天然叶绿素的研究及其进展

天然叶绿素的研究及其进展

学生：XXX

指导教师：XXX

XXX 化学与化工系

摘要：叶绿素是一种天然的、安全、无毒并具有一定生理功能的脂溶性天然色素，不溶于水，可溶于有机溶剂，是地球上分布最广的天然色素之一，主要存在于绿色植物中。叶绿素结构与人类和大多数动物体内血液中红色素结构极其相似，易被人体吸收。在崇尚健康的今天，叶绿素这种食品素材正被挖掘出来，广泛应用在医药和食品上。本文概述了叶绿素的结构、物化性质、提取分离、稳定性、降解机理以及生理功能等各个方面研究现状，为天然叶绿素及其衍生物的进一步研究和相关产品开发提供了一定的理论依据。

关键词：叶绿素；进展；前景

The Advancement of Natural Chlorophyll

Undergraduter :XXX

Instructor :XXX

Department of Chemistry and Chemical Engineering XXX Normal University

Abstract：Chlorophyll is a kind of natural, safe, non-toxic and have certain physiological function of

fat-soluble natural pigment, insoluble in water, but soluble in organic solvents, is the planet's most widely distributed natural pigments, mainly exist in one of green plants, in plant or microbial photosynthesis plays an important role. Chlorophyll structure and human and most animals blood red pigment structure were extremely similar, easy be absorbed by human body. In advocate healthy today, chlorophyll this food stuff is being excavated, widely used in medicine and food. This paper outlines the structure, physical and chemical properties of chlorophyll, extraction and separation, stability, degradation mechanism and physiological function of current research aspects for natural chlorophyll and its derivatives, the further research and related product development provides certain theoretical basis.

Keywords：Chlorophyll; Progress; Prospect

前言

叶绿素(chlorophyll)是存在于植物叶中的绿色色素，在部分微生物中也发现了绿色

素，在光合作用中起着非常重要的作用。在高等植物的组织中依据结构的不同，又可分

为叶绿素A和叶绿素B，但其基本结构都是卟啉环。叶绿素不溶于水，极其不稳定的天

然色素，遇光易分解等物化性质。叶绿素的研究与开发存在两大难题：一是缺乏具有商业利用价值的色素资源；二是叶绿素本身的稳定性问题。在解决叶绿素的稳定性差方面，人们也进行了各种各样的探索。将中心原子镁换成其它金属原子制成叶绿素钠盐类，增加了叶绿素的稳定性，提高了叶绿素的使用效率。叶绿素是一种天然的、安全、无毒并具有一定生理功能的天然色素，在崇尚健康的今天，叶绿素这种食品素材正被挖掘出来，广泛应用于医药工业、食品工业、日用工业及临床。

叶绿素结构与人类和大多数动物体内血液中红色素结构极其相似，有诸多生理功能：抗致突变作用、促进创伤愈合作用、脱臭和改善便秘作用、降解胆固醇作用等，天然化学预防药物与化学合成的抑制物相比，更具安全性和实用性，也更易为人体所接受。叶绿素是重要的天然色素，易于吸收，叶绿素及其衍生物主要是作为食用绿色色素和脱臭剂而广泛应于糕点、饮料、胶姆口香糖、果冻、冰淇淋等食品中。随着对叶绿素生理功能的研究的不断深入，开发以叶绿素为基功能性食品具有潜在的价值和前景。

叶绿素是决定绿色蔬菜色泽的主要因素颜色是食品质量重要的属性，对于蔬菜加工时如何保护绿色曾有过大量的研究，但尚无一种方法获得满意的结果。因此，在绿色蔬菜汁加工、包装、贮藏过程中，提高叶绿素的稳定性，维持其固有的绿色是重要的研究课题。针对上述问题，现在已经发展了一些可在果蔬生产、加工、贮藏过程中较大程度上保存叶绿素含量的技术，即护绿技术。当前对叶绿素降解的动力学研究较少，特别是光降解和酶解的动力学研究更是较少；叶绿素降解机理、叶绿素降解后的产物等都需要我们在以后的工作中进一步的研究。

随着人们对健康和绿色食品的重视，对天然叶绿素的研究变得越来越重要，这也是食品科学、医药保健领域的重要研究课题之一。

1叶绿素的发现与形成

叶绿素是植物体内光合作用赖以进行的物质基础，广泛存在于高等植物的叶绿体中，是叶绿体中最为重要的一类光合色素。早在1818年，Pellatier首先从植物中萃取得到一种绿色色素并命名为叶绿素。1838年Berzelius报道了有关叶绿素的萃取方法。到1864年Stoke又发现叶绿素并非单体，而是绿色色素的混合物。但直到1906年，色谱法的发明者Tsvet才成功地从高等植物的叶绿体中分离出的叶绿素A和B。随后在1993年Willstatter成功地阐明了叶绿素的结构，他因此获得1915年度的诺贝尔化学奖。到了60年代，人们成功地人工合成叶绿素。

叶绿素和其他生活物质一样，也不断地进行新陈代谢，即旧的不断破坏，新的不断形成。叶绿素的形成过程比较复杂，有些步骤还不十分清楚。它的大致过程先是形成原叶绿素酸酯（也叫原脱植基叶绿素），这是一系列由酶催化的反应。之后原叶绿素酸酯化还原为叶绿素酸酯（也叫脱植基叶绿素），这个步骤一般需要光，是一个光还原过程。最后叶绿素酸酯在酶的作用下与植醇（也叫叶绿醇）酯化形成叶绿素。叶绿素的形成受许多环境因子的影响，其中主要的有温度、光和矿质元素。由于叶绿素形成过程中绝大部分反应都是由酶催化的，而酶的活性受温度影响，因此温度过低或过高都不利于叶绿素的形成。例如早春寒潮过后常见秧苗有“退绿”现象。这是因为低温抑制了叶绿素的形成。光对被子植物叶绿素的形成一般是必需的，黑暗中生长的植物呈黄色，只有在见光后才开始转绿。裸子植物、藻类、苔鲜、旅类叶绿素的形成虽不一定需要光，但缺光时叶绿素形成的数量要低于有光时。矿质元素中的氮、镁是叶绿素的组成元素，缺乏时，叶绿素不能形成，表现出缺绿病。其他矿质元素如铁、锰、铜等对叶绿素的形成也有影响。

2叶绿素的结构与性质

2.1叶绿素的结构

叶绿素(Chlorophyll)分子含有4个吡咯环，并由4个甲烯基连成一个卟啉环，镁居于卟啉环中央，由于叶绿醇是高分子量的碳氢化合物，使叶绿素分子有亲脂性。卟啉环中镁原子偏向带正电荷，又使其有亲水性并与蛋白质结合，经人工提取的叶绿素性质极不稳定，在酸、光照、氧气、温度及微生物的作用下，极易降解和破坏网。

叶绿素的结构如图1，其结构中心非常活泼，通常包含两个叶啉环和两个在晶态结构中关系非常特殊的醌基，化学反应一般就在活泼中心发生。光合作用的驱动过程是电子的激发从叶琳环转向蒽醌半支，同时蒽醌半支释放出自然光合作用最早期的化学中间产物—两个自由基离子。

图1 叶绿素的结构

叶绿素是高等绿色植物进行光合作用的重要物质，主要有叶绿素A和叶绿素B，其比例为3︰1[1]。

图2 叶绿素A结构图3 叶绿素B结构

2.2叶绿素的性质

叶绿素是一类含镁卟啉衍生物的泛称，其中以叶绿素A和叶绿素B最为常见。叶绿素的分子中都含有一个卟啉环，M92十取代了环内二氢并与4个N原子配位形成相应的金属配体。除高等绿色植物叶绿体中含有比例3︰1，的叶绿素A和叶绿素B外，在多种藻类植物中还发现有叶绿素C类物质，包括叶绿素C1和C2两种成分。此外，在红藻中则发现叶绿素D的存在。叶绿素A和叶绿素B是蓝绿色的蜡状晶体，略带异臭，不溶于水，易溶于乙醚、乙醇、丙酮、氯仿、二硫化碳、苯等有机溶剂，难溶于冷甲醇，几乎不溶于石油醚、汽油。相对分子质量分别为893和907，其中叶绿素A的熔点为150-153.12℃，叶绿素B的熔点为183～185℃。天然叶绿素不稳定，对光和热敏感，易分解褪色。在酸性条件下，叶绿素的卟啉环中心金属镁原子会被氢原子置换，生成暗绿色至绿褐色脱镁叶绿素。但若叶绿素的中心镁原子被铜、铁、钴、锌等金属原子置换，

则对光、热的稳定性会所提高，脱臭效果也得到增强。

叶绿素A是环状四吡咯金属镁配合物，虽然由于D环双键的饱和而隶属于卟吩类化合物，但仍然保持卟啉基所具有的多齿配位作用以及共轭大环的结构特征，其中，连带多种有机官能团的非对称性氮杂轮烯结构A.D环端的亲脂溶性和C.D环端亲水溶性以及稠并的五元E环，均明显影响着叶绿素衍生物的化学性质和物理性质。叶绿素A 是通过四个次甲基将A，B，C，D四吡咯环连接成环构成基本骨架，其D环具有二氢吡咯结构。和其他芳香族化合物一样，尽管环上带有不饱和化学键的取代基团(包括C=C 和C=O结构)与卟吩大环共轭，但这些取代基团仍然保持本来的加成反应特征，而共轭卟吩母环则显示出芳香环系所具有的取代反应活性。叶绿素A衍生物的A-B环端向体现着亲脂溶性。而C．D环端向则表现出亲水溶性，良好的水脂溶性决定了叶绿素A及其衍生物的广泛生物利用度。

2.2.1叶绿素盐的性质

叶绿素是极其不稳定的天然色素，遇光易分解，给贮存和使用带来了很大的麻。将叶绿素制成叶绿素钠盐类，增加了叶绿素的稳定性，提高了叶绿素的使用率。目前生产的有叶绿素铜钠盐、铁钠盐、锌钠盐等。叶绿素锌钠盐的结构，主要是二钠和三钠的混合物。生产原理是将叶绿素生成钠盐，并将叶绿素分子中的Mg元素用其他的金属元素替代，所替代的金属离子一般对人体无毒副作用，是人体所需的微量元素，在体内行使一定的生理功能。

