1.实验目的　　 研究银杏叶片衰老过程中叶绿体及PSⅡ结构和功能的变化情况,以期在生理水平上初步揭示PSⅡ功能衰退的机理,期望对PSⅡ功能衰退和叶片衰老之间关系的研究提供理论支持。　　 2.实验方法　　 采用无损伤的叶绿素荧光诱导动力学分析技术,结合植物光合生理测定方法,对衰老过程中的银杏叶片进行连续测定,运用相关软件对数据进行分析。　　 3.实验内容　　 3.1测定叶片衰老过程中净光合速率、叶片叶绿素含量、类囊体膜室温荧光发射光谱和叶绿素荧光参数的变化,系统地分析叶片衰老过程中PSⅡ结构和功能的变化情况。　　 3.2测定不同浓度过氧化氢(H2O2)处理后叶片活性氧清除物质的活性和含量、电子传递链活性和荧光参数的变化,分析H2O2对叶绿体和PSⅡ的影响。　　 3.3测定叶片衰老过程中叶绿体光能转化特性、放氧活性和类囊体膜多肽组分的变化,了解叶片衰老过程中叶绿体功能变化情况。　　 4.实验结果　　 4.1银杏叶片净光合速率和叶绿素含量在8月达到最大值,之后均随叶片衰老而下降,两者呈显著正相关。类囊体膜室温荧光发射光谱显示PSⅡ天线色素含量变化与净光合速率和叶绿素含量变化一致,但PSⅡ中心色素结构在叶片衰老前期变化不大,11月迅速被破坏。PSⅡ活性反应中心比反应中心更敏感,在叶片衰老过程中活性反应中心更容易被破坏。叶片衰老时单位反应中心承担了更多的电子传递任务,但是PSⅡ受体侧电子传递能力下降,导致PSⅡ功能下降,PSⅡ中心色素结构瓦解于衰老的最后阶段(11月)。　　 4.2 CAT活性与H2O2处理浓度之间呈现显著正相关,低浓度H2O2能够提高叶片中SOD和POD活性,30％的高浓度H2O2会使SOD和POD活性下降,高浓度H2O2(30％)还会引起O2-和MDA含量增加。H2O2处理浓度增加还会引起电子传递活性(PSⅠ、PSⅡ和全电子链)下降,其中PSⅡ电子传递活性受影响较大。H2O2处理导致PSⅡ活性反应中心数目先增加后减少,这也证明PSⅡ活性反应中心具有反应灵敏的特点。H2O2处理使PSⅡ供体侧和受体侧电子传递活性都下降,其中受体侧电子传递活性下降更加迅速。　　 4.3叶片衰老过程中叶绿体光能转化特性(光合磷酸化活性、ATP含量、Ca2+-ATPase活力和Mg2+-ATPase活力)与净光合速率和叶绿素含量的变化趋势基本一致,光合磷酸化活性的下降相对较早:叶绿体放氧活性在8月20日达到最大值,随后迅速下降;类囊体膜多肽组分在11月之前变化不大,11月大部分多肽组分降解。　　 5.讨论　　 银杏叶片叶绿体功能和PSⅡ活性在8月达到最大值,此后伴随叶片的衰老,净光合速率、叶绿素含量、叶绿体光能转化特性和放氧活性等主要生理指标持续降低。在叶片衰老过程中,PSⅡ反应中心结构相对稳定,天线色素首先受到破坏,使得PSⅡ聚光能力下降,导致有活性的反应中心数目减少,为了保持电子传递的正常进行,PSⅡ单位反应中心的效率增加,但是PSⅡ受体侧接收电子能力下降,最终导致PSⅡ功能的衰退。研究表明,H2O2在PSⅡ天线色素被破坏和受体侧接收电子能力下降的过程中具有重要的作用。使用不同浓度H2O2处理银杏叶片后,CAT活性迅速增强,PSⅡ电子传递活性不断降低,PSⅡ活性反应中心数目出现一个先升后降的变化过程,这说明植物叶片受到H2O2胁迫时首先通过提高细胞生理活性来减轻这种胁迫带来的伤害,当H2O2浓度超过细胞活性氧清除能力时,PSⅡ活性反应中心就会受到破坏,导致活性反应中心数目下降。荧光诱导动力学曲线变化说明PSⅡ受体侧电子传递链对H2O2更加敏感,该实验结果可以解释叶片衰老过程中PSⅡ受体侧电子传递能力首先下降的现象,PSⅡ受体侧电子传递活性下降最终导致PSⅡ功能衰退。因此,H2O2在叶片衰老过程中具有重要的作用。