当一个叶绿素分子a的电子从激发态回到到基态的去激过程 中，一小部分激发能（3-9%）以红色的荧光形式耗散。
在生理温度下，叶绿素荧光的波长 峰值大约为685nm的红光，并且一致延 伸到800nm的远红光处
荧光是研究光能分配的探针
激发能
热耗散
光化学反应 形成同化力
荧光
CO2固定 光呼吸 M应ehler 反 N代谢
Fv/Fm：暗适应下PSⅡ反应中心完全开放时的最大 光化学效率，反映PSⅡ反应中心最大光能 转换效率。
Fv/Fo：代表PSⅡ潜在光化学活性，与有活性的反 应中 心的数量成正比关系。
Fo’： 光适应下初始荧光。
Fm’： 光适应下最大荧光。
Fv’=Fm’-Fo’：光适应下可变荧光。
Fv’/Fm’：光适应下PSⅡ最大光化学效率，它反映有 热耗散存在时PSⅡ反应中心完全开放时的 光化学 效率，也称为最大天线转换效率。
2.脉冲调制式荧光仪（如FMS-2)，可以避免 上述问题。在测定时，仪器提供一种脉冲调 制式光，能诱导出的脉冲式的荧光。当有其 它光线同时存在时，会产生以下三种光信号：
1.自然光中具有荧光波长的红光信号 2.自然光诱导的非脉冲荧光信号 3.脉冲调制光诱导的脉冲荧光信号
1：调制测量光；
（5） 2：作用光；
率和热耗散能力的变化。
如何测定叶绿素荧光？
现有两类荧光仪可以用来测定叶绿素荧光。
1.续激发式荧光仪（如PEA)，必须将测定 叶片在避光下测定，在照光条件下，仪器无 法区分叶绿素荧光和自然光中与荧光波长相 同的红光和远红光。
但是这类荧光仪有很高的分辨率，每秒钟 能够测定10万次荧光变化，因此是研究光合 机构中电子传递瞬间变化的有力工具。
t (Fs)
主要荧光参数及其意义
Fo： 初始荧光产量（Original fluorescence yield ） 也 称基础荧光，是PSⅡ反应中心（经过充分暗适 应以后）处于完全开放状态时的初始荧光产量。 Fm：最大荧光产量（Maximal fluoreseence yield ）， 是PSⅡ反应中心完全关闭时的荧光产量。通常叶片 经暗适应20min后测得。 Fv=Fm-Fo：可变荧光，反映PSⅡ的电子传递最大潜 力。经暗适应后测得。
Ft(或Fs ): 稳态荧光产量 steady-state fluorescence yield。
φPSⅡ=(Fm’-Fs)/Fm’ ： PSⅡ实际光化学效率，它反
映在照光下PSⅡ反应中心部分关闭的情况下的 实际光化学效率。 qP =(Fm’ -Fs)/(Fm’-Fo’) ： photochemical quenching 光化学猝灭系数，它反映了PSⅡ反应中心的开 放程度。 1- qP 用来表示PSⅡ反应中心的关闭程度。
3：饱和脉冲光；
4：远红光；
5：检测器及放大器；
6：短波通过滤光片；
（6）
7）
7：长波通过滤光片；
8：样品
8
脉冲调整式叶绿素荧光仪原理图
高选择性监测器可以排除前两种信号 而只保留脉冲过程中所产生的荧光信号。 用脉冲调制式方法，可以在全光照情况 下测量叶绿素荧光信号，而不被其它光 所干扰。

最大荧光
qNP =(Fm-Fm’)/(Fm-Fo’) ：非光化学猝灭系数
NPQ = (Fm-F’m)/F’m ＝Fm/Fm’-1 ：非光化学猝灭 non-photochemical quenching
ETR = φPSⅡ ×absorbed PFD ×0.5 ：PSII电子
传递 速率
Relationship between PSII and CO2 in maize leaves grown in the field at different dates.
荧光参数是研究植物光化学效率、 光抑制与光破坏防御的有效的工具
该技术被广泛的使用在植物生态、植物抗 逆性、筛选高光效或抗逆品种、转基因植物 的功能分析、光抑制和光破坏的防御机制等 方面的研究。
光抑制概念:
强光造成光合功能下降的过程称为光抑制 特征：光合效率下降；Fv/Fm 及AQY 下降
荧光波动
荧光稳态
荧光快速上升过程
当对暗适应叶片照光时，叶绿素荧光迅速上升，随后 有一系列的慢的波动，逐渐下降到稳态。这称为 “Kautsky Effect”，是Kautsky等在1931年首先报道的。 荧光产量的变化反映了光化学效率和热耗散能力的变化。
将时间标尺放大后的荧光动力学曲线
暗 反 应
光活化过程
对（Kautsky Effect）的解释 ：连续光下荧光产量瞬态上升，这是 因为照光后某些碳同化酶需要光活化，因此碳同化途径产生延迟。这 使得照光初期相当多的QA处于还原状态，从而导致了荧光产量的瞬态 上升。这之后，由于光化学过程和热耗散过程的发生，荧光产量产生 淬灭到一个稳态数值（Ft）。
Pheo
Q
PQ
Cytf
H2O Z P680
PC 光量子
X
P700
Fd NADP O2
光量子
光合电子传递链
Fv/Fm =(Fm-Fo)/Fm ； qP=(F’m-Ft )/(F’m-F’o) ； ΦPSII =(F’m-Ft )/F’m ； NPQ =(Fm-F’m)/F’m ；qNP= (Fm-Fm’)/(Fm-Fo’)
由于以上原因 叶绿素荧光动力学技术在： ●光合作用生理生态 ●逆境生理 等研究领域得到了较快的普及和
广泛的应用
直观的叶绿素荧光现象
叶绿素溶液在投射光下呈绿色， 在反射光下呈红色的现象。
荧光现象的本质是什么？为什么 活体植物的叶片看不到荧光现象？
透射光下
反射光下
叶绿体吸收光后，激发了捕光色素蛋白复合体 （LHC），LHC将其能量传递到光系统2或光系统1。其间 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,也即叶绿素荧光 .
通过调节PSII反应中心的开放的程度干涉荧光的 发射，根据不同情况下荧光的变化来分析光合机 构运行情况。
ΦF =
kf kf + kp+ kd
ФF:叶绿素荧光产量；kf： 叶绿素荧光的速率常数； kp：光化学反应的速率常数；kd：热耗散的速率常数
荧光发射与原初光化学活动、热耗散过程是互相竞 争的一种关系。因此，荧光产量的变化反映了光化学效