2.2.1.1叶绿素铜钠盐

叶绿素铜钠盐为粉末状产品，呈墨绿色，稍带金属光泽，膏状产品为绿色，有氨臭气，易溶于水，微溶于醇类和氯仿[2]。叶绿素铜钠溶解于水后，电离出钠离子，因而叶绿素铜钠及叶绿素铜的水溶液性质相同，二者的水溶液都呈蓝绿色、透明、无沉淀。当p H值在6.5以下，如果与钙离子接触，则产生沉淀析出，1 %的溶液p H值为9.0~10.7，所以它们都不宜加入酸性饮料中，否则易生沉淀析出。加热至110℃以上就被分解。对小白鼠进行慢性毒性试验，对生殖及组织病理学观察均未发现异常和中毒现象，属无毒级食品着色剂。因其安全性高，世界各国普遍许可使用，ADI为0.15毫克/千克，我国GB276086规定最大使用量为0.5克/千克。

2.2.1.2叶绿素锌钠盐

叶绿素锌钠盐是一种墨绿色晶体，粉末状，有金属光泽，有略带青草芳的气味，极

易溶于水，溶于水后溶液澄清透明呈绿色或墨绿色。在中性溶液中稳定，碱性溶液中稳定性稍差，酸性溶液中不稳定，并有浑浊；热稳定性和抗氧化还原性较好；光稳定性较差；一般的食品添加剂，如食盐、葡萄糖、抗坏血酸对其稳定性没有太大的影响。叶绿素锌钠盐还具有一定的保鲜性，用含有该盐的薄膜包裹的白菜的Vc含量，远远大于用其他薄膜包裹的白菜[3]。

图4叶绿素锌钠盐的结构式（二钠、三钠）

2.2.1.3叶绿素铁钠盐

叶绿素铁钠盐的水溶性好，但难溶于丙酮、乙醇，水溶液在中、碱性条件下呈现亮绿色。对热和室内自然光的稳定性较好，而对室外强光的稳定性较差。当pH值3~6时相对稳定，可以安全使用；在pH值8~12时，颜色由绿色变为浅黄绿色直至深黄色。因此，在生产和使用过程中应避免接触碱性物质。叶绿素铁钠盐的耐氧化性较差，但有较强的耐还原性[4]。

2.2.1.4叶绿素铬钠盐

叶绿素铬钠盐为棕黄色具有金属光泽的结晶性粉末。该物质易溶于水，难溶于乙醇、丙酮。具有一的抗氧化性和抗还原性；耐热性比较好，在高于200℃时会发生分解：叶绿素铬钠盐的耐光性差，在强光下易发生分解，颜色变浅。在强酸或者强碱性环境中也不稳定[5]。

3叶绿素的提取和分离方法

3.1叶绿素的的提取

叶绿素不溶于水，极其不稳定的天然色素，易溶于乙醚、乙醇、丙酮、氯仿、二硫化碳、苯等有机溶剂，难溶于冷甲醇，几乎不溶于石油醚、汽油。根据目前的研究进展，果蔬中叶绿素的提取法主要有以下几种：丙酮研磨法，抽滤法，有溶剂浸泡法，超声波提取，微波辅助提取。不同提取溶剂可能对叶绿素的提取率及稳定有一定的影响，目前提取溶剂主要有乙醇、丙酮、石油醚以及不同配比的混合溶剂，且认为乙醇和丙酮混合溶液是提取果蔬中叶绿素较佳的提取剂。相关研究表明，叶绿素提取液的含水量对叶绿

素含量的测定和稳定性由较大的影响，叶绿素A、叶绿素B、叶绿素A+B、叶绿素A/B 的比值均降低，这就说明了提取液中含水量过高对叶绿素提取不利，尤其是对叶绿素A 有较大的影响。不过，从目前的研究进展来看，在果蔬的叶绿素提取实验中，适量的水分也是必需的，这是因为叶绿素与蛋白质结合的较紧密，适量的水分易使叶绿素分子中的亲水基团和蛋白质分离，有利于叶绿素从类囊体膜中游离出来。

3.1.1有机溶剂萃取法

常用乙醇、丙酮、丁醇、二氯甲烷、石油醚、异丙醇、三氯乙烯等有机溶剂提取叶绿素。料液比(g︰mL)1︰6至1︰40，萃取温度在50~85℃，时间2~5 h。金属取代反应常用10％硫酸或盐酸盐溶液，取代温度50~80℃，反应时间1~4 h。

最多的叶绿素金属盐是叶绿素铜钠盐，这是一种墨绿色粉末，略带金属光泽，无臭或微有特殊的氨样气味，有吸湿性，对光和热较稳定。易溶于水，稍溶于乙醇和氯仿，微溶于乙醚和石油醚。根据对植物叶的处理方法不同，萃取法又分为研磨法和浸提法。

研磨法：植物鲜叶-预处理(除杂、烘干、研碎)-浸提-浓缩-皂化-萃取-调pH置铜-纯化-成盐-烘干-成品，为减少叶绿素的分解，研磨时亦可加入少许的碳酸钙。

浸提法:是将洗净的植物鲜叶直接进行浸提。研究表明，在相同条件下，研磨法比浸提法的产率高，反应时间亦短。

沈其伟[6]利用乙醇︰丙酮︰水为4.5︰4.5︰1的混合液提取水稻叶片中的叶绿素，产率较单一提取液高约5％。

3.1.2吸附树脂萃取法

树脂萃取法具有避免使用低沸点有机溶剂，工艺路线短，设备简单，操作方便，产品纯度高等优点。萃取过程：干燥植物碎叶-有机溶剂提取-金属置换-树脂吸附-乙醇淋洗-脱脂剂解吸-减压浓缩-真空干燥一产品。

3.1.3超临界CO2萃取法

超临界CO2萃取过程：植物叶粉末-超临界CO2萃取-减压-分离-产品[7]。

该法具有萃取温度低、传质速度好、萃取速度快等特点。另外CO2惰性无毒、价廉易得、环境友好，保证了被提取物的纯天然特性与自然风味。岳鹏翔[8]等认为，使用乙醇作夹带剂时能够有效地提高萃取效率。陈雪峰[9]等提取桃叶中的叶绿素的最佳条件：萃取温度60℃、压力30 MPa、时间为6 h、料液比为12．0(桃叶与95％乙醇的质量比)。

3.1.4超声波萃取法

陈正[10]等将粉碎干燥的植物叶进行超声提取得到叶绿素提取液。超声波萃取法具有萃取速度快、时间短、产率高、无需加热、节约能源等优点。该法一般以1︰1或2︰1 (物质的量之比)的乙醇与丙酮的混合液为提取液，提取时间为20~30 min，料液比1︰6~1︰10 (g/ml)。所得叶绿素的产率与传统的工艺萃取法相比提高了15%~18%。3.1.5微波萃取法

微波萃取是基于微波加热的选择性、瞬时性和高效性，控制适宜的微波条件而实现的。其工艺过程：干燥碎叶-溶剂溶解-微波瘦幽-过滤-蒸发浓缩-成品。

微波萃取法具有高选择性、溶剂用景少、能耗低、升温均匀、速率快等特点。王晓飞[11]等通过微波辆助提取甘蔗糖厂滤泥中叶绿素，与浸提法相比，提取率和纯度分别提高了69.896和12.1%，比超声波萃取法提高了22.2%和14.0%，提取时间亦大为缩短。

3.2叶绿素的分离

色谱法是一种很好的分离纯化、鉴定有机化合物的重要方法，尤其是在微量分析中应用的更是广泛。果蔬中色素主要包括脂溶性的胡萝卜素、叶黄素、叶绿素和水溶性的花青素。在提取实验时，我们可以利用相似相溶的原理把水溶性的花青素滤掉，继而可以利用薄层色谱、柱色谱、高效液相色谱对胡萝卜素、叶黄素和叶绿素进行分离，由于这三种色素的极性依次减弱，可以适当地选单一的有机溶剂或者不同配比的混合溶剂作为展开剂和洗脱剂，确定最佳的优化分离条件。

李好样[12]等人对菠菜中色素的提取和分离实表明：采用浸泡法提取色素，操作简便易行，失少，得率高。而且用3︰2的石油醚一乙醇通浸泡的方法提取菠菜色素为此实验的优化条。在分离实验中，通过实验得出，采用7︰3的油醚一乙酸乙酯为分离叶黄素的优化条件；用3︰1︰1的丁醇一乙醇一水洗脱剂洗脱叶绿素速快，效果好；用9︰1的石油醚一丙酮溶剂为胡卜素分离的优化条件。

4叶绿素含量的测定方法

叶绿素含量的测定方法主要有紫外分光光度、荧光分析法、活体叶绿素仪法、光声光谱法高效液相色谱法。不过目前应用最为广泛的还分光光度法。

叶绿素提取液的吸收光谱表明：有两个强吸峰，分别在红光区和蓝紫区，不同提取溶剂和原料所得的叶绿素溶液的吸收光谱比较相似。叶素A、叶绿素B的红区最大吸收峰分别在3nm、645nm附近，在蓝紫区分别为429nm、3nm附近。由于提取溶剂和原料不同，对叶绿提取液进行光谱扫描后，所得的最大吸收值可有较小范围的浮动。分光光

度法测定叶绿素含量主要依据Amon式，其计算方法是：分别以提取溶剂作空白，定叶绿素提取液吸光度A645 A663，根据下面的公式：

叶绿素A浓度（mg/L）C a =12.7A663 - 2.69A645

叶绿素B浓度（mg/L）C b =22.9A645 - 4.68A663

叶绿素总浓度（mg/L）C a+b = C a+ C b

上述公式可以定量地说明叶绿素提取液受不影响因子作用后的降解率。

高效液相色谱(HPLC)定量检测叶绿素含量准确率较高，效果很好。戴荣继[13]等人采用HPLC测定饮用水中藻类叶绿素含量，实验表明：用甲醇和丙酮作为流动相，体积比为80︰20时，同时在流动相中加入质量分数为0.1％的冰醋酸，流速为1.0mL/min。利用每一种色素的色谱峰面积进行定量，叶绿素A、叶绿素B的定量可通过外标法由工作曲线求得。该方法对叶绿素A、叶绿素B检测限分别可达0.010~0.005ug/L。

