漢莎快訊（一）:目前最流行的測(cè)定光合速率的方法

 

 

      

 

 

 

         氧電極法是通過(guò)測(cè)定離體葉片、細(xì)胞或葉綠體的光合放氧量來(lái)表示植物的光合速率。目前通用的是薄膜氧電極，由鑲嵌在絕緣材料上的銀極（陽(yáng)極）和鉑極（陰極）構(gòu)成。電極表面覆以聚四氟乙烯薄膜，在電極與薄膜之間充以氯化鉀溶液作為電解質(zhì)，當(dāng)在兩極間加0.6～0.8V的極化電壓時(shí)，透過(guò)薄膜進(jìn)入氯化鉀溶液的溶解氧便在鉑極上還原，在銀極上發(fā)生氧化反應(yīng)，使電極間產(chǎn)生擴(kuò)散電流，電流的大小與透過(guò)膜的氧量成正比。電極控制器將電極間產(chǎn)生的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成單位時(shí)間、單位體積溶液（液相氧電極）或單位葉面積（氣相氧電極）的放氧量，從而測(cè)得植物的光合速率。

       該方法只能測(cè)定離體組織的光合速率，測(cè)定時(shí)需要將葉片浸在含NaHCO₃的溶液中，排除了氣孔因素對(duì)光合作用的影響，因此，它測(cè)定的光合速率只反映了植物光合速率的最大潛力，無(wú)法反映植物處在自然環(huán)境中的實(shí)際光合速率。

       用氧電極研究植物的光合速率目前主要的產(chǎn)品有英國(guó)Hansatech科學(xué)儀器公司生產(chǎn)的Chlorolab系列及Oxygraph、 Oxytherm等型號(hào)的液相氧電極和Leaflab系列的氣相氧電極，美國(guó)Yellow Springs儀器有限公司生產(chǎn)的YSI-53型生物氧監(jiān)測(cè)儀等。

 

 

 

 

      光合儀應(yīng)用紅外線(xiàn)CO₂分析儀測(cè)定光合過(guò)程中對(duì)CO₂的吸收從而計(jì)算凈光合速率。

      紅外線(xiàn)CO2分析儀的原理：

      許多由異原子組成的具有偶極距的氣體分子，如CO₂、CO、H₂O、SO₂、N₂O、NH₃等，在波長(zhǎng)2.5～25微米的中波段紅外光區(qū)都有特異的吸收帶，紅外光經(jīng)過(guò)上述氣體分子時(shí)，與氣體分子振動(dòng)頻率相等能夠形成共振的紅外光，便被氣體分子吸收，使透過(guò)的紅外光能量減少，被吸收的紅外光能量的多少與該氣體的吸收系數(shù)(K)、氣體濃度(C)和氣層的厚度(L)有關(guān)，并服從朗伯-比爾定律：

                E=E_oe^KCL��

          式中：E_o-入射光能量；E-透射光能量。

      CO₂在中段紅外光區(qū)的吸收帶有4處，吸收峰分別在波長(zhǎng)2.69、2.77、4.26和14.99μm處，其吸收率分別為0.54%、0.31%、23.2%和3.1%。其中峰值為4.26μm的吸收波長(zhǎng)最強(qiáng)，且不與H₂O的吸收帶重疊，而2.69和2.77μm的吸收帶則與H₂O的吸收相重疊。

       H₂O吸收紅外線(xiàn)的最大吸收峰值為2.59μm，同樣的原理應(yīng)用紅外線(xiàn)技術(shù)可以準(zhǔn)確地測(cè)量氣體中水分的含量。

       因此，我們可以通過(guò)紅外線(xiàn)CO₂氣體分析儀檢測(cè)植物在光合作用過(guò)程中CO₂的變化量來(lái)測(cè)得植物葉片的光合速率，測(cè)定H₂O的變化量來(lái)測(cè)得植物葉片的蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度等相關(guān)參數(shù)。

       目前國(guó)產(chǎn)的光合儀不多而且多不易受到研究人員的青睞。進(jìn)口的光合儀由于在穩(wěn)定性、操作簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確性方面優(yōu)于國(guó)產(chǎn)光合儀，現(xiàn)在進(jìn)口光合儀成為光合速率研究中的首選。常見(jiàn)的光合儀有美國(guó)（原英國(guó)）PP Systems公司的CIRAS-2型便攜式光合儀以及Licor公司的光合儀。

 

       現(xiàn)在隨著科學(xué)研究的發(fā)展，僅僅測(cè)定光合速率，或者測(cè)定植物的光合日變化等已經(jīng)不能達(dá)到發(fā)表文章的要求了。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中應(yīng)用氧電極和光合儀提供的光合速率等重要數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明我們課題要解決的問(wèn)題，為我們的研究提供真實(shí)可靠的資料。