《葉綠素熒光儀基礎實驗教程》第二版發布
日期:2020-08-10 17:11:59

大家期待已久的《葉綠素熒光與光合作用能量轉換葉綠素熒光儀基礎實驗教程》終于要與各位讀者見面啦!


1996年11月,PAM熒光儀的發明人Ulrich Schreiber教授出版了一本名為“Chlorophyll fluorescence and photosynthetic energy conversion: Simple introductory experiments with the TEACHING-PAM Chlorophyll Fluorometer”的小冊子。小冊子不僅對TEACHING-PAM的原理和基本操作進行了介紹,還設計了一系列的教學實驗。這些實驗不僅有助于用戶了解葉綠素熒光技術和儀器的操作,而且也可能會為用戶的科研工作提供幫助。


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第一版的英文封面和中文封面,目錄及實驗列表


基礎實驗指南實際上是一個簡短的實驗教程,闡明了在進行葉綠素(Chla)熒光測量時應考慮的重要因素,并以簡短實驗的形式說明了幾種葉綠素熒光現象。作為葉綠素熒光測量的重要參考文本,入門指南深受光合作用研究人員的歡迎,被廣泛引用和傳播,對廣大WALZ產品,PAM葉綠素熒光儀的用戶幫助良多,意義深遠!


技術升級,TEACHING-PAM在2008年停產,取而代之的是JUNIOR-PAM。出于對新型號PAM葉綠素熒光儀使用方法介紹的需要,WALZ修訂和更新了上述實驗實驗教程。新版實驗教程使用的葉綠素熒光儀是JUNIOR-PAM,其中的一些實驗設計也有更新。


JUNIOR-PAM是德國WALZ生產的最基礎的葉綠素熒光儀,實驗教程中的所有以JUNIOR-PAM描述的實驗也可以用WALZ其它型號的熒光儀進行。在一些實驗中,建議對綠藻或藍藻進行重復實驗。雖然JUNIOR-PAM沒有比色皿版本,但是,其光纖可以插入懸浮液,或者指向裝滿懸浮液的比色皿頂部也可以測量。將比色皿外部用反光材料(鋁箔)包裹或者使用具有反光面的樣品架可以提高信號質量。


我們希望新版葉綠素熒光儀基礎實驗教程作為教材式文件可以幫助讀者更加熟悉WALZ的葉綠素熒光儀。仔細閱讀該入門指南,您就能夠自信地使用PAM進行葉綠素熒光測量,開展光合作用研究。


前言由兩部分內容組成。首先是由托德·卡納(Todd Kana)撰寫的一篇文章,重點介紹了使用調制測量光和飽和脈沖進行熒光測量的概念和參數。第二部分則更偏重于光合機理,它借助光合作用裝置的生理特性作為葉綠素熒光測量討論的切入點,由WALZ應用科學家 Gert Schansker博士撰寫。


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葉綠素熒光儀基礎實驗教程封面及目錄


PAM (Pulse Amplitude Modulation)是一種技術,為研究光合作用工作原理提供了可視化窗口。它的能力非常神奇和強大。通過將一束光照射到葉片上并測量葉片重新發射的熒光,不僅可以測量光合作用的活性,而且可以測量控制光合作用過程的幾種潛在的調控機制。PAM熒光法測量葉片內部的光合作用活性,幾乎不受外界環境的影響。就像相機可以拍攝葉片的彩色圖像一樣,IMAGING-PAM相機也可以拍攝葉片內部的光合作用照片。在短暫的強光脈沖(<1秒)下,PAM圖像被“顯影”,并產生光合電子傳遞速率(光合作用)的空間圖像。無論是通過成像還是通過更常見的光纖式測量(本指南重點討論的內容),用PAM技術獲得的信息已被證明對于理解光合作用的機制以及光合作用如何響應環境條件和脅迫的變化是有效的。PAM熒光測定法使我們能夠監測光合作用的動態性能。


這本小冊子旨在介紹PAM熒光法,并提供一系列練習和實驗,講授如何使用這項技術研究光合作用的行為和光合作用機理。在學習PAM熒光測定法時,可以從理解一些基本原理開始,并根據具有反饋效應的動態過程進行思考。我們都知道光驅動光合作用。陽生的環境比陰生的環境具有更強的光合作用驅動力。然而,情況要比這復雜得多。必須考慮陽光驅動光合作用的有效性,這取決光合系統處理入射光線的能力。生長在深蔭條件下的植物具有適應能力,使它們能夠在低光強下非常有效地工作,但當暴露在充足的陽光下時,它們就會受到損害。經常暴露在充分陽光下的植物能夠處理高光強,但在處理低光強時往往效率不高。有效性,或效率,是由一系列調節和反饋機制決定的,這些機制改變了植物利用光的能力。


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常用葉綠素熒光參數的意義,計算公式,參數范圍


不妨類比著來看。在陽光明媚的日子里,更多的光子到達你的視網膜,你的眼睛就像一個測光儀,記錄著明亮的光線。光合作用可以類似地“看到”光,因為光的強度(以下稱為輻照度)可以被光合作用裝置感受到。你的眼睛可以通過瞳孔的擴張或收縮來調節到達視網膜的光量。試想在陽光明媚的情況下進入戶外。最初的致盲效應(能量過載),之后是調整和馴化。視覺的調節是通過生物反饋機制進行的,感覺會時刻發生改變。同樣,光合作用裝置也通過反饋機制來響應這種入射光強的能量過載,該反饋機制基于光合作用裝置的實際生理狀態來耗散多余的光能并改變光利用的效率。


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葉綠素熒光儀基礎實驗教程實驗設計分類


生理狀態的概念對于理解PAM熒光測定法是很重要的。生理狀態通常與最近經歷的環境條件(記憶效應)有關,特別是那些具有脅迫效應的環境條件,以及它們是如何在生理上表現出來的。例如,干旱或高溫會引起光合作用裝置的變化,從而影響光的利用和光合作用速率,在脅迫緩解后,生理狀態可能會保持良好的恢復。如果脅迫對光合作用裝置造成了損害,就好比傷口需要時間才能愈合。即使環境中不太持久的脅迫,如陰天輻照度的快速變化,或與樹枝和樹木在風中移動(太陽黑子)有關的森林中閃爍的光,也可能對光利用效率產生可衡量的影響。環境的動態變化在許多不同的時間尺度上發生,并且響應于許多環境變量。植物感知這些變化,并通過反饋機制相應地改變其生理狀態。正是這種狀態決定了光合作用對輻射瞬時響應。這些變化可以通過PAM熒光儀進行測量和監測。


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葉綠素熒光儀基礎實驗教程附錄實驗范例結果


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