5叶绿素在医学上和食品中的应用

5.1叶绿素在医学上的应用

叶绿素是光合作用的物质基础，是自然界中将光能转变为化学能的纽带，它对地球上的生命物质具有极为重要的意义。叶绿素在化学结构也与人类和大多数动物的血红索极其相似。有关叶绿素的生理功能早在1919年就已提出，当时的报道认为叶绿素具有促进增血功能和加速治愈创伤的作用。在二次世界大战中，美国曾将叶绿素和青霉素并用来治疗伤员，不仅节约了一半以上当时价格昂贵的青霉素用量，而且取得了积极的效果。

正因为叶绿素结构与人类和大多数动物体内血液中红色素结构极其相似。近年来人们发现叶绿素有诸多生理功能。如：(1)抗致突变作用：叶绿酸能与致癌物Trp-p-2活性体形成复合体，使其活性钝化，降低其活性，而且还能抑制致突变性物质的代谢，促进解毒代谢，阻碍突变性物质的生物合成。(2)促进创伤愈合作用：叶绿素能促进刀伤、火伤、溃疡等伤口肉芽新生，加速创伤愈合；(3)脱臭和改善便秘作用：据报道，叶绿素对饮食，抽烟及新陈代谢产生的口臭、出汗脚臭、腋下臭均有消除作用。并能使肠道蠕动轻度亢进．缓解便秘问题；(4)降解胆固醇作用：据Tsuchiya报道，脱镁叶绿素、脱镁叶绿酸具有降低血中胆固醇作用[14]。叶绿酸(CHL)是天然叶绿素的衍生物，目前已被用作为食品添加剂和抗贫血药物，最近的研究表明其具有潜在广谱癌症预防作用。叶绿素及其衍生物抗诱变、防癌的机制尚不明了。其对多种理化因素、致癌物的抗诱变防癌作用，

表明它多种作用机制。

5.1.1抗突变

叶绿素、叶绿酸具有强烈的抑制突变作用，可以钝化致突变性物质的活性，其中尤以叶绿酸对致突变物质的抑制作用最强。叶绿素、叶绿酸可以与致癌物质Trp-p-2活性形成复合物，降低其活性，而且还能抑制致突变性物质的代谢，促进机体的解毒代谢，阻碍突变性物质的生物合成。叶绿素具有抑制黄曲霉素B1、苯并芘等强致癌物的致突变作用。日本山本曾报道，植物绿质钠也有消除肝腹水、抑制肝癌细胞增殖的抗肿瘤功效。此外，叶绿素铁对过氧化酶的活性也有抑制作用。

5.1.2促进伤口愈合

叶绿素可促进刀伤、烧伤、溃疡等伤口肉芽新生，加速伤口痊愈。对创伤和溃疡采用局部叶绿素涂搽，可干燥刨伤面，加速肉芽和上皮细胞的新生，明显促进伤口的愈合。日本久保的试验结果也表明，对大鼠幽门结扎引起的溃疡以叶绿酸剂与抗胆碱药同时使用时，可明显增强后者的抗溃疡作用。

5.1.3抗变态

叶绿素的抗变态功能主要表现为抗过敏和抗补体两种作用，作用效果随置换金属的不同而异。进藤[15]等人曾以土拨鼠为对象试验各种叶绿素金属衍生物的抗过敏效果，结果发现叶绿素铜衍生物的作用效果比铁、镁、钴等金属衍生物强。五十岚[15]等人还证实，口服叶绿素铜钠对慢性荨麻疹、慢性湿疹、支气管哮喘及冻疮等变态反应都有明显的功效，对难以治愈的湿疹、痒疹以及顽固性荨麻疹症，也有一定的功效。

5.1.4脱臭

有关叶绿素的脱臭作用早在二次世界大战时就已被发现。Bowers[16]给当时患有某些疾病的患者使用叶绿素后，散发恶臭的现象马上消失。叶绿色素对脚臭、腋臭以及由膳食、抽烟或新陈代谢异常产生的口臭等有良好的除臭作用。叶绿素还可以消除人体因摄入酒精后呼气中的口臭，但不能降低呼气和血液中的酒精浓度。角田认为叶绿素的脱臭作用部分是其抑制机体代谢过程中的硫化物的产生的结果。

5.1.5降低胆固醇

叶绿素及其脱镁产物脱镁叶绿素、脱镁叶绿酸还具有降低血浆胆固醇的作用。一般来说，叶绿素的降胆醇作用随配位金属的不同而异，其中具有降胆固醇作用最单纯的叶绿素单元结构为植物绿质。

5.1.6促进肠道蠕动

叶绿素还能轻度促进肠道蠕动，具有缓解便秘的功能。

目前一般认为其作用机制可能涉及：（1）抗氧化和自由基清除作用；（2）直接与致癌物结合形成复合物，影响致癌物的吸收、分布和代谢活化；（3）影响致癌物引起的DNA 加合物形成；（4）影响与致癌物代谢有关的酶活，从而影响致癌物及其代谢产物的降解与排泄等。癌的化学预防越来越受到人们重视。天然化学预防药物与化学合成的抑制物相比，更具安全性和实用性，也更易为人体所接受。

5.2叶绿素在食品中的应用

到目前为止，叶绿素及其衍生物主要是作为食用绿色色素和脱臭剂而广泛应用于糕点、饮料、胶姆口香糖、果冻、冰淇淋等食品中。由于食品工业中的叶绿素是从天然植物中提取得到的，安全性高，FAO/WHO(1994)对其ADI值不作限制性规定，但对叶绿素铜、叶绿素钠盐以及叶绿素铁钠盐的ADI值为0~15mg/kg[17]。近年来，随着对叶绿素生理功能的研究的不断深入，开发以叶绿素为基料的功能性食品具有潜在的价值和前景。

叶绿素是重要的天然色素，它的结构和血红素相似，易被人体吸收。

6.关于叶绿素的研究现状及展望

6.1叶绿酸的研究现状及展望

叶绿酸(CHI)是叶绿素(Chla)的衍生物，天然绿色植物及巾药蚕砂中均能提取，其中以蚕砂中的Chla含量尤其丰富，为0.6%~1.0%干物质量。自1913年德国的Willstfitter 报道了有关Chla结构、制备方法、特点，第一次详尽地阐述了Chla的研究成果，开创了现代Chla及衍生物的工业生产上产以来，Chla及其衍生物CHI的研究和工业生产突飞猛进[20]。由于CHI具有独特的抗诱变及抗肿瘤活性，目前逐渐成为国内外研究热点。

所以，CHL具有较为广泛乍物活性和药理作用，在抗贫血和抗白细胞减少以及保肝等方面已经有临床应用；在抗病毒，抗溶血反应，抗肿瘤方面有待进一步的研究和开发。尤其值得一提的是，随着世界范围内肿瘤患者的逐年递增，从天然药物中寻找一种高效、无毒的化合物来防治肿瘤的发生和发展成为肿瘤研究者们关注的热点。目前大量资料显示CHL对肿瘤有良好的调节作用，其在一些肿瘤预防和治疗应用中也取得了较好的效果。由于从天然植物或药物蚕砂中提取的CHI，具有来源丰寓、合成简单、稳定性较好，比化学合成的抗肿瘤制剂更具安全性且易于为人体吸收，故有望成为一种经济、理想的

肿瘤化学预防剂和化疗巾的辅助剂，甚至是一种有前途的抗肿瘤药物。目前，可以考虑在食物、饮料中加入适量CHI，以预防因接触诱变剂而引起的诱变作用，此类抗诱变、抗癌食品的开发和应用研究对于癌症的预防以及对于环境诱变剂所致遗传损伤的机制研究有着重要的意义。

6.2在食品业中叶绿素的研究现状及进展

色泽、风味和质构是食品的三个主要感官指，其中色泽具有特别重要的作用，因为对于绝大数消费者，如果他们对某食品的色泽不满意，就去了进一步了解的欲望，不会再进一步评价其它标)绿色蔬菜的色泽是消费者判断其新鲜度、营养和卫生的最重要指标，因此，绿色蔬菜色泽的保具有重要的意义[18]。

绿色蔬菜的绿色来自叶绿素，而叶绿素对酸、热、光和氧化等很敏感，在加工和储藏过程中极易褪色或变色，导致绿色蔬菜制品由鲜绿色变成橄榄色、黄褐色、甚至无色，严重影响绿色蔬菜制品的质量。绿色蔬菜的保绿、护绿一直是食品科学家的研究重点。自从发现金属离子对绿色蔬菜护绿有重要作用后，叶绿素金属离子络合物的研究就一直是绿色蔬菜类食品加工研究中的热点之一。

食用天然色素原料资源广泛，色调五光十色。应大力推广使用天然色素，以此代替价格低廉的化学合成色素，已成为食品和饮料工业界的当务之急。以美国为例，经政府主管部门正式批准允许用于提取天然色素的食品原料迄今为止已达31种。其中使用频率较高的一些天然色素原料为：红葡萄皮、西柚汁、绿色蔬菜汁(如西芹汁与菠菜汁等)、胡萝素(有天然海藻来源或人工合成品2种)、金盏花、番红花、姜黄、胡萝卜、黑加仑、蓝莓等。近年来又陆续增加了番茄红素与虾青素等品种。在食品和饮料中添加天然色素不仅能使产品外观色泽艳丽，还能改善或提高人们的食欲与购买欲，更可贵的是天然色素具有化学合成色素所不具备的多种营养保健作用。

