叶绿素的荧光现象,请解释叶绿素的荧光现象

2021-03-10 17:54:28 字数 4671 阅读 8811

1楼:匿名用户

这个现象应该比较容易理解:叶绿素吸收了可见光中的非绿色波段的光,剩下的能投过去的就是绿色光了。

【⒉】叶绿素溶液在反射光成红色

这个其实就是叶绿素荧光现象了。(叶绿素荧光现象是由传教士brewster首次发现的。1834年brewster发现,当一束强太阳光穿过月桂叶子的乙醇提取液时,溶液的颜色变成了绿色的互补色——红色。

)叶绿素荧光的产生:

细胞内的叶绿素分子通过直接吸收光量子或间接通过捕光色素吸收光量子得到能量后,从基态(低能态)跃迁到激发态(高能态)。由于波长越短能量越高,故叶绿素分子吸收红光后,电子跃迁到最低激发态;吸收蓝光后,电子跃迁到比吸收红光更高的能级(较高激发态)。处于较高激发态的叶绿素分子很不稳定,在几百飞秒(fs,1 fs=10-15 s)内,通过振动弛豫向周围环境辐射热量,回到最低激发态。

最低激发态的叶绿素分子可以稳定存在几纳秒(ns,1 ns=10-9 s)。

处于较低激发态的叶绿素分子可以通过几种途径释放能量回到稳定的基态。能量的释放方式有如下几种:1)重新放出一个光子,回到基态,即产生荧光。

由于部分激发能在放出荧光光子之前以热的形式逸散掉了,因此荧光的波长比吸收光的波长长,叶绿素荧光一般位于红光区。2)不放出光子,直接以热的形式耗散掉(非辐射能量耗散)。3)将能量从一个叶绿素分子传递到邻近的另一个叶绿素分子,能量在一系列叶绿素分子之间传递,最后到达反应中心,反应中心叶绿素分子通过电荷分离将能量传递给电子受体,从而进行光化学反应。

以上这3个过程是相互竞争的,往往是具有最大速率的过程处于支配地位。对许多色素分子来说,荧光发生在纳秒级,而光化学发生在ps级,因此当光合生物处于正常的生理状态时,天线色素吸收的光能绝大部分用来进行光化学反应,荧光只占很小的一部分。

活体细胞内由于激发能从叶绿素b到叶绿素a的传递几乎达到100%的效率,因此检测不到叶绿素 b荧光。在室温下,绝大部分(约90%)的活体叶绿素荧光来自psⅱ的天线色素系统,而且光合器官吸收的能量只有约3%~5%用于产生荧光。

(以上第二段中的第一种情况即揭示了荧光现象是如何产生及为何是红色的了。)

2楼:匿名用户

首先,这里是叶绿素不是叶绿体,所以没有反,可以这么想,当光透过叶绿素分子的时候,叶绿素分子会吸收部分能量,这样当反射到人眼睛的时候,会变成波长较长的红光了。

请解释叶绿素的荧光现象

3楼:创新一小生

叶绿素的荧光现象与磷光现象

(1) 荧光现象:是指叶绿素在透射光下为绿色,而在反射光下为红色的现象,这红光就是叶绿素受光激发后发射的荧光。叶绿素溶液的荧光可达吸收光的10%左右。

而鲜叶的荧光程度较低,指占其吸收光的0.1~1%左右。

(2) 磷光现象:叶绿素除了照光时间能辐射出荧光外,去掉光源后仍能辐射出微弱红光,既为磷光。

1)调制叶绿素荧光

调制叶绿素荧光全称脉冲-振幅-调制(pulse-amplitude-modulation,pam)叶绿素荧光,我们国内一般简称调制叶绿素荧光,测量调制叶绿素荧光的仪器叫调制荧光仪,或叫pam。

调制叶绿素荧光(pam)是研究光合作用的强大工具,与光合放氧、气体交换并称为光合作用测量的三大技术。由于其测量快速、简单、可靠、且测量过程对样品生长基本无影响,目前已成为光合作用领域发表文献最多的技术。

