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 光合作用機理

    光合作用的是能量及物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程,，首先由葉綠素將光能轉(zhuǎn)化成電能，經(jīng)電子傳遞產(chǎn)生ATP和NADPH形式的不穩(wěn)定化學(xué)能,，zui終轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的化學(xué)能儲存在糖類化合物中,。
    光反應(yīng)：吸收光能，合成一些如ATP,、NADPH等高能物質(zhì),，用以維持細胞生長；
    暗反應(yīng)：利用ATP,、NADPH固定二氧化碳,，生成一些列碳水化合物 葉綠素熒光動力學(xué)包含著光合作用過程的重要信息，如光能的吸收和轉(zhuǎn)化,。能量的傳遞與分配,、反應(yīng)中心的狀態(tài)，過剩能量的耗散以及反映光合作用的光抑制和光破壞,。應(yīng)用葉綠素熒光可以對植物材料進行原位,、無損傷的檢測，且操作步驟簡單,。所以葉綠素熒光越來越受到人們的青睞,，在光合生理和逆境生理等研究領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。葉綠素熒光技術(shù)廣泛應(yīng)用于植物光合作用效率,、植物逆境脅迫,、育種篩選和植物健康評價等方面的研究,，被稱為植物光合作用研究無損傷的探針。水陸兩用自動熒光測量系統(tǒng)由澳大利亞悉尼大學(xué)的Runcie博士帶領(lǐng)團隊設(shè)計,；采用*的“快門”式熒光技術(shù),，在測量時系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)程序自動的旋轉(zhuǎn)熒光探頭到葉片表面，而在測量間期探頭自動旋轉(zhuǎn)到葉片側(cè)面,，從而既避免了人為干擾,，又保證了測量葉片始終處于自然狀態(tài)。系統(tǒng)既可以在陸地使用,，也可以在各種水體中使用,；既可以連接多達8個熒光探頭實現(xiàn)多點長期無人值守的連續(xù)測量，又可以拆分為單探頭的便攜式熒光儀從而實現(xiàn)調(diào)查式測量

葉綠素熒光產(chǎn)生的原理

    葉片是進行光合作用的主要器官,，葉綠體是進行光合作用的主要細胞器,。葉綠體是由葉綠體膜包裹起來的組織，膜內(nèi)主要含有基質(zhì),、基粒,、類囊體。葉綠體的光合色素主要集中在基粒之中,，光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的主要過程是在基粒中進行的,。 
    在高等植物體內(nèi)含有光合色素包括葉綠素和類胡蘿卜素兩種，一般情況下以3:1的比例存在于類囊體的膜中,。葉綠素分為葉綠素a和葉綠素b,類胡蘿卜素分為胡蘿卜素和葉黃素,。
    葉綠素不溶于水，而溶于有機溶劑,。從化學(xué)性質(zhì)講,，葉綠素是葉綠酸的產(chǎn)物，葉綠酸的兩個羥基分別被甲醇和葉綠醇酯化而得到的,，對光,、熱、酸敏感,，能發(fā)生皂化反應(yīng),，性質(zhì)不穩(wěn)定。
    光合作用是高等植物從外界環(huán)境獲取能量的重要途徑,，是高等植物進行生命活動的基礎(chǔ),。由綠色植物發(fā)射的葉綠素熒光以一種復(fù)雜的方式表達光合作用活性和行為。當光子照射綠色植物的葉片時,，光能在葉片的分配有反射,、透射和吸收等三種主要的去激途徑。葉綠素分子吸收的光能除了大部分進行光化學(xué)反應(yīng)外,，少部分會以熱耗散和熒光的方式釋放出來,。

葉綠素熒光動力學(xué)在植物抗逆性研究中的應(yīng)用

    葉綠素a熒光與光合作用各種反應(yīng)緊密相關(guān),，任何逆境對光合作用某過程的影響都可通過葉綠素熒光誘導(dǎo)動力學(xué)反映出來。逆境脅迫對植物光合作用的影響是多方面的,，不僅直接引發(fā)光合機構(gòu)的損傷,，同時也影響光合電子傳遞及與暗反應(yīng)有關(guān)的酶活性，利用葉綠素熒光動力學(xué)方法可以快速,、靈敏,、無損傷探測逆境對植物光合作用的影響。逆境脅迫的輕重與Fm/Fo,、Fv/Fm,、qP、 qN的參數(shù)值被抑制的程度之間存在著正相關(guān),，F(xiàn)v/Fo,、Fv/Fm分別代表PSII的潛在活性和PSII原初光能轉(zhuǎn)化效率，非光化學(xué)能量耗散易造成Fo的降低,，而光合機構(gòu)被破壞又使其升高,，所以這些參數(shù)的變化趨勢可作為植物抗逆的指標。光抑制光抑制是指植物的光合機構(gòu)所接受的光能超過光合作用所能利用的能量時而引起的光合功能降低,。目前人們對光抑制的機理有兩種認識: 其一通過增強非輻射能量耗散來消耗過剩的光能,，使光合機構(gòu)免受破壞；其二光合機構(gòu)的PSII反應(yīng)中心受到強光破壞,。光抑制也是一種光保護過程,，經(jīng)常用Fv/Fm來檢測光抑制。當植物受到光抑制時,，常伴隨Fv/Fm的降低和非輻射能量耗散的增加。熱耗散在防御光破壞過程中起重要作用,，與熱耗散密切相關(guān)的調(diào)節(jié)機制是植物體內(nèi)葉黃素循環(huán),。葉黃素循環(huán)存在于所有高等植物、蕨類,、苔蘚和一些藻類的類囊體膜上,。其過程是在抗壞血酸和NADPH2的參與下，紫黃質(zhì)在幾分鐘內(nèi)通過環(huán)氧玉米黃質(zhì)轉(zhuǎn)化為玉米黃質(zhì),，提高了玉米黃質(zhì)水平,。而玉米黃質(zhì)的含量與熱耗散有密切的關(guān)系。自然條件下,，隨著光強的增加,，玉米黃質(zhì)的含量提高；當光強下降時,，玉米黃質(zhì)向紫黃質(zhì)轉(zhuǎn)變,。如果通過葉黃素循環(huán)的非輻射能量耗散仍不能*消耗過量的過剩的光能時,，剩余的這部分能量有可能形成單線態(tài)氧，從而對光合機構(gòu)造成危害,。