Influența condițiilor asupra ratei procesului de fotosinteză
Să începem prin a uita la efectul luminii. Pentru fotosinteză, ca orice proces care implică reacție fotochimică, caracterizat printr-o iluminare prag inferior la care începe (aproximativ o lumânare la o distanță de 1 m). Pornind de la acest punct, dependența intensității iluminării de fotosinteză poate fi exprimată printr-o curbă logaritmică. Inițial, o creștere a intensității iluminării duce la creșterea proporțională fotosinteză (zona maximă efect). În cadrul acestui iluminare de lumină este limitată de rata de fotosinteza. Odată cu creșterea în continuare a intensității luminii, fotosinteza continuă să crească, dar mai lent (zona de efect atenuat) și, în cele din urmă, crește intensitatea luminii, iar fotosinteza nu este schimbat: regiunea de saturație lumină - platou. Panta curbelor, care exprimă dependența fotosinteză de iluminat, iar platoul randamentului depinde de:
1) Concentrația altor factori externi;
2) tipul instalației;
3) rata reacțiilor de lumină care nu necesită întuneric) fotosinteză (.
1. După cum sa menționat deja, efectul fiecărui factor depinde de intensitatea celorlalți și mai ales de ceea ce este la minim. Cel mai adesea, utilizarea luminii este limitată de lipsa de C02. Creșterea concentrației C02 determină o creștere a efectelor benefice ale intensității iluminării.
O caracteristică importantă a determinării posibilității de a plantelor să crească la mai mult sau mai puțină lumină este punctul de compensare poziție. În conformitate cu punctul de compensare este iluminarea medie la care procesele de fotosinteză și echilibrului respirației reciproc. Cu alte cuvinte, este iluminarea la care planta per unitate de timp generate în procesul de fotosinteză a materiei organice atât de mult cât de mult îl petrece în procesul de respirație. În mod firesc, creșterea plantelor verzi poate merge doar la iluminarea de deasupra punctului de compensare. Este mai scăzută rata respirației, cea mai mică punctul de compensare și cea mai mică plantele de luminanță cresc. toleranța la umbră caracterizată printr-o intensitate mai mică de respirație, și, astfel, punctul de compensare, ceea ce permite creșterea la o iluminare mai mică. Punct compensație crește semnificativ odată cu creșterea temperaturii, pe măsură ce temperatura crește mai respira creste comparativ cu fotosinteză. De aceea, în condiții de lumină slabă (de exemplu, în timpul iernii în sere) necesită temperaturi pozitive moderate; creșterea temperaturii în aceste condiții poate reduce rata de creștere a plantelor. Un număr de plante iubitoare de lumina, cum ar fi porumb, mei, sorg, crește rata de fotosinteză continuu și saturația luminii (platoul) nu este atins chiar și la cel mai înalt ILUMINARE. Pentru plante mai puțin photophilic crește intensitatea iluminării de mai mult de 50% din lumina soarelui este deja inutilă. Pentru umbra-tolerante plante și în special shade- (mosses, alge) pe platoul randamentului fotosintetic are loc la 0,5- 1% din lumina zilei.
În cele din urmă, se discută utilizarea luminii de către plante, este de asemenea necesar să se sublinieze faptul că randamentul final al produselor de fotosinteza depinde de viteza luminii nu este atât de mult cât de mult reacții întunecate. S-a arătat acum că lumina are un efect stimulator asupra activității unui număr de enzime (Rubisco, sintaza ATP, și altele.). Activarea acestor enzime prin acțiunea luminii asociate cu funcționarea tioredoxinei belka- special care conține grupări tiol și capabile de reacții redox ale:
- S - S - + 2e - + 2H + -> 2 - SH.
Thioredoxin cloroplastidiană este redus prin luarea electronii din moleculele recuperate feredoxin. Reciclată thioredoxin oxidat, oferind, la rândul ei, molecula enzimă electroni. Astfel, în timpul tranziției de la întuneric la lumină atunci când în cloroplaste începe lanț de transfer de electroni, iar molecula recuperată a format feredoxin activarea Rubisco are loc: feredoxin - thioredoxin - Rubisco. Cu toate acestea, în general, viteza de reacții ușoare crește cu intensitatea de iluminare, și reacțiile întuneric nu le gestiona. În acest sens, din nou, trebuie acordată atenție faptului că întuneric C4 calea de reacție la iluminarii ridicată sunt produse mai mici, mai rapide și a limita utilizarea fazei de lumină și, prin urmare, rata totală de fotosinteza. Poate că acest lucru se datorează faptului că activitatea enzimei carboxilaza PEP mai puternic stimulate de lumină în comparație cu RUBISCO.