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叶绿素荧光成像系统之光系统分析

发布时间:2018-07-27 点击量:1040

光系统PSⅡ反应中心的光化学分析

    荧光随时间变化的曲线称为叶绿素荧光诱导动力学曲线。通过研究叶绿素荧光曲线可以获得许多重要的信息。下面分析一些常见的光化学反应参数。
    Fv/Fm它被称为PSⅡ的大光化学量子产量,反映的是当所有PSⅡ反应均处于开放状态时的量子产量,是应用广、使用频率高的一个参数。在正常生理状态下,它是一个很稳定的值,藻类约为0.65。当藻类受到胁迫时,其值显著下降。因此它可作为研究光抑制或各种环境胁迫对光合作用影响的重要指标。
    Fv′/Fm′被称为PSⅡ光化学的有效量子产量,代表了激发能被开放的PSⅡ反应中心捕获的效率,它定量了由于热耗散的竞争作用而导致PSⅡ的光化学被限制的程度。
    ФII被称为PSⅡ光化学能量转化的有效量子产量。在正常情况下,与CO2固定有很好的线性关系,但样品受到胁迫时,由于光呼吸或假环式电子传递的影响,与CO2的固定并不呈线性关系。    qp被称为叶绿素荧光的光化学淬灭,即激发能被开放的PSⅡ反应中心捕获并转化为化学能而导致的荧光淬灭,反映了光适应状态下PSⅡ进行光化学反应的能力,也即开放的PSⅡ反应中心所占的比例。 

光系统PSⅡ反应中心的非光化学分析

    非光化学通常用非光化学淬灭系数来表征。常用的非光化学淬灭系数有2个qN和NPQ。
    qN代表可变荧光的非光化学淬灭,反映了样品从暗适应状态下到光适应状态下时非光化学过程对叶绿素荧光发射的影响。
    NPQ是从Stern-Volmer方程衍生出来的,常被作为光适应状态下PSⅡ的天线系统将过量光能耗散为热能的指标。 

光系统PSⅡ反应中心的光保护分析

    藻类的光保护机制可以分为两大类:1、降低对光能的吸收,单细胞藻类可以通过改变浮力或垂直迁移离开水表面层,避免吸收过多的光能。藻类也可以通过调节色素天线的大小来调节对光 能的吸收。2、通过各种途径耗散过多的激发能。人们通常认为的光保护耗散途径主要以非光化学淬灭途径为主。因此叶绿素荧光的变化可以在一定程度上反映环境因子对藻类光合作用的影响 ,通过对不同环境条件下叶绿素荧光诱导动力学曲线的分析,可深入了解以上这些因素对藻类光合机构主要是PSⅡ的影响以及光合机构对环境的适应机制。如藻类生理变化如衰老或者逆境胁迫,如缺铁或锰饥饿等都能够直接或间接地影响藻类PSⅡ的功能。

光系统PSⅡ反应中心的光损伤分析 

    当藻类处于不适宜的光照强度时,光系统就会受到不同程度的损伤,从而造成光合能力的下降。水环境当中的光抑制发生于2种情况下:生长在水体表层或接近表层的藻类,当白天的光照 很强时易发生光抑制;生长在真光层下层的藻类在上升流、潮汐或风的作用下突然上升到水体表层并经受强光照射时易发生光抑制。一般认为,当光强低于半饱和光照强度Ik时,光损伤会明显加剧。例外通过测量光合作用的电子传递和CO2的供给也可以反映藻类的光损伤。通常情况下,当电子传递受到限制时,藻类的光抑制会加剧。

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