Měření fluorescence chlorofylu hedery helix

Podobné dokumenty
aneb Fluorescence chlorofylu jako indikátor stresu

Fluorescence chlorofylu

Vyjádření fotosyntézy základními rovnicemi

Fotosyntéza Ekofyziologie. Ondřej Prášil Mikrobiologický ústav AVČR Laboratoř fotosyntézy v Třeboni

FYZIOLOGIE ROSTLIN VÝŽIVA ROSTLIN 1) AUTOTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN 2) HETEROTROFNÍ VÝŽIVA ROSTLIN

ODŮVODNĚNÍ VEŘEJNÉ ZAKÁZKY

FOTOSYNTÉZA. Princip, jednotlivé fáze

Fotosyntéza (2/34) = fotosyntetická asimilace

7 Fluorescence chlorofylu in vivo

LI-6400; Gazometrická stanovení fotosyntetických parametrů

Fluorescence (luminiscence)

FOTOSYNTÉZA. Mgr. Alena Výborná Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou VY_32_INOVACE_01_1_07_BI1

1- Úvod do fotosyntézy

Praktikum z experimentálních metod biofyziky a chemické fyziky I. Vypracoval: Jana Čurdová, Martin Kříž, Vít Marek. Dne: 2.3.

VLIV SPEKTRÁLNÍHO SLOŽENÍ FOTOSYNTETICKY AKTIVNÍ RADIACE NA INDUKCI FOTOSYNTÉZY TERMOOPTICKÝ JEV

FOTOBIOLOGICKÉ POCHODY

Autor: Katka Téma: fyziologie (fotosyntéza) Ročník: 1.

Ing. Pavel Hrzina, Ph.D. - Laboratoř diagnostiky fotovoltaických systémů Katedra elektrotechnologie K13113

Biosyntéza sacharidů 1

Anizotropie fluorescence

ON-LINE KVANTIFIKACE SINIC V SUROVÉ VODĚ

LI-6400; Gazometrická stanovení fotosyntetických parametrů

FOTOSYNTÉZA. soubor chemických reakcí,, probíhaj v rostlinách a sinicích. z CO2 a vody jediný zdroj kyslíku ku pro život na Zemi

LI-6400; Gazometrická stanovení fotosyntetických parametrů

Základním praktikum z laserové techniky

1. Zadání Pracovní úkol

Moderní nástroje pro zobrazování biologicky významných molekul pro zajištění zdraví. René Kizek

Využití fluorescence sinic a řas při hodnocení kvality vod. RNDr. Štěpán Zezulka, PhD.

A5M13VSO MĚŘENÍ INTENZITY A SPEKTRA SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ

LI-6400; Gazometrická stanovení fotosyntetických parametrů

Název: Studium záření

MĚŘENÍ PARAMETRŮ FOTOVOLTAICKÉHO ČLÁNKU PŘI ZMĚNĚ SÉRIOVÉHO A PARALELNÍHO ODPORU

Základy spektroskopie a její využití v astronomii

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Fotosyntéza světelná fáze. VY_32_INOVACE_Ch0214.

Úloha 5: Spektrometrie záření α

RYCHLÁ KINETIKA FLUORESCENČNÍ INDUKCE

Relativní chybu veličiny τ lze určit pomocí relativní chyby τ 1. Zanedbáme-li chybu jmenovatele ve vzorci (2), platí *1+:

LABORATORNÍ CVIČENÍ Elektrotechnika a elektronika

2 Nd:YAG laser buzený laserovou diodou

Stručný úvod do spektroskopie

Metoda Live/Dead aneb využití fluorescenční mikroskopie v bioaugmentační praxi. Juraj Grígel Inovativní sanační technologie ve výzkumu a praxi

Detekce neznámých typů mutantů na základě odlišnosti kinetiky fluorescence

Název: Měření osvětlení luxmetrem, porovnání s hygienickými normami

Fyziologie rostlin. 9. Fotosyntéza část 1. Primární fáze fotosyntézy. Alena Dostálová, Ph.D. Pedagogická fakulta ZČU, letní semestr 2013/2014

4 Přenos energie ve FS

Měření množství dopadající energie světla. Fotoinhibice, fotopoškození a fotoprotekční mechanismy. (osvětlenost ln.m -2 = lux) Ozářenost W.