2)调制叶绿素荧光仪的工作原理

1983年,walz公司首席科学家,德国乌兹堡大学教授ulrich schreiber博士利用调制技术和饱和脉冲技术,设计制造了全世界第一台脉冲振幅调制(pulse-amplitude-modulation,pam)荧光仪——pam-101/102/103。

所谓调制技术,就是说用于激发荧光的测量光具有一定的调制(开/关)频率,检测器只记录与测量光同频的荧光,因此调制荧光仪允许测量所有生理状态下的荧光,包括背景光很强时。正是由于调制技术的出现,才使得叶绿素荧光由传统的“黑匣子”(避免环境光)测量走向了野外环境光下测量,由生理学走向了生态学。

所谓饱和脉冲技术,就是打开一个持续时间很短(一般小于1 s)的强光关闭所有的电子门(光合作用被暂时抑制),从而使叶绿素荧光达到最大。饱和脉冲(saturation pulse, sp)可被看作是光化光的一个特例。光化光越强,ps ii释放的电子越多,pq处累积的电子越多,也就是说关闭态的电子门越多,f越高。

当光化光达到使所有的电子门都关闭(不能进行光合作用)的强度时,就称之为饱和脉冲。

打开饱和脉冲时,本来处于开放态的电子门将该用于光合作用的能量转化为了叶绿素荧光和热,f达到最大值。

经过充分暗适应后,所有电子门均处于开放态,打开测量光得到fo,此时给出一个饱和脉冲,所有的电子门就都将该用于光合作用的能量转化为了荧光和热,此时得到的叶绿素荧光为fm。根据fm和fo可以计算出ps ii的最大量子产量fv/fm=(fm-fo)/fm,它反映了植物的潜在最大光合能力。

在光照下光合作用进行时,只有部分电子门处于开放态。如果给出一个饱和脉冲,本来处于开放态的电子门将该用于光合作用的能量转化为了叶绿素荧光和热,此时得到的叶绿素荧光为fm’。根据fm’和f可以求出在当前的光照状态下ps ii的实际量子产量yield=φpsii=δf/fm’=(fm’-f)/fm’,它反映了植物目前的实际光合效率。

在光照下光合作用进行时,只有部分电子门处于关闭态,实时荧光f比fm要低,也就是说发生了荧光淬灭(quenching)。植物吸收的光能只有3条去路:光合作用、叶绿素荧光和热。

根据能量守恒:1=光合作用+叶绿素荧光+热。可以得出:

叶绿素荧光=1-光合作用-热。也就是说,叶绿素荧光产量的下降(淬灭)有可能是由光合作用的增加或热耗散的增加引起的。由光合作用的引起的荧光淬灭称之为光化学淬灭(photochemical quenching, qp);由热耗散引起的荧光淬灭称之为非光化学淬灭(non-photochemical quenching, qn或npq)。

光化学淬灭反映了植物光合活性的高低;非光化学淬灭反映了植物耗散过剩光能为热的能力,也就是光保护能力。

光照状态下打开饱和脉冲时,电子门被完全关闭,光合作用被暂时抑制,也就是说光化学淬灭被全部抑制,但此时荧光值还是比fm低,也就是说还存在荧光淬灭,这些剩余的荧光淬灭即为非光化学淬灭。淬灭系数的计算公式为:qp=(fm’-fs)/fv’=1-(fs-fo’)/(fm’-fo’);qn=(fv-fv’)/fv=1-(fm’-fo’)/(fm-fo);npq=(fm-fm’)/fm’=fm/fm’-1。

当f达到稳态后关闭光化光,同时打开远红光(far-red light, fl)(约持续3-5 s),促进ps i迅速吸收累积在电子门处的电子,使电子门在很短的时间内回到开放态,f回到最小荧光fo附近,此时得到的荧光为fo’。由于在野外测量fo’不方便,因此野外版的调制荧光仪(除pam-2100和water-pam)外,多数不配置远红光。此时可以直接利用fo代替fo’来计算qp和qn,尽管得到的参数值有轻微差异,但qp和qn的变化趋势与利用fo’计算时是一致的。

由于npq的计算不需fo’,近10几年来得到了越来越广泛的应用。

根据ps ii的实际量子产量δf/fm’和光合有效辐射(photosynthetically active radiation, par)还可计算出光合电子传递的相对速率retr=δf/fm’?par?0.

