2023年葉綠體色素的提取分離理化性質(zhì)和葉綠素含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告

裝訂線實(shí)驗(yàn)報(bào)告裝訂線課程名稱:植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)（乙)指導(dǎo)老師：成績(jī):＿_(dá)_____＿_(dá)__＿_(dá)___＿_(dá)實(shí)驗(yàn)名稱:葉綠體色素的提取、分離、理化性質(zhì)和葉綠素含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)類型：實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?guī)定了解改良半葉法、氧電極法測(cè)定光合作用和呼吸作用的基本原理,掌握紅外線CＯ2分析儀法測(cè)定光合作用和呼吸作用，蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度測(cè)定的基本原理;掌握用LI－6400測(cè)定光合作用、呼吸作用、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度的方法,測(cè)定光-光合響應(yīng)曲線的方法．實(shí)驗(yàn)基本原理(一)改良半葉法測(cè)定光合作用(二）熟悉儀器基本結(jié)構(gòu),及按裝調(diào)試。以榕樹和蠶豆等植物為材料，用LＩ-6400ｐortablephotosｙnthesiｓｓystｅm測(cè)定它們的光合作用、呼吸作用、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度及光-光合響應(yīng)曲線，通過比較分析其屬于什么光合類型植物。Pｒincｉplesｆoｒmeasｕringpｈｏtoｓyntｈeｓiｓaｎdreｓpiraｔiｏn6CO2＋6Ｈ2O6(CH2O)+6O２測(cè)干重——改良半葉法:同面積光暗葉片重量差。使用三氯乙酸(TCA）涂抹在葉片葉柄處，阻斷葉片在進(jìn)行光合作用的時(shí)候向外輸出營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。測(cè)定的為總光合作用量。測(cè)放Ｏ2

——氧電極法。氣相和液相。氧電極的原理:氧電極是由嵌在有機(jī)玻璃上的鉑和銀所構(gòu)成，以０．５moｌ/Ｌ

ＫCl為電解質(zhì),電極頭外覆蓋一層聚乙烯或聚四氟乙烯薄膜,其厚度在１5～25μｍ之間，用“〇”形套膜環(huán)固定，使電極與被測(cè)溶液隔離，而溶解在溶液中的氧仍能透過薄膜,進(jìn)入電極內(nèi)。較薄的膜易透過氧，因而對(duì)氧濃度變化的響應(yīng)時(shí)間短．紅外線ＣO2分析儀法:CO2吸取426０ｎｍ紅外線，有封閉式:單位時(shí)間內(nèi)CＯ2下降量和開放式：參比室和葉室CO2差值

本實(shí)驗(yàn)將采用開放式測(cè)得。三、實(shí)驗(yàn)材料與試劑實(shí)驗(yàn)試劑：三氯乙酸（TCA)實(shí)驗(yàn)材料:樹葉、菜豆實(shí)驗(yàn)器材與儀器天平、濕毛巾、烘箱、打孔器、游標(biāo)卡尺、剪刀、LＩ-6400poｒtabｌeｐhｏtosynthesissystem實(shí)驗(yàn)操作方法和環(huán)節(jié)(一）改良半葉法:光照不少于１.5ｈ,注意測(cè)定打孔器內(nèi)徑(計(jì)算面積)。放入鋁盒中,開蓋放進(jìn)烘箱后,下周實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)定重量（如回潮，需再烘干）。(二)CO2紅外分析法(ＬＩ－64０0便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng))測(cè)定瞬時(shí)光合速率、光響應(yīng)曲線等。打開葉室夾好葉片，關(guān)緊葉室,按1,F5（Mａt(yī)ｃh)

→

F5(IAGR

Ｍaｔcｈ),Ｆ1(exit)→開燈,按２，Ｆ5(Ｌａmp

off)選Quaｎtum

fｌuｘ<entｅr>,

輸入光強(qiáng)值(500-1500

)＜enteｒ>

→按１,F1（Opeｎ

Lｏｇfｉle）,命名文獻(xiàn)名ＸＸX及附加標(biāo)記（植物,解決,組號(hào)等)

<ｅnter＞

→觀測(cè)

Photo穩(wěn)定期,按采樣鍵F1(LＯG）或測(cè)定器黑鈕５次（一般同一葉片應(yīng)測(cè)５次值)。

在完畢采樣（ＬOG）后，按５,按F1(ＡUTOPＲOG),找Light

curve,

名命及做標(biāo)記<entｅr>，按Y(使測(cè)量數(shù)據(jù)緊隨上述數(shù)據(jù)后)。設(shè)立光強(qiáng)(從高到低，光強(qiáng)間用1空格隔開。高光強(qiáng)下點(diǎn)間隔大,低光強(qiáng)下點(diǎn)間隔小,常用2023

1500

1000

6０0

300

200

１０0

5０

30

10

0，光強(qiáng)為0時(shí)為呼吸速率)，設(shè)立測(cè)定裝訂線時(shí)間間隔的最小值和最大值，設(shè)立葉室和參比室間應(yīng)進(jìn)行自動(dòng)匹配的CO２濃度,按Ｙ開始自動(dòng)測(cè)量。

