葉綠素?zé)晒?/strong>是葉綠素分子在從激發(fā)狀態(tài)返回到非激發(fā)狀態(tài)期間重新發(fā)射的光。它被用作植物、藻類和細(xì)菌中光合能量轉(zhuǎn)換的指標(biāo)。激發(fā)的葉綠素通過(guò)驅(qū)動(dòng)光合作用（光化學(xué)能量轉(zhuǎn)換）、非光化學(xué)猝滅中的熱量或通過(guò)發(fā)射作為熒光輻射來(lái)消散吸收的光能。由于這些過(guò)程是互補(bǔ)的過(guò)程，因此葉綠素?zé)晒夥治鍪侵参镅芯恐芯哂袕V泛應(yīng)用的重要工具。
光照適應(yīng)黑暗的葉子后，光系統(tǒng) II (PSII) 發(fā)出的熒光迅速上升，然后緩慢下降。由考茨基等人于 1932 年觀察到，這稱為考茨基效應(yīng)。葉綠素?zé)晒馍仙倪@種可變上升是由于光系統(tǒng) II。[3]來(lái)自光系統(tǒng) I 的熒光不是可變的，而是恒定的。
熒光的增加是由于 PSII反應(yīng)中心處于“封閉”或化學(xué)還原狀態(tài)。當(dāng)無(wú)法接受更多電子時(shí)，反應(yīng)中心“關(guān)閉”。這發(fā)生在電子受體PSII 的下游尚未將其電子傳遞給隨后的電子載體，因此無(wú)法接受另一個(gè)電子。封閉的反應(yīng)中心降低了整體光化學(xué)效率，因此增加了熒光水平。將一片葉子從黑暗轉(zhuǎn)移到光明會(huì)增加封閉的 PSII 反應(yīng)中心的比例，因此熒光水平會(huì)增加 1-2 秒。隨后，熒光會(huì)在幾分鐘內(nèi)降低。這是因?yàn)? 1. 更多的“光化學(xué)猝滅”，由于參與碳固定的酶，電子從 PSII 中轉(zhuǎn)移出去；2.更多的“非光化學(xué)猝滅”，其中更多的能量轉(zhuǎn)化為熱能。
任何含有葉綠素的東西——陸地上的綠色植物、海藻和水下珊瑚中的共生藻類——都會(huì)發(fā)出特有的深紅色熒光。葉綠素能夠捕捉光線并將其轉(zhuǎn)化為用于光合作用的化學(xué)能，它在這方面做得很好，但并不完美。一些入射光總是以熒光的形式逸出——不是很多，大約 1%，但足以在適當(dāng)?shù)恼彰飨驴吹胶团恼?。下面的照片顯示了植物的一部分在白光和熒光下。在正常光照下，尺蠖能很好地偽裝成植物的綠色，但它會(huì)發(fā)出綠色熒光，在葉綠素的紅色熒光下像拇指酸痛一樣突出。
錦葵上的尺蠖熒光
下一張照片顯示了背景中有藻類的珊瑚，用白光閃光和熒光拍攝了相同的場(chǎng)景。白光照片中珊瑚中的棕色來(lái)自共生藻類。在熒光照片中，亮綠色來(lái)自珊瑚組織中的熒光蛋白，而紅色來(lái)自共生體中的葉綠素。珊瑚周圍的藻類也發(fā)出紅色熒光。
白光下的珊瑚和藻類
熒光觀察手電筒XITE-RB照射下珊瑚和藻類的熒光
植物中的葉綠素?zé)晒?/strong>具有讓您發(fā)揮巧妙攝影技巧的特性。當(dāng)植物處于黑暗中時(shí)，光合作用機(jī)制就會(huì)關(guān)閉。當(dāng)植物暴露在光線下時(shí)，發(fā)生光合作用的反應(yīng)中心開始發(fā)揮作用。由于的反應(yīng)中心都開始準(zhǔn)備進(jìn)行光化學(xué)，因此它們使用大部分捕獲的光，而很少以熒光的形式出現(xiàn)。這稱為光化學(xué)猝滅. 隨著反應(yīng)中心變得飽和，熒光增加，在大約 0.5 – 1 秒的跨度內(nèi)上升到zui大值。在此之后，熒光緩慢下降，直到達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。這種下降歸因于光化學(xué)（激活后光合作用過(guò)程效率的提高）和非光化學(xué)（保護(hù)植物免受過(guò)度光照的其他過(guò)程）效應(yīng)。葉綠素?zé)晒獾倪@種行為稱為考茨基效應(yīng)，以漢斯·考茨基博士的名字命名，他于 1931 年描述了這種現(xiàn)象。這種效應(yīng)也稱為熒光瞬態(tài)、熒光誘導(dǎo)或熒光衰減。
我們使用考茨基效應(yīng)拍攝回形針的圖像。
首先，我們?cè)谌~子上放一個(gè)回形針。我們關(guān)了燈幾分鐘，讓光合作用停止，然后重新打開。我們等了大約 10-15 秒，讓植物暴露部分的熒光經(jīng)歷考茨基效應(yīng)的快速上升和緩慢下降。然后我們?nèi)∠禄匦吾槻⒃跓晒馓幱诟邚?qiáng)度階段時(shí)快速拍攝熒光照片。來(lái)自被覆蓋區(qū)域的這種更明亮的發(fā)射產(chǎn)生了回形針的完美發(fā)光殘像。
上海峰志儀器有限公司銷售的LUYOR-3415RG和LUYOR-3280RB便攜式激發(fā)光源，450nm的藍(lán)光波段能夠激發(fā)葉綠素發(fā)出紅色熒光，如果您要觀察葉綠素的熒光，可以申請(qǐng)樣機(jī)免費(fèi)試用。
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