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1、一、实验课题名称：不同环境条件下植物叶绿素a、b含量的比较二、选题背景或文献综述：植物生理学实验指导（第四版）、植物生理学（第六版）、上网查阅相 关资料阴生植物也称“阴性植物”，是在较弱的光照条件下生长良好的植物，但 并不是阴生植物对光照强度的要求越弱越好，而是必须达到阴生植物的补 偿点，植物才能正常生长，阳生植物也称“阳性植物”，光照强度对植物 的生长发育及形态结构的形成有重要作用，在强光环境中生长发育健壮， 在阴蔽和弱光条件下生长发育不良的植物称阳性植物，这类植物要求全日 照，并且在水分、温度等条件适合的情况下，不存在光照过强的问题。 阳生植物和阴生植物的区别:关于光的饱和点和补偿点光是光
2、合作用的能 量来源，光照强度直接影响光合速率，在其它条件都适宜的情况下，在一 定范围内，光合速率随光照强度提高而加快，当光照强度高到一定数值后， 光照强度再提高而光合速率不再加快，这种现象叫光饱和现象。开始达到 光饱和现象的光照强度称为光饱和点，在光饱和点以下，随着光照强度减 弱，光合速率减慢，当减弱到一定光照强度时，光合作用吸收二氧化碳量 与呼吸释放二氧化碳的量处于动态平衡，这时的光照强度称为光补偿点。 此时植物制造有机物量和消耗有机物量相等，不同类型植物的光饱和点和 补偿点是不同的，阳性植物的光饱和点和补偿点一般都高于阴性植物。结构和特性的区别:阴生植物的叶片的疏导组织比阳生植物稀疏，以叶
3、绿体 来说，阳生植物有较大的基粒，基粒片层数目多的多，叶绿素含量也高， 阴生植物在较低的光照条件下充分的吸收光线 叶绿素a/叶绿素b的比值 小，能够强烈的利用蓝紫光，阳性植物叶片小而厚，表面具蜡质或绒毛， 叶脉密，单位面积内气孔多，叶绿素含量高，体内含盐分多，渗透压高， 可以抗高温干旱，阳生植物的气孔一般在叶片下表皮分布的数量多于上表 皮，这样可以避免阳光直晒而减少水分散失，阳生植物的呼吸速率高于阴 生植物。区分阳生植物与阴生植物，主要是根据植物对光照强度需要的不同，阳生 植物要求充分直射日光才能生长或生长良好，阴生植物适宜于生长在荫蔽 环境中，它们在完全日照下反而生长不良或不能生长，阳生植物
4、和阴生植 物之所以能适应不同光照，是与它们的生理特征和形态特征不同有关，以 光饱和点来说，阳生植物的光饱合点是全光照（即全部太阳光照）的 100， 而阴生植物是全光照的10%50%。因为阴生植物叶片的输导组织比阳 生植物的稀疏，当光照强度增大时，水分对叶片的供给不足，阴生植物便 不再增加光合速率，以叶绿体来说，阴生植物与阳生植物相比，前者有较 大的基粒，基粒片层数目多，叶绿素含量较高，能在较低光照强度下充分 地吸收光线。此外，由于叶绿素b含量相对较多，易于吸收遮阴处的光（如 漫射光），因而适于遮阴处生长。植物的光补偿点，即同一叶子在同一时 间内，光合过程中吸收的C02和呼吸过程中放出的C02等
5、量时的光照强 度，以光补偿点来说，阳生植物高于阴生植物，由此可推断，阳生植物的 正常呼吸作用强于阴生植物。三、实验目的和要求：1、学会用分光光度法测定不同环境条件下植物叶绿素a、b含量；2、熟悉在未经分离的叶绿体色素溶液中测定叶绿素a、b含量的方法及其计算。四、实验条件：实验材料：金盏菊的叶片和野豌豆的叶片。 实验药品：丙酮、碳酸钙。实验设备：分光光度计、离心机、天平、剪刀、研钵、漏斗、移液管。五、实验原理与方法：外界环境因子（如光照、温度、矿质元素等）的变化会影响植物叶绿体色 素的含量。如果混合液中的两个组分，它们的光谱吸收峰虽有明显的差异， 但吸收曲线彼此又有些重叠，在这种情况下要分别测定
6、两个组分，可根据 Lamber-Beer 定律，通过代数方法，计算一种组分由于另一种组分存在时 对吸光度的影响，最后分别得到两种组分的含量。叶绿素a和b的吸收光 谱曲线，叶绿素a的最大吸收峰在663 nm,叶绿素b在645nm,吸收曲 线彼此又有重叠。根据LambertBeer定律，最大吸收光谱峰不同的两个组分的混合液，它们的浓度C与吸光度A之间有如下的关系。OD663 = 82.04 Ca+9.27CbOD645= 16.75 Ca+45.60Cb经过整理之后，得到下列公式Ca=0.0127OD6630.00269OD645（1）Cb=0.0229A6450.00468A663（2）改写为下
