一、實驗課題名稱：不同環境條件下植物葉綠素a、b含量的比較二、選題背景或文獻綜述：《植物生理學實驗指導》（第四版）、《植物生理學》（第六版）、上網查閱相關資料陰生植物也稱“陰性植物”，是在較弱的光照條件下生長良好的植物，但并不是陰生植物對光照強度的要求越弱越好，而是必須達到陰生植物的補償點，植物才能正常生長，陽生植物也稱“陽性植物”，光照強度對植物的生長發育及形態結構的形成有重要作用，在強光環境中生長發育健壯，在陰蔽和弱光條件下生長發育不良的植物稱陽性植物，這類植物要求全日照，并且在水分、溫度等條件適合的情況下，不存在光照過強的問題。陽生植物和陰生植物的區別:關于光的飽和點和補償點光是光合作用的能量來源，光照強度直接影響光合速率，在其它條件都適宜的情況下，在一定范圍內，光合速率隨光照強度提高而加快，當光照強度高到一定數值后，光照強度再提高而光合速率不再加快，這種現象叫光飽和現象。開始達到光飽和現象的光照強度稱為光飽和點，在光飽和點以下，隨著光照強度減弱，光合速率減慢，當減弱到一定光照強度時，光合作用吸收二氧化碳量與呼吸釋放二氧化碳的量處于動態平衡，這時的光照強度稱為光補償點。此時植物制造有機物量和消耗有機物量相等，不同類型植物的光飽和點和補償點是不同的，陽性植物的光飽和點和補償點一般都高于陰性植物。結構和特性的區別:陰生植物的葉片的疏導組織比陽生植物稀疏，以葉綠體來說，陽生植物有較大的基粒，基粒片層數目多的多，葉綠素含量也高，陰生植物在較低的光照條件下充分的吸收光線葉綠素a/葉綠素b的比值小，能夠強烈的利用藍紫光，陽性植物葉片小而厚，表面具蠟質或絨毛，葉脈密，單位面積內氣孔多，葉綠素含量高，體內含鹽分多，滲透壓高，可以抗高溫干旱，陽生植物的氣孔一般在葉片下表皮分布的數量多于上表皮，這樣可以避免陽光直曬而減少水分散失，陽生植物的呼吸速率高于陰生植物。區分陽生植物與陰生植物，主要是根據植物對光照強度需要的不同，陽生植物要求充分直射日光才能生長或生長良好，陰生植物適宜于生長在蔭蔽環境中，它們在完全日照下反而生長不良或不能生長，陽生植物和陰生植物之所以能適應不同光照，是與它們的生理特征和形態特征不同有關，以光飽和點來說，陽生植物的光飽合點是全光照（即全部太陽光照）的100%，而陰生植物是全光照的10%?50%。因為陰生植物葉片的輸導組織比陽生植物的稀疏，當光照強度增大時，水分對葉片的供給不足，陰生植物便不再增加光合速率，以葉綠體來說，陰生植物與陽生植物相比，前者有較大的基粒，基粒片層數目多，葉綠素含量較高，能在較低光照強度下充分地吸收光線。此外，由于葉綠素b含量相對較多，易于吸收遮陰處的光（如漫射光），因而適于遮陰處生長。植物的光補償點，即同一葉子在同一時間內，光合過程中吸收的CO2和呼吸過程中放出的CO2等量時的光照強度，以光補償點來說，陽生植物高于陰生植物，由此可推斷，陽生植物的正常呼吸作用強于陰生植物。三、實驗目的和要求：1、學會用分光光度法測定不同環境條件下植物葉綠素a、b含量；2、熟悉在未經分離的葉綠體色素溶液中測定葉綠素a、b含量的方法及其計算。四、實驗條件：實驗材料：金盞菊的葉片和野豌豆的葉片。實驗藥品：丙酮、碳酸鈣。實驗設備：分光光度計、離心機、天平、剪刀、研缽、漏斗、移液管。五、實驗原理與方法：外界環境因子（如光照、溫度、礦質元素等）的變化會影響植物葉綠體色素的含量。如果混合液中的兩個組分，它們的光譜吸收峰雖有明顯的差異，但吸收曲線彼此又有些重疊，在這種情況下要分別測定兩個組分，可根據Lamber-Beer定律，通過代數方法，計算一種組分由于另一種組分存在時對吸光度的影響，最后分別得到兩種組分的含量。葉綠素a和b的吸收光譜曲線，葉綠素a的最大吸收峰在663nm，葉綠素b在645nm，吸收曲線彼此又有重疊。根據Lambert—Beer定律，最大吸收光譜峰不同的兩個組分的混合液，它們的濃度C與吸光度A之間有如下的關系。OD663=82.04Ca+9.27CbOD645=16.75Ca+45.60Cb經過整理之后，得到下列公式TOC\o"1-5"\h\zCa=0.0127OD663—0.00269OD645(1)Cb=0.0229A645—0.00468A663(2)改寫為下列形式：Ca=12.7A663—2.69A645(3)Cb=22.9A645—468A663(4)CT=Ca+Cb=8.02A663+20.21A645(5)式中CT為總葉綠素濃度，單位為mg/L。