提起光合作用測量儀器,
可能很多人都會搶答,
這個我知道,光合儀和熒光儀嘛!
那我再問,光合儀和熒光儀具體都測什么?
如何選擇?哪個更好用?
突然好多概念,參數浮現在腦海,
我們好像在哪見過!

OK!坐好,手背后邊,
睜大眼睛,豎起耳朵,
聽小編來給你們“瞎扯”一番。
—— 光合作用的光&合 ——
Photosynthesis=Photon(光)+Synthesis(合),光合作用可分為光反應和暗反應。
光反應:發生葉綠體的類囊體膜上,以光能捕獲傳遞轉化為基礎的光能利用,氧氣釋放和電子傳遞。
暗反應:發生在葉綠體基質內,以CO2吸收同化合成為基礎的酶促反應,羧化,還原,再生。
>> 總結 <<
光反應:反應相對快,光子轉化成電子實現太陽能的初級利用。涉及到光能轉換效率,激發能耗散途徑,電子傳遞速率,NADPH和ATP合成。
暗反應:反應相對慢,吸收CO2,通過酶促反應利用光反應產生的還原劑,合成糖類,淀粉,實現活躍化學能到穩定化學能的轉化。涉及氣孔導度,葉肉導度,蒸騰速率,羧化效率。

—— 光反應和暗反應的測量儀器 ——
光合儀:氣體交換原理,利用紅外氣體分析器(InfraRed Gas Analyzer
IRGA)測量流經葉片前后CO2和H2O的濃度變化,分析葉片與環境發生的氣體交換,用固定了多少CO2來表征光合作用的能力。常用的參數是凈光合速率,蒸騰速率,氣孔導度,胞間二氧化碳濃度等。氣體交換是非常經典的光合作用測量方法,光合儀是常被用來測量氣體交換的儀器。
熒光儀:葉綠素熒光原理,通過檢測光合作用光能利用過程中葉綠素熒光的產量(F),來分析光合作用光能吸收,轉化和分配。用葉綠素熒光參數來表征不同途徑能量分配的多少。常用的參數有光系統的最大光能轉換效率(Fv/Fm),
實際光能轉換效率(Yield), 光化學淬滅(qP), 非光化學淬滅(NPQ),
電子傳遞速率(ETR)等。葉綠素熒光法具有無損,原位測量等優勢,可以作為光合作用的有效探針,葉綠素熒光儀廣泛應用于實驗室和野外光合作用研究。
>> 總結 <<
光合作用和蒸騰作用相伴發生,光合儀測量葉片和環境的氣體交換。交換的氣體是H2O和CO2,交換的門戶是氣孔,交換的結果是水分從葉片中蒸騰散失,CO2進入葉片被同化。光合儀測量光合作用極易受到環境濕度,CO2濃度,光照,溫度的影響,測量過程中應盡量保持環境條件穩定。
光能的吸收與耗散平衡,熒光儀測量吸收光能中用于發射熒光的部分,根據模型計算轉化為光合電子傳遞和熱耗散的部分。熒光儀測量的葉綠素熒光通常指的是室溫(25℃)葉綠素熒光,熒光儀測量光合作用主要受光照強度(PAR)和溫度的影響。
—— 如何選擇或哪個更好用?——
任何一種儀器的選擇,
都要服從科研內容對工具的需求!
舉個例子,一個種質資源管理中心,如果要收集200個水稻品種的田間光合特性數據,可以嘗試使用熒光儀測量實際光能轉化效率即可,熒光儀可以在短時間內測量大量樣品。換一個角度,如果是要評估改良的新品種和親本之間的光合差異,則建議使用光合儀來測量,畢竟固定CO2生成糖和淀粉才是作物產量的保證。你品,你細品!
光合儀和熒光儀可以獨立存在,但是光反應和暗反應不會獨立運行。所以,兩者沒有絕對意義上的高下,因為光反應和暗反應同樣重要。如果想全面的分析光合作用,光合儀和熒光儀都需要用到,最佳的使用方案是聯用,同步測量氣體交換和葉綠素熒光。