84?0.5。

其中0.84是植物的经验性吸光系数,0.5是假设植物吸收的光能被两个光系统均分。

3)最好用的调制叶绿素荧光仪

pam-101/102/103,最经典的型号,虽已停产,但在国际最著名的光合作用实验室,仍是主打机型,原因很简单,它老不坏啊,呵呵

pam-2000/pam-2100,最畅销的便携式机型,应用非常广泛

mini-pam,比pam-2100便宜,功能同样强大

diving-pam,全球第一台可水下原位测量植物生理的仪器,仪器全防水设计,在珊瑚研究领域应用非常广泛

imaging-pam,新型荧光成像系统,最有意思的是一个主机可以连接多个探头,功能超级强大,是“下一代”产品

dual-pam-100,同步测量叶绿素荧光和p700,也就是同时研究psii和psi活性,在技术上有重大革新

叶绿素的荧光磷光现象

4楼:匿名用户

叶绿素的可见光波段的吸收光谱,在蓝光和红光处各有一显著的吸收峰。吸收峰的位置和消光值的大小随叶绿素种类不同而有所不同。叶绿素a最大的吸收光的波长在420-663nm,叶绿素b 的最大吸收波长范围在460-645nm。

当叶绿素分子位于叶绿体膜上时,由于叶绿素与膜蛋白的相互作用,会使光吸收的特性稍有改变。

叶绿素的酒精溶液在透射光下为翠绿色,而在反射光下为棕红色。

这个红光就是叶绿素受光激发后发射的荧光。这个现象就是荧光现象。其主要原理是由于叶绿素有两个不同的吸收峰。

叶绿素吸收光的能力极强,如果把叶绿素的丙酮提取液放在光源与分光镜之间,可以看到光谱中有些波长的光被吸收了。因此,在光谱上就出现了黑线或暗带,这种光谱叫吸收光谱。叶绿素吸收光谱的最强区域有两个:

一个是在波长为640nm-660nm的红光部分,另一个在波长为430nm-450nm的蓝紫光部分。对其他光吸收较少,其中对绿光吸收最少,由于叶绿素吸收绿光最少,所以叶绿素的溶液呈绿色。叶绿素的丙酮提取液在透射光下是翠绿色的,而在反射光下是棕红色的。

叶绿素溶液的荧光可达吸收光的10%左右。而鲜叶的荧光程度较低,指占其吸收光的0.1%-1%左右。

荧光效应在植物生理学中有广泛的应用。用这个效应可以研究植物的抗逆生理。因为在逆境下,植物的叶绿素会发生变换,研究其荧光,可以作为植物受逆境胁迫程度的指标。

另外,还有一个磷光效应。就是当荧光出现后,立即中断光源,用灵敏的光学仪器还可在短时间内看到微弱红光,这就是磷光。

叶绿素荧光是怎么回事,叶绿素荧光的原理是什么?

1楼 叶绿素的酒精溶液在透射光下 为翠绿色,而在反射光下为棕红色。这个红光就是叶绿素受光激发后发射的荧光。这个现象就是荧光现象。其主要原理是由于叶绿素有两个不同的吸收峰。 荧光效应在植物生理学中有广泛的应用。我们前一段时间还在用这个效应来研究植物的抗逆生理。因为在逆境下,植物的叶绿素会发生变换,研究...

调制叶绿素荧光仪的工作原理

1楼 x敗鶱欻芴 1983年,walz公司首席科学家,德国乌兹堡大学教授ulrich schreiber博士利用调制技术和饱和脉冲技术,设计制造了全世界第一台脉冲振幅调制 pulse amplitude modulation,pam 荧光仪 pam 101 102 103。所谓调制技术,就是说用于激...

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1楼 射手蓙 泰然 b 反射光是红色,透射光是绿色 叶绿素中主要是胡萝卜素,叶黄素,叶绿素a 叶绿素b它们主要吸收蓝紫色的光,通常叶子是绿色,所以透过的是绿光红光吸收的少,又透不过去就会反射 从叶子上面看可以看到红色的 2楼 五里堆 b 反射光是红色,透射光是绿色 因为叶绿素提取液中含有叶绿素a 叶...