植物衰老过程中气体交换与叶绿素荧光参数的分析

烟草衰老过程中气体交换与荧光素参数的分析摘要本实验通过使用TPS-2光合气路系统测定不同叶龄烟草叶片在不同强度光照和不同CO2浓度下的光合、呼吸、蒸腾速率，气孔导度以及叶绿素a荧光参数Fo、Fv/Fm、Pi等，通过使用PPEA型植物效率仪测定不同叶龄烟草叶片的荧光参数，结果表明：功能叶、幼叶、衰老叶的光能利用能力呈下降趋势，功能叶的光合利用能力高于高于幼叶，幼叶的光能利用能力高于衰老叶。关键字烟草衰老光合能力1材料与方法1.1材料的选择：实验室栽培烟草植株多株，选取有明显幼叶功能叶老叶分化的烟草植株多株，用于实验的测定1.2方法：用TPS-2光合气路系统测定不同叶龄烟草叶片在不同强度光照和不同CO2浓度下的光合、呼吸、蒸腾速率，气孔导度以及叶绿素a荧光参数Fo、Fv/Fm、Pi等，并作详细记录烟草荧光参数的测定用PPEA型植物效率仪，本实验通过使用PPEA型植物效率仪对烟草不同不为部位的荧光参数进行测定，并做详细记录2结果与分析2.1在同一光照强度下，不同叶龄的烟草叶片的气孔导度的比较由图一得知，在同一光照强度下，功能叶的光合导度整体大于幼叶，幼叶的光合导度高于衰老叶；说明功能叶的光能利用能力高于幼叶，幼叶的光和利用能力高于老叶。01234567010203040506070809012345678气孔导度光照强度功能叶幼叶老叶2.2在不同光照强度下，同一烟草叶片光合效率的比较；在同一光照强度下，不同叶龄的烟草叶片的光合效率的比较由图二得之，随着光照强度的增强，烟草功能叶和幼叶叶片的光合速率逐渐提高，而衰老叶光合速率在0一下，光合速率很低；说明光照强度是影响烟草叶片光和能力的重要因素，随着光照强度的增大，烟草叶片的光合作用能力逐渐提高。在同一光照强度下，功能叶的光合速率大于幼叶，幼叶的光合速率高于衰老叶；说明功能叶的光能利用能力高于幼叶，幼叶的高于老叶。图一2.3在不同二氧化碳浓度下，同一烟草叶片光合效率的比较；在同一二氧化碳浓度下，不同叶龄的烟草叶片的光合效率的比较由图三得知，随着二氧化碳浓度的升高，烟草功能叶和幼叶叶片的光和速率逐渐提高，而衰老叶光合速率在0一下，光合速率很低；说明二氧化碳浓度是影响烟草叶片光和能力的重要因素，随着光照强度的增大，烟草叶片的光合作用能力逐渐提高。。在同一二氧化碳弄浓度下，功能叶的光合速率大于幼叶，幼叶的光合速率高于衰老叶；说明功能叶的光能利用能力高于幼叶，幼叶的高于老叶。0%25%45%60%75%100%-6-4-20246光合效率CO2含量衰老叶幼叶功能叶2.4用PPEA型植物效率仪测定烟草荧光系数由图四可知，用PPEA型效率仪测定不同叶龄烟草的光合性性能指数，功能叶大于幼叶，幼叶大于老叶，说明功能叶的光和能力大于幼叶的，幼叶的大于衰老叶的。图-2024681012345678910光照强度光合速率功能叶（A)幼叶衰老叶图二图三PI01234567老叶幼叶功能叶PI3讨论新形成的嫩叶滚光合速率很低，嫩叶组织发育不健全，叶绿体小，片成结构不发达；光和色素含量少，捕光能力低；Rubisco那个光合酶含量少，活性弱；气孔开度小，细胞间隙小，叶肉细胞与外界气体交换速度慢。此外，幼叶呼吸作用旺盛，也使其净光合速率低。随着叶片生长，叶绿体发育，叶绿素增加，酶活性增强，光合速率不断提高。功能期过后，随着叶片的衰老，光合速率迅速下降。影响植物光合速率的因素有很多，其中二氧化碳浓度和光照强度对植物光合速率有显著影响作用。随着光强的增高，光合速率相应提高，当达到某一强度是，叶片的光合速率与呼吸速率相等，净光合速率为0，这时的光强称为光补偿点。在一定范围内，光合速率随光强的增加而呈直线增加，但超过一定强度后，光合速率增加转慢；当达到某一光强时，光合速率就不再增加，为光饱和点。功能叶的光饱和点和光补偿点都要比幼叶低，这说明功能叶的光和能力高于幼叶的光和能力。