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汉莎快讯:光合速率测定的注意事项及常见错误

2011-02-23 09:24阅读:

光合速率测定的注意事项及常见错误

光合作用是地球上能把光能转化为化学能并存储在有机物中最重要的途径。我们目前使用的能量绝大部分都是植物光合作用或者说植物亿万年来通过光合作用积累的太阳能;此外光合作用是我们食物最主要的来源,光合作用的大小或者说光合速率的高低在一定程度上和作物的经济产量是成正比的,因此测定作物的光合速率对于了解作物的生长状况,估计经济产量都具有重要的意义。
目前最常用的测定光合速率的方法有:
1 光合仪通过测定CO2的变化测定光合速率
2 氧电极通过测定O2的变化测定光合速率
光合仪测定光合过程中的注意事项:
首先,光合作用是在光下进行的,实验前看天气预报(先不讨论天气预报的准确性与否)非常重要,尤其是一周内的天气情况,这对于合理的安排实验时间,实验进度,以及材料开始处理的时间等都非常重要。
光合测定一定要选择晴朗的天气,尽量避免长时间阴天突然放晴时测定。开始光合速率测定前,植物一定要在光下进行充分的光适应。
仪器的电池充满电,查看仪器的吸收管是否变质,如果变质请及时更换(不要等到仪器提到野
外了才发现吸收剂变质)。
如果可能请打开仪器,检查光合仪是否正常,如果有问题可联系厂家工程师。
光合仪测定光合过程中的常见错误
1没有经过充分光适应的叶片直接进行光合速率的测定
光合作用植物体内一个复杂的代谢过程,光合作用的暗反应过程中的很多酶在光下才能被激活,酶活性的激活是一个磷酸化的过程,因此叶片需要在光下要一段时间才能激活光合作用相关的酶。因此在测定光合速率之前,测定的植物叶片要暴露在光下30分钟以上(不同植物之间有差异)。
2 长时间离体测定叶片的光合速率
很多时候,测定者为了操作方便,喜欢将叶片取下测定。如果是对光合速率进行短时间(2-3分钟以内,不同植物失水状况不一样)测定,还是可以的,但如果测定时间长,植物就会因失水等原因而造成气孔关闭,进而通过气孔限制来影响光合速率。因此,离体叶片测定响应曲线是错误的。
3 日变化测定中,不同天测定的数据进行平行比较
日变化是研究作物的科研人员最常测定的参数,日变化曲线和X轴围成的面积就是一天光合的净积累,和经济产量直接相关。因此日变化是光合研究中很常见的应用。而研究大田作物测定日变化往往品种品系或者处理重复往往比较多,这将导致测定日变化的时候每个时间点可能测定不完,很多人就会一部分今天测定,另一部分明天测定,甚至更多的放在三四天内测完。这样看起来是没有问题的,实际上严格来说是不可以的。今天和明天每个时间点,温度不同,光照强度不同,湿度也不同,即使是同样都是晴天的时候,环境因素也不同,相差很大。因此,不是同一天测定的日变化不能进行比较。
4 逆境处理后的测定中常见错误
目前对植物的很多研究是研究逆境下植物的功能以及抗逆境的能力,我们以低温为例:很多初做实验的研究人员对叶片低温处理后直接测定光合,这样是不合适的。
低温下,植物的光合作用相关的酶都失去活性,因此刚低温处理结束后直接测定光合速率是测定不出来或者测定的数据很低。
正确的做法是低温处理后,让材料在温和条件下恢复一段时间后测定,比较的是植物的在逆境后恢复的状态,能否快速回复是植物抗性的根本也是我们希望的。
5 测定者喜欢选择最好/坏的叶片测定
自然界普遍存在正态分布,植物生长也符合正态分布的规律。我们在测定的时候不自觉地就会选择好的叶片进行光合速率的测定,实际上这种做法是不可取的。在实验的过程中无论对照样品还是处理样品我们都要选择具有代表性的叶片测定,而不是人为的选择最好或者最差的叶片进行测定。
6 湿度非常大的环境中测定气孔导度易出现不正常的状况
光合仪计算气孔导度是根据进气口和出气口H2O蒸汽的浓度差来计算,温室中或者刚下过雨后很多情况水蒸汽是饱和的,这样进气口和出气口的H2O蒸汽的浓度差为零,这样会导致气孔导度这个参数不正常。因此温室测定时应该尽量在通风性比较好的时候测定,测定结束后要将仪器提到干燥处运转一段时间再关机,保护仪器。
氧电极测定光合过程中的注意事项:
和光合仪测定一样,实验前看天气预报(先不讨论天气预报的准确性与否)非常重要,尤其是一周内的天气情况,这对于合理的安排实验时间,实验进度,以及材料开始处理的时间等都非常重要。
氧电极测定时很多时候要对叶片或者测定的组织抽真空,可以让反应液与细胞良好接触,获得最真实的数据。
氧电极对温度敏感,改变温度时要对仪器进行重新校正。
其他氧电极使用注意事项请查看厂家提供的使用说明书。
氧电极测定光合过程中的常见错误:
1 测定叶片没有经过充分的光下适应(同上)
2 叶片加样量过多反应很快结束或者加样量过少测定误差较大
3 培养的藻类测定光合速率前没有处理
光下生长的尤其是快速生长的藻类,培养液或者说培养基中的氧含量已经饱和,这样用氧电极不能直接测定放氧速率即光合速率,因此对于这样的样品测定前要用氮气赶出培养液中的部分氧气。

除此之外,如应用光合仪测定各种响应曲线等测定的顺序问题?叶位的选择问题以及叶片测定部位的选择问题?也是需要我们在研究中注意的问题。其实只要我们在实验的过程中注意多思考,很多不正确的测定都是很容易避免的。

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