利用上面公式，即可計算出葉綠素a和b及總葉綠素的濃度。六、實驗方案或實驗步驟設計：1、實驗材料的培養和處理：試驗前采集不同環境條件下的植物葉片。2、色素的提取：取新鮮葉片，剪去粗大的葉脈并剪成碎片，稱取0.5g放入研缽中加純丙酮5ml。少許碳酸鈣和石英砂，研磨成漿，再加80%丙酮5ml，將勻漿轉入離心管，并用適量80%丙酮洗滌研缽，一并轉入離心管，離心后棄沉淀，上清夜用80%丙酮定容至20ml。3、測定光密度：取上述色素提取液1ml，加80%丙酮4ml稀釋后轉入比色杯中，以80%丙酮作對照，分別測定663nm,645nm處的光密度值。4、按公式（3）（4）（5）分別計算色素提取液中葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a和葉綠素b的濃度。再根據稀釋倍數分別計算每克鮮重葉片中色素的含量。七、實驗數據的處理:663nm處的光密度值645nm處的光密度值金盞菊0.5840.454野豌豆1.8961.024純丙酮00八、實驗結果與分析:葉綠素a的濃度（mg/L）葉綠素b的濃度（mg/L）葉綠素a和b的濃度（mg/L）每克鮮重葉片中色素的含量（mg）金盞菊6.19557.663513.85900.2696野豌豆21.324614.576335.90090.7039野豌豆的光補償點比金盞菊的光補償點高，所以葉綠素總的含量也相應的較高，葉綠素a/葉綠素b的值也較高，采用丙酮和酒精進行萃取，用分光光度法測定幾種陽生植物和陰生植物的葉綠素a與葉綠素b以及總葉綠素的含量，結果表明，供試的2種植物中，總葉綠素含量趨勢為：野豌豆〉金盞菊，可見陰生植物與陽生植物的葉綠素a、葉綠素b和總葉綠素含量均有所差異，從而使它們的外觀呈現出不同的色彩，光是植物生活所不可缺少的環境因子之一，各種植物在一定的光照環境里，形成了不同的生態習性，表現出兩種不同的生態類型，陽生植物與陰生植物葉片外部形態的比較分析陽生植物一般枝葉稀疏、透光，自然整枝良好，莖通常較粗，節間較短，樹皮較厚，葉較小，質地厚，色淺，植株開花結實率較高，生長較快。而陰生植物一般枝葉濃密，透光度小，自然整枝不良，莖通常細長，節間較長，樹皮較薄，絕大部分葉片較大，質薄，色深，生長時一般能呈鑲嵌狀排列在同一平面上，以充分利用陰暗處不足的光線，植株生長通常較慢，陽生植物與陰生植物葉片內部結構的比較分析葉片是植物直接承受陽光的器官，所以它內部結構的分化受光的影響也較大。陽生植物的葉片表皮細胞壁常覆蓋一層很厚的角質層，有的毛狀附屬物較多；葉片表皮細胞較小，壁較厚，排列緊密，氣孔常小而密集；葉肉細胞強烈分化，柵欄組織發達，細胞小而排列緊密，有時上下表皮內側均有柵欄組織，海綿組織不發達，胞內間隙較小；葉脈細而長，機械組織發達，而陰生植物葉的角質層較薄，氣孔數較少，葉肉內的柵欄組織不發達，胞間隙較大，葉綠體較大，葉脈較稀。此外，陽生植物木質部的機械組織發達、維管束數目較多、含水量較少等，而陰生植物則相反，陽生植物和陰生植物葉綠素a和葉綠素b含量的比較分析可知，陽生植物的葉綠素a與葉綠素b的含量均比陰生植物的高，陽生植物和陰生植物葉綠素a/葉綠素b比值的比較分析陰生植物葉片較大較薄，葉肉細胞排列疏松，氣孔經常開放，葉綠素a/b值較小。由于葉綠素b對藍紫光的吸收力大于葉綠素a，故陰生植物能很好地利用蔭蔽條件下占優勢的漫射光（藍紫光），陽生植物則相反。由于陰生植物和陽生植物的生態環境與生活習性存在很大地差異，使陰生植物和陽生植物葉綠素的含量有所不同，且對于不同種類的陰生植物和陽生植物而言，其葉綠素種類也有所不同，因此，陰生植物和陽生植物在演化的過程中，葉片結構有很大地不同，使其葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量各異，最終導致陰生植物和陽生植物葉片的顏色千差萬別，植物在遮陰條件下，增加自身葉綠素含量，