在绿色蔬菜加工中保持蔬菜原有的绿色，对于提高加工蔬菜的品质具有重要的作用。而采用金属离子护色处理形成叶绿素金属离子络合物，可保持或恢复其原有的绿色色泽，但目前采用金属离子护色处理时碰到的最困难的问题是如何解决重金属离子的超标问题。尽管国内已有大量的文献报道采用高浓度的铜或锌离子处理可获得较好的色泽，但很多文献都回避了重金属离子含量超标问题。国外许多文献报道，采用常规的锌离子护色方法，当产品中的锌离子质量分数低于20mg/kg时，基本无效果；当达到令人满意的绿色效果时，锌离子质量分数都已达到或超过FDA规定的75mg/kg的限制。如：

在Donato等人的研究中，采用了较高质量分数的锌离子（高于500mg/kg）、短时间（少于3min）漂烫处理，绿色蔬菜经罐装杀菌或干燥后，可长期保持其原有色泽，但蔬菜中锌离子质量分数远高于75min因此在国内标准仍允许铜离子护色的情况下，铜锌联合护色应该是解决此问题的一条可行的途径。

另一条可行的途径是采用表面活性剂与锌联合护色，即在形成叶绿素金属离子络合物时，采用适当的表面活性剂以促进叶绿素金属离子络合物的形成，降低蔬菜中残留的金属离子含量，这方面的研究也有一定潜力。如Theuer等人采用难溶性的硬脂酸等脂肪酸锌盐，以及加强剂脂肪酸等处理绿色蔬菜时，其绿色保护效果远比采用相同浓度的氯化锌处理的效果好，在锌离子质量分数低于75mg/kg时就可达到较理想的护色效果。

6.3国内外研究现状

根据有关文献资料，自从1818年就开始了对叶绿素方面的研究。随着研究的深入发展，开始发展用有机溶剂法从植物当中提取叶绿素。二十世纪初期，叶绿素提取技术的研究发生了质的飞跃，工业化提取叶绿素得以实现。1933年美国开始以有机溶剂法工艺为基础，工业生产叶绿素，延用至今。其典型方法是用苜蓿为原料，用有机溶剂(如丙酮)进行抽提；也有用混合有机溶剂(如己烷一丙酮)抽提。大规模生产叶绿素是在五十年代。目前国外生产叶绿素系列产品的公司主要以“3大公司”为主，即佛罗里达州的Lake Worth的美国叶绿素公司、宾夕法尼亚州Nazareth的钥石农业化学有限公司和科罗拉多州Lammar的国有叶绿素化学公司。

国内，叶绿素工业化生产起步比较晚。60年代后，陆续开始研究生产叶绿素产品，但均是采用化学合成法生产叶绿素产品，而现在提倡“回归天然”，天然色素的呼声越来越高，所以必须寻找一个生产叶绿素的较好的原料，利用国外成熟的溶剂法进行大规模的生产。

附录

分光光度计663nm、645nm处测定吸光度，按Atllon公式计算叶绿素的含量。计算公式：

C a =12.7A663 - 2.69A645

C b =22.9A645 - 4.68A663

C a+b = C a+ C b

叶绿素含量（mg/g）=C a+b×50×50

C a——叶绿素A的浓度mg/ml

C b——叶绿素B的浓度mg/ml

A663——叶绿素溶液在波长663nm处的吸光度

A645——叶绿素溶液在波长645nm处的吸光

致谢

首先向我的指导老师XXX教授致以最衷心的感谢！本论文是在XXX教授的悉心指导下完成。从论文的选题、设计以及论文的撰写等各个环节都凝聚着老师的大量心。在整个过程中，许老师多次询问论文进程并要求每个星期都交流一下，不厌其烦的对我的不足进行指导，并帮助我开拓研究思路，精心点拨，热忱鼓励。许老师严谨务实的科学态度，精益求精的工作作风，踏踏实实的治学精神，不仅授我以文，而且教我做人要求。

感谢XXX化学与化工系对我的培养，感谢老师和同学对我的帮助！

最后向我的父母致以深深的谢意，感谢他们多年来对我无私的付出并献上我诚挚的祝福！

参考文献：

[1]黄持都，胡小松，廖小军等. 叶绿素研究进展[J].业大学食品科学与营养工程学院，2007(03):114~117.

[2]阳东青. 从竹叶中提取叶绿素[J].江西生物科技职业学院，2008(06):36~38

[3]于洁，石华. 叶绿素锌钠盐的理化性质及应用研究[J].中国食品添加剂，2004(03):32~34.

[4]王立娟，钱学仁. 竹叶叶绿素铁钠的制备及性质研究[J].林产化学与工业，2005(03):89~92.

[5]苏秀荣，贾寿华，宋少芳. 叶绿素铬钠盐的制备及理化性质[J].食品科学，2007，28(06):142~145.

[6]沈其伟.测定水稻叶片叶绿素含量的混合液提取法[J].植物生理学通讯，1988(03):62~63.

[7]孟庆廷.叶绿素提取方法及稳定性研究进展[J].济宁学院化学与化工系，2009,32(03):2~3.

[8]岳鹏翔，董英，吴守一. 用超临界为二氧化碳从绿茶中萃取叶绿素的初步研究[J].中国食品添加剂，1996(01):4~6.

[9]陈雪峰，刘迪. 超临界CO2萃取桃叶中叶绿素工艺的研究[J].食品科技，2006(05):38~41.

[10]陈正. 超声波萃取菠菜叶中叶绿素的研究[J].化学与生物工程，2004(06):37~38.

[11]王晓飞，郭海蓉，李志春. 微波辅助提取甘蔗糖厂滤泥中叶绿素的初探[J].现代食品科技，2008(01):59~63.

[12]李好样，冯轶雪．菠菜色素的提取与分离[J].太原师范学院学报(自然科学版)，2004,3(3):64～66．

[13]戴荣继，佟斌，黄春，等．HPLC测定饮用水中藻类叶绿素含量[J].北京理工大学学报，2006，26(1):87～89.

[14]夏文宽，董英从苦瓜滤渣中苦瓜叶绿素的研究[J].江苏大学生物环境与工程学院，2006(03):127~129

[15]沙静姝，毛洪奎. 消症益肝片[J].中国药学杂志，1992,27(4):243~246.

[16]肖芳贤. 叶绿素铜钠盐可用作包衣色素[J].药学通报，1982,17(2):53～54.

[17]王丽滨，李书魁，黄远，等. 功能性茶绿色素锌的工艺研究[J].华中农业大学，2005(1):10~11

[18]陈德慰，张心敏. 绿色蔬菜加工中叶绿素金属离子络合物的研究进展[J].江南大学食品学院，2001(05):4~5.

[19]罗庆峰. 叶绿素的研究进展及叶绿素铜钠的开发利用[J].林产化工通讯，1995,1(2)

[20]许立.地肤叶绿色素的提取及其稳定性研究[J]. XXX，2006,8(39):113~114.

[21]冯志平. 天然叶绿素——艾蒿绿的提取[J]. 江汉石油管理局勘探开发研究，2000，29(03):40~41

[22]苏秀荣，贾寿华，宋少芳，等. 叶绿素铬钠盐的制备及理化性质[J].山东农业大学化学与材料科学学院，2006,28(06):142~145.

[23]陈红，曾本强，曾恩泉. 叶绿酸应用研究现状与展望[J].川北医学院附属医院,2010，5(03):266~268.

[24]宋鹤，丛培军，王榕树，等. 绿色蔬菜汁中叶绿素稳定性研究[J].天津大学化工系，1997，18(02):10~13.

[25]赵春娜，祁占林，张玉珍. 蒜苗茎叶提取叶绿素工艺[J].青海省粮油检测防治所，2007(11):79~80.

[26]付荣霞，杨树成，李季. 微波技术提取海带叶绿素及其铜钠盐的制备[J].天津农学院，2009(05):171~175.

[27]范崇正，李正华，焦健，等. 无光条件下天然叶绿素的催化加氢反应[J]．中国科学技术大学化学物理系，2000(12):744~746.

[28]金亚旭，刘宗健，陈卫祥，等. 纳米碳管负载金属镍催化叶绿素加氢反应[J]．浙江大学化学系，2002,18(05):459~462.

[29]丁小文. 叶绿酸对肿瘤化学预防研究进展[J]．浙江大学肿瘤研究所，2003,30(06):418~420. [28]李崇明，黄真理，张晟，等. 三峡水库藻类“水华”预测[J]．中国科学院水生生物研究所，2007，16(01):1~5.

[30]黄妙芬，邢旭峰，于五一，等. 干旱区水环境叶绿素遥感估算模式[J]．水产学院，2008(01):62~65.

