Idioma :
SWEWE Membre :Login |Registre
Cercar
Comunitat enciclopèdia |Enciclopèdia Respostes |Enviar pregunta |Coneixement de vocabulari |Pujar coneixement
Anterior 1 Pròxim Seleccioneu Pàgines

Fluorescència de la clorofil · la

La fotosíntesi Investigació fluorescència de la clorofil · la com sonda, ha estat àmpliament estudiat i aplicat. Fluorescència de la clorofil · la no només reflecteix l'absorció de llum, la transferència d'energia d'excitació i reaccions fotoquímiques de procés de la reacció primària de la fotosíntesi, i amb la transferència d'electrons, l'establiment del gradient de protons i la síntesi d'ATP i els processos de fixació de CO2. Gairebé tots els canvis es pot accedir a través del procés de fluorescència de la clorofil · fotosíntesi reflecteix la tecnologia de mesurament de la fluorescència sense trencar les cèl · lules, sense danyar l'organisme, per tant indirectament a través d'estudis d'investigació de la fotosíntesi canvi de fluorescència de la clorofil · la és una simple, ràpida i fiable Mètodes. En l'actualitat, la fluorescència de la clorofil · la en la fotosíntesi, la fisiologia de l'estrès de la planta, biologia aquàtica, l'oceanografia i la teledetecció ha rebut una àmplia gamma d'aplicacions.Estudi de la història

Fenomen de fluorescència de la clorofil · va ser descobert per primera vegada per missioners Brewster. 1834 Brewster va trobar que quan un grup de forta llum del sol a través de l'extracte d'etanol de fulles de llorer, el color de la solució es va tornar de color complementari ¬ ¬ verd - vermell, i els colors amb el gruix de la solució canvi, que és la història de la seva clorofil fenomen de fluorescència reabsorció va ser documentat per primera vegada. Més tard, Stokes (1852) reconeixen que aquest és un fenomen d'emissió de llum, i l'ús de la paraula "fluorescència". 1874, Müller va descobrir solució de clorofil diluïts viu relació d'intensitat de fluorescència en els fulls de fluorescència molt més forta. Encara Müller va proposar fluorescència de la clorofil · la i la fotosíntesi relació inversa pot existir entre, però a causa de les seves experiments no controlava, no es controla estrictament les condicions experimentals, perquè la gent no ho farà clorofil inducció de fluorescència (transitòria) el descobriment del fenomen atribuït a Müller.

Kautsky és reconegut com el descobridor de la clorofil · fenomen d'inducció de fluorescència. El 1931, Kautsky i Hirsch observar i registrar els fenòmens d'inducció de fluorescència de clorofil · la (Lichtenthaler, 1992; Govindjee, 1995) visualment. Ells seran il · luminats fulles adaptats a la foscor, va trobar la intensitat de fluorescència de clorofil · la varia amb el temps, i amb la fixació de CO2 relacionat (Figura 3.1). Les seves principals conclusions són les següents: 1) fluorescència de la clorofil · augmentar ràpidament fins al punt més alt, i després disminueixi i, finalment, arribar a un estat estacionari, tot el procés completat en minuts. 2) l'augment de la corba reflecteix les reaccions primàries fotoquímics de la fotosíntesi, independents de la temperatura (0 ℃ i 30 ℃) i els efectes del tractament de HCN. Si s'apaga la llum en el punt més alt, la fluorescència disminuir ràpidament. 3) el canvi en la intensitat de fluorescència és inversament amb relació fixa CO2, si la intensitat de la fluorescència es va reduir, després es va incrementar la fixació de CO2. Això mostra que quan la intensitat de la fluorescència disminueix, s'utilitza l'energia més llum en energia química. 4) curiós (després de la il · luminació) CO2 té un desfasament fix, sembla que no es requereix procés de "depenent de la llum" del procés de fixació de CO2. Un altre fenomen inexplicat és que si la llum fluorescent s'apaga després que el final de la inducció, el nivell de recuperació de la fluorescència triga molt de temps. En el descobriment de Kautsky, la gent en els fenòmens d'inducció de fluorescència de clorofil · realitzades investigació extensa i profunda, i poc a poc van formar una teoria de la inducció de fluorescència fotosintètica és àmpliament utilitzat en la investigació de la fotosíntesi. Des Kautsky destacada contribució, la clorofil · fenomen d'inducció de fluorescència també anomenat efecte Kautsky (efecte Kautsky).

