光合作用光反應之探索

課程簡介

學習光譜儀的操作，透過分光光度計測量紅墨水的透光度，並藉由譜儀的操作，量測植物樣本葉綠素的透光度。

課程內容

分光光度計介紹

分光光度計（Spectrophotometer）是一種分析儀器，用於測量物質對特定波長光線的吸收程度，藉此推算其濃度或組成。這種儀器廣泛應用於生物、化學、環境、醫學、食品等領域，是實驗室不可或缺的基本設備之一。

(1) 原理介紹

     分光光度計是基於比爾-朗伯定律（Beer-Lambert Law)，該定律說明吸光度（A）與溶液中物質  的濃度（c）與光程長度（l）成正比，由於比色管長度固定為1cm故可從吸光度推測濃度

    比爾-朗伯定律： A = ε × c × l

• A：吸光度（Absorbance）

• ε：摩爾吸光係數（mol⁻¹·cm⁻¹）

• c：濃度（mol/L）

• l：光徑長度（cm）

    分光光度計如何計算Abs(吸光度):對於初始光強度/通過光強度取-log函數，其中光強度透過其感光元件測得

(2)分光光度計使用方法(以紅墨水為例)

   使用不同燈卡測紅墨水Abs值，取其中最高值的燈卡作為本次實驗的光源

   儀器校零：取比色管將2ml水加入其中並放分光光度計，調整光源大小使其Abs值變為0

   將紅墨水依次稀釋成1/2 1/4 1/8 1/16 1/32 並分別放入分光光度計測其Abs 

   計算回歸直線與相關係數 

植物光合作用的光反應

光反應是反應中心色素所吸收的光能與原初電子受體和次級電子受體之間進行的氧化還原反應，從而實現光能轉化為電能，並轉變為化學能的過程，光反應主要發生於類囊體膜上。

2,6-二氯靛酚（英語：2,6-dichlorophenol Indophenol，簡稱DCIP）

氧化時呈藍色，吸收光反應電子後還原呈無色，可使用分光光度計測量，故作為指示劑

實驗內容

前製作業：

1. 將葉子用研缽及杵在蔗糖水溶液中搗碎

2. 先將葉綠體懸浮液稀釋至吸光值約0.4-0.6（我們的實驗中稀釋了五倍得到吸光值0.6309的水溶液）

3. 加入100μL DCPIP並混合均勻

實驗一:不照光實驗

步驟：

1. 設定測定波長：將分光光度計的LED燈選用590nm的波長

2. 儀器校零：

   • 在比色管中加入蔗糖水溶液

   • 放入分光光度計中，歸零。

3. 調配葉綠體溶液：

   • 在前製作業得到的溶液2ml置入比色管

4. 測量初始值：立即記錄比色管在590nm下的初始吸光度。

5. 定時測量：每隔30秒迅速讀取一次吸光值，並立即放回光源下，持續記錄3分鐘。

實驗二:照光實驗

1. 設定測定波長：將分光光度計的LED燈選用590nm的波長

2. 儀器校零：

5. • 在比色管中加入蔗糖水溶液

   • 放入分光光度計中，歸零。

3. 調配葉綠體溶液：

5. • 在前製作業得到的溶液2ml置入比色管

4. 測量初始值：立即記錄比色管在590nm下的初始吸光度。

5. 使光合作用反應發生：將天窗開請並用手電筒照射比色管

6. 定時測量：每隔30秒迅速讀取一次吸光值，並立即放回光源下，持續記錄3分鐘。

實驗三：DCMU 抑制劑實驗

1. 在DCIP加入之前，先加入100μL的DCMU反應2分鐘

2. 使光合作用反應發生：將天窗開請並用手電筒照射比色管

3. 定時測量：每隔30秒迅速讀取一次吸光值，並立即放回光源下，持續記錄3分鐘

實驗結果