《植物葉片光合速率》ppt課件

1、農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心植物葉片光合速率植物葉片光合速率與呼吸速率的測定與呼吸速率的測定紅外線紅外線CO2CO2氣體分析法氣體分析法趙世杰趙世杰農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心光協(xié)作用是獨(dú)一能把太陽能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能貯藏在有機(jī)物中的一個(gè)化學(xué)過程，是農(nóng)作物產(chǎn)量構(gòu)成的決議性要素。植物生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、作物栽培學(xué)、作物育種學(xué)、林學(xué)、植物營養(yǎng)、病理等研討任務(wù)中，經(jīng)常需求測定光合速率，根據(jù)實(shí)驗(yàn)資料選擇一種快速、準(zhǔn)確而又簡便的光合速率測定方法，以滿足科學(xué)研討的需求。農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心CO2 + 2H2O* + 4.69kJ (CH2O) + O*2 + H2O 原那么上可以測定任一反響物的耗費(fèi)速率原那么上可以測定

2、任一反響物的耗費(fèi)速率或產(chǎn)物的生成速率來表示光合速率?；虍a(chǎn)物的生成速率來表示光合速率。 測定方法：測定方法：CO2的吸收的吸收 O2的釋放的釋放 有機(jī)物的積累有機(jī)物的積累光協(xié)作用的總反響式：光協(xié)作用的總反響式：農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心(一一) 氧氣的釋放氧氣的釋放 氧電極實(shí)驗(yàn)氧電極實(shí)驗(yàn)20 離體測定離體測定(二二) 干物質(zhì)的積累干物質(zhì)的積累 半葉法實(shí)驗(yàn)半葉法實(shí)驗(yàn)21 離體測定離體測定 群體光合才干群體光合才干 離體測定離體測定農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 三三CO2CO2的吸收測定光合速率的吸收測定光合速率 1. 1. 化學(xué)滴定法化學(xué)滴定法 主要測定呼吸實(shí)驗(yàn)主要測定呼吸實(shí)驗(yàn)2222 2. pH2. pH

3、法曾經(jīng)淘汰法曾經(jīng)淘汰 3. 3. 紅外線氣體分析儀紅外線氣體分析儀(IRGA)(IRGA)法法 聯(lián)體測聯(lián)體測定定 具有靈敏度高、反響迅速，抗干擾性強(qiáng)，具有靈敏度高、反響迅速，抗干擾性強(qiáng)，操作方便，可以進(jìn)展活體的、延續(xù)的測定等突出操作方便，可以進(jìn)展活體的、延續(xù)的測定等突出優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛運(yùn)用于農(nóng)業(yè)測定和科學(xué)研討中。優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛運(yùn)用于農(nóng)業(yè)測定和科學(xué)研討中。農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心1 紅外線氣體分析儀任務(wù)原理紅外線氣體分析儀任務(wù)原理 農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 紅外線經(jīng)過CO2氣體分子時(shí)被氣體分子吸收，透過的紅外線能量減少，被吸收的紅外光能量的 多 少 與 該 氣 體 的 吸 收 系 數(shù)K，氣體濃度C

4、和氣層的厚度L有關(guān)，并服從朗伯-比爾定律，可用下式表示：E=E0eKCL E0為入射紅外光的能量，E為透過的紅外光的能量農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心CDSRA350R農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 CO2對(duì)紅外線的最大吸收峰：對(duì)紅外線的最大吸收峰：4.26m H2O吸收紅外線，同理運(yùn)用紅外線技術(shù)丈吸收紅外線，同理運(yùn)用紅外線技術(shù)丈量氣體中水分的含量。量氣體中水分的含量。 H2O對(duì)紅外線的最大吸收峰：對(duì)紅外線的最大吸收峰：2.19m農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 紅外線氣體分析儀只能進(jìn)展紅外線氣體分析儀只能進(jìn)展CO2濃度和濃度和H2O濃度的測定，要測定光合速率必需與氣路系統(tǒng)相濃度的測定，要測定光合速率必需與氣路系統(tǒng)相結(jié)