[31]赵辉，唐丹玲，王素芬. 南海西北部夏季叶绿素浓度的分布特征及其对海洋生物的影响[J]．中国科学院南海海洋研究所，215~219

[32]王玲，洪法水. 稀土与叶绿素作用关系的研究进展[J]．苏州大学，2004,18(01):26~31

[33]刘咏，陈莉. 银杏叶中绿色素的组成及稳定性研究[J]．合肥工业大学生物与食品学院，2007（06）:174~176

[34]岳辉吉，朱杰. 天然色素的提取研究[J].陕西师范大学物理与信息技术学院，2006，06(05):11~13

叶绿素荧光参数及意义

第一节 叶绿素荧光参数及其意义 韩志国，吕中贤（泽泉开放实验室，上海泽泉科技有限公司，上海，200333） 叶绿素荧光技术作为光合作用的经典测量方法，已经成为藻类生理生态研究领域功能最强大、使用最 广泛的技术之一。由于常温常压下叶绿素荧光主要来源于光系统II 的叶绿素a ，而光系统II 处于整个光合 作用过程的最上游，因此包括光反应和暗反应在内的多数光合过程的变化都会反馈给光系统II ，进而引起 叶绿素a 荧光的变化，也就是说几乎所有光合作用过程的变化都可通过叶绿素荧光反映出来。与其它测量 方法相比，叶绿素荧光技术还具有不需破碎细胞、简便、快捷、可靠等特性，因此在国际上得到了广泛的 应用。 1 叶绿素荧光的来源 藻细胞内的叶绿素分子既可以直接捕获光能，也可以间接获取其它捕光色素（如类胡萝卜素）传递来 的能量。叶绿素分子得到能量后，会从基态（低能态）跃迁到激发态（高能态）。根据吸收的能量多少， 叶绿素分子可以跃迁到不同能级的激发态。若叶绿素分子吸收蓝光，则跃迁到较高激发态；若叶绿素分析 吸收红光，则跃迁到最低激发态。处于较高激发态的叶绿素分子很不稳定，会在几百飞秒（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（图1）。而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 ）。 波长吸收荧光红 B 蓝 荧光 热耗散 最低激发态较高激发态基态吸收蓝光吸收红光能量A 图1 叶绿素吸收光能后能级变化（A ）和对应的吸收光谱（B ）（引自韩博平 et al., 2003） 处于最低激发态的叶绿素分子可以通过几种途径（图2）释放能量回到基态(韩博平 et al., 2003; Schreiber, 2004)：1）将能量在一系列叶绿素分子之间传递，最后传递给反应中心叶绿素a ，用于进行光化 学反应；2）以热的形式将能量耗散掉，即非辐射能量耗散（热耗散）；3）放出荧光。这三个途径相互竞 争、此消彼长，往往是具有最大速率的途径处于支配地位。一般而言，叶绿素荧光发生在纳秒级，而光化 学反应发射在皮秒级（ps ，1 ps=10－12 s ），因此在正常生理状态下（室温下），捕光色素吸收的能量主要用 于进行光化学反应，荧光只占约3%～5%(Krause and Weis, 1991; 林世青 et al., 1992)。 在活体细胞内，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，因此基本检测不到 叶绿素b 荧光。在常温常压下，光系统I 的叶绿素a 发出的荧光很弱，基本可以忽略不计，对光系统I 叶 绿素a 荧光的研究要在77 K 的低温下进行。因此，当我们谈到活体叶绿素荧光时，其实指的是来自光系 统II 的叶绿素a 发出的荧光。

遮光后叶绿素含量升高和叶绿素a和b比值降低的原因

遮光后叶绿素含量升高和叶绿素a/b降低的原因 试题：如图，叶绿素的含量随着遮光比例的升高而升高，遮光后叶绿素a/b 降低，捕光能力上升。原因。 因为学生知道，光是叶绿素形成的必需条件，所以大部分学生都错误认为叶绿素含量随光照增强而增加。 从资料中可以看出，这些变化都是为了适应植物在遮光条件下的生长。 一、遮光后叶绿素含量为什么会升高 叶绿素含量受到光照、温度、矿质元素、逆境等外界因素及核基因、质基因等内在因素的共同影响，在外部因素中光对叶绿素的合成与分解起主导作用。植物体中叶绿素的合成和分解处于一个动态平衡中，叶片光照后，才能顺利地合成叶绿素，但形成叶绿素所要求光照强度相对较低，当然过弱也不利于叶绿素的生物合成，除680nm以上波长以外，可见光中各种波长的光照都能促使叶绿素形成，光过强反而会发生光氧化而受破坏。 植物中叶绿素和蛋白质结合为结合态叶绿素才能发挥作用，而自由态的叶绿素则会对细胞造成光氧化损伤。为了避免自由态叶绿素对细胞造成的光氧化损伤，植物必须快速降解这些物质。 在遮光条件下，集光色素蛋白在光合单位中的相对含量会增加，从而导致结合态叶绿素增加。与此同时，降低了叶绿素的降解和光氧化，所以遮光后叶绿素的含量会增加。 遮荫环境下，植物通过增加单位叶面积色素密度和叶绿素含量，有利于提高植株的捕光能力，吸收更多的光，提高光能利用率，是对弱光环境的一种适应。 二、遮光后叶绿素a/b降低 在不同生理条件下，叶绿素a和叶绿素b的合成、分解速度影响了叶绿素a/b的比值，但调节叶绿素a/b的比值主要通过“叶绿素循环”实现。叶绿素a 和叶绿素b的相互转化称为“叶绿素循环”。 在遮光条件下，叶绿素a向叶绿素b的转化加快，叶绿素a水解形成脱植基叶绿素a，脱植基叶绿素a再转化为脱植基叶绿素b，最后合成叶绿素b，从而降低了叶绿素a/b的比值。弱光下叶绿素b的相对含量增高是有其生理适应，有利于对弱光的利用。

叶绿素荧光研究背景知识介绍

叶绿素荧光研究背景知识介绍 前言 近些年来，叶绿素荧光技术已经逐渐成为植物生理生态研究的热门方向。荧光数据是植物光合性能方面的必要研究内容。目前这种趋势由于叶绿素荧光检测仪的改进而得到发展。然而荧光理论和数据解释仍然比较复杂。就我们所了解的情况来看，目前许多研究者对荧光理论不是很清楚，仪器应用仅仅限于简单的数据说明的基础上，本文在此基础上，目的在于简单明晰地介绍相关理论和研究要点，以求简单明确地使用叶绿素荧光检测设备，充分分析实验数据，重点在于植物生理生态学技术的应用和限制。 荧光测量基础 植物叶片所吸收的光的能量有三个走向：光合驱动、热能、叶绿素荧光。三个过程之间存在竞争，其中任何一个效率的增加都将造成另外两个产量的下降。因此，测量叶绿素荧光产量，我们可以获得光化学过程与热耗散的效率的变化信息。尽管叶绿素荧光的总量很小(一般仅占叶片吸收光能总量的1-2%)，测量却非常简单。荧光光谱不同于吸收光谱，其波长更长，因此荧光测量可以通过把叶片经过给定波长的光线的照射，同时测量发射光中波长较长的部分光线的量来实现。有一点需要注意的是，这种测量永远是相对的，因为光线不可避免会有损失。因此，所有分析必须把数据进行标准化处理，包括其进一步计算的许多参数也是如此。 调制荧光仪的出现是荧光研究技术的革命性的创新。在这类仪器中，测量光源是调制(高频率开关)的，其检测器也被调谐来仅仅检测被测量光激发的荧光。因此，相对的荧光产量可以在背景光线(主要是指野外全光照的条件下)存在的条件下进行测量。目前绝大多数的荧光仪采用了调制系统，同时也强烈建议选择调制荧光仪(Kate Maxwell,2000)。 为什么荧光产量会发生改变？Kautsky效应和Beyond 叶绿素荧光产量的变化最早在1960年被Kautsky和其合作者发现。他们发现，当把植物叶片从黑暗中转入光下，荧光产量瞬间上升(大约在1秒左右)这种上升可以解释为光合途径中电子受体的还原(可接受电子的受体的减少)。一旦PSII吸收光能，初级电子受体Q A(质体醌)接受了电子，它将不能再接受电子，直到它把电子传递给下一级电子载体Q B。此期间，反应中心是关闭的，反应中心关闭的比

不同环境条件下植物叶绿素a、b含量地比较

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

YSI(多参数水质检测仪)测定叶绿素a浓度的准确性及误差探讨解析

上肠ｋｓｄ．（湖泊科学），２０１０，２２（６）：９６５－９６８ ｈｔｔｐ：∥ｗｗｗ．ｊｌａｋｅｓ．ｏｒｇ．Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｈｋ∞＠ＩｌｉｇＩａｓ．ａｃ．ｃｎ ＠２０ｌＯｂｙ如￡册耐矿ｋｋｓｃ泐鲫 ＹＳＩ（多参数水质检测仪）测定叶绿素ａ浓度的准确性及误差探讨‘刘苑１”，陈宇炜Ｈ。，邓建明１’２ （１：中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室，南京２１０００８） （２：中国科学院研究生院，北京ｌｏ００４９） 摘要：Ｙｓｌ（多参数水质检测仪）由于其快速、轻便的特点，已广泛应用于野外水体中时绿素ａ的测定．通过将Ｙ跚溯得的叶绿素ａ值与分光光度法测定值进行比较，对Ｙｓｌ６６００水质测定的准确性和数据采集进行评估．结果显示，Ｙｓｌ测定值多数偏低。且与分光光度法测定值之间存在显著性差异；时间上，冬季比夏季具有更大的线性相关性．分段同归结果显示，随着叶绿素ａ浓度不断增大．两组数据的差值也不断增大．ＹｓＩ测定误差产生于３个方面：（１）测定前ＹｓＩ校准方法的不同；（２）其它种类具有荧光特性色素的存在；（３）ＹｓＩ自身结构． 关键词：叶绿素ａ浓度；ＹＳＩ；分光光度法；误差 ＤｉｓＣｕｓｓｉＯｎ０ｎａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｅｒｒＯｒＳｆｏｒｐｈｙｔｏｐＩａｎＩ∞ｎｃｈｌｏｒｏｐｈｙ¨－ａｃｏｎｃｅｎｔｒａ埘０ｎａｎａＩｙＳｉＳｕｓｉｎｇＹＳｌ（ＭｕＩｔＩ－ｐａｒａｍｅｔｅｒｗａｔｅｒａｎａｌｙｚｅｒ） Ｕ［ＵＹｕ觚１ｒ，Ｃ胍ＮＹｈｗｅｉｌ＆ＤＥＮＧＪｉ柚ｍｉｎ９１．２ 巧ｓｃｉｅ，ｌｃｅｓ．Ｎｎ嘲ｉ他２、０００ｓ．Ｐ．Ｒｃｈｔ舱）（１：胁把研ｋ幻加ｆｏ秽巧上４妇＆妇懈４耐勖佃研珊跏ｆ，觑ｌ咖ｇ肺咄姚可＆珊，印砂研ｄ肠彻咖，劭加甜ＰＡｃ扭娜（２：Ｇ，眦妇纪＆幻Ｄｚ盯ｃＪ咖ｅ卵Ａ棚ｄ唧矿＆￡伽，＆驴ｆ，增ｌ（－Ｄ０４９，Ｐ．尼西ｆ，埘） Ａｂｓｔ陀ｃｔ：ＹｓＩ（Ｍｌｌｌｔｉ?ｐａ强ｌｎ曲盱ｗａｌｅｒ锄ａｌｙ蹭ｒ）ｉｓ诵ｄｅｌｙｕｓｅｄｔｏ山把皿ｉ肿ｐｈｙｔｌＤｍ锄ｋｔｏｎ ６ｅＩｄｓｃｈｌ啪ｐｈｙｌｌ－ａｃｏｎｃｅｎｔｒ撕加ｉｎｍ蛐ｙｂｅｃ舢卵０ｆｉｔｓｒａｐｉｄｎｅ睇锄ｄｐｏｒｔａｂｌｅｎｅ鹄．Ｔｂｅｐｕ叩∞ｅ０ｆｔｌｌｉｓ咖由ｉ８ｔ０ｅｖａｌｕ砒ｅｔＩｌｅｅ伍ｃ卵ｙ０ｆｔ王ｌｅＹＳＩＥｎ“姒蛐ｅｎｔａｌＭｏ＿Ｉｌｉ试ｎｇｓｙｅ锄ｈｗ栅ｑＩｌａｌｉｔｙⅡ地ａ棚他眦“ｔｓａｎｄｄａｌａｃｏｕｅｃｔｉｏｎｂｙｃｏｍｐｆａｒｉＩｔｇｔｗ０ｇｒｏｕｐ邑０ｆｄａｌａ憾ｉｌｌｇ蚰啪ｌｔｏｒｙ耐｝

