Вплив зовнішніх умов на процес фотосинтезу.

Фотосинтез - процес синтезу органічних сполук з вуглекислого газу і води на світлі за участю фотосинтетичних пігментів (хлорофіл у рослин, бактериохлорофилла і бактеріородопсин у бактерій). У сучасній фізіології рослин під фотосинтезом частіше розуміється фотоавтотрофної функція - сукупність процесів поглинання, перетворення та використання енергії квантів світла в різних ендергоніческіх реакціях, в тому числі перетворення вуглекислого газу в органічні речовини.

Інтенсивність, або швидкість процесуфотосинтезу в рослині залежить від ряду внутрішніх і зовнішніх факторів. З внутрішніх факторів найбільш важливе значення мають структура аркуша і вміст у ньому хлорофілу, швидкість накопичення продуктів фотосинтезу в хлоропластах, вплив ферментів, а також наявність малих концентрацій необхідних неорганічних речовин. Зовнішні параметри - це кількість і якість світла, що потрапляє на листя, температура навколишнього середовища, концентрація вуглекислоти і кисню в атмосфері поблизу рослини.

Швидкість фотосинтезу зростає лінійно, або прямо пропорційно збільшенню інтенсивності світла. У міру подальшого збільшення інтенсивності світла наростання фотосинтезу стає все менш і менш вираженим, і, нарешті, припиняється, коли освітленість досягає певного рівня 10000 люкс. Подальше збільшення інтенсивності світла не впливає на швидкість фотосинтезу. Область стабільної швидкості фотосинтезу називається областю светонасищенія. Якщо потрібно збільшити швидкість фотосинтезу у цій галузі, треба змінювати не інтенсивність світла, а будь-які інші фактори. Інтенсивність сонячного світла, що потрапляє в ясний літній день на поверхню землі, в багатьох місцях нашої планети становить приблизно 100000 люкс. Отже, рослинам, за винятком тих, які ростуть в густих лісах і в тіні, падаючого сонячного світла буває достатньо для насичення їх фотосинтетичної активності (енергія квантів, відповідних крайнім ділянок видимого діапазону - фіолетового і червоного, розрізняється всього лише в два рази, і всі фотони цього діапазону в принципі здатні здійснити запуск фотосинтезу).

У випадку низьких інтенсивностей світла швидкість фотосинтезу при 15 і 25 ° С однакова. Реакції, що протікають при таких интенсивностях світла, яківідповідають області лімітування світла, подібно істинним фотохімічним реакціям, не чутливі до температур. Однак при більш високих інтенсивностях швидкість фотосинтезу при 25 ° С значно вищий, ніж при 15 ° С. Отже, у сфері світлового насичення рівень фотосинтезу залежить не тільки від поглинання фотонів, а й від інших факторів. Більшість рослин у помірному кліматі добре функціонують в інтервалі температур від 10 до 35 ° С, найбільш сприятливі умови - це температура близько 25 ° С.

В області лімітування світлом швидкість фотосинтезу не змінюється при зменшенні концентрації СО2. Звідси можна зробити висновок, що С02 бере безпосередньої участі у фотохімічної реакції. У той же час при більш високих інтенсивностях освітлення, що лежать за межами області лімітування, фотосинтезістотно зростає при збільшенні концентрації СО2. У деяких зернових культур фотосинтез лінійно зростав при збільшенні концентрації СО2 до 0,5%. (Ці виміри проводили в короткочасних дослідах, оскільки тривала дія високих концентрацій СО2 пошкоджує листи). Високих значень швидкість фотосинтезу досягає при утриманні З02 близько 0,1%. Середня концентрація вуглекислоти в атмосфері становить від 0,03%. Тому в звичайних умовах рослинам не вистачає СО2 длятого, щоб з максимальною ефективністю використовувати потрапляє на них сонячне світло. Якщо поміщене в замкнутий об'єм рослина висвітлювати світлом насичує інтенсивності, то концентрація СО2 в обсязі повітря буде поступово зменшуватися й досягне постійного рівня, відомого під назвою "З02 компенсаційного пункту". У цій точці поява СО2 при фотосинтезі врівноважується виділенням О2 в результаті дихання (темнового і світлового). У рослин різних видів положення компенсаційних пунктів різні.

Дата добавления: 2015-07-17