數(shù)據(jù)保存和取出。采樣完后按１,Ｃloｓｅ

file,按Ｆ5，end進(jìn)入SＬEＥP(同一班只需一個(gè)ｆｉlｅ，不同的組可以用＜ａdd

maｒk＞區(qū)分)。與電腦連接，解除ＳLEEＰ,進(jìn)入F5（Ｕtiｌiｔy

Mａnu)選擇File

eｘchangｅ

ｍｏde。打開電腦winＰX

ｆoｒ

6４00,在LＩ-6400/User下把自己要的測(cè)定文獻(xiàn)拖入專設(shè)目錄。在EＸCEL下選擇所有文獻(xiàn)在文本導(dǎo)向下,選擇“,”打開。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和解決:半葉法光照下葉片重量黑暗中葉片重量光照時(shí)數(shù)打孔器內(nèi)徑０.396ｇ０.33８g１.５ｈ1.180ｃm1.160ｃｍ1.０92cｍ干重增長(zhǎng)總數(shù)（mg）干重增長(zhǎng)總數(shù)ｍ=５8mg切取葉面總和Ｓ=1.０28×１０-2ｄｍ2干重增長(zhǎng)總數(shù)（mg）=3761.35mg/(dm2?=3761.35mg/(dm2?h)光合作用強(qiáng)度=切取葉面總和（dm2）×光照時(shí)數(shù)（h））ＣO2紅外分析法表1、飽和光下不同植物光合、呼吸和蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度及水分運(yùn)用效率(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差）PlanｔsPｎ(μmoｌ.m-2s－1)R(μｍoｌ.ｍ－2s-1）Tｒ(ｍmol．m-２s-1)SC(moｌＨ2Ｏm－2s－１)WＵＥ菜豆（本組）10.288007６1.3.05574094０.3.10.4231１８570.３．０.3．10．476517261.3.０.3.４197６96910.489７26９4０.3．0657635７0.3.1０.53557６6３1.３．0.１62６27143.平均值10．442５8940.3.0.3.標(biāo)準(zhǔn)誤差0．0.0.0．0.玉米（１/2號(hào)）１６.１4882427０.2.0.７.１6.33７０81040.2．0．7.5８31５3０8１6．３59440330．２.0.７．１６.３8150１0９0.2．0.７.16.430421120.2．0.7．平均值16．33１453570.７919６95２2.0.7．標(biāo)準(zhǔn)誤差0.0.０.７．536１E－０50．表一Ｐl(wèi)antsＰn(μmol.m－2s-1)R(μmol.m-２s-1)Tr(mｍoｌ.m-2s-１）ＳC（molH２Ｏm-2ｓ-1）WUＥ菜豆1０.4４25894＋0.０.+０.3.+0.0.+0.３.＋０.025７93６玉米１6.3314５357+0.０.79196９52+０．2.+0．０.+７.5３6１E－05７．＋0．045440８表二菜豆光強(qiáng)uml25002023１５０01000600400光合速率μｍｏl.m－２ｓ－1)11.19367１6411.１９596１0311．2035５３1811.２2903１８6１0．6959３1219．光強(qiáng)uｍl2００100５030１00光合速率μmｏｌ.m-2s-1）7.4.2.１.-0.-0.玉米光強(qiáng)uml２0２31６00１2００80０５０030０光合速率μmol.m-2s－1）18．3１244７9２17.590374１216．９42749６715.18962912１２.8479714２９.光強(qiáng)ｕｍl20010050３０2０１0光合速率μｍol.m-2s－１)7.3．2．1.0.-0.光強(qiáng)uml5０光合速率μmｏl.m-２s-１)-０.５３801448－0.773９0５27七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析1、比較兩種植物光光合響應(yīng)曲線的差異,求出它們的光補(bǔ)償點(diǎn)、飽和點(diǎn)和量子效率,根據(jù)上述差異分兩種植物光適應(yīng)種類。從前兩幅圖顯示:在30~3００光強(qiáng)下菜豆的光合速率大于玉米,其他光強(qiáng)下玉米的光合速率都大于菜豆。在無光照下菜豆的呼吸速率大于玉米。并且從圖中可以得出:

菜豆光補(bǔ)償點(diǎn)=4.063μmol

CO2

m-２

s-１；

光飽和點(diǎn)＝１000μmｏl

CO２

m-２

s-１左右；

量子效率=

０.041１玉米光補(bǔ)償點(diǎn)=７．713μｍｏl

CＯ２

m－2

s-1;