Rendiment quàntic

Les molècules de clorofil · la a la cèl · lula mitjançant l'absorció directa dels quants de llum o indirectament a través de pigments captadors de llum absorbeixen l'energia lluminosa del quantum d'arribar des de l'estat fonamental (estat baix) a un estat excitat (estat d'energia més alt). A causa de la longitud d'ona més curta com més gran sigui l'energia, les molècules de clorofil · la absorbeixen la llum vermella, les transicions d'electrons en l'estat excitat més baix; absorbeix la llum blava, les transicions electròniques a un nivell d'energia més alt que l'absorció de la llum vermella (estats excitats més alts). En una molècula de clorofil · la excitada superior és molt inestable, en els centenars de femtosegons (fs, 1 fs = 10 a 15 s), a través de la relaxació vibracional irradia calor als voltants, a l'estat excitat més baix (Figura 3.2). Baix estat d'excitació de les molècules de clorofil · la són estables durant uns nanosegons (ns 1 ns = 10-9 s).

La clorofil · la en les molècules en estat excitat més baixes pot alliberar l'energia de diverses maneres pel retorn a estat estacionari. L'alliberament d'energia hi ha diverses maneres (Figura 3.3) (Campbell et al, 1998; Roháček i Barták, 1999; Malkin i Niyogi, 2000.): 1) tornen a emetre un fotó i tornar a l'estat fonamental, que produeixen fluorescència. Com a part de l'energia d'excitació emesa fotons de fluorescència en forma de dissipació de calor abans de perdut, de manera que la longitud d'ona de fluorescència més llarg que la longitud d'ona d'absorció de la llum de fluorescència de la clorofil · la a la regió vermella general. 2) no emeten fotons, la forma directa de calor dissipada (dissipació d'energia no radiant). 3) l'energia transferida a les molècules de clorofil · la unes d'altres molècules de clorofil · la adjacents, la transferència d'energia entre les molècules de clorofil · la en una sèrie, i, finalment, per al centre de reacció, centre de reacció molècules de clorofil · separades per energia de transferència de càrrega per l'acceptor d'electrons, realitzant d'aquesta manera fotoquímica reacció. Per sobre d'aquests tres processos estan competint entre si, sovint amb un tipus màxim del procés es troba en una posició dominant. Per a moltes molècules de pigment, la fluorescència es produeix en nanosegons, i la fotoquímica es produeix a nivell de PS, de manera que quan els organismes fotosintètics en un estat fisiològic normal, el pigment antena absorbeix energia de la llum utilitzada per a la major part de la reacció fotoquímica, la fluorescència només petita part.

Les cèl · lules vives de la clorofil · la excitada b a la clorofil · la de una transferència de gairebé el 100% d'eficiència, per tant indetectable b fluorescència de la clorofil · la. A temperatura ambient, la gran majoria (aproximadament 90%) in vivo fluorescència de la clorofil · la de PS Ⅱ sistema de pigments antena, i l'energia absorbida pels òrgans fotosintètics només al voltant de 3% a 5% s'usa per produir fluorescència (Lin Shiqing, 1996; Krause i Weis, 1991).

Modulació

Pols ple fluorescència de la clorofil · modulada - amplitud - Modulació (pols de modulació d'amplitud, PAM) fluorescència de la clorofil · la, en general es refereix a modular la nostra fluorescència de la clorofil · domèstica, fluorescència de la clorofil · instrument de mesura anomenat modulació de la modulació analitzador de fluorescència, o anomenat PAM.

