АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Вопрос 45. Экология фотосинтеза. Зависимость фотосинтеза от внешних факторов.

Влияние внешних факторов на ассимиляцию углерода. На фотосинтез влияют такие факторы как стадия развития растения, обеспеченность СО2, водой и минеральными веществами, качество и интенсивность освещения, температура. К фотосинтезу применим закон минимума- минимальное воздействие одного фактора лимитирует продуктивность всего процесса (закон Либиха).

1. Влияние освещения. Структура листа обеспечивает оптимальное поглощение света. Клетки эпидермиса в разрезе имеют форму линзы, они фокусируют свет и направляют его на нижележащие клетки палисадной паренхимы. Непоглощённые фотоны рассеиваются по пограничным поверхностям клеток губчатой паренхимы. Интенсивность направленного на лист излучения может измениться за короткий промежуток времени. Хлоропласты многих растений противостоят таким колебаниям, изменяя своё положение относительно падающего на лист света. В переориентации органелл принимают участие кальций-зависимые процессы с участием цитоскелета. Листья или побеги многих растений следуют за дневным ходом солнца таким образом, что бы листовые пластинки оставались перпендикулярными к лучам падающего света. Этот положительный фототропизм способствует максимально интенсивному освещению листьев, сокращает до минимума потери при отражении. В естественных условиях количество хлорофилла не является фактором, ограничивающим интенсивность фотосинтеза.

При небольшой силе излучения интенсивность фотосинтеза пропорциональна фотонному потоку, пока остальные факторы не являются лимитирующими. Это верно и при более высокой интенсивности света. При увеличении количества света в определённый момент наступает фотонасыщение. Как правило, в такой ситуации лимитирующим фактором служит обеспечение растения СО2. При ещё более сильном освещении фотосинтетический аппарат может повреждаться, так что активность фотосинтеза снова падает. Интенсивность света, при которой потребление СО2 полностью компенсируется выработкой СО2 при митохондриальном дыхании называется точкой световой компенсации фотосинтеза.

2. Влияние концентрации углекислого газа. У С3-растений фотосинтез при полной инсоляции (полное освещение) должен, предположительно, лимитироваться количеством доступного СО2. Путём повышения СО2 в среде можно при прочих равных условиях добиться повышения фотосинтетической активности у этих растений (метод «СО2-удобрения» тепличных культур).

3. Влияние температуры. Первичные фотохемические реакции фотосинтеза сильно зависят от температуры, как и ферментативные процессы. Данную зависимость можно описать при помощи правила Вант-Гоффа: скорость реакции увеличивается почти вдвое при повышении температуры на 10 градусов. Отсюда следует, что при низкой интенсивности освещения фотосинтез зависит от температуры меньше, чем при высокой интенсивности (лимитирующий фактор СО2). При повышающейся температуре растущая фотосинтетическая активность отражает, прежде всего, высокую скорость реакции. С другой стороны, уменьшающаяся активность фотосинтеза при температуре выше оптимума имеет сложную природу: повышается активность РУБИСКО, но уменьшается его сродство к СО2. Так же падает растворимость СО2 в воде относительно кислорода, т.е. фотодыхание с повышением температуры активируется. При высоких температурах фотосинтетический аппарат разрушается в следствии инактивации ферментов и разрушении мембран.

4. Влияние воды. Недостаток воды не означает нехватку субстрата, но действует косвенно:

1. Вызывает сильную дегидратацию клетки, разрушение ферментов и функциональных структур.

2. Ведёт к закрытию устьиц и сокращению поступления углекислого газа. При закрытых устьицах лист способен ассимилировать только освобождённый пи дыхании СО2.

Дата добавления: 2015-12-15 | Просмотры: 1244 | Нарушение авторских прав