葉綠素?zé)晒鈨x熒光產(chǎn)生機(jī)理  

熒光是一種光致發(fā)光的冷發(fā)光現(xiàn)象。當(dāng)光照射到某些原子時(shí)，光的能量使原子核周圍的一些電子由原來(lái)的軌道躍遷到了能量更高的軌道，即從基態(tài)躍遷到*激發(fā)單線態(tài)或第二激發(fā)單線態(tài)等。*激發(fā)單線態(tài)或第二激發(fā)單線態(tài)等是不穩(wěn)定的，所以會(huì)恢復(fù)基態(tài)，當(dāng)電子由*激發(fā)單線態(tài)恢復(fù)到基態(tài)時(shí)，能量會(huì)以光的形式釋放，所以產(chǎn)生熒光。

另外，熒光是物質(zhì)吸收光照或者其他電磁輻射后發(fā)出的光。大多數(shù)情況下，發(fā)光波長(zhǎng)比吸收波長(zhǎng)較長(zhǎng)，能量更低。但是，當(dāng)吸收強(qiáng)度較大時(shí)，可能發(fā)生雙光子吸收現(xiàn)象，導(dǎo)致輻射波長(zhǎng)短于吸收波長(zhǎng)的情況發(fā)生。當(dāng)輻射波長(zhǎng)與吸收波長(zhǎng)相等時(shí)，既是共振熒光。常見(jiàn)的例子是物質(zhì)吸收紫外光，發(fā)出可見(jiàn)波段熒光，我們生活中的熒光燈就是這個(gè)原理，涂覆在燈管的熒光粉吸收燈管中汞蒸氣發(fā)射的紫外光，而后由熒光粉發(fā)出可見(jiàn)光，實(shí)現(xiàn)人眼可見(jiàn)。

葉綠素?zé)晒鈨x原理說(shuō)明

   葉片是進(jìn)行光合作用的主要器官，葉綠體是進(jìn)行光合作用的主要細(xì)胞器。葉綠體是由葉綠體膜包裹起來(lái)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(guò)程是在基粒中進(jìn)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(jī)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(gè)羥基分別被甲醇和葉綠醇酯化而得到的，對(duì)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(jìn)行生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。由綠色植物發(fā)射的葉綠素?zé)晒庖砸环N復(fù)雜的方式表達(dá)光合作用活性和行為。當(dāng)光子照射綠色植物的葉片時(shí)，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(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)外，少部分會(huì)以熱耗散和熒光的方式釋放出來(lái)。
   熒光產(chǎn)生的物理機(jī)制是斯托克斯位移，當(dāng)一定波長(zhǎng)的光子碰撞到葉綠素分子時(shí)，光子可能被分子吸收，使分子的能量升高，處于較高能態(tài)的分子是不穩(wěn)定的，一般要通過(guò)釋放吸收的能量而回到穩(wěn)定的基態(tài)即zui低能級(jí)，其中一部分將以輻射的形式回到基態(tài)。分子必須在吸收一定頻率范圍的激發(fā)光后，通過(guò)振動(dòng)馳豫回到*激發(fā)電子態(tài)的zui低能級(jí)，由此向下的輻射躍遷才可能產(chǎn)生熒光，因此熒光的波長(zhǎng)一般要比激發(fā)光的波長(zhǎng)要長(zhǎng)。
  在植物光合作用過(guò)程中，葉綠素色素分子對(duì)光能的吸收及能量的轉(zhuǎn)變途徑中包括著極復(fù)雜的生物物理及生物化學(xué)過(guò)程。在葉綠體內(nèi)激發(fā)能從葉綠素b向葉綠素a的傳遞效率幾乎達(dá)到100%,所以檢測(cè)不到葉綠素b的熒光，因此，在對(duì)葉綠素?zé)晒膺M(jìn)行分析時(shí)，通常是指葉綠素a發(fā)出的熒光，光合作用過(guò)程中有兩種不同的光化學(xué)反應(yīng)，他們發(fā)生在相關(guān)聯(lián)的不同色素基團(tuán)中，這些基團(tuán)被稱為PSI和PSII。在常溫下，PSI色素系統(tǒng)基本不發(fā)熒光，接近95%的被檢測(cè)到的，葉綠素?zé)晒庑盘?hào)來(lái)源于PSII相關(guān)的葉綠素分子，因此，我們研究的葉綠素?zé)晒夤庾V主要由PSII相關(guān)葉綠素分子產(chǎn)生的。