5、合。結(jié)合。 常用的氣路系統(tǒng)主要有：常用的氣路系統(tǒng)主要有： 1開放式氣路系統(tǒng)開放式氣路系統(tǒng) 2密閉式氣路系統(tǒng)密閉式氣路系統(tǒng)2 2 光協(xié)作用測定的氣路系統(tǒng)光協(xié)作用測定的氣路系統(tǒng) 農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心CO2穩(wěn)定穩(wěn)定CO2氣體氣體1開放式氣路系統(tǒng)開放式氣路系統(tǒng)農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心1. 長時(shí)間動(dòng)態(tài)監(jiān)測長時(shí)間動(dòng)態(tài)監(jiān)測2. 恒態(tài)測定；維持恒態(tài)測定；維持CO2穩(wěn)定值穩(wěn)定值3. 測定光光合曲線：測定同一個(gè)葉片測定光光合曲線：測定同一個(gè)葉片 不同光強(qiáng)下的光合速率不同光強(qiáng)下的光合速率4. 測定測定CO2光合曲線；測定同一個(gè)葉片光合曲線；測定同一個(gè)葉片 不同不同CO2下的光合速率下的光合速率開放式氣路系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：

6、開放式氣路系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 5. 測定光呼吸：測定光呼吸：R=Pn2-Pn21 低氧氣體低氧氣體23O2，360ppmCO2 與正常空氣與正常空氣21O2，360ppmCO2 測定不同氣體下的光合速率之差即為光呼吸。測定不同氣體下的光合速率之差即為光呼吸。 6. 控制溫度下光合速率的測定控制溫度下光合速率的測定 7. 濕度曲線：濕度曲線： 控制進(jìn)入葉室中氣體的濕度控制進(jìn)入葉室中氣體的濕度農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心公式：公式：Pn=C/tV/SCPAR(2) (2) 密閉式氣路系統(tǒng)密閉式氣路系統(tǒng)農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心主機(jī)主機(jī)葉室葉室紅外儀與供氣系統(tǒng)紅外儀與供氣系統(tǒng)農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

7、中心銜接葉室分析氣管A銜接葉室參比氣管B操作鍵盤銜接充電器電源開關(guān)顯示屏銜接葉室銜接數(shù)據(jù)傳輸線顯示屏亮度調(diào)理孔農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心光源和遮光片光源和遮光片農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心CO2H2O穩(wěn)定穩(wěn)定CO2氣體氣體穩(wěn)定穩(wěn)定H2O氣氣體體測定的參數(shù)：測定的參數(shù)：光合速率：光合速率：A；蒸騰速率：；蒸騰速率：E；氣孔導(dǎo)度：；氣孔導(dǎo)度：G細(xì)胞間隙細(xì)胞間隙CO2濃度：濃度：CI；呼吸速率：；呼吸速率： -A農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 開放式氣路對(duì)氣路的銜接要求非常嚴(yán)厲，開放式氣路對(duì)氣路的銜接要求非常嚴(yán)厲，參比氣和分析氣口不能反接。參比氣和分析氣口不能反接。 PLC A：分析氣路的出氣口，葉室管子：分析氣路的

8、出氣口，葉室管子上標(biāo)有上標(biāo)有“A，銜接主機(jī)上的，銜接主機(jī)上的“A； PLC R：葉室參比氣供應(yīng)進(jìn)氣口，葉室：葉室參比氣供應(yīng)進(jìn)氣口，葉室管子上標(biāo)有管子上標(biāo)有“R，銜接主機(jī)上的，銜接主機(jī)上的“R。2.2.氣路銜接氣路銜接農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心枯燥劑管堿石灰管堿石灰管水分平衡器空氣進(jìn)氣口 堿石灰管吸收堿石灰管吸收CO2，調(diào)零和控制，調(diào)零和控制CO2枯燥劑管吸收水分，調(diào)零和控制水分枯燥劑管吸收水分，調(diào)零和控制水分農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心4. 4. 鍵盤功能鍵盤功能 09為正常的數(shù)字輸入鍵。為正常的數(shù)字輸入鍵。 Y=Yes，接受一個(gè)數(shù)值，接受一個(gè)數(shù)值， 或進(jìn)入下一菜單?；蜻M(jìn)入下一菜單。 N=No，終了一個(gè)

