《植物叶片光合速率》ppt课件

1、农业生物学实验教学中心植物叶片光合速率植物叶片光合速率与呼吸速率的测定与呼吸速率的测定红外线红外线CO2CO2气体分析法气体分析法赵世杰赵世杰农业生物学实验教学中心光协作用是独一能把太阳能转化为稳定的化学能贮藏在有机物中的一个化学过程，是农作物产量构成的决议性要素。植物生理学、生态学、作物栽培学、作物育种学、林学、植物营养、病理等研讨任务中，经常需求测定光合速率，根据实验资料选择一种快速、准确而又简便的光合速率测定方法，以满足科学研讨的需求。农业生物学实验教学中心CO2 + 2H2O* + 4.69kJ (CH2O) + O*2 + H2O 原那么上可以测定任一反响物的耗费速率原那么上可以测定

2、任一反响物的耗费速率或产物的生成速率来表示光合速率。或产物的生成速率来表示光合速率。 测定方法：测定方法：CO2的吸收的吸收 O2的释放的释放 有机物的积累有机物的积累光协作用的总反响式：光协作用的总反响式：农业生物学实验教学中心(一一) 氧气的释放氧气的释放 氧电极实验氧电极实验20 离体测定离体测定(二二) 干物质的积累干物质的积累 半叶法实验半叶法实验21 离体测定离体测定 群体光合才干群体光合才干 离体测定离体测定农业生物学实验教学中心 三三CO2CO2的吸收测定光合速率的吸收测定光合速率 1. 1. 化学滴定法化学滴定法 主要测定呼吸实验主要测定呼吸实验2222 2. pH2. pH

3、法曾经淘汰法曾经淘汰 3. 3. 红外线气体分析仪红外线气体分析仪(IRGA)(IRGA)法法 联体测联体测定定 具有灵敏度高、反响迅速，抗干扰性强，具有灵敏度高、反响迅速，抗干扰性强，操作方便，可以进展活体的、延续的测定等突出操作方便，可以进展活体的、延续的测定等突出优点，因此被广泛运用于农业测定和科学研讨中。优点，因此被广泛运用于农业测定和科学研讨中。农业生物学实验教学中心1 红外线气体分析仪任务原理红外线气体分析仪任务原理 农业生物学实验教学中心 红外线经过CO2气体分子时被气体分子吸收，透过的红外线能量减少，被吸收的红外光能量的 多 少 与 该 气 体 的 吸 收 系 数K，气体浓度C

4、和气层的厚度L有关，并服从朗伯-比尔定律，可用下式表示：E=E0eKCL E0为入射红外光的能量，E为透过的红外光的能量农业生物学实验教学中心CDSRA350R农业生物学实验教学中心 CO2对红外线的最大吸收峰：对红外线的最大吸收峰：4.26m H2O吸收红外线，同理运用红外线技术丈吸收红外线，同理运用红外线技术丈量气体中水分的含量。量气体中水分的含量。 H2O对红外线的最大吸收峰：对红外线的最大吸收峰：2.19m农业生物学实验教学中心 红外线气体分析仪只能进展红外线气体分析仪只能进展CO2浓度和浓度和H2O浓度的测定，要测定光合速率必需与气路系统相浓度的测定，要测定光合速率必需与气路系统相结

5、合。结合。 常用的气路系统主要有：常用的气路系统主要有： 1开放式气路系统开放式气路系统 2密闭式气路系统密闭式气路系统2 2 光协作用测定的气路系统光协作用测定的气路系统 农业生物学实验教学中心CO2稳定稳定CO2气体气体1开放式气路系统开放式气路系统农业生物学实验教学中心1. 长时间动态监测长时间动态监测2. 恒态测定；维持恒态测定；维持CO2稳定值稳定值3. 测定光光合曲线：测定同一个叶片测定光光合曲线：测定同一个叶片 不同光强下的光合速率不同光强下的光合速率4. 测定测定CO2光合曲线；测定同一个叶片光合曲线；测定同一个叶片 不同不同CO2下的光合速率下的光合速率开放式气路系统的优点：

6、开放式气路系统的优点：农业生物学实验教学中心 5. 测定光呼吸：测定光呼吸：R=Pn2-Pn21 低氧气体低氧气体23O2，360ppmCO2 与正常空气与正常空气21O2，360ppmCO2 测定不同气体下的光合速率之差即为光呼吸。测定不同气体下的光合速率之差即为光呼吸。 6. 控制温度下光合速率的测定控制温度下光合速率的测定 7. 湿度曲线：湿度曲线： 控制进入叶室中气体的湿度控制进入叶室中气体的湿度农业生物学实验教学中心公式：公式：Pn=C/tV/SCPAR(2) (2) 密闭式气路系统密闭式气路系统农业生物学实验教学中心主机主机叶室叶室红外仪与供气系统红外仪与供气系统农业生物学实验教学