La clorofil · la fluorescència de modulació (PAM) és una eina poderosa per als estudis de la fotosíntesi, i l'oxigen fotosintètic, l'intercanvi de gasos i es diu mesuraments de fotosíntesi de les tres tecnologies. Atès que la mesura ràpida, senzilla, fiable, i el creixement del procés de mesura de la mostra bàsicament, no hi ha efecte, s'ha convertit en la tècnica més fotosíntesi camp de la literatura publicada.

Obres

1983, WALZ cap científic, professor de la Universitat de Würzburg, Alemanya Dr Ulrich Schreiber i tècniques de modulació de pols de saturació d'utilitzar la tecnologia, el disseny i la fabricació de primera modulació d'amplitud de pols del món (pols de modulació d'amplitud, PAM) fluoròmetre - PAM -101/102/103.

La tècnica de modulació trucada que s'utilitza per mesurar la llum d'excitació de fluorescència amb una certa modulació (ON / OFF) del detector de freqüència de només els registres amb la mateixa llum mesura de la fluorescència de freqüència, fluoròmetre per modulada permet el mesurament de la fluorescència de tot l'estat fisiològic, incloent la llum de fons és fort. És a causa de l'aparició de la tècnica de modulació que fa fluorescència de la clorofil · la de la "requadre negre" tradicional (per evitar que la llum ambient) cap al camp del mesurament dels mesuraments de la llum ambiental de la fisiologia a l'ecologia.

L'anomenada tecnologia de pols de saturació, és per obrir una durada molt curta (típicament menys d'1 s) de la llum de totes les portes electròniques (fotosíntesi se suprimeix temporalment), de manera que la fluorescència de la clorofil · la es maximitza. Pols de saturació (saturació de pols, SP) es pot veure com un cas especial de la llum actínica. Actínica forta, PS II alliberen més electrons, PQ més electrons acumulats en, és a dir, tanca la porta electrònica d'estat més, F és més gran. Quan la llum actínica de manera que totes les portes estan tancades electrònic (no es pot dur a terme la fotosíntesi) Resistència, es diu pols de saturació.

Obriu el pols de saturació, originalment al porter electrònic d'estat oberta la conversió de l'energia per a la fotosíntesi i la calor fluorescència de la clorofil · la, F assoleix un màxim.

Després d'adaptació a la foscor completa, totes les portes electròniques en un estat obert, obriu la llum de mesurament per obtenir Fo, aquest cop donat un pols de saturació, tota porta electrònica estan a l'ordre per la fluorescència fotosíntesi i la conversió d'energia tèrmica, aquesta vegada La clorofil · la fluorescència resultant Fm. Segons FM i FO poden calcular el màxim rendiment quàntic de PS II FV / Fm = (Fm-FO) / Fm, que reflecteix el potencial capacitat màxima fotosintètica de les plantes.

A la llum de la fotosíntesi, l'única part de la porta electrònica en l'estat obert. Si vostè li dóna un pols de saturació, inicialment en l'estat porter electrònic obert de la conversió de l'energia per a la fotosíntesi i la calor fluorescència de la clorofil · la, a continuació, obtenir la clorofil · la fluorescència Fm '. Segons Fm 'i F es pot calcular tenint en compte l'estat actual del rendiment quàntic real del PS II Rendiment = ΦPSII = Df / Fm' = (Fm'-F) / Fm ', que reflecteix la realitat actual de l'eficiència fotosintètica de la planta.

A la llum de la fotosíntesi, l'única part de l'electrònica de la porta tancada relació F de l'estat en temps real de fluorescència Fm és menor, el que va passar extinció de fluorescència (tremp). Les plantes absorbeixen l'energia de la llum només tres path: fotosíntesi, fluorescència de la clorofil · la i la calor. D'acord amb la conservació de l'energia: 1 = l'fotosíntesi fluorescència de la clorofil · la calenta. Es poden extreure: la clorofil · la fluorescència = 1 - fotosíntesi - calenta. En altres paraules, la disminució de rendiment de fluorescència de clorofil · la (refredament ràpid) es pot augmentar o per la fotosíntesi va causar un augment de la dissipació de calor. La fotosíntesi causada per l'extinció de la fluorescència flama tremp fotoquímica (tremp fotoquímic, QP), dissipació de calor causat per l'extinció de la fluorescència s'anomena extinció no fotoquímica (extinció no fotoquímica, qN o NPQ). Extinció fotoquímica reflecteix el nivell de l'activitat fotosintètica de les plantes; extinció no fotoquímica reflecteix la dissipació de l'excés d'energia de la llum com la capacitat de la planta de calor, que és la protecció de la llum.