不同环境条件下植物叶绿素a、b含量的比较(分光光度法测定)

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（分光光度法测定） 二、文献综述 1.叶绿素a的生物合成过程 起始物是谷氨酸，之后为5-氨基酮戊酸，两分子的ALA缩合形成胆色素原(PBG),4分子PBG相互连结形成原中卟啉IX.原卟啉IX与Mg结合形成Mg-原卟啉原IX，光下E环的环化形成，D环的还原作用和叶绿醇尾部的连接完成了整个合成过程，合成过程中的许多步骤在图中已省略 2.影响叶绿素形成的条件 （1）光光是影响叶绿素形成的主要条件。从原叶绿素酸酯转变为叶绿酸酯需要光，而光过强，叶绿素又会受光氧化而破坏。黑暗中生长的幼苗呈黄白色，遮光或埋在土中的茎叶也呈黄白色。这种因缺乏某些条件而影响叶绿素形成，使叶子发黄的现象，称为黄化现象(etiolation)。 也有例外情况，例如藻类、苔藓、蕨类和松柏科植物在黑暗中可合成叶绿素，其数量当然不如在光下形成的多；柑橘种子的子叶及莲子的胚芽在无光照的条件下也能形成叶绿素，推测这些植物中存在可代替可见光促进叶绿素合成的生物物质。 (2)温度叶绿素的生物合成是一系列酶促反应，受温度影响。叶绿素形成的最低温度约2℃，最适温度约30℃,最高温度约40℃。秋天叶子变黄和早春寒潮过后秧苗变白，都与低温抑制叶绿素形成有关。高温下叶绿素分解大于合成，因而夏天绿叶蔬菜存放不到一天就变黄；相反，温度较低时，叶绿素解体慢，这也是低温保鲜的原因之一。 (3)营养元素叶绿素的形成必须有一定的营养元素。氮和镁是叶绿素的组成成分，铁、锰、铜、锌等则在叶绿素的生物合成过程中有催化功能或其它间接作用。因此，缺少这些元素时都会引起缺绿症(chlorosis)，其中尤以氮的影响最大，因而叶色的深浅可作为衡量植株体内氮素水平高低的标志。 (4)氧缺氧能引起Mg-原卟啉IX或Mg-原卟啉甲酯的积累，影响叶绿素的合成。 (5)水缺水不但影响叶绿素生物合成，而且还促使原有叶绿素加速分解，所以干旱时叶片呈黄褐色。 通过对室外旱池处理条件下的甘薯叶片叶绿素含量变化的研究，结果表明，水分胁迫下甘薯品种叶片中叶绿素a、b及总叶

叶绿素a测定实验报告

叶绿素a测定实验报告 （一）实验目的及意义 水体富营养化可以通过跟踪监测水中叶绿素的含量来实现，其中叶绿素a是所有叶绿素中含量最高的，因此叶绿素a的测定能示踪水体的富营养化程度。 （二）水样的采集与保存 1.确定具体采样点的位置 2.在采样点将采样瓶及瓶盖用待测水体的水冲洗3-5遍 3.将采样瓶下放到距水面0.5-1m处采集水样2.5L 4.在采样瓶中加保存试剂，每升水样中加1%碳酸镁悬浊液1mL 5.将采样瓶拧上并编号 6.用GPS同步定位采样点的位置 （三）仪器及试剂 仪器： 1.分光光度计 2.比色池：10mm 3.过滤装置：过滤器、微孔滤膜（孔径0.45μm，直径60mm） 4.研钵 5.常用实验设备 试剂： 1.碳酸镁悬浮液：1%。称取1.0g细粉末碳酸镁悬浮于100mL蒸馏水中。每次使用时要充分摇匀 2.乙醇溶液 （四）实验原理 将一定量的试样用微孔滤膜过滤，叶绿素会留在滤膜上，可用乙醇溶液提取。 将提取液离心分离后，测定750、663、645、630mm的吸光度，计算叶绿素的浓度。 （五）实验步骤 1.浓缩：在一定量的试样中添加0.2mL碳酸镁悬浮液，充分搅匀后，用直径60mm 的微孔滤膜吸滤.过滤器内无水分后,还要继续抽吸几分钟.如果要延时提取,可把载有浓缩样品的滤膜放在干燥器里冷冻避光贮存。 2. 提取：将载有浓缩样品的滤膜放入研钵中，加入7mL乙醇溶液至滤纸浸湿的程度,把滤膜研碎,再少量地加乙醇溶液，把滤膜完全研碎，然后用乙醇溶液将已磨碎的滤膜和乙醇溶液洗入带刻度的带塞离心管中，使离心管内提取液的总体积不超过10mL，盖上管塞，置于的暗处浸泡24h。 3.离心：将离心管放入离心机中，以4000r/min速度离心分离20min。将上清液移入标定过的10mL具塞刻度管中，加少量乙醇于原提取液的离心管中，再次悬浮沉淀物并离心，合并上清液。此操作重复2-3次，直至沉淀不含色素为止，最后将上清液定容至10mL。 4.测定：取上清液于10mm的比色池中，以乙醇溶液为对照溶液，读取波长750,663,645和630mm的吸光度。

于桥水库叶绿素a的时空变化及影响因子分析

于桥水库是天津市的唯一水源地，也是引滦入津工程的大型调蓄水库。近年来的实测资料显示，于桥水库蓝藻的藻细胞数呈增加趋势，已引起相关部门高度重视。由于叶绿素｀ａ｀可以反映浮游植物的生物量和生产力，因此，分析叶绿素｀ａ｀浓度变化特征及影响因子有利于及时了解藻类变化特征，为分析及预测水库藻类变化趋势提供依据。 已有很多学者对叶绿素｀ａ｀及其与环境因子之间的关系做了大量研究［１-８］，但几乎都未将气象条件纳入考虑。在全球气候变化的背景下，于桥水库流域近年来气温升高、降水减少、丰枯频率变化、气候极端事件发生的风险性大大增加，因此，现有研究成果可能不能全面 于桥水库叶绿素ａ的时空变化及影响因子分析 Analyses on the Space-Time Variations of Chlorophyll a Content and Their Affecting Factors in Yuqiao Reservoir 刘宏伟｀１ 刘 玉｀２ 张宏伟｀１，　３ 张 凯｀２ 赵 鹏｀１ （１．　天津大学环境科学与工程学院，天津　３０００７２；２．　天津市水利科学研究院，天津　３０００６１；　３．　天津工业大学环境与化学工程学院，天津　３００３８７） Liu Hongwei 1 Liu Yu 2 Zhang Hongwei 1, 3 Zhang Kai 2 Zhao Peng 1 (1. School of Environmental Science and Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072; 2. Tianjin Hydraulic Research Institute, Tianjin 300061; 3. School of Environmental and Chemical Engineering, Tianjin Polytechnic University, Tianjin 300387) 摘要分析了于桥水库叶绿素`ａ`浓度的时空特征，运用相关系数法，探讨了叶绿素浓度与当日及前期气象因子的关系，并利用`Ｍａｔａｂ`对叶绿素与其主要影响因子之间建立了多元非线性回归模型。研究表明：（１）叶绿素`ａ`含量不仅表现出较明显的季节差异，而且呈现出一定的空间差异性；（２）总体而言，水质因子对叶绿素的影响强度稍大于气象因子；（３）营养盐指标中，藻类利用的氮主要是硝酸盐氮。在目前营养盐条件下，于桥水库主要受磷限制，控制磷是目前控制于桥水库蓝藻水华的关键；（４）前期的气象因子对叶绿素影响较大，气温和降水对叶绿素是正影响，且气温的影响强度大于降水；气压、平均风速影响为负，气压影响强于风速，气象因子分析尺度不能小于`２`个月。 关键词：　于桥水库 叶绿素`ａ 浓度特征 营养盐 环境因子 气象因子 Abstract Space-time distribution characteristics of the chlorophyll a content in Yuqiao Reservoir was analysed by means of the correlation coefficient method to explore a relationship of the chlorophyll concentrations with meteorological factors on that very day as well as preceding days. A multivariate nonlinear regression model has been established between chlorophyll a and its main affecting factors by using Matab. It has indicated that: (1) The content of chlorophyll a not only showed significant seasonal variation, but also presented a certain degree of spatial differences; (2) Overall, the water quality factors exerted slightly more influences on chlorophyll than the meteorological factors did; (3) Among nutrient indicators, algae mainly made use of nitrogen in the form of nitrates. As Yuqiao Reservoir is mainly restricted by phosphorus in the current nutrient condition, the control of phosphorus would be a key to prevent it from algal blooming; (4) The preceding meteorological conditions had greater impacts on chlorophyll. Temperature and precipitation did positive effects whilst temperature was a prevailing factor; however, atmospheric pressure and wind velocity played negative roles whilst the former one was predominant. To do the analysis of meteorological factors, the timescale should be at least two months. Key words: Yuqiao Reservoir Chlorophyll a Concentration characteristics Nutrients Environmental factors Meteorological factors 第一作者刘宏伟，男，１９８７｀年生，２００６｀年毕业于天津理工 大学大学环境工程系，在读硕士研究生。