光飽和點(diǎn)=

20２3以上μmol

CO2

m-2

s-1;量子效率＝

0.040０

從圖中的光合飽和點(diǎn)和光合補(bǔ)充點(diǎn)得出:玉米是C４植物，而菜豆是Ｃ３植物；由于C4植物的PEP羧激酶活性比C3強(qiáng)，C4植物能更好的運(yùn)用二氧化碳，因此,Ｃ４植物的光合速率比C3快許多，特別是在二氧化碳濃度低時(shí),Ｃ4能更有效地應(yīng)用二氧化碳。所以:玉米適于在充足的光強(qiáng)下種植，而菜豆增強(qiáng)光強(qiáng)卻不增長(zhǎng)光合速率,可以在適宜的光強(qiáng)下種植,兩種都是陽(yáng)生植物,但是所需最大光強(qiáng)不同。２、分析光對(duì)蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和水分運(yùn)用效率的影響。

光是影響蒸騰作用的重要外界條件,它不僅可以提高大氣的溫度，同時(shí)也可以提高葉溫，大氣溫度的升高增強(qiáng)水分蒸發(fā)速率，葉面溫度大于大氣溫度，使葉外的蒸汽壓差增大，蒸騰速率更快。此外,光照促進(jìn)氣孔的開放，減少內(nèi)部阻力，從而增強(qiáng)蒸騰作用。

光照是調(diào)節(jié)氣孔運(yùn)動(dòng)的重要信號(hào)。保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體在光下形成的蔗糖,累積在液泡中,滲透勢(shì)減少,于是吸取水膨脹，氣孔張開。光也可促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)蘋果酸的形成和K＋、Ｃl-的積累。一般情況下,光可促進(jìn)水勢(shì)減少，氣孔張開。通常認(rèn)為，紅光是通過間接效應(yīng),而藍(lán)光也會(huì)刺激氣孔張開。藍(lán)光可是保衛(wèi)細(xì)胞膜上的質(zhì)子泵ATP酶活化，質(zhì)子泵排出質(zhì)子到膜外，使得質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的電勢(shì)更負(fù)，于是通過各種途徑吸取各種離子和積累有機(jī)質(zhì)于液泡,氣孔就張開。

水分運(yùn)用效率是光合速率與蒸騰速率的比值,所以水分運(yùn)用率隨著光合速率的升高而升高，隨蒸騰速率的升高而減少，在一定的光強(qiáng)范圍內(nèi),光合速率隨著光強(qiáng)的增長(zhǎng)而增長(zhǎng),但蒸騰速率也在增長(zhǎng),但總體是水分運(yùn)用效率增長(zhǎng)。當(dāng)?shù)竭_(dá)光合飽和點(diǎn)時(shí)，隨著光強(qiáng)的再上升,光合速率不變,但是蒸騰卻將比較分析改良半葉法和ＬI-6４００兩種方法的優(yōu)缺陷。半葉法優(yōu)點(diǎn)::不需復(fù)雜的儀器設(shè)備，簡(jiǎn)便易行。一般科研單位均可應(yīng)用。測(cè)定結(jié)果可反映葉片在自然條件下進(jìn)行光合作用的情況，接近田間實(shí)際情況。缺陷：:①破壞被測(cè)材料．不能連續(xù)測(cè)量;②測(cè)定期間長(zhǎng)，環(huán)境條件不易控制，不同時(shí)間的測(cè)定數(shù)據(jù)由于環(huán)境條件的不同而沒有嚴(yán)格的可比性；③不能測(cè)出短時(shí)間光臺(tái)速率的變化：④測(cè)定效率低、誤差較大，不宣在研究工作中大量使用。LＩ-64０0優(yōu)點(diǎn)：:①原理可靠，測(cè)量較準(zhǔn)確：②靈敏度高,可測(cè)1．0mｇ/kg、0．Ｓｍg／kg的C0２;③反映速度快、響應(yīng)時(shí)間短,可快速跟隨c02濃度的變化測(cè)出ｃ02瞬時(shí)變化;④不破壞植株材料；⑤易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化.缺陷：紅外氣體分析器的精密度和準(zhǔn)確度仍是一個(gè)嚴(yán)重的問題；紅外氣體分析器的滿量程的標(biāo)定中周邊溫度變化會(huì)對(duì)摩爾濃度導(dǎo)致影響。在使用光合作用測(cè)定系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中進(jìn)行光合速率對(duì)比觀測(cè)時(shí)存在著一系統(tǒng)的觀測(cè)誤差,導(dǎo)致誤差的因素也許來源于氣源的穩(wěn)定性、樣本地段的選擇、樣株選擇、葉片選擇等所謂的取樣誤差：也也許來源于對(duì)儀器使用不妥而出現(xiàn)的操作誤差;還也許來源于觀測(cè)時(shí)間不同或觀測(cè)連續(xù)時(shí)間過長(zhǎng)而出現(xiàn)的觀測(cè)時(shí)間誤差。討論、心得菜豆:蠶豆只需要適當(dāng)?shù)墓庹?在適當(dāng)?shù)臈l件下，合理施肥灌溉。也可以在條件允許的情況下改善二氧化碳、水分、光照的條件。玉米:適宜在足夠大的光強(qiáng)下生長(zhǎng)，充足提高玉米的光合速率。

要充足光照