，甚至更长时间，这说明了，环境对植物的短期影响植物能够产生应激的反应并有效的适应环境条件的骤然变化，但是环境刺激施加的强度越大，时间越久，植物需要越长的时间恢复或达到新的生理平衡状态，这对于植物保护和生态保护具有重要意义。