光合作用量子效率(光合作用的量子需要量)

光合作用的量子需要量

叶绿素荧光参数是一组用于描述植物光合作用机理和光合生理状况的变量或常数值，反映了植物“内在性 ”的特点 ， 被视为是研究植物光合作用与环境关系的内在探针 。

目录

概括介绍

为了统一叶绿素荧光参数名称， 在1990年召开的国际荧光研讨会上对上述的大部分参数给出了标准术语( standard nomenclature)。

现常用于分析叶绿素荧光参数的技术称叶绿素荧光动力学技术，其在测定叶片光合作用过程中光系统对光能的吸收、传递、耗散、分配等方面具有独特的作用，该技术被称为研究植物光合功能的快速、无损伤探针，已逐渐在环境胁迫对植物光合作用影响研究方面得到应用。叶绿素荧光技术通常有调制和非调制两种。调制叶绿素荧光测定技术，是利用具有一定的调制频率和强度的光源诱导，通过饱和脉冲分析方法，使叶绿素荧光发射快速地处于某些特定状态，以进行相应荧光检测的技术。即其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；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。该技术方便野外观测之用。

部分叶绿素荧光动力学参数的定义：

F0：固定荧光，初始荧光(minimal fluorescence)。也称基础荧光，0水平荧光，是光系统Ⅱ(PSⅡ)反应 中心处于完全开放时的荧光产量，它与叶片叶绿素浓度有关。

Fm：最大荧光产量(maximal fluorescence)，是PSⅡ反应中心处于完全关闭时的荧光产量。可反映经 过PSⅡ的电子传递情况。通常叶片经暗适应20 min后测得。

F：任意时间实际荧光产量(actual fluorescence intensity at any time)。

Fa：稳态荧光产量(fluorescence instable state)。

Fm/F0：反映经过PSⅡ的电子传递情况。

Fv=Fm-F0：为可变荧光(variable fluorescence)，反映了QA的还原情况。

Fv/Fm：是PSⅡ最大光化学量子产量(optimal/maximal photochemical efficiency of PSⅡin the dark)或(optimal/maximal quantum yield of PSⅡ)，反映PSⅡ反应中心内禀光能转换效率(intrinsic PSⅡefficiency)或称最大PSⅡ的光能转换效率(optimal/maximalPSⅡefficiency)，叶暗适应20 min后测 得。非胁迫条件下该参数的变化极小，不受物种和生长条件的影响，胁迫条件下该参数明显下降。

Fv’/Fm’：PSⅡ有效光化学量子产量(photochemical efficiency of PSⅡin the light)，反映开放的PSⅡ反应中心原初光能捕获效率，叶片不经过暗适应在光下直接测得。

(Fm’-F)/Fm’或△F/Fm’：PSⅡ实际光化学量子产量(actual photochemical efficiency of PSⅡin the light)(Bilger和Bjrkman,1990),它反映PSⅡ反应中心在有部分关闭情况下的实际原初光能捕获效率,叶片不经过暗适应在光下直接测得。

荧光淬灭分两种:光化学淬灭和非光化学淬灭。光化学淬灭：以光化学淬灭系数代表：qP=(Fm’-F)/(Fm’-F0’)；非光化学淬灭，有两种表示方法，NPQ=Fm/Fm’-1或qN=1-(Fm’-F0’)/(Fm-F0)=1-Fv’/Fv。

表观光合电子传递速率以[(Fm’-F)Fm’]×PFD表示，也可写成：△F/Fm’×PFD×0.5×0.84，其中系数0.5是因为一个电子传递需要吸收2个量子，而且光合作用包括两个光系统，系数0.84表示在入射的光量子中被吸收的占84%，PFD是光子通量密度；表观热耗散速率以(1-Fv’/Fm’)×PFD表示。

Fmr：可恢复的最大荧光产量，它的获得是在荧光P峰和M峰后，当开放的PSⅡ最大荧光产量平稳时，关闭作用光得到F0’后，把饱和光的闪光间隔期延长到180s/次，得到一组逐渐增大(对数增长)的最大荧光产量，将该组最大荧光产量放在半对数坐标系中即成直线，该直线在Y轴的截距即为Fmr。以(Fm-Fmr)/Fmr可以反映不可逆的非光化学淬灭产率，即发生光抑制的可能程度。

光合作用 量子

是不是双光增益效应

双光增益效应又称埃默森增益效应(Emerson enhancement effect） 在长波红光(如680nm)之外再加上—些波长较短的光(如660nm)，光合作用的量子效率就会立刻提高。埃默森增益效应是由于光合作用的两个光反应，分别由光系统Ⅰ、光系统Ⅱ进行协同作用而完成的。 与叶绿素a的红色部分吸收极大相比，绿色植物和藻类等光合成的光能效率在长波长区下降（红色下降red drop），但当用这种产生红色下降的长波长区的光照射叶绿素和藻类等的同时，一旦碰到较短波长的单色光时，光合成就以高效率进行。这就是以发现者的名字命名的埃默森效应或光合成的增进效应（enhancement effect）。

这个现象表明用两种波长的光在各个反应系统上的变动，由于它们的共同作用，光合成的效率可被提高，这就成为阐明有两种光化学系统存在的开端。两种光化学系统由不同色素构成，彼此进行不同的氧化还原反应，它们以直排列构成了总的氧化还原系统（双光反应模型）。因此可以理解，使用单色光只使一个系统发生很多激发时的效率低，两种光化学系统同时被激发时效率高。在细菌的光合成中没见到这种现象。

