实验光合作用的测定-Dai

1、几种植物的光合速率比较几种植物的光合速率比较一、实验原理一、实验原理 CO2对红外线的最大吸收波长是对红外线的最大吸收波长是4.26m。TPS利用利用这一吸收特点测定这一吸收特点测定CO2的浓度，通过测定参比气的绝的浓度，通过测定参比气的绝对浓度和参比气与分析气的浓度差值来实现的。对浓度和参比气与分析气的浓度差值来实现的。1.光合速率及表示单位光合速率及表示单位 光合速率是指光合作用的固定二氧化碳（或产生氧）的速度。光合速率是指光合作用的固定二氧化碳（或产生氧）的速度。通常指单位时间单位生物量的通常指单位时间单位生物量的CO2吸收量或吸收量或O2的释放量，也可的释放量，也可用单位时间单位叶面积

2、上的干物质积累量来表示。用单位时间单位叶面积上的干物质积累量来表示。净光合速率（净光合速率（Net Photosynthetic Rate）/ 表观光合速率表观光合速率（Apparent Photosynthetic Rate）真正光合速率（真正光合速率（True Photosynthetic Rate）= 净光合速率净光合速率+ 呼吸速率呼吸速率2、光合速率的测定方法、光合速率的测定方法 14C18O2 + 2H2O 14CH218O + H218O + O2 CO2吸收量吸收量 干物质积累量干物质积累量 O2释放量释放量 红外线红外线CO2气体分析仪气体分析仪 改良半叶法改良半叶法 氧电极

3、法氧电极法 红外线红外线CO2测定法测定法 红外气体分析仪（红外气体分析仪（IRGA）封闭系统：植物材料密闭在同化室中，用封闭系统：植物材料密闭在同化室中，用IRGA连续监测同化室连续监测同化室内内CO2浓度的变化，根据叶片面积，同化室体积计算光合速率。浓度的变化，根据叶片面积，同化室体积计算光合速率。 开放系统：分别测定流经同化室前的开放系统：分别测定流经同化室前的参比气参比气与流经同化室后的与流经同化室后的分分析气析气的的CO2浓度，根据气体流量、叶片面积、参比气和分析气的浓度，根据气体流量、叶片面积、参比气和分析气的CO2浓度差，求出叶片的光合速率。浓度差，求出叶片的光合速率。 氧电极法

4、氧电极法 改良半叶法（称重法）改良半叶法（称重法）ACFFPPP：气泵；F：流量计；C：同化室；稳定CO2气体LI-6200光合作用分析系统光合作用分析系统LCA-4光合作用分析系统光合作用分析系统红外线红外线CO2测定法测定法光合速率光合速率呼吸速率呼吸速率蒸腾速率蒸腾速率气孔导度气孔导度光强光强温度温度湿度湿度便携式光合作用测定系统（便携式光合作用测定系统（TPS-1） CO2浓度测定：浓度测定：分析仪由红外光源（钨灯）和内部分析仪由红外光源（钨灯）和内部高度抛光的气体可以通过的镀金管组成，红外光源高度抛光的气体可以通过的镀金管组成，红外光源安装在镀金管的末端，镀金管的另一侧为红外检测安装

5、在镀金管的末端，镀金管的另一侧为红外检测器，只允许器，只允许4.26m的红外光通过，所以只对的红外光通过，所以只对CO2作作出响应。出响应。 水蒸气压的测定：水蒸气压的测定：由电容传感器测定，传感器安装由电容传感器测定，传感器安装在一个可以测定电容量的电路中，其聚合体层的含在一个可以测定电容量的电路中，其聚合体层的含水量取决于空气中水蒸气压的含量，聚合体的电容水量取决于空气中水蒸气压的含量，聚合体的电容量取决于聚合体本身的含水量，所以通过校正可以量取决于聚合体本身的含水量，所以通过校正可以测定空气中的含水量。测定空气中的含水量。氧电极法氧电极法二、器材与试剂二、器材与试剂1. 实验仪器实验仪器

6、 便携式光合作用测定系统便携式光合作用测定系统TPS-12. 实验材料实验材料 ：白菜，绿萝：白菜，绿萝三、实验步骤三、实验步骤1. 气路连接。气路连接。REF是参比气路的进气管；是参比气路的进气管；PLC A是分析气路的是分析气路的进气管。进气管。2.叶室连接。叶室电源信号插头连接到叶室连接。叶室电源信号插头连接到TPS前面板上标有前面板上标有PLC的的15针针D型插口上。型插口上。3. 开机打开开机打开TPS后，大约后，大约7秒钟后显示如下主菜单。秒钟后显示如下主菜单。 1 REC 2 CAL 3 DMP 4 CLR 5 CLK 6 DIAG记录（记录（1 REC） 在这个模式中，测定、显

