2023年叶绿体色素的提取分离理化性质和叶绿素含量的测定实验报告

装订线实验报告装订线课程名称:植物生理学实验（乙)指导老师：成绩:＿______＿___＿____＿_实验名称:叶绿体色素的提取、分离、理化性质和叶绿素含量的测定实验类型：实验目的和规定了解改良半叶法、氧电极法测定光合作用和呼吸作用的基本原理,掌握红外线CＯ2分析仪法测定光合作用和呼吸作用，蒸腾速率和气孔导度测定的基本原理;掌握用LI－6400测定光合作用、呼吸作用、蒸腾速率和气孔导度的方法,测定光-光合响应曲线的方法．实验基本原理(一)改良半叶法测定光合作用(二）熟悉仪器基本结构,及按装调试。以榕树和蚕豆等植物为材料，用LＩ-6400ｐortablephotosｙnthesiｓｓystｅm测定它们的光合作用、呼吸作用、蒸腾速率和气孔导度及光-光合响应曲线，通过比较分析其属于什么光合类型植物。Pｒincｉplesｆoｒmeasｕringpｈｏtoｓyntｈeｓiｓaｎdreｓpiraｔiｏn6CO2＋6Ｈ2O6(CH2O)+6O２测干重——改良半叶法:同面积光暗叶片重量差。使用三氯乙酸(TCA）涂抹在叶片叶柄处，阻断叶片在进行光合作用的时候向外输出营养物质。测定的为总光合作用量。测放Ｏ2

——氧电极法。气相和液相。氧电极的原理:氧电极是由嵌在有机玻璃上的铂和银所构成，以０．５moｌ/Ｌ

ＫCl为电解质,电极头外覆盖一层聚乙烯或聚四氟乙烯薄膜,其厚度在１5～25μｍ之间，用“〇”形套膜环固定，使电极与被测溶液隔离，而溶解在溶液中的氧仍能透过薄膜,进入电极内。较薄的膜易透过氧，因而对氧浓度变化的响应时间短．红外线ＣO2分析仪法:CO2吸取426０ｎｍ红外线，有封闭式:单位时间内CＯ2下降量和开放式：参比室和叶室CO2差值

本实验将采用开放式测得。三、实验材料与试剂实验试剂：三氯乙酸（TCA)实验材料:树叶、菜豆实验器材与仪器天平、湿毛巾、烘箱、打孔器、游标卡尺、剪刀、LＩ-6400poｒtabｌeｐhｏtosynthesissystem实验操作方法和环节(一）改良半叶法:光照不少于１.5ｈ,注意测定打孔器内径(计算面积)。放入铝盒中,开盖放进烘箱后,下周实验时测定重量（如回潮，需再烘干）。(二)CO2红外分析法(ＬＩ－64０0便携式光合作用测定系统)测定瞬时光合速率、光响应曲线等。打开叶室夹好叶片，关紧叶室,按1,F5（Mａtｃh)

→

F5(IAGR

Ｍaｔcｈ),Ｆ1(exit)→开灯,按２，Ｆ5(Ｌａmp

off)选Quaｎtum

fｌuｘ<entｅr>,

输入光强值(500-1500

)＜enteｒ>

→按１,F1（Opeｎ

Lｏｇfｉle）,命名文献名ＸＸX及附加标记（植物,解决,组号等)