7、列形式：Ca=12.7A6632.69A645（3）Cb=22.9A645468A663（4）CT=Ca+Cb=8.02 A663+20.21A645（5） 式中CT为总叶绿素浓度，单位为mg/L。利用上面公式，即可计算出叶 绿素a和b及总叶绿素的浓度。六、实验方案或实验步骤设计：1、实验材料的培养和处理：试验前采集不同环境条件下的植物叶片。2、色素的提取：取新鲜叶片，剪去粗大的叶脉并剪成碎片，称取0.5g放 入研钵中加纯丙酮5 ml 。少许碳酸钙和石英砂，研磨成浆，再加 80%丙酮5ml，将匀浆转入离心管，并用适量80%丙酮洗涤研钵，一并转入离 心管，离心后弃沉淀，上清夜用 80%丙酮定容至
8、 20ml。3、测定光密度：取上述色素提取液1ml，加80%丙酮4ml稀释后转入比色 精彩文档杯中，以 80%丙酮作对照，分别测定 663nm，645nm 处的光密度值。4、按公式（3） （4） （5）分别计算色素提取液中叶绿素a、叶绿素b、叶 绿素a和叶绿素b的浓度。再根据稀释倍数分别计算每克鲜重叶片中色 素的含量。七、实验数据的处理：663nm处的光密度值645nm处的光密度值金盏菊0.5840.454野豌豆1.8961.024纯丙酮00八、实验结果与分析：叶绿素a的浓 度（mg / L）叶绿素b的浓 度（mg / L）叶绿素a和b的 浓度（mg / L）每克鲜重叶片中色素的含量（mg）金
9、盏菊6.19557.663513.85900.2696野豌豆21.324614.576335.90090.7039野豌豆的光补偿点比金盏菊的光补偿点高，所以叶绿素总的含量也相应的较高，叶绿素a/叶绿素b的值也较高，采用丙酮和酒精进行萃取，用分光光度法测定几种阳生植物和阴生植物的叶绿素a与叶绿素b以及总叶 绿素的含量，结果表明，供试的2 种植物中，总叶绿素含量趋势为：野豌 豆金盏菊，可见阴生植物与阳生植物的叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素 含量均有所差异，从而使它们的外观呈现出不同的色彩，光是植物生活所 不可缺少的环境因子之一，各种植物在一定的光照环境里，形成了不同的 生态习性，表现出两种不同的生态
10、类型，阳生植物与阴生植物叶片外部形 态的比较分析阳生植物一般枝叶稀疏、透光，自然整枝良好，茎通常较粗， 节间较短，树皮较厚，叶较小，质地厚，色浅，植株开花结实率较高，生 长较快。而阴生植物一般枝叶浓密，透光度小，自然整枝不良，茎通常细 长，节间较长，树皮较薄，绝大部分叶片较大，质薄，色深，生长时一般 能呈镶嵌状排列在同一平面上，以充分利用阴暗处不足的光线，植株生长 通常较慢，阳生植物与阴生植物叶片内部结构的比较分析叶片是植物直接 承受阳光的器官，所以它内部结构的分化受光的影响也较大。阳生植物的 叶片表皮细胞壁常覆盖一层很厚的角质层，有的毛状附属物较多；叶片表 皮细胞较小，壁较厚，排列紧密，气孔
11、常小而密集；叶肉细胞强烈分化， 栅栏组织发达，细胞小而排列紧密，有时上下表皮内侧均有栅栏组织，海 绵组织不发达，胞内间隙较小；叶脉细而长，机械组织发达，而阴生植物 叶的角质层较薄，气孔数较少，叶肉内的栅栏组织不发达，胞间隙较大， 叶绿体较大，叶脉较稀。此外，阳生植物木质部的机械组织发达、维管束 数目较多、含水量较少等，而阴生植物则相反，阳生植物和阴生植物叶绿 素a和叶绿素b含量的比较分析可知，阳生植物的叶绿素a与叶绿素b 的含量均比阴生植物的高，阳生植物和阴生植物叶绿素a /叶绿素b比 值的比较分析阴生植物叶片较大较薄，叶肉细胞排列疏松，气孔经常开放， 叶绿素a / b值较小。由于叶绿素b对蓝
12、紫光的吸收力大于叶绿素a, 故阴生植物能很好地利用荫蔽条件下占优势的漫射光（蓝紫光），阳生植 物则相反。由于阴生植物和阳生植物的生态环境与生活习性存在很大地差 异，使阴生植物和阳生植物叶绿素的含量有所不同，且对于不同种类的阴 生植物和阳生植物而言，其叶绿素种类也有所不同，因此，阴生植物和阳 生植物在演化的过程中，叶片结构有很大地不同，使其叶绿素a、叶绿素 b、叶绿素总量各异，最终导致阴生植物和阳生植物叶片的颜色千差万别， 植物在遮阴条件下，增加自身叶绿素含量，从而提高光合效率，这是植物 对光照不足环境的一种适应，阴生植物在这方面可能有很好地补偿调节能 力，而阳生植物的相对调节能力就比较差。九、实验小结：1、由于植物叶子中；含有水分，故先用纯丙酮进行提取，以使色素提取液 中丙酮的最终浓度近似 80。2、由于叶绿素a,叶绿素b的吸收峰很陡，仪器波长稍有偏差，就会使结 果产生很大的误差，因此最好能用波长较正确的高级型分光光度计。