1997_2007年东海叶绿素a质量浓度的时空变化分析_伍玉梅

1997)2007年东海叶绿素a 质量浓度的时空变化分析 伍玉梅,徐兆礼,崔雪森,樊 伟 中国水产科学研究院东海水产研究所,渔业资源遥感信息技术重点开放实验室,上海 200090 摘要:分析了1997)2007年由SeaWi FS 卫星获得的我国东海Q (叶绿素a)的时空变化特点.结果表明,Q (叶绿素a)多年平均值在近海明显高于外海,近海往外快速递减,最高值位于长江口大沙滩.东海Q (叶绿素a)呈明显的年周期性变化,波峰基本出现在3)4月,波谷在7)8月.在近11年间,Q (叶绿素a)及距平呈下降趋势,最显著的是在东海近海海区.Q (叶绿素a)及距平的变化具有明显的区域性,东海北部近海多年的月均值最高1Q (叶绿素a)>210mg P m 32,南部近海和台湾海峡次之(018~210mg P m 3),东海北部和南部外海最小1Q (叶绿素a)<110mg P m 32.近海主要受到陆地径流带来富营养盐的影响,Q (叶绿素a)高、变化幅度大、周期短,东海外海及台湾海峡主要受到高温寡营养盐的黑潮及其分支影响,Q (叶绿素a)低、变化幅度小、周期长. 关键词:东海;SeaWiFS;叶绿素a;谱分析 中图分类号:X55 文献标志码:A 文章编号:1001-6929(2008)06-0137-06 Temporal -spatial Change of Concentration of Chlorophyll -a in the East China Sea Du ring 1997-2007 W U Yu -mei,XU Zhao -li,C UI Xue -sen,FAN Wei Key Laboratory of Marine &Estuarine Fisheries,Ministry of Agriculture,East China Sea Fi sheries Research Institute,Shanghai 200090,China Abstract :The tempora-l spatial changes of chlorophyl -l a concentration 1Q (ch -l a)2obtained by SeaWiFS in the East China Sea (ECS)during 1997-2007were analyzed.The results showed that the annual average Q (ch-l a)in the inshore area was much higher than that in the offshore;the average sharply decreased from inshore to offshore;and the highest Q (ch-l a)was located in the estuary of the Yangtze Ri ver.In the ECS,Q (ch-l a)showed a si gni ficant annual cycle,reaching the highest in March and April and the lowest in July and August every year.In the recent 11years,Q (ch-l a)and annual anomalies decreased in the ECS,especially in the inshore.Q (ch -l a)was the highest (>210mg P m 3)in the north inshore,and was higher (018-210mg P m 3)in the south inshore and the Taiwan Strait,and was the lowest (<110mg P m 3)in the north and south offshores.The Q (ch-l a)in the inshore of the ECS was mainly affected by the rich nourishment brought by the land flows,which resulted i n high Q (ch-l a),great change and short period.Q (ch-l a)in the offshore and T aiwan Strait was largely i mpacted by the Kuroshio and its offset,which resulted in low Q (ch -l a),li ttle change and long period.Key words :East China Sea;SeaWiFS;chlorophyl -l a;spectrum analysis 收稿日期:2008-02-28 修订日期:2008-04-19 基金项目:国家自然科学基金重大研究计划项目(90511005);我国 近海海洋综合调查与评价专项(908-02-01-03);国家/十一五0科技支撑计划项目(2006BAD09A05);中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(中国水产科学研究院东海水产研究所)资助项目(2007T09) 作者简介:伍玉梅(1974-),女,广西容县人,博士,研究方向是海洋 卫星遥感技术与应用,wym -07@https://www.wendangku.net/doc/d116885363.html,. 东海渔业资源非常丰富,我国著名的舟山渔场和大沙渔场等分布于此,但它也是我国赤潮的高发区,频繁大面积的赤潮爆发严重破坏了该地区海洋的生态环境,并且影响到了海洋鱼类食品的安全. 海水叶绿素质量浓度是海洋生态研究中的一个重要指标,其在预防赤潮灾害、保护海洋环境、分析渔场形成等均具有指导作用.海洋叶绿素质量浓度具有区域性强、变化快的特点[1-2] ,但却难以对其进行大 面积、长时间的实测,所以相关数据比较匮乏.但20世纪70年代以来发射的多颗海洋水色观测卫星为海洋环境研究提供了较高精度的水色数据[3] ,使开展海上大范围、长时间的叶绿素质量浓度研究成为可能. 对叶绿素及其初级生产力的相关研究已有一定 进展[4-13].周伟华等[4] 利用4个月的实测资料,研究了长江口海区Q (叶绿素a)及初级生产力的分布特 第21卷 第6期 环 境 科 学 研 究Research of Environmental Sciences Vol.21,No.6,2008

对于叶绿素荧光全方面的研究

对于叶绿素荧光全方面的研究 叶绿素荧光现象的发现 将暗适应的绿色植物突然暴露在可见光下后，植物绿色组织发出一种暗红色，强度不断变化的荧光。荧光随时间变化的曲线称为叶绿素荧光诱导动力学曲线。最直观的表现是，叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色的现象。其本质是，叶绿素吸收光后，激发了捕光色素蛋白复合体，LHC将其能量传递到光系统2或光系统1，期间所吸收的光能有所损失，大约3%-9%的所吸收的光能被重新发射出来，其波长较长，即叶绿素荧光。 叶绿素荧光动力学研究的特点 1、叶绿素荧光动力学特性包含着光合作用过程的丰富信息 光能的吸收和转换 能量的传递与分配 反应中心的状态 过剩光能及其耗散 光合作用光抑制与光破坏 2、可以对光合器官进行“无损伤探查” 3、操作步骤简单快捷 光合作用的光抑制 光抑制是过剩光能造成光合功能下降的过程。过剩光能指植物所吸收的光能超出光化学反应所能利用的部分。过去人们把光抑制与光破坏等同起来，认为发生了光抑制就意味着光和机构遭到破坏。甚至把光抑制、光破坏、光氧化等，沦为一体。 光抑制的基本特征表现为： 光合效率下降说明叶片吸收的光能不能有效地转化为化学能。光破坏：PSII 是光破坏的主要场所，破坏也可能发生在反应中心也可能发生在与次级电子受体结合的蛋白上。发生光破坏后的结果：电子传递受阻、光合效率下降。当过剩的光能，不能及时有效地排散时，会对光合机构造成不可逆的伤害，如光氧化、光漂白等等。一切影响二氧化碳同化的外界因素，如低温、高温、水分亏缺、矿质元素亏缺等都会减少对光能的利用，导致过剩光能增加，进而加重光破坏。 植物防御破坏的措施 1、减少对光能的吸收 增加叶片的绒毛、蜡质 减少叶片与主茎夹角 2、增强代谢能力 碳同化 光呼吸 氮代谢 3、增加热耗散 依赖叶黄素循环的热耗散 状态转换 作用中心可逆失活 光合作用

植物生理学实验-叶绿素a b测定

叶绿素a,b含量测定 ［实验目的］熟悉在未经分离的叶绿素溶液中测定叶绿素a和b的方法及其计算。 ［实验原理］在叶绿素a和b的吸收光谱曲线中，红波波长范围内，叶绿素a的最大吸收峰在663nm，叶绿素b的最大吸收峰在645nm。吸收曲线彼此又有重叠。 根据Lambert—Beer定律，最大吸收峰不同的两个组分的混合液，它们的浓度C与光密度OD之间有如下关系：OD1＝Ca·ka1+Cb·kb1 (1) OD2＝Ca·ka2+Cb·kb2 (2) Ca为组分a的浓度（g/L） Cb为组分b的浓度（g/L） OD1为在波长λ1（即组分a的最大吸收峰波长）时，混合液的光密度OD值。 OD2为在波长λ2（即组分b的最大吸收缝波长）时，混合液的光密度OD值。 ka1，kb1，ka2，kb2分别为组分a，b的比吸收系数，即组分a（b）的浓度为（1g/L）时，其在相应波长（λ1，λ2）时的光密度OD值。 叶绿素A和B的80%丙酮溶液，当浓度为1时，比吸收系数K值如下表： 将表中数值代入上式（1），（2）并整理的： Ca=0.0127OD663-0.00269OD645 Cb=0.0229OD645-0.00468OD663 若把Ca，Cb的浓度单位从原来的g/L改为mg/L，则上式可改写为下列形式： Ca=12.7OD663-2.69OD645 (3) Cb=22.9OD645-4.68OD663 (4) Ct=Ca+Cb=8.02OD663+20.21OD645 (5) Ct为叶绿素总浓度，单位为g/L。 利用（3），（4），（5）式即可计算出叶绿素A和B及总叶绿素的浓度（g/L）。 ［器材与试剂］ 1.实验仪器：高级型分光光度计，离心机，台天平，剪刀，研钵，漏斗，移液管 2.实验试剂：丙酮，碳酸钙 3.实验材料：植物叶片 ［实验步骤］ 1.色素的提取：取新鲜叶片，剪去粗大的叶脉并剪成碎块，称取0.5G放入研钵中加纯丙酮5ML，少许碳酸钙和石英砂，研磨成匀浆，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，上清液用80%丙酮定容至20ML。 2.测定光密度：取上述色素提取液1ml，加80%丙酮4ml稀释和转入比色杯中，以80%丙酮为对照，分别测定663nm，645nm处的光密度值。 3.按公式分别计算色素提取液中叶绿素A，B及叶绿素总浓度。再根据稀释倍数分别计算每克鲜重叶片中色素的含量。 ［注意事项］ 1.由于植物子叶中含有水分，故先用纯丙酮进行提取，以色素提取液中丙酮的最终浓度近似80%。 2.由于叶绿素A，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。 ［实验作业］ 1.试比较阴生植物和阳生植物的叶绿素A和叶绿素B的比值有无不同。 2.分光光度法和比色法有何不同？ 3.叶绿素A和叶绿素B在红光区和蓝光区都有最大吸收峰，能否用蓝光区的最大吸收峰波长进行叶绿素A和叶绿素B 的定量分析，为什么？