而老叶的净光合速率在0以下，说明，叶片衰老后，叶绿素急剧减少，酶的活性显著降低，光和能力最为弱小。随着二氧化碳浓度增高光合速率增加，当光合速率与呼吸速率相等时，外界环境中的二氧化碳浓度即为二氧化碳补偿点。当二氧化碳浓度继续提高，光合速率随二氧化碳浓度的增加变慢，当二氧化碳浓度达到某一范围时，光合速率达到最大值，这时的二氧化碳浓度称为二氧化碳饱和点。功能叶的二氧化碳补偿点和饱和点都小于幼叶，这说明功能叶的光和能力高于幼叶的光和能力。而老叶的光合效率在任何二氧化碳的浓度下都小于0，说明老叶的一直光合速率小于呼吸速率。叶绿素荧光是光合作用的探针，它不仅反映光能吸收、激发能传递和光化学反应等光合作用的原初反应过程，而且与电子传递、质子梯度的建立及ATP的合成和二氧化碳的固定等过程有关。植物体内的叶绿素分子吸收的光能有三个去向：用于于推动光化学反应，引起反应中心的电荷分离以及电子传递和光合磷酸化，形成同化力；变成热散失；以荧光的形式发射出来。这三者之间是此消彼长的相互竞争关系，一个过程速率的降低必将随着另外两个竞争过程速率相应增加。叶绿素荧光技术是诊断植物体内光和机构运转情况，分析植物对逆境响应机理的重要方法。使用PPEA型植物效率仪可以准确快速测定荧光参数，其中PI与光和机构对光能的吸收、转化与电子传递有关，是一个综合反映光和机构活性的参数。4结论叶龄对烟草光合作用有重要的影响，从不同叶龄烟草叶片在相同条件下光合效率的比较中可得，烟草功能叶的光能利用能力高于幼叶，幼叶的光能利用大于老叶。随着植物衰老，叶绿素分子吸收的光能更多的以荧光形式散发出去，光能利用能力随之下降。图四衰老叶CO2浓度（C)TH光强度（Q)蒸腾速率（E)气孔导度（G）光合速率（A)CICO2含量39928.511.418620.5115-1460100%29128.813.718620.3711-1.139575%22428.915.318620.2910-1.131660%15828.817.118620.3211-1.124745%9028.918.918620.2819-1.212625%628.819.418620.3514-2.1670%幼叶光照强度TH光强度（Q)蒸腾速率（E)气孔导度（G）光合速率（A)CI0270.9650-1.24231270.67330.93652270.67333.52133271.12584.32254271.53826.32035271.467672276271.68497.52447271.61747.6210功能叶光照强度TH光强度（Q)蒸腾速率（E)气孔导度（G）光合速率（A)CICO2浓度（C)02700.9754-1.1407127151.2165-0.7420227660.73360.13733271170.78381.33484271610.73340.33565272200.49220.13646283450.2190.52807285720.57250.331082912460.55220.630192916420.49180.9294衰老叶光照强度TH光强度（Q)蒸腾速率（E)气孔导度（G）光合速率（A)CI02700.4819-0.1127430.5421-12282050.4718-0.83283950.6223-0.5427.95570.6525-0.45287470.6825062911140.7125073018620.6521-0.583340170.8120-0.493553070.920-0.6幼叶CO2浓度（C)光合速率（A)CO2含量3953.5100%3222.975%2482.760%1841.645%110-0.725%4-4.10%功能叶光合速率（A)CO2含量5.4100%4.975%3.360%1.945%-0.325%-10%