Zeemanův jev. Michael Jirásek; Jan Vejmola Gymnázium Český Brod, Vítězná 616 SPŠE V Úžlabině 320, Praha 10

FOTOSYNTÉZA. CO 2 a vody. - soubor chemických reakcí. - probíhá v rostlinách a sinicích. - zachycení a využití světelné energie

Na základě toho vysvětlil Eisnstein vnější fotoefekt, kterým byla platnost tohoto vztahu povrzena.

Měření šířky zakázaného pásu polovodičů

Měření množství dopadající energie světla. Fotoinhibice, fotopoškození a fotoprotekční mechanismy

Fotofyzikální děje během fotosyntetické přeměny zářivé energie na biochemicky využitelnou formu

Speciální spektrometrické metody. Zpracování signálu ve spektroskopii

PROTOKOL O LABORATORNÍM CVIČENÍ

Vybrané spektroskopické metody

fotometr / radiometr

Fotosyntéza Světelné reakce. Ondřej Prášil Mikrobiologický ústav AVČR Laboratoř fotosyntézy v Třeboni

Stanovení sedimentační stability a distribuce velikosti částic na přístroji LUMisizer

Spektroskopické metody. převážně ve viditelné, ultrafialové a blízké infračervené oblasti

Zobrazování účinků herbicidu na fotosyntézu mapováním chlorofylové fluorescence listů vyšších rostlin.

Název: Fotosyntéza. Autor: Mgr. Jiří Vozka, Ph.D. Název školy: Gymnázium Jana Nerudy, škola hl. města Prahy

Barevné principy absorpce a fluorescence

SPEKTRÁLNÍ METODY. Ing. David MILDE, Ph.D. Katedra analytické chemie Tel.: ; (c) David MILDE,

Měření charakteristik pevnolátkového infračerveného Er:Yag laseru

2. Pomocí Hg výbojky okalibrujte stupnici monochromátoru SPM 2.

Škola: Gymnázium, Brno, Slovanské náměstí 7 III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Název projektu: Inovace výuky na GSN

Barevné principy absorpce a fluorescence

DYNAMIKA PROMĚNLIVOSTI KONVERZNÍHO FAKTORU ZA TYPICKÝCH DNŮ

Dosah γ záření ve vzduchu

Úkol 1) Proměřit transformaci napětí pro cívky 300 a 300 závitů. Stvořit společný graf závislosti U 2 na U 1 pro hodnoty teoretické a naměřené.

Měření kosmického záření

POKUSY VEDOUCÍ KE KVANTOVÉ MECHANICE II

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, Plynové lasery. Plynové lasery většinou pracují v kontinuálním režimu.

MĚŘENÍ ABSORPCE SVĚTLA SPEKOLEM

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK

Každá molekula kyslíku kterou právě dýcháme vznikla někdy v nějaké rostlině. Každý atom uhlíku našeho těla byl kdysi včleněn fotosyntézou do nějaké

Charakteristiky laseru vytvářejícího světelné impulsy o délce několika pikosekund

Laboratorní úloha č. 4 - Kmity II

Měření umělého osvětlení. Ing. Tomáš Sousedík, METROLUX

FOTOSYNTÉZA I. Přednáška Fyziologie rostlin MB130P74. Katedra experimentální biologie rostlin, Z. Lhotáková

LABORATORNÍ CVIČENÍ Z FYZIKY

Jméno a příjmení. Ročník. Měřeno dne Příprava Opravy Učitel Hodnocení

Radiometrie se zabývá objektivním a fotometrie subjektivním měřením světla.