Shutter葉綠素?zé)晒鈨x產(chǎn)品特點(diǎn)

   全自動(dòng)開(kāi)合葉室，程序控制葉室閉合進(jìn)行暗適應(yīng)測(cè)量，測(cè)量ΦII, FV/FM, PAR和溫度，快門實(shí)現(xiàn)葉綠素?zé)晒庹T導(dǎo)曲線、NPQ弛豫和RLC（快速光曲線），無(wú)人值守自動(dòng)監(jiān)測(cè)，自動(dòng)增益和自動(dòng)歸零功能：自動(dòng)在野外進(jìn)行正確設(shè)置，數(shù)據(jù)采集器可同時(shí)操作多個(gè)傳感器，簡(jiǎn)單開(kāi)關(guān)啟動(dòng)水下或陸地測(cè)量程序，全防水可達(dá)50m，潛水堅(jiān)固不銹鋼或工程塑料設(shè)計(jì)，擴(kuò)展大型外殼與電池包，利用易用軟件選擇所供程序或設(shè)定程序，根據(jù)程序，可自動(dòng)運(yùn)行達(dá)72h，開(kāi)合型傳感器可通過(guò)電腦控制，用于預(yù)田間實(shí)驗(yàn)，增加數(shù)采可以擴(kuò)展到多個(gè)傳感器（同時(shí)測(cè)量可達(dá)15個(gè)）。

Shutter葉綠素?zé)晒鈨x參數(shù)

   Fo, Fm, Fv/Fm, F, Fm’, Fo’, ΔF/Fm’, qP, qL, qN, NPQ, Y(NO), Y(NPQ), rETR, PAR, T等。

Shutter葉綠素?zé)晒鈨x術(shù)指標(biāo)

   多輪飽和脈沖調(diào)制熒光(PAM)

   激發(fā)光： 470 nm，小于1 umol m2 s-1

   光化光 ：白 LED，zui大光強(qiáng)3300 umol m2 s-1

   飽和脈沖：白光LED，zui大光強(qiáng)7800 umol m2 s-1

   PSI 激發(fā)光：遠(yuǎn)紅光735 nm，zui大光強(qiáng)40 umol m2 s-1

   PAR 傳感器: 余弦校正2Φ傳感器400-700 nm

   溫度傳感器: 分辨率±0.1 °C，量程 -5~ +40 °C

   操作溫度: 0 °C ~45 °C

   儲(chǔ)存溫度: -5 °C~60°C

   潛入 50 m深或5bar

   電源: 16.8V 4.5Ah，可充電NiMH電池包

Shutter葉綠素?zé)晒鈨x應(yīng)用領(lǐng)域

   陸生高等植物（包括作物、蔬菜、經(jīng)濟(jì)作物、中草藥等）和水生高等植物，海草、珊瑚等的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)

   植物光合作用研究

   植物生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、農(nóng)學(xué)、林學(xué)、園藝學(xué)、遺傳育種、突變株和基因型篩選等

   各種非生物逆境（冷、熱、旱、澇、UV、營(yíng)養(yǎng)缺失等）和生物逆境（病蟲(chóng)、病菌等）對(duì)植物的影響

   濕地研究、潮間帶研究、水生生物研究、極地生物研究、污染生態(tài)學(xué)、珊瑚研究等

   長(zhǎng)期生態(tài)定位監(jiān)測(cè)

植物防御破壞的措施

1、減少對(duì)光能的吸收，增加葉片的絨毛、蠟質(zhì)，減少葉片與主莖夾角。

2、增強(qiáng)代謝能力，碳同化，光呼吸，氮代謝，

3

、增加熱耗散，依賴葉黃素循環(huán)的熱耗散，狀態(tài)轉(zhuǎn)換，作用中心可逆失活