9、操作時(shí)按此鍵。，終了一個(gè)操作時(shí)按此鍵。 R=在丈量形狀下，按此鍵記錄測定結(jié)果。在丈量形狀下，按此鍵記錄測定結(jié)果。 X=轉(zhuǎn)換，在丈量形狀時(shí)，按此鍵在測定轉(zhuǎn)換，在丈量形狀時(shí)，按此鍵在測定參數(shù)和參數(shù)和 計(jì)算結(jié)果的數(shù)據(jù)之間交替顯示。計(jì)算結(jié)果的數(shù)據(jù)之間交替顯示。農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心1REC：測定：測定2CAL：校正：校正 3DMP：數(shù)據(jù)輸出：數(shù)據(jù)輸出 4CLR：去除內(nèi)存：去除內(nèi)存 5CLK：時(shí)鐘校正：時(shí)鐘校正 6DIAG：診斷：診斷按按“1進(jìn)入測定方式顯示以下菜單：進(jìn)入測定方式顯示以下菜單： 1REC 2CAL 3DMP 4CLR 5CLK 6DIAG農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心SET PLC 1:BROA

10、D 2:UNIVERSAL SET PLC：選擇葉室：選擇葉室 1:BROAD：規(guī)范葉室：規(guī)范葉室 2:UNIVERSAL：通用型葉室：通用型葉室 按按“2 選擇通用型葉室選擇通用型葉室農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心1 REC:M/A 2 INT:001 FLO:300選擇葉室后顯示設(shè)置菜單選擇葉室后顯示設(shè)置菜單1：1REC：記錄類型；：記錄類型；A:自動(dòng)記錄自動(dòng)記錄; M:手動(dòng)記錄手動(dòng)記錄 按按“1鍵在鍵在“A和和“M間轉(zhuǎn)換間轉(zhuǎn)換2INT：自動(dòng)記錄的時(shí)間間隔；：自動(dòng)記錄的時(shí)間間隔；M記錄時(shí)為記錄時(shí)為“0FLO ：氣體流量，固定值，不需求設(shè)定。：氣體流量，固定值，不需求設(shè)定。 按按“1鍵選擇鍵選擇M

11、按按“Y鍵，然后顯示：鍵，然后顯示：農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心1 LIGHT=SUN(or LAMP)2 LEAF AREA=05.01LIGHT：設(shè)置光源類型；：設(shè)置光源類型； SUN為自然光，為自然光，LAMP為人工光源。為人工光源。2LEAF AREA：夾入葉室內(nèi)的實(shí)踐葉面積：夾入葉室內(nèi)的實(shí)踐葉面積5.4cm2 按按“1 鍵選擇光源類型；鍵選擇光源類型；按按“2 鍵輸入葉面積；鍵輸入葉面積；按按“Y鍵，然后顯示：鍵，然后顯示：設(shè)置菜單設(shè)置菜單2 ：農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心不同類型葉室夾葉片的方法：不同類型葉室夾葉片的方法：PARPAR農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 1 P:01 R:01 FREE R

12、ECORDS nnn1 P：小區(qū)號(hào)，用戶輸入，用于識(shí)別不同處置；：小區(qū)號(hào)，用戶輸入，用于識(shí)別不同處置；R： 記錄號(hào)，如改動(dòng)小區(qū)號(hào)，記錄號(hào)重新設(shè)置為記錄號(hào)，如改動(dòng)小區(qū)號(hào)，記錄號(hào)重新設(shè)置為01；FREE RECORDS nnn：存儲(chǔ)器剩余存儲(chǔ)數(shù)量。：存儲(chǔ)器剩余存儲(chǔ)數(shù)量。按按“1鍵可以改動(dòng)小區(qū)號(hào)，輸入?yún)^(qū)號(hào)范圍鍵可以改動(dòng)小區(qū)號(hào)，輸入?yún)^(qū)號(hào)范圍01-89。按按“Y鍵，然后儀器進(jìn)入預(yù)熱形狀，屏幕顯示鍵，然后儀器進(jìn)入預(yù)熱形狀，屏幕顯示: WARM UP DELAY TEMP.= 40設(shè)置菜單設(shè)置菜單3 3：農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 C nnnn +/-nnn Q nnnn H nn.n +/-nn.n T nn