- Rayleighův rozptyl turbidimetrie, nefelometrie - Ramanův rozptyl. - fluorescence - fosforescence

Struktura bílkovin očima elektronové mikroskopie

Emise vyvolaná působením fotonů nebo částic

Dokumentace projektu. Fotoluminiscence. Autorky: Kateřina Limburská, Tereza Fleková Vedoucí projektu: Zdeněk Polák

Úloha 3: Mřížkový spektrometr

Balmerova série. F. Grepl 1, M. Benc 2, J. Stuchlý 3 Gymnázium Havlíčkův Brod 1, Gymnázium Mnichovo Hradiště 2, Gymnázium Šumperk 3

Luminiscence. Luminiscence. Fluorescence. emise světla látkou, která je způsobená: světlem (fotoluminiscence) chemicky (chemiluminiscence)

ABSORPČNÍ A EMISNÍ SPEKTRÁLNÍ METODY

Měření absorbce záření gama

Měření a analýza mechanických vlastností materiálů a konstrukcí. 1. Určete moduly pružnosti E z ohybu tyče pro 4 různé materiály

Laserové chlazení atomů. Magneto-optická past

FLUORIMETRICKÉ STANOVENÍ FLUORESCEINU

HODNOCENÍ EXPOZICE V OKOLÍ ZÁKLADNOVÝCH STANIC MOBILNÍCH OPERÁTORŮ. Ing. Pavel BUCHAR elmag@szu.cz

PSI (Photon Systems Instruments), spol. s r.o. Ústav přístrojové techniky AV ČR, v.v.i.

ení k tvorbě energeticky bohatých organických sloučenin

Fyzika 2 - rámcové příklady vlnová optika, úvod do kvantové fyziky

Transkript:

Měření fluorescence chlorofylu hedery helix V rámci cvičení blokového semináře PV225 Laboratoř systémové biologie Jan Kotrs, 2010

Cíl projektu Cílem laboratorní části bylo porovnání fotosyntetických schopností starého a nového listu rostliny hedera helix za využití metody saturačních pulzů a rychlých světelných křivek (RLC). Zvolené metody Saturační pulzy Metoda saturačních pulzů vychází z poznání funkce fotosyntetického aparátu PSII, který přeměňuje energii slunečního záření (fotony) v energii chemickou (ATP, NADPH), kterou následně rostlina dokáže využít ke svému životu. Dopad fotonů na chlorofyl a způsobí jeho excitaci a ten poté svou energii využije pro fotosyntézu nebo ji vyzáří v podobě tepla nebo světla o jiné vlnové délce (fluorescence). Pokud je tento aparát vystaven neúměrně vysokému ozáření, dojde k zahlcení běžných de-excitačních drah a veškerý excitovaný chlorofyl energii vyzáří zpět. To nám umožňuje změřit maximální kapacitu fluorescence rostliny v jejím současném stavu. Podmínkou je přibližně pokojová teplota, díky které můžeme předpokládat, že většina fluorescence pochází z PSII (v extrémně nízkých teplotách má na fluorescenci totiž větší podíl PSI). V průběhu měření měníme aktinické (PPFD) světlo, abychom sledovali reaktivnost rostliny na změny zátěže. Maximální kvantový výtěžek by se měl se zvyšováním PPFD zmenšovat. Rychlé světelné křivky Metoda rychlých světelných křivek využívá též saturačních pulzů a aktinického ozáření, ale v kratších intervalech. Zatímco pulzy zůstávají stejné, vždy po zvolené době (např. 30s) se hladina aktinického ozáření zvýší. Sledujeme opět kvantový výtěžek pro každou krokovou změnu PPFD. Postup měření pomocí saturačních pulzů 1. Nejprve jsme na stojan vedle rostliny umístili zdroj aktinického ozáření a upevnili světlovodič (a zdroj saturačních pulzů) měřicího přístroje fluorescence nad list tak, aby nestínil aktinickému záření v přibližné vzdálenosti 10 mm od listu. 2. Vystavili jsme list rostliny hedera helix nízkému aktinickému záření o hodnotě 15 μmol m -2 s -1 po dobu 5 minut. Intenzitu ozáření jsme měřili v blízkosti povrchu horní strany listu. 3. Vystavili jsme list saturačnímu pulzu a přečetli spočtený kvantový výtěžek z měřicího přístroje. 4. Kroky (2) a (3) jsme opakovali se zvyšováním aktinického záření v každém kroku na hodnoty 160, 310, 450, 610, 752, 1050, 1497 a 1950 μmol m -2 s -1 nebo dokud byl kvantový výtěžek nenulový (u starého listu). 5. Celý postup jsme opakovali pro starý a nový list.

