实验报告 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：
一、实验目的和要求 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.二、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—6400ｐortａbｌe photosyntheｓｉs sysｔem 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。
Ｐｒi i ｎ ci ｐ les ｆo o ｒ m m ｅａ su ｒi i ｎg g ｐｈ otosy ｎｔh h ｅ sis and ｒespirat ｉｏ n 6CO 2 2 ＋6 6 Ｈ 2 2 O O ６(C Ｈ 2 2 O O）+ + 6O 2 2 一）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。
二）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.三）红外线 CO2 分析仪法:ＣO2 吸收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 1.实验试剂：三氯乙酸（TCA）2.实验材料:树叶、菜豆 装 订 线
四、实验器材与仪器 天平、湿毛巾、烘箱、打孔器、游标卡尺、剪刀、LI—6400 portabｌe phｏtosynthesis ｓｙstｅm 五、实验操作方法和步骤（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.1.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) （一）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 ０.39６g 0.33８g 1．5ｈ 1．18０ｃｍ 1．１60cm １.０９2cm 干重增加总数 m＝5８mｇ 切取叶面总和Ｓ=1.028×10-２ dm 2 光合作用强度= 干重增加总数（mg）切取叶面总和（dm2）×光照时数（h）= 3761.35mg/(dm2 ∙ ∙h) （二）ＣO 2 红外分析法 表１、饱和光下不同植物光合、呼吸和蒸腾速率、气孔导度及水分利用效率（平均值±标准差)表一 Pｌants Pｎ（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。008４3129８ 3。0557４094 ０．16１923957 ３．3６6780039 10.42311857 ０．973２４7８６53.0５9967309 ０．162118755 3。4062８4２８9 1０.4７65１７２61。021525659 3.０63５1５４４40.16２369234 3．419７6969 10.4８９7２6940。967７641２9 3.0657６357 0.162510５04 3．421５７07４4 10.5３55766３１.01４４１4262 3.068４88４９9 0。1626２714 3．４3３４7４37５平均值 １０．４42５８94０.9970766４3 3。０６26951５2 0。16２３099１８ 3．40９57５827标准误差 0。０9５25５３３90。02４7７0４95 0.00４98６309 0.００0287181 ０.0257936３９ 玉 米（1/2号)１6.１4８８2４２7 ０．81９61２382 2.14８７4209６ ０。136５84224 ７。5１54７8149 16．3３70810４ 0。811３4３8６７ 2.1５4391５66 0。１３６6084０1 7．5８31５30８ 16.3594４033 0．7923573７７ 2。1550１1046 0．13６６34349 ７．５9１348７13 16。38150109 0。７49３605４3 2。1516773６9 0。１3644013７ 7。61３363103 1６．4３０４21１２ ０。7871734２9 2．１５16521９5 0。13６55699９ 7．6３6１88208平均值 １６.331453５7 0.7919695２ 2.1522９4854 ０．1365648２2 7.587906251 标准误差 0。１07７81８61 0.0272863１1 0.0０2５0９４９6 7．53６1Ｅ-05 0.0454４０８18 表二 Pｌants Pn（μmoｌ．m—2ｓ－1)R（μmol。m—2s－１）Tr(mmol。m—2s－1)SC（moｌH2Om－２ｓ－1）ＷＵE 菜豆 10。44２589４ +0．095２５５3３９ 0。９９70７664３ +0。024770495 3.０62６951５２ +０。02477049５ 0．1６230９918 +0.000287１81 3．4０95７5827 +０.0257936 玉米 １６．33１453５7 +０。1０7781861 ０。7919６9５2 +0.02７28６311 2。152294854 +0。０0２５094９６ 0。13６564８22 +7．5361E—０5 7．58790６２５1 ＋0.０4５4４0８ 菜豆 光强ｕｍl ２5０0 200 4０0 光 合 速 率μmｏｌ。m-２s—1）１１。1９36７164 11.19596１０３ １１.２0355318 11。229０3186 1０。６9５93１21 9．8４２692992 光强ｕml 2 0 光 合 速 率μ mol.m—2s—１）7.52４7３9５８8 4。628１０32５８ 2.489５62１4４ 1.3７3５31３07 －0。121169905—０．8７859４42２ 玉米 光强 uml ２ ８00 ５0０ ３0０ 光 合 速 率μmol.ｍ—2ｓ-1)１８．312４4７９2 １７。5903７412 １6。9４２７49６7 15．18９6２91２ 1２.８4797１42 ９.7０９６06６4９ 光强 uｍl 2 １0 光 合 速 率μｍｏl．m—2s—１)７．357２3079４ 3。77１3２8109 2.17４184292 1．21918８２1２ ０.40496２８54-0。10424１574 光强 uml 5 0 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= 2000 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 植物能更好的利用二氧化碳,因此,C４植物的光合速率比 C3 快许多，尤其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、气孔导度和水分利用效率的影响。 1)光是影响蒸腾作用的主要外界条件，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.2)光照是调节气孔运动的主要信号。保卫细胞叶绿体在光下形成的蔗糖,累积在液泡中，渗透势降低, 于是吸收水膨胀,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，光可促进水势降低，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 通过各种途径吸收各种离子和积累有机质于液泡,气孔就张开。 3)水分利用效率是光合速率与蒸腾速率的比值，所以水分利用率随着光合速率的升高而升高,随蒸腾速率的升高而降低,在一定的光强范围内，光合速率随着光强的增加而增加，但蒸腾速率也在增加,但总体是水分利用效率增加。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 达到最大，直到植物缺少水分而关闭气孔.3、比较分析改良半叶法和 LI-64０0 两种方法的优缺点。 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.缺点：：①破坏被测材料．不能连续测量；②测定时间长,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 I--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反应速度快、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。 缺点: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围温度变化会对摩尔浓度造成影响。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，导致误差的因素可能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：也可能来源于对仪器使用不当而出现的操作误差；还可能来源于观测时间不同或观测持续时间过长而出现的观测时间误差。 八、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，充分提高玉米的光合速率。 要充分光照,由于玉米杆比较高，叶片大，所以要控制种植的密度,增加光和面积.也可以改善株型，增加种植密度,增大光合面积,耐肥不倒伏，充分利用光能,提高光能利用率.适当的补充水分,条件允许的话可以增加二氧化碳的浓度，补充人工光照.植物在光补偿点时有机物的形成与消耗相等，不能积累有机物，而且晚上还要消耗有机物，因此从全天来看,植物所需的最低光照强度必须高于光补偿点，才能使植物正常生长，这 在实践上有很大意义,间作和套种使作物种类的搭配,冬季温室栽培蔬菜等等都与光补偿点有关。
