Изучение токсичности тяжелых металлов (на примере медного купороса) с использование флуоресценции микроводорослей

1. Изучение токсичности тяжелых металлов (на примере медного купороса) с использование флуоресценции микроводорослей

2. Пути расходования световой энергии, получаемой листьями

3. Электронные переходы молекулы хлорофилла при поглощении квантов света

4.

Thalassiosira
Amphidinium
2
Chlorella
Поглощение, отн. ед.
Chlamydomonas
Nostoc
1,5
1
0,5
λвозб 1
0
400
450
λвозб 2
500
550
600
Длина волны, нм
650
700
750

5. Внутреннее пространство хлоропласта

6. Схема изменения эффективности использования световой энергии при открытых и закрытых реакционных центрах

7.

WATER-PAM – флуориметр для регистрации
низких концентраций хлорофилла в воде.
Предел «чувствительности» прибора для суспензий водорослей
до 0,1 мкг хлорофилла / л.

8. Fo и Fm – постоянная и максимальная флуоресценция у адаптированного к темноте листа при одиночном освещении односекундным

импульсом мощного белого света; Fo' и Fm' – постоянная и максимальная
флуоресценция после продолжительного освещения; Ft – квазистационарный уровень флуоресценции у
адаптированного к свету листа; Светлые стрелки–включение и выключение измеряющего модулированного
света, жирные темные стрелки – соответственно начало и конец непрерывного освещения, тонкие темные
соответствует коротким вспышкам света насыщающей интенсивности. На основании всех параметров
рассчитывали - нефотохимическое тушение флуоресценции NPQ=(Fm-Fm')/ Fm', квантовый выход
фотохимического превращения поглощенной световой энергии в фотосистеме 2 как отношение Y= (Fm'-Ft)/Fm' и
относительную скорость нециклического электронного транспорта при данной интенсивности света rETR= Y х
Ei,
х
0,5,
где
Ei
–
освещенность,
(мкЕ/м2
с)

9.

Принцип регистрации быстрой световой кривой флуоресценции на флуориметре Water-PAM с постепенной
накачкой ФСА светом.
Fo и Fm – постоянная и максимальная флуоресценция у адаптированного к темноте образца при одиночном освещении односекундным
импульсом мощного белого света; Fo' и Fm' – постоянная и максимальная флуоресценция после продолжительного освещения;
Ft – квазистационарный уровень флуоресценции у адаптированного к свету листа;
QY – эффективный квантовый выход ФС 2 на свету, где QY=(Fm'-Ft)/Fm', где Ft интенсивность флуоресценции на свету перед
интенсивной вспышкой;
ML (measuring pulse) - измеряющий свет. Слабый импульсный свет, не вызывающий фотохимических реакций (интегральная плотность
потока фотонов - 0,2 - 1 мкмоль фотонов м-2с-1, длительность импульсов 1-3 мкс, частота - от 1,6 до 600 кГц в зависимости от режима
записи и типа прибора).
AL (actinic light) - действующий (актиничный) свет, поддерживающий фотосинтез.
SP (super pulse) - короткие вспышки насыщающего света, интенсивность которого достаточна для быстрого восстановления пула Qa
(>2000 мкЕ м2с, длительность вспышки 0,8-2 с).

10. Изменения параметров флуоресценции природного фитопланктона из разных водоемов Москва река (1), ЗБС МГУ - Костин(2), Стерляжий

А
Б
В
Изменения параметров флуоресценции природного фитопланктона из разных водоемов Москва река
(1), ЗБС МГУ - Костин(2), Стерляжий (3) и Ольгин (4) пруды в зависимости от интенсивности
действующего света.
A эффективный квантовый выход в ФС2 (Yield) на свету,
Б относительная скорость нециклического электронного транспорта rETR, В нефотохимическое
тушение NPQ.

11. Параметры флуоресценции хлорофилла природного фитопланктона из разных водоемов Звенигородской биологической станции МГУ.

(Данные обобщены по трем экспериментам). Fv/Fm и
F0 параметры флуоресценции проб в темноте; Y эффективный квантовый выход при
освещенности 900 мкЕм-2с-1, E Y 1/2 интенсивность света, при которой величина Y уменьшается в
2 раза; NPQ нефотохимическое тушение при двух освещенностях (180 и 900 мкЕм-2с-1).
Параметры, описывающие зависимость ETR от освещенности: коэффициент максимальной
утилизации световой энергии α, максимальная относительная скорость электронов ETRmax и
насыщающая интенсивность света Ен.
Параметры
флуоресценции
Fv/Fm
р. Москва
Костин пруд
(световой
участок)
Стерляжий пруд
(теневой участок)
Ольгин пруд
0,56±0,01
0,44±0,01
0,34±0,02
0,23±0,01
292±22
436±21
EY1 / 2
87±4
52±3
Y при 900 мкЕм2с-1
0,15±0,01
0,22±0,01
0,07±0,01
0
EY1 / 2 , мкЕм-2с-1
309±30
857±90
384±20
48±3
NPQ при 180
мкЕм-2с-1
0,24±0,02
«-»
0,09±0,01
0,021±0,01
NPQ при 900
мкЕм-2с-1
0,52±0,01
«-»
0,24±0,01
0,086±0,010
ETRmax
52,9±6,9
77,1±9,3
25,8±3,6
0
0,15
0,13
0,08
«-»
345±27
572±49
321±23
«-»
F0
α
Eн, мкЕм-2с-1

12.

(Световые кривые):
Скорость транспорта электронов рассчитывается по формуле
ETR = Y*Ei*0,5
где Ei – освещенность, (мкЕ/м2 с) (Lippemeier et al., 1999).
На основании полученных световых кривых оцениваются следующие
фотосинтетические параметры:
1.Коэффициент максимальной утилизации световой энергии (угол наклона
Р/Е кривой, α),
2.Максимальная относительная скорость электронов по электрон
транспортной цепи (ETRmax)
3.Насыщающая интенсивность света (Ен).

13.

CuSO4
0,01М или
1М
Водоросли
Контро
ль
CuSO4
10-6M
CuSO4
10-5М
CuSO4
10-4 M
10мл
10мл
10мл
10 мл
1час
Измерение
световых
кривых