Saturació estat de llum d'impuls, l'electrònica de la porta està completament tancada, la fotosíntesi s'inhibeix temporalment, és a dir, tots han suprimit tremp fotoquímica, però aquesta fluorescència és menor que Fm, que hi ha extinció de la fluorescència, la L'extinció de la fluorescència restant és de refredament no-fotoquímica. Coeficient d'extinció es calcula com: QP = (Fm'-Fs) / FV '= 1 - (Fs-Fo') / (Fm'-Fo '); qN = (FV FV') / Fv = 1 - (Fm'-Fo ') / (Fm-Fo); NPQ = (Fm-Fm') / Fm '= Fm / Fm' -1.

Quan F arriba a un estat d'equilibri després de la llum actínica prop, i la llum vermella llunyana obert (llum vermella llunyana, FL) (duren al voltant de 3-5 s), PS I promoure la ràpida absorció i l'acumulació a la porta electrònica dels electrons, la porta de tornada dins d'un curt període de temps d'estat obert, F de nou a prop del mínim de fluorescència (Fo), la fluorescència obtinguda en aquest moment és de Fo. Mesurat en un inconvenient, de manera que la versió salvatge del camp Fo 'del fluoròmetre modulada (excepte PAM-2100 i AIGUA-PAM), la majoria no configurar la llum vermella llunyana. En aquest punt, en lloc d'utilitzar directament Fo Fo 'per calcular qP i qN, encara que els valors dels paràmetres obtinguts són lleugerament diferents, però la tendència qP i qN i la utilització de Foment és coherent amb el càlcul. Atès que el càlcul de NPQ sense Fo ', gairebé 10 anys ha estat més àmpliament utilitzat.

D'acord amb el rendiment quàntic efectiu de PS II Df / Fm 'i la radiació fotosintèticament activa (radiació fotosintèticament activa, PAR) es pot calcular a partir de la taxa relativa de transport d'electrons fotosintètica retr = Df / Fm' · PAR · 0.84 · 0.5. 0.84 és una planta que coeficient d'absorció empírica, 0.5 és la suposició de llum absorbida per les plantes pot ser de dos sistemes òptics de manera uniforme.

Instrument Introducció

PAM-101/102/103, els models més clàssics, tot i que ja es va suspendre, però al laboratori internacional de la fotosíntesi famós, segueix sent el model principal, la raó és molt simple, no és dolent ah vell, eh

PAM-2000/PAM-2100, models més venuts portàtils, és àmpliament

MINI-PAM, més barat que el PAM-2100, compta amb la mateixa poderosa

BUSSEIG-PAM, primer sota l'aigua en el món en-situ el mesurament de la fisiologia vegetal pot ser un instrument, aparell, de disseny totalment resistent a l'aigua, la investigació en el camp d'aplicació és molt ampli coral

IMATGE-PAM, nou sistema d'imatges de fluorescència, el més interessant és que un host pot connectar diverses sondes, súper potent, és els productes de "pròxima generació"

DUAL-PAM-100, el mesurament simultània de la fluorescència de la clorofil · la i P700, que també es va estudiar PSII i PSI activitat, no és una innovació significativa en la tecnologia

Etcètera


Anterior 1 Pròxim Seleccioneu Pàgines
Usuari Revisió
Sense comentaris encara
Vull comentar [Visitant (34.229.*.*) | Login ]

Idioma :
| Comproveu el codi :


Cercar

版权申明 | 隐私权政策 | Drets d'autor @2018 Coneixement enciclopèdic del Món