南太湖入湖口叶绿素a时空变化及其与环境因子的关系_毕京博

第33卷第6期2012年11月 水生态学杂志Journal of Hydroecology Vol．33， No．6Nov．2012 收稿日期：2012－10－15 基金项目：湖州市科技重点攻关项目（2000GS04）。 作者简介：毕京博，1982年生，研究方向为环境监测。E-mail ：vi-oletjingbo@gmail．com 南太湖入湖口叶绿素a 时空变化及其与环境因子的关系 毕京博，郑 俊，沈玉凤，周 顺 （湖州市环境保护监测中心站，浙江湖州313000） 摘要：根据2010年1－12月专项监测数据，分析南太湖入湖口水域叶绿素a 含量的时空变化特征以及与水温和营养盐等主要环境因子的相关性。研究表明，叶绿素a 含量随时间变化明显，夏季最高，秋冬季次之，春季最低；在空间分布上，太湖西南入湖口水域的叶绿素a 含量明显高于太湖南部入湖口水域。叶绿素a 含量全年平均值为（15．71?11．24）μg /L ，变化范围在1．50 74．3μg /L 。叶绿素a 含量与水温、pH 、高锰酸盐指数（COD Mn ）、总磷 （TP ）、氨氮（NH + 4-N ）呈极显著正相关，与溶解氧（DO ）、总氮（TN ）、 TN /TP 呈极显著负相关。叶绿素a 含量变化受多个因子共同影响，水温是叶绿素a 含量变化的关键因子。氮磷比平均值为17．8，在藻类生长氮磷比的最佳范围内， 易发生蓝藻水华。叶绿素a 含量的对数与TP 的对数呈极显著正相关，与TN 和TN /TP 的对数呈极显著负相关。磷是南太湖入湖口水域浮游植物生长的限制因子。关键词：南太湖入湖口；叶绿素a ；环境因子；相关分析中图分类号：X824 文献标志码：A 文章编号：1674－3075（2012）06－0007－07 太湖是我国第三大淡水湖泊，水面积2338km 2。南太湖一般是指太湖位于浙江省内沿岸部分湖面，西北至湖州市长兴县与江苏省宜兴市交界处，东南至湖州市南浔区与苏州市吴江市交界处，水域 面积约300km 2 。苕溪水系和长兴水系是南太湖主 要入湖水系。苕溪水系包括东苕溪和西苕溪， 分别发源于天目山的南麓和北麓，最终由大钱港、新港口和小梅口流入南太湖。长兴水系包括泗安溪、乌溪和箬溪等，分别发源于安徽省广德县的青砚岭、长兴县的裹王岭和乡北川，最终由杨家浦、合溪、新塘和夹浦等港娄流入南太湖。太湖是周边多个城市的水 源地， 近年来太湖蓝藻水华频繁暴发影响了周边城市人民的生活（秦伯强等， 2007）。湖州市饮用水源地城北自来水厂和城西自来水厂距南太湖入湖口不足10km ，自来水厂取水口河道蓝藻密布的情况时有发生（杨晓红等， 2011）。叶绿素是藻类重要的组成成分，所有的藻类都含有叶绿素a 。水体中叶绿素a 的水平反映了浮游植物生物量的高低，其含量高低与水环境质量密切相关，是水体理化性质动态变化的综合反映指标，通过测定叶绿素a 含量能够在一定程度上反映水质状况。 很多学者对叶绿素a 及其与环境因子的相关性 做了大量研究工作（Romo et al ， 1996；葛大兵等，2005；阮晓红等，2008；吴阿娜等，2011；江敏等，2011；秦洁等，2012），也有学者对太湖叶绿素a 与环 境因子的关系进行了研究（Wang et al ， 2007；张晓晴和陈求稳，2011），但关于太湖南部和西南部河流入 湖口水域叶绿素a 的研究较少。本文根据南太湖入湖口水域的2010年全年监测数据研究探讨叶绿素a 含量的时间动态变化和空间分异特征，并探讨与其他相关环境因子的内在关联， 以期为南太湖蓝藻水华预警等水环境保护工作提供一定的科学依据。 1 研究方法 1．1 采样方法 南太湖入湖口水域共设7个监测点位（图1），从西到东分别是夹浦（点位Ⅰ）、合溪（点位Ⅱ）、新塘（点位Ⅲ）、杨家浦（点位Ⅳ）、小梅口（点位Ⅴ）、新港口（点位Ⅵ）、大钱（点位Ⅶ）。监测时间从2010年1月到2010年12月，蓝藻水华爆发的9月 每日采样1次，10月、11月每周采样3次，其余时间每周采样1次，每次采样于上午8?30－11?30完 成， 各点位采样次序一致。用上、下底均有阀门的有机玻璃采水器采集水下0．5m 的亚表层水样，采集水样送实验室当日下午进行各指标的测定。1．2 分析方法 监测项目包括水温（T ）、pH 、溶解氧（DO ）、叶绿 素a （Chl-a ）、总氮（TN ）、总磷（TP ）、氨氮（NH + 4- N ）、高锰酸盐指数（COD Mn ）。其中T 、 pH 、DO 指标使用

植物表型组学研究技术(一)FluorCam 叶绿素荧光成像技术

植物表型组学研究技术（一） ——FluorCam叶绿素荧光成像技术

FluorCam叶绿素荧光成像技术 Rousseau等（High throughput quantitative phenotyping of plant resistance using chlorophyll fluorescence image analysis.Plant Methods, 2013, 9:17），利用FluorCam开放式叶绿素荧光成像系统作为高通量表型分析平台，采用图像阈值分割等分析方法，对植物病原体感染进行了定量分析检测，根据Fv/Fm将感染分为不同阶段／等级，特别是可以将用其它方法难以分辨出来的感染前期加以分辨，并对5个品种的菜豆对普通细菌性疫病的抗性进行了定量分析评价。 PSI公司首席科学家Nedbal教授与公司总裁Trtilek博士等首次将PAM叶绿素荧光技术（Pulse Amplitude Modulated technique—— 脉冲调制技术）与CCD技术结合在一起，于1996 年在世界上成功研制生产出FluorCam叶绿素荧 光成像系统（Heck等，1999；Nedbal等，2000； Govindjee and Nedbal, 2000）。FluorCam叶 绿素荧光成像技术成为上世纪90年代叶绿素荧 光技术的重要突破，使科学家对光合作用与叶 绿素荧光的研究一下子进入二维世界和显微世 界，广泛应用于植物生理生态、植物胁迫与抗 性监测、作物育种、植物表型分析等。不同于 其它成像分析技术，FluorCam叶绿素荧光成像 只对叶绿素荧光波段敏感，可以有效避免环境 光的干扰，特异性、高灵敏度反映植物生理生 态状况。 主要功能特点如下： 1)高灵敏度CCD，时间分辨率可达50帧／秒，有效抓取叶绿素荧光瞬变；可选配高分 辨率CCD，分辨率1392x1040像素，用于气孔功能成像分析、稳态荧光如GFP荧光测量等

测定叶绿素a和b的方法及其计算完整版

测定叶绿素a和b的方 法及其计算 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

实验二十五测定叶绿素a和b的方法及其计算 一目的要求： 熟悉在未经分离的叶绿体色素溶液中测定叶绿素a和b的方法及其计算。 二实验原理： 如果混合液中的两个组分，它们的光谱吸收峰虽然有明显的差异，但吸收曲线彼此有些重叠，在这种情况下要分别测定两个组分，可根据Lambert-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光密度的影响，最后分别得到两种组分的含量。 如图z-4叶绿素a和b的吸收光谱曲线，叶绿素a的最大吸收峰在663nm，叶绿素b在645nm，吸收曲线彼此又有重叠。 图z-4 叶绿素a和b的吸收光谱曲线 横坐标为波长（nm），纵坐标为比吸收系数 根据Lambert-Beer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与光密度OD之间有如下的关系： OD1=Ca·ka1+Cb·kb1 （1） OD2=Ca·ka2+Cb·kb2 （2） 式中：Ca为组分a的浓度，g/L。 Cb为组分b的浓度，g/L。 OD1为在波长λ1（即组分a的最大吸收峰波长）时，混合液的光密度OD值。 OD2为在波长λ2（即组分b的最大吸收峰波长）时，混合液的光密度OD值。

ka1为组分a的比吸收系数，即组分a当浓度为1g/L时，于波长λ1时的光密度OD值。 kb2为组分b的比吸收系数，即组分b当浓度为1g/L时，于波长λ2时的光密度OD值。 ka2为组分a（浓度为1g/L），于波长λ2时的光密度OD值。 kb1为组分b（浓度为1g/L），于波长λ1时的光密度OD值。 从文献中可以查到叶绿素a和b的80%丙酮溶液，当浓度为1g/L时，比吸收系数k值如下： 将表中数值代入上式（1）、（2），则得： OD663=×Ca+×Cb OD645=×Ca+×Cb 经过整理之后，即得到下式： Ca= OD645 Cb= OD663 如果把Ca，Cb的浓度单位从原来的g/L改为mg/L，则上式可改写为下列形式： Ca= OD645 （3） Cb= OD663 （4） CT= Ca+ Cb= OD663+ OD645 （5） （5）式中CT为总叶绿素浓度，单位为mg/L。 利用上面（3）、（4）、（5）式，即可计算出叶绿素a和b及总叶绿素的浓度 （mg/L）。 [附注]一般大学教学实验室所用的分光度计多为721型，属低级类型，其单色光的半波宽要比中级类型的751型宽得多，而叶绿素a和b吸收峰的波长相差仅18nm（663-645nm），难以达到精确测定。此外有时还由于仪器本身的标称波长与实际波长不符，