7、中心衔接叶室分析气管A衔接叶室参比气管B操作键盘衔接充电器电源开关显示屏衔接叶室衔接数据传输线显示屏亮度调理孔农业生物学实验教学中心光源和遮光片光源和遮光片农业生物学实验教学中心CO2H2O稳定稳定CO2气体气体稳定稳定H2O气气体体测定的参数：测定的参数：光合速率：光合速率：A；蒸腾速率：；蒸腾速率：E；气孔导度：；气孔导度：G细胞间隙细胞间隙CO2浓度：浓度：CI；呼吸速率：；呼吸速率： -A农业生物学实验教学中心 开放式气路对气路的衔接要求非常严厉，开放式气路对气路的衔接要求非常严厉，参比气和分析气口不能反接。参比气和分析气口不能反接。 PLC A：分析气路的出气口，叶室管子：分析气路的

8、出气口，叶室管子上标有上标有“A，衔接主机上的，衔接主机上的“A； PLC R：叶室参比气供应进气口，叶室：叶室参比气供应进气口，叶室管子上标有管子上标有“R，衔接主机上的，衔接主机上的“R。2.2.气路衔接气路衔接农业生物学实验教学中心枯燥剂管碱石灰管碱石灰管水分平衡器空气进气口 碱石灰管吸收碱石灰管吸收CO2，调零和控制，调零和控制CO2枯燥剂管吸收水分，调零和控制水分枯燥剂管吸收水分，调零和控制水分农业生物学实验教学中心4. 4. 键盘功能键盘功能 09为正常的数字输入键。为正常的数字输入键。 Y=Yes，接受一个数值，接受一个数值， 或进入下一菜单。或进入下一菜单。 N=No，终了一个

9、操作时按此键。，终了一个操作时按此键。 R=在丈量形状下，按此键记录测定结果。在丈量形状下，按此键记录测定结果。 X=转换，在丈量形状时，按此键在测定转换，在丈量形状时，按此键在测定参数和参数和 计算结果的数据之间交替显示。计算结果的数据之间交替显示。农业生物学实验教学中心1REC：测定：测定2CAL：校正：校正 3DMP：数据输出：数据输出 4CLR：去除内存：去除内存 5CLK：时钟校正：时钟校正 6DIAG：诊断：诊断按按“1进入测定方式显示以下菜单：进入测定方式显示以下菜单： 1REC 2CAL 3DMP 4CLR 5CLK 6DIAG农业生物学实验教学中心SET PLC 1:BROA

10、D 2:UNIVERSAL SET PLC：选择叶室：选择叶室 1:BROAD：规范叶室：规范叶室 2:UNIVERSAL：通用型叶室：通用型叶室 按按“2 选择通用型叶室选择通用型叶室农业生物学实验教学中心1 REC:M/A 2 INT:001 FLO:300选择叶室后显示设置菜单选择叶室后显示设置菜单1：1REC：记录类型；：记录类型；A:自动记录自动记录; M:手动记录手动记录 按按“1键在键在“A和和“M间转换间转换2INT：自动记录的时间间隔；：自动记录的时间间隔；M记录时为记录时为“0FLO ：气体流量，固定值，不需求设定。：气体流量，固定值，不需求设定。 按按“1键选择键选择M

11、按按“Y键，然后显示：键，然后显示：农业生物学实验教学中心1 LIGHT=SUN(or LAMP)2 LEAF AREA=05.01LIGHT：设置光源类型；：设置光源类型； SUN为自然光，为自然光，LAMP为人工光源。为人工光源。2LEAF AREA：夹入叶室内的实践叶面积：夹入叶室内的实践叶面积5.4cm2 按按“1 键选择光源类型；键选择光源类型；按按“2 键输入叶面积；键输入叶面积；按按“Y键，然后显示：键，然后显示：设置菜单设置菜单2 ：农业生物学实验教学中心不同类型叶室夹叶片的方法：不同类型叶室夹叶片的方法：PARPAR农业生物学实验教学中心 1 P:01 R:01 FREE R