光合作用能量效率

光能利用率是衡量一定面积农作物利用光能程度和生产水平的指标。单位土地面积上一定时间内植物光合作用积累的有机物所含能量与同期照射到该地面上的太阳辐射量的比率。

其计算公式为：光能利用率等于 (植物干物质重量或干重增长量斤/亩×500克/斤×4.25千卡/克) 除以 (太阳辐射能总量卡/平方厘米×666.7平方米/亩×104平方厘米/平方米) 乘以100%。

光合作用量子效率计算公式

光合作用通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。光合作用所产生的有机物主要是碳水化合物，并释放出能量。

AQE 表观量子效率。以光强为自变量，净光合速率为因变量，可以绘制光强-光合曲线，即光响应曲线。其中在弱光阶段的光响应曲线的斜率即为表观量子效率。弱光阶段的曲线的斜率越大，表明植物吸收和转换光能的色素蛋白复合体可能较多，利用弱光的能力强，多为较耐阴植物。

光合作用量子力学

量子力学和相对论可谓是现代物理学的两大奠基石，而这都是爱因斯坦发现的。

量子力学是研究微观粒子运动规律的物理学分支学科，它主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论，它是在普朗克的量子假说上发展起来的。

普朗克的量子假说提出后，并未引起人们的兴趣，爱因斯坦却独具慧眼，看到了它的重要性。他从中得到了重要启示：在现有的物理理论中，物体是由一个一个原子组成的，是不连续的，而光（电磁波）却是连续的。在原子的不连续性和光波的连续性之间有深刻的矛盾。

于是爱因斯坦大胆假设：光和原子、电子一样，也具有粒子性，光就是以光速运动着的粒子流，他把这种粒子叫光量子。

光合作用量子效率一般为多少

1、主要是绿色植物利用光能，将二氧化碳和水合成转化为富能有机物，在过程中释放氧气，释放氧气时，光合作用产生的主要有机物碳水化合物就会同时释放能量。

2、接受光能意义太阳能转为化学能植物利用水和二氧化碳，把太阳光能转化为生物化学能量，这些能量会储存在制造的有机化合物中，现在人们使用的石油、煤炭其实也是古时候绿色植物光合作用的产物。这些能量不光可以供植物生长，人类食用这些植物后，可以满足人体营养需求，也是人类活动的能量来源。

3、叶片进行无机物转为有机物

4、世界主要的有机物都是依靠植物完成的，绿色植物参与转化碳素，制造成淀粉等有机物，动物吸收利用这些有机物，同时吸收氧气释放出二氧化碳，这样所有动物也参与到有机物转化的循环中，为其他生物提供食物来源。人类生存所需的粮食、糖、水果等都来自光合作用，它推动了人类社会的发展。

5、海里植物调节大气成分

6、光合作用保持了大气中应该有的含氧量，这光合作用过程中释放的氧气为动物有氧呼吸提供了条件，慢慢形成了臭氧层，这就可以减少太阳光中的紫外线辐射伤害。光合作用清除空气中二氧化碳，保持生物圈碳氧平衡。

7、海藻进行通过以上内容，可以发现，光合作用最主要的意义就是同化碳素，制造有机物供其他生物的能量，提供生物生存资源，间接推动社会的发展。

光合作用量子效率怎么计算

光合作用是绿色植物在光下利用二氧化碳和水合成有机物质、并放出氧气的过程。光合效率指的是在一定光强度下所能引起的光合作用反应的多少（例如放氧量或二氧化碳的吸收量），一般以量子效率表示，即一个光量子所引起的光合作用反应的多少；量子效率亦称量子产额，量子效率的倒数称为量子需要量。光合作用强度指的是植物在光下，单位时间、单位面积同化二氧化碳的量，常用单位为毫克二氧化碳/平方分米/小时（请自己转换为通用代号，下同，答者注）。

真正的光合作用强度是植物在光下实际同化二氧化碳的量，但植物在进行光合作用时也进行呼吸作用，会同时放出二氧化碳，因此所测得的一般为表面光合作用或净光合作用，就是真正光合作用所同化的二氧化碳的量减去因呼吸作用而释放的二氧化碳的量。

一般所说的光合作用强度，就是指净光合率。光合生产率指较长时间（如一昼夜或一周）的净光合率，也称净同化率，其单位一般为每平方米叶面积一定时间所产生的干物质的重量，如克数干物质/平方米/天。光合生产率可看作光合作用强度的一种表示方式，但需要注意的是，光合生产率同时覆盖昼夜，夜晚植物只进行呼吸作用而不进行光合作用。从上面的定义可以看出，光合效率针对使用的光量，光合作用强度针对单位时间、单位面积。问题中所讲的光合速率应与净光合率同，但同时出现的光合作用强度，就不敢贸然判断其为净光合率而非净同化率（如果是作业回答，讲光合作用强度一般有两种表示方式应无原则性错误。）

光合光子通量效率

伊犁阳光非常充足。在光热方面，伊犁自治州太阳辐射通量年平均为5200－5600兆焦耳/平方米，能为植物利用的光合潜力全州一般为2600－2800兆焦耳/平方米。境内年日照时数在2899－3158小时之间，日照比率平均为65％。全年以1月份（山区2月份）最冷，7月份最热，平均年较差界于27－45℃之间，山区差值小，平原差值大；各地平均日较差在10－16℃之间，最大日较差在20－28℃之间。

光合作用量子效率计算

光合参数

1、饱和光强:反映了植物利用光强的能力,其值高说明植物在受到强光时生长发育不易受到抑制;

2、叶片的最大净光合速率:反映了植物叶片的最大光合能

力;

3、光补偿点:反映的是植物叶片光合作用过程中光合同化

作用与呼吸消耗相当时的光强:

4、表观量子效率:反映了植物在弱光情况下的光合能力

5、饱和CO2浓度:反映了植物利用高CO2浓度的能力;光合

能力反映了植物叶片的光合电子传递和磷酸化的活性: