叶绿素a和同化系数Q的测定.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验三,叶绿素,a,和,同化系数,Q,的测定,测定水体中叶绿素,a,含量和同化系数,Q,掌握初级生产力测定方法和估算,一、目的要求,二、方法原理,地球上一切生命都需要能量，这种能量主要来自太阳。海洋生物所需要的能量，主要依赖于海洋中浮游植物体内的叶绿素，通过光合作用将太阳能转换为化学能。,海洋浮游植物是能量的原始转换者，在海洋食物链中是初始生产者，所生产的有机物和贮存的能量是海洋食物链的基础。,海洋初级生产力测定对海洋有机生产能力及渔业资源开发利用潜力的估算有着十分重要的意义。,海洋初级生产力测定方法有,叶绿素法,14,C,示踪法,叶绿素法,分光法,荧光法,1.,分光法测定叶绿素的原理,用丙酮萃取浮游植物中的叶绿素，然后用分光光度计测萃取液在不同波长下的吸光值，根据式计算：,叶绿素,a=11.85E,664,1.54 E,647,0.08 E,630,叶绿素,b=21.03 E,647,5.43 E,664,2.66 E,630,叶绿素,c=24.52 E,630,1.67 E,664,7.60 E,647,式中,E,为经,750nm,波长校正后的吸光值，即,E,值应扣除,E,750,的数值，,光程用,1cm,比色皿,。,由于叶绿素,a,是浮游植物任一种群都具有的特征，而,b,或,c,不是任一种群都有，因此，通常用叶绿素,a(Chl-a),表示初级生产力水平，其计算式为式。,Ca,（,mg/m,3,）,=,C,式的结果；,V,丙酮,丙酮体积；,V,海水,海水体积。,叶绿素,a,丙酮萃取液受蓝光（,340nm,）激发产生红色荧光，用荧光计在波长,670nm,处测定提取液酸化前后荧光值，按式计算：,2.,荧光法测定叶绿素,a,的原理,因 故,式成为,式：,Rb,酸化前荧光值,Ra,酸化后荧光值,R,叶绿素,a,酸化因子,(,随仪器而异）,V,丙酮,丙酮提取液体积（,mL,）,V,海水,过滤海水体积（,L,）,Fd,荧光计所用量程换算因子,(mg/m,3,),Fd,值确定的方法：,标准叶绿素,a,校正,分光光度计校正,标准叶绿素,a,校正,：,用纯叶绿素,a,配成母液，把母液稀释成一系列不同浓度的溶液并分别测定荧光读数，用直线回归法求出标定线的斜率,Fd,。,分光光度计校正,(,本实验采用此法,),：,取一定体积处于指数生长期的单细胞藻，丙酮萃取其叶绿素,a,，测其吸光值,E,，按,式计算提取液叶绿素,a,浓度,C,chl-a,，,然后在荧光计测其荧光值,Rb,，依,式计算,Fd,。,Cad,e,和,hegeman,（,1974,）提出计算初级生产力简化公式：,（,8,）,式中，,P,每日现场初级生产力；,Pa,表层水中浮游植物潜在生产力；,E,真光层深度；,D,每日光照时间。,3,、初级生产力,pp,的计算,因为表层水,E,1m,水深内浮游植物潜在的生产力：,（,8,）,故可写成：,(9),PP,每日生产力（,mgC/m,3,d,）；,Ca,表层水中叶绿素,-a,含量（,mg/m,3,）；,D,每日的光照时间，冬天以,12h,计，夏天以,13h,计,。,Q,浮游植物光合作用速率与叶绿素,-a,含量之比值，单位,mgC(mgChl-a),-1,h,-1,，称为同化系数。,3,、初级生产力,pp,的计算,4.,同化系数的确定,用叶绿素,a,含量估算调查海区初级生产力，必须求得同化系数,Q,。,Q,是在光饱和状态下单位时间单位含量叶绿素,-a,所同化的碳量。,不同类型藻类种群或同一种群在不同环境，同化系数不一样。,为得到适用于调查海区的同化系数，最好用,C,14,示踪法现场测定。,在无测定,C,14,示踪法条件下可用黑白瓶作浮游植物光合作用速率的测定。根据浮游植物光合过程中释放的氧量换算成有机碳的固定量，以此固定值除以叶绿素,a,和培养时间即为同化系数,Q,。,4.,同化系数的确定,设符合光合作用的理想方程是,CO,2,+H,2,OCH,2,O+O,2,则产生的氧转换成固定碳，则有：,（,10,）,Q,同化系数,mgC(mgChl-a),-1,h,-1,h,光照时间,(h),Chl-a,叶绿素,a,含量,(mg/m,3,),；,O,l,、,O,d,“,白,”,和,“,黑,”,瓶,DO(mgO,2,/L),4.,同化系数的确定,三、实验设备,1,、仪器,UV1600,紫外光栅分光光度计,GFY,160,荧光光度计,960MR,荧光光度计,LRH-250-G,型光照培养箱,离心机,过滤器,0.45m,微孔醋酸纤维滤膜,医用真空吸引器,2,、玻璃器皿,250mL BOD,瓶,2,个,(,黑白各,1,个,),碘量瓶,2,个,具塞刻度试管,4,支,100mL,量筒,1,个,水样桶,2,个,碱式滴定管,1,根,10mL,移液管,1,支,2mL,移液管,3,支,1mL,移液管,1,支,10mL,移液管,1,支,3,、试剂,(,*,为学生自配试剂）,（,1,）,90%,丙酮,*,（,2,）,1%MgCO,3,(3)0.01mol/L Na,2,S,2,O,3,溶液,（,4,）,0.0100 mol/L KIO,3,标准溶液,*,（,5,）,MnCl,2,溶液,（,6,）碱性,KI,溶液,（,7,）,1+1 H,2,SO,4,（,8,）,1,3 H,2,SO,4,（,9,）,0.5,淀粉指示剂,*,（,10,）固体,KI,四、实验内容,1.,换算因子,Fd,的确定,2.,同化指数,Q,的测定,3.,荧光法测水样,Chl-a,水样,A,平行样,（,20,30ml,）,滤膜,匀浆器,具塞试管,15mL,定容,10mL,有机相,1cm,比色皿,1.,换算因子,Fd,的确定,1d1%,MgCO,3,混匀,过滤,=45mm,0.45,M,P,0.5atm,90%,丙酮,研磨,离心,10min,(30004000r/min),先 ,测,Rb1,激发波长,346nm,发射波长,670nm,负高压,500mV,狭缝,0.1,测,E,750,E,664,E,647,E,630,752,紫外可见光,光度计,按,式和,式分别求,C,chl-a,和,Ca,GFY,160,荧光计,按,式求,Fd1,960MC,荧光计,测,Rb2,按,式求,Fd2,2,、同化指数,Q,的测定,装满水样,A,置于光照培养箱培养,2,4h,本应置于采样区域相同水深位置光照,6-8h,BOD,白瓶,BOD,黑瓶,（,250mL,）,碘量法测白瓶和黑瓶,DO,（,O,l,和,O,d,）,按,（,10,）式,计算,Q,固定,3,、水样叶绿素,a,的测定,水样,B,平行样,20,30mL,过滤,按实验步骤,1,分别用,GFY-160,荧光法和,960MC,荧光计测,Rb,按式计算,Chl-a,根据,表,2,的数据和实验,步骤,3,的结果，按,式计算该样水域的初级生产力水平,PP,。,4.,初级生产力估算,五、数据处理和问题讨论,求,Fd,值和,Q,值。,计算水样,Chl-a,和初级生产力,PP,（两种仪器）,测溶解氧时要注意哪些事项？,本实验有哪些主要误差来源？,计算水样,A,、,B,平行样,Chl-a,含量的相对偏差,计算实验,B,用两种不同荧光计测定,Rb,求出的,Chl-a,的相对偏差,注意：实验报告要把计算过程写出来。,六、注意事项,采样地点：钦江，,A,样和样在钦江内的不同站位采集。,水样,A,和,B,均应做平行样。,