13、.nC：參比：參比CO2濃度，以濃度，以ppm為單位；為單位；+/-nnn：分析氣與參比氣：分析氣與參比氣CO2濃度差值，單位濃度差值，單位ppmQ：光量子通量密度，單位：光量子通量密度，單位molm-2s-1；H：參比水蒸氣壓，以毫巴為單位：參比水蒸氣壓，以毫巴為單位0.075.0；+nn.n ：分析氣與參比氣水蒸氣壓之間的差值，：分析氣與參比氣水蒸氣壓之間的差值， 以毫巴為單位；以毫巴為單位；T：葉室溫度，以：葉室溫度，以為單位。為單位。當(dāng)完成預(yù)熱后當(dāng)完成預(yù)熱后55，顯示測定菜單：，顯示測定菜單：農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心按轉(zhuǎn)換鍵按轉(zhuǎn)換鍵X可以交替顯示測定數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果：可以交替顯示測定數(shù)據(jù)和

14、計(jì)算結(jié)果： E nn.nn G nnnn T nnA +/-nn.n CI nnnnE：蒸騰速率，以：蒸騰速率，以mmolm-2s-1為單位；為單位；G：氣孔導(dǎo)度，以：氣孔導(dǎo)度，以mmolm-2s-1為單位；為單位；T：葉片溫度，以：葉片溫度，以為單位；為單位；A：光合：光合/呼吸速率，單位：呼吸速率，單位：molm-2s-1； 正正 值為光合速率，負(fù)值為呼吸速率。值為光合速率，負(fù)值為呼吸速率。CI：細(xì)胞間隙：細(xì)胞間隙CO2濃度，以濃度，以ppm為單位。為單位。 農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心1REC 2CAL 3DMP4CLR 5CLK 6DIAG1 REC:A/M 2 INT:001 FLO:30

15、01Y1: LIGHT = SUN (or LAMP) 2: LEAF AREA = 05.0 1 P:01 R:01 nnnFREE RECORDS nnnYNC nnnn +/-nnn Q nnnnH nn.n +/-nn.n T nn.nEnn.nn Gnnnn TnnA+/-nn.n CInnn XY Y1: CO CONTROL2: H O CONTROL.CO2 STEP n (MAX=6)N=CHANGE Y=OKH2O STEP n (MAX=4)N=CHANGE Y=OK12YYY3YY12YNNCO2 CONC = nnnnKEY0 WHEN STEADYY21: SCRE

16、EN DISPLAY2: DATA DUMP 1/2?PLOT 01 REC 0109/03 12:193N12清除內(nèi)存1:SEE DATA INPUT2:INITIALISE654CR: nnnnn A:nnnnn Z:nnnnnDISPLAY 11HUMIDITY REF: nnn ANALYSIS: nnnYDISPLAY 2N MenuN MenuLCT nnn PAR nnnnDISPLAY 3DISPLAY 4YRHT nnn ANT nnnATP nnnn AUX nnnYN MenuN Menu進(jìn)行初始化測試代碼0 4 6 22輸入標(biāo)準(zhǔn)C O 濃度2無標(biāo)準(zhǔn)C O H O,不 能

17、 進(jìn) 行該步驟操作2Y顯示下一個(gè)結(jié)果N返回主菜單PC傳輸診斷儀器性能時(shí)鐘校正22TPS-1 光合作用測定系統(tǒng)操作步驟圖NSET PLC 1:BROAD2:UNIVERSAL1/211 CO CAL2 H O CAL222C nnnn -nnn QnnnnH nn.n +nn.n Tnn.nEnn.n Gnnnn TnnA+nn.n CInnn777農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 選擇待測葉片夾入同化室，給以適當(dāng)?shù)墓庹?，察看CO2值和水分差值變化，待CO2值穩(wěn)定后(40秒1min)按“X轉(zhuǎn)換鍵察看結(jié)果，記錄測定結(jié)果。 一個(gè)葉片的測定終了，進(jìn)展另一葉片的測定。 四四 光合速率的測定光合速率的測定E 02.01 G 0120 T 25.A +18.3 CI 0098C 0385 -035 Q 0600H 09.2 05.8 T 26.6X測定菜單測定菜單結(jié)果結(jié)果農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心農(nóng)業(yè)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心 實(shí)驗(yàn)資料：實(shí)驗(yàn)資料：