12、ECORDS nnn1 P：小区号，用户输入，用于识别不同处置；：小区号，用户输入，用于识别不同处置；R： 记录号，如改动小区号，记录号重新设置为记录号，如改动小区号，记录号重新设置为01；FREE RECORDS nnn：存储器剩余存储数量。：存储器剩余存储数量。按按“1键可以改动小区号，输入区号范围键可以改动小区号，输入区号范围01-89。按按“Y键，然后仪器进入预热形状，屏幕显示键，然后仪器进入预热形状，屏幕显示: WARM UP DELAY TEMP.= 40设置菜单设置菜单3 3：农业生物学实验教学中心 C nnnn +/-nnn Q nnnn H nn.n +/-nn.n T nn

13、.nC：参比：参比CO2浓度，以浓度，以ppm为单位；为单位；+/-nnn：分析气与参比气：分析气与参比气CO2浓度差值，单位浓度差值，单位ppmQ：光量子通量密度，单位：光量子通量密度，单位molm-2s-1；H：参比水蒸气压，以毫巴为单位：参比水蒸气压，以毫巴为单位0.075.0；+nn.n ：分析气与参比气水蒸气压之间的差值，：分析气与参比气水蒸气压之间的差值， 以毫巴为单位；以毫巴为单位；T：叶室温度，以：叶室温度，以为单位。为单位。当完成预热后当完成预热后55，显示测定菜单：，显示测定菜单：农业生物学实验教学中心按转换键按转换键X可以交替显示测定数据和计算结果：可以交替显示测定数据和

14、计算结果： E nn.nn G nnnn T nnA +/-nn.n CI nnnnE：蒸腾速率，以：蒸腾速率，以mmolm-2s-1为单位；为单位；G：气孔导度，以：气孔导度，以mmolm-2s-1为单位；为单位；T：叶片温度，以：叶片温度，以为单位；为单位；A：光合：光合/呼吸速率，单位：呼吸速率，单位：molm-2s-1； 正正 值为光合速率，负值为呼吸速率。值为光合速率，负值为呼吸速率。CI：细胞间隙：细胞间隙CO2浓度，以浓度，以ppm为单位。为单位。 农业生物学实验教学中心1REC 2CAL 3DMP4CLR 5CLK 6DIAG1 REC:A/M 2 INT:001 FLO:30

15、01Y1: LIGHT = SUN (or LAMP) 2: LEAF AREA = 05.0 1 P:01 R:01 nnnFREE RECORDS nnnYNC nnnn +/-nnn Q nnnnH nn.n +/-nn.n T nn.nEnn.nn Gnnnn TnnA+/-nn.n CInnn XY Y1: CO CONTROL2: H O CONTROL.CO2 STEP n (MAX=6)N=CHANGE Y=OKH2O STEP n (MAX=4)N=CHANGE Y=OK12YYY3YY12YNNCO2 CONC = nnnnKEY0 WHEN STEADYY21: SCRE

16、EN DISPLAY2: DATA DUMP 1/2?PLOT 01 REC 0109/03 12:193N12清除内存1:SEE DATA INPUT2:INITIALISE654CR: nnnnn A:nnnnn Z:nnnnnDISPLAY 11HUMIDITY REF: nnn ANALYSIS: nnnYDISPLAY 2N MenuN MenuLCT nnn PAR nnnnDISPLAY 3DISPLAY 4YRHT nnn ANT nnnATP nnnn AUX nnnYN MenuN Menu进行初始化测试代码0 4 6 22输入标准C O 浓度2无标准C O H O,不 能

17、 进 行该步骤操作2Y显示下一个结果N返回主菜单PC传输诊断仪器性能时钟校正22TPS-1 光合作用测定系统操作步骤图NSET PLC 1:BROAD2:UNIVERSAL1/211 CO CAL2 H O CAL222C nnnn -nnn QnnnnH nn.n +nn.n Tnn.nEnn.n Gnnnn TnnA+nn.n CInnn777农业生物学实验教学中心 选择待测叶片夹入同化室，给以适当的光照，察看CO2值和水分差值变化，待CO2值稳定后(40秒1min)按“X转换键察看结果，记录测定结果。 一个叶片的测定终了，进展另一叶片的测定。 四四 光合速率的测定光合速率的测定E 02.01 G 0120 T 25.A +18.3 CI 0098C 0385 -035 Q 0600H 09.2 05.8 T 26.6X测定菜单测定菜单结果结果农业生物学实验教学中心农业生物学实验教学中心农业生物学实验教学中心 实验资料：实验资料：