7、示和记录所有的环境参数。选择在这个模式中，测定、显示和记录所有的环境参数。选择1REC后，紧接着显示的后，紧接着显示的4个菜单表明系统目前的配置，检个菜单表明系统目前的配置，检查并改变系统配置数据后，按查并改变系统配置数据后，按“Y”键将进入下面的菜单。键将进入下面的菜单。菜单菜单1 SET PLC 1:BROAD 2:UNIVERSAL 选择通用叶室选择通用叶室（ 2：Universal）菜单菜单2 1REC:A 2INT:001 FLO:300 1REC：记录类型，按：记录类型，按1键可以在键可以在A（自动记录）和（自动记录）和M（手动（手动记录）记录）之间转换。之间转换。 2INT：设置

8、自动记录的时间间隔。：设置自动记录的时间间隔。菜单菜单3 1: LIGHT=SUN (or LAMP) 2: LEAF AREA = 04.5（叶室面积）（叶室面积）SUN 自然光自然光LAMP 人工光源。人工光源。LEAF AREA 叶室内的实际叶面积（叶室内的实际叶面积（cm2）。）。菜单菜单4 1P:01 R:01 FREE RECORDS nnn1P 小区号，用于识别不同处理的测定记录。小区号，用于识别不同处理的测定记录。R 记录号，如果改变小区号，记录号重新设置为记录号，如果改变小区号，记录号重新设置为1。FREE RECORDS 还能存储测定结果的数量（还能存储测定结果的数量（82

9、0）。）。按按Y键键进入测量状态。当温度稳定后，分析仪开始工作并且显示测定进入测量状态。当温度稳定后，分析仪开始工作并且显示测定参数。参数。 C nnnn +/-nnn Q nnnn H nn.n +/-nn.n T nn.nC 参比参比CO2浓度（浓度（ppm，00002500）；）；+/-nnn 参比气与分析气参比气与分析气CO2浓度差值（浓度差值（ppm）；）；Q 光照强度（光照强度（molm-2s-1，0002500）；）；H 参比水蒸气压（毫巴，参比水蒸气压（毫巴，00.075.0）；）；+/-nn.n 参比气与分析气水蒸气压之间的差值（毫巴）；参比气与分析气水蒸气压之间的差值（毫巴

10、）；T 叶室温度（叶室温度（）。）。按按转换键（转换键（X）可以使测定数据和计算结果交替显示。可以使测定数据和计算结果交替显示。 E nn.nn G nnnn T nn A +/-nn.n CI nnnE 蒸腾速率（蒸腾速率（mmolm-2s-1）；）； G 气孔导度（气孔导度（mmolm-2s-1）T 叶片温度（叶片温度（）；）；A 同化速率同化速率/净光合速率（净光合速率（molm-2s-1）；）；CI 细胞间隙细胞间隙CO2浓度（浓度（ppm）。）。4. 进入测量状态后，检查仪器的运行状态。进入测量状态后，检查仪器的运行状态。 叶室中不放叶片，合紧叶室中不放叶片，合紧 叶室。叶室。 待测

11、量界面（待测量界面（C nnnn 参比气参比气CO2浓度稳定浓度稳定; +/-nnn 分析分析气与参比气气与参比气CO2浓度差稳定浓度差稳定002）表示状态正常。）表示状态正常。5. 打开叶室，夹住叶片。打开叶室，夹住叶片。 注意不要遮住光量子探头；注意不要遮住光量子探头； 先不打开光源，先不打开光源，3-4min后，当后，当+/-nnn显示的数字稳定后，按显示的数字稳定后，按0/R键将保存显示的数据并且显示测量参数；键将保存显示的数据并且显示测量参数； 打开光源，打开光源， 3-4min后开始测量，步骤同上。后开始测量，步骤同上。 6. 测量完成后将仪器通过数据线与电脑连接，在测量完成后将仪

12、器通过数据线与电脑连接，在PP Systems公公司提供的专门软件将数据导出。司提供的专门软件将数据导出。7. 光合速率的计算光合速率的计算 Pn 式中式中 Pn 光合速率（光合速率（ molm-2s-1）；）； C CO2浓度差（浓度差（l/L）；）； F 叶室流量（叶室流量（L/min）；）； S 叶片面积（叶片面积（m2）；）； t 同化室的温度；同化室的温度； P 大气压（大气压（MPa）。）。试验材料试验材料 CO2浓度浓度 光强度光强度 温度温度 蒸腾速率蒸腾速率 气孔导度气孔导度 净光合速率净光合速率 测定结果记载表测定结果记载表 四、注意事项四、注意事项1. 仪器处于测量状态时不要关机，否则可能导致数据库指示仪器处于测量状态时不要关机，否则可能导致