<ｅnter＞

→观测

Photo稳定期,按采样键F1(LＯG）或测定器黑钮５次（一般同一叶片应测５次值)。

在完毕采样（ＬOG）后，按５,按F1(ＡUTOPＲOG),找Light

curve,

名命及做标记<entｅr>，按Y(使测量数据紧随上述数据后)。设立光强(从高到低，光强间用1空格隔开。高光强下点间隔大,低光强下点间隔小,常用2023

1500

1000

6０0

300

200

１０0

5０

30

10

0，光强为0时为呼吸速率)，设立测定装订线时间间隔的最小值和最大值，设立叶室和参比室间应进行自动匹配的CO２浓度,按Ｙ开始自动测量。

数据保存和取出。采样完后按１,Ｃloｓｅ

file,按Ｆ5，end进入SＬEＥP(同一班只需一个ｆｉlｅ，不同的组可以用＜ａdd

maｒk＞区分)。与电脑连接，解除ＳLEEＰ,进入F5（Ｕtiｌiｔy

Mａnu)选择File

eｘchangｅ

ｍｏde。打开电脑winＰX

ｆoｒ

6４00,在LＩ-6400/User下把自己要的测定文献拖入专设目录。在EＸCEL下选择所有文献在文本导向下,选择“,”打开。实验数据记录和解决:半叶法光照下叶片重量黑暗中叶片重量光照时数打孔器内径０.396ｇ０.33８g１.５ｈ1.180ｃm1.160ｃｍ1.０92cｍ干重增长总数（mg）干重增长总数ｍ=５8mg切取叶面总和Ｓ=1.０28×１０-2ｄｍ2干重增长总数（mg）=3761.35mg/(dm2∙=3761.35mg/(dm2∙h)光合作用强度=切取叶面总和（dm2）×光照时数（h））ＣO2红外分析法表1、饱和光下不同植物光合、呼吸和蒸腾速率、气孔导度及水分运用效率(平均值±标准差）PlanｔsPｎ(μmoｌ.m-2s－1)R(μｍoｌ.ｍ－2s-1）Tｒ(ｍmol．m-２s-1)SC(moｌＨ2Ｏm－2s－１)WＵＥ菜豆（本组）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.标准误差0．0.0.0．0.玉米（１/2号）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．标准误差0.0.０.７．536１E－０50．表一ＰlantsＰn(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表二菜豆光强uml25002023１５０01000600400光合速率μｍｏl.m－２ｓ－1)11.19367１6411.１９596１0311．2035５３1811.２2903１８6１0．6959３1219．光强uｍl2００100５030１00光合速率μmｏｌ.m-2s-1）7.4.2.１.-0.-0.玉米光强uml２0２31６00１2００80０５０030０光合速率μmol.m-2s－1）18．3１244７9２17.590374１216．９42749６715.18962912１２.8479714２９.光强ｕｍl20010050３０2０１0光合速率μｍol.m-2s－１)7.3．2．1.0.-0.光强uml5０光合速率μmｏl.m-２s-１)-０.５３801448－0.773９0５27七、实验结果和分析1、比较两种植物光光合响应曲线的差异,求出它们的光补偿点、饱和点和量子效率,根据上述差异分两种植物光适应种类。从前两幅图显示:在30~3００光强下菜豆的光合速率大于玉米,其他光强下玉米的光合速率都大于菜豆。在无光照下菜豆的呼吸速率大于玉米。并且从图中可以得出:

菜豆光补偿点=4.063μmol

CO2

m-２

s-１；

光饱和点＝１000μmｏl

CO２

m-２

s-１左右；

量子效率=

０.041１玉米光补偿点=７．713μｍｏl

CＯ２

m－2

s-1;

光饱和点=

20２3以上μmol

CO2

m-2

s-1;量子效率＝

0.040０

从图中的光合饱和点和光合补充点得出: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强，C4植物能更好的运用二氧化碳，因此,Ｃ４植物的光合速率比C3快许多，特别是在二氧化碳浓度低时,Ｃ4能更有效地应用二氧化碳。所以:玉米适于在充足的光强下种植，而菜豆增强光强却不增长光合速率,可以在适宜的光强下种植,两种都是阳生植物,但是所需最大光强不同。２、分析光对蒸腾速率、气孔导度和水分运用效率的影响。

光是影响蒸腾作用的重要外界条件,它不仅可以提高大气的温度，同时也可以提高叶温，大气温度的升高增强水分蒸发速率，叶面温度大于大气温度，使叶外的蒸汽压差增大，蒸腾速率更快。此外,光照促进气孔的开放，减少内部阻力，从而增强蒸腾作用。

光照是调节气孔运动的重要信号。保卫细胞叶绿体在光下形成的蔗糖,累积在液泡中,渗透势减少,于是吸取水膨胀，气孔张开。光也可促进保卫细胞内苹果酸的形成和K＋、Ｃl-的积累。一般情况下,光可促进水势减少，气孔张开。通常认为，红光是通过间接效应,而蓝光也会刺激气孔张开。蓝光可是保卫细胞膜上的质子泵ATP酶活化，质子泵排出质子到膜外，使得质膜内侧的电势更负，于是通过各种途径吸取各种离子和积累有机质于液泡,气孔就张开。

水分运用效率是光合速率与蒸腾速率的比值,所以水分运用率随着光合速率的升高而升高，随蒸腾速率的升高而减少，在一定的光强范围内,光合速率随着光强的增长而增长,但蒸腾速率也在增长,但总体是水分运用效率增长。当到达光合饱和点时，随着光强的再上升,光合速率不变,但是蒸腾却将比较分析改良半叶法和ＬI-6４００两种方法的优缺陷。半叶法优点::不需复杂的仪器设备，简便易行。一般科研单位均可应用。测定结果可反映叶片在自然条件下进行光合作用的情况，接近田间实际情况。缺陷：:①破坏被测材料．不能连续测量;②测定期间长，环境条件不易控制，不同时间的测定数据由于环境条件的不同而没有严格的可比性；③不能测出短时间光台速率的变化：④测定效率低、误差较大，不宣在研究工作中大量使用。LＩ-64０0优点：:①原理可靠，测量较准确：②灵敏度高,可测1．0mｇ/kg、0．Ｓｍg／kg的C0２;③反映速度快、响应时间短,可快速跟随c02浓度的变化测出ｃ02瞬时变化;④不破坏植株材料；⑤易实现自动化、智能化.缺陷：红外气体分析器的精密度和准确度仍是一个严重的问题；红外气体分析器的满量程的标定中周边温度变化会对摩尔浓度导致影响。在使用光合作用测定系统在农业应用中进行光合速率对比观测时存在着一系统的观测误差,导致误差的因素也许来源于气源的稳定性、样本地段的选择、样株选择、叶片选择等所谓的取样误差：也也许来源于对仪器使用不妥而出现的操作误差;还也许来源于观测时间不同或观测连续时间过长而出现的观测时间误差。讨论、心得菜豆:蚕豆只需要适当的光照,在适当的条件下，合理施肥灌溉。也可以在条件允许的情况下改善二氧化碳、水分、光照的条件。玉米:适宜在足够大的光强下生长，充足提高玉米的光合速率。

要充足光照