Postup měření pomocí RLC 1. Podobně jako v předchozím měření jsme umístili na stojan vedle rostliny zdroj aktinického záření a světlovodič PAM přístroje. 2. Nastavili jsme hodnotu PPDF na počáteční hodnotu a spustili software na připojeném laptopu. 3. PAM vysílal 10 pulzů ve stejných časových intervalech a zaznamenával kvantové výtěžky vždy po navýšení aktinického záření. 4. Měření jsme provedli pro starý i nový list. Výsledky měření pomocí saturačních pulzů Měřili jsme kvantové výtěžky fotosystému PSII (Φ 2 ) starého a nového listu při postupně zvyšujícím se aktinickém osvětlení (PPFD). Vzhledem k předpokladu, že většina rostlin absorbuje přibližně 84% dopadajícího záření a k faktu, že výtěžek představuje hodnotu pro oba fotosystémy (I a II), můžeme využít vzorce pro výpočet parametru ETR (elektron transport rate) podle vzorce: ETR = Φ 2 * PAR * 0,84 * 0,5 starý list nový list PPFD Φ 2 ETR PPFD Φ 2 ETR 15 0,586 3,69 19 0,806 6,43 160 0,541 36,35 155 0,633 41,2 310 0,450 58,59 315 0,480 63,5 450 0,411 77,67 455 0,364 69,56 610 0,407* 104,27 615 0,289 74,64 752 0,404 127,59 800 0 0 1050 0,356 156,99 - - - 1497 0,403** 253,38 - - - 1950 0,478** 391,48 - - - * aritmetický průměr předchozí a následující hodnoty (měření bylo pro toto PPFD chybné) **pravděpodobně chybné měření (posunutí vzdálenosti světlovodiče od listu) Výsledky měření pomocí RLC starý list Φ 2 mladý list Φ 2 0,25 0,57 0,29 0,19 0,28 0,22 0,22 0,18 0,16 0,10 0,10 0,07 0,06 0,04 0,02 0,02 0,01 0 0 0 K naměřeným kvantovým výtěžkům PSII jsme si nezaznamenali hodnoty PPDF. Tabulka je alespoň orientační.

Diskuze Předpokládali jsme, že ETR se bude při zvětšujícím se aktinickém osvětlení zvyšovat, což se také potvrdilo. Navíc jsme zjistili, že kvantové výtěžky mladšího listu jsou při nižší zátěži větší než u listu staršího, ale s přibývající zátěží se jeho schopnost zužitkovat dopadající záření dramaticky snižuje. ETR starého a nového listu ETR 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 15 160 310 450 610 752 1050 1497 1950 PPFD stary novy Φ2 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Φ 2 starého a nového listu 15 160 310 450 610 752 1050 1497 1950 PPFD stary novy

Použité přístroje a jiné vybavení Opti-Sciences OS1-FL Měření fluorescence, výpočet kvantového výtěžku a zdroj saturačních pulzů (mj.). Chott KL 2500 LCD Zdroj aktinického záření až do intenzity 2000 μmol m -2 s -1. LI-COR Biosciences LI-1400 DataLogger Měření intenzity aktinického záření na úrovni listu.

Waltz PAM-2000 Využití pro RLC (generování pulzů, záznam dat) + externí zařízení pro zpracování dat (laptop s potřebným software). UTEE Světelný zdroj Pro vysoké hodnoty aktinického ozáření (2000 μmol m -2 s -1 ).