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)光波長比吸收波長較長，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)致輻射波長短于吸收波長的情況發(fā)生。當(dāng)輻射波長與吸收波長相等時(shí)，既是共振熒光。常見的例子是物質(zhì)吸收紫外光，發(fā)出可見波段熒光，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)出可見光，實(shí)現(xiàn)人眼可見。
葉綠素?zé)晒鈨x原理說明
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(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。
熒光產(chǎn)生的物理機(jī)制是斯托克斯位移，當(dāng)一定波長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，一般要通過釋放吸收的能量而回到穩(wěn)定的基態(tài)即zui低能級，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，通過振動(dòng)馳豫回到*激發(fā)電子態(tài)的zui低能級，由此向下的輻射躍遷才可能產(chǎn)生熒光，因此熒光的波長一般要比激發(fā)光的波長要長。
在植物光合作用過程中，葉綠素色素分子對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99%,所以檢測不到葉綠素b的熒光，因此，在對葉綠素?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%的被檢測到的，葉綠素?zé)晒庑盘杹碓从赑SII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)開合葉室，程序控制葉室閉合進(jìn)行暗適應(yīng)測量，測量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），無人值守自動(dòng)監(jiān)測，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，簡單開關(guān)啟動(dòng)水下或陸地測量程序，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，開合型傳感器可通過電腦控制，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、珊瑚等的長期監(jiān)測
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、營養(yǎng)缺失等）和生物逆境（病蟲、病菌等）對植物的影響
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
長期生態(tài)定位監(jiān)測
植物防御破壞的措施
1、減少對光能的吸收，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
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