Эколого-физиологические основы фотосинтеза
Цель:Сформировать понятия о природе света и его действии на вещество, о начальных и конечных продуктах фотосинтеза, расширить показать его биологическую сущность и роль в масштабе биосферы
План:
1 Влияние интенсивности и качества света
2 Влияние максимальных и минимальных концентраций углекислоты
3 Влияние температуры на интенсивность фотосинтеза
4 Влияние оводненности и минерального питания на фотосинтез
1 Влияние интенсивности и качества света. В среднем листья поглощают 80 — 85% энергии фотосинтетически активных лучей солнечного спектра (400 - 700 нм) и 25 % энергии инфракрасных лучей, что составляет около 55% от энергии общей радиации. На фотосинтез расходуется 1,5 — 2 поглощенной энергии (фотосинтетически активная радиация ФАР)
Зависимость скорости фотосинтеза от интенсивности света имеет форму логарифмической кривой (рис. Прямая зависимость скорости процесса от притока энергии наблюдается только при низких интенсивностях света. <1 синтез начинается при очень слабом освещении. Впервые было показано А. С. Фаминцыным в 1880 г. на установке искусственным освещением. Света керосиновой лампы оказалось достаточно для начала фотосинтеза и образовании крахмала в растительных клетках. У многих светолюбивых растений максимальная (100%) интенсивность фотосинтеза на дается при освещенности, достигающей половины от по солнечной, которая, таким образом, является насыщающей. Дальнейшее возрастание освещенности не увеличивает синтез и затем снижает его.
У растений, осуществляющих С3–путь фотосинтеза, насыщение происходит при более низкой интенсивности света, чем у растений с С4 –путем превращения углерода, высокая фотосинтезирующая активность которых проявляется только при высоком уровне освещенности.
Помимо интенсивности для процесса фотосинтеза важен и качественный состав света. Скорость фотосинтеза в разных участках спектра, выравненных по количеству энергии, не одна и та же. Наиболее высока интенсивность фотосинтеза в красных лучах.
Растения, выращенные на синем и красном свету, существенно различаются по составу продуктов фотосинтеза. По данным Н.П. Воскресенской (1965), при выравнивании синего и красного света по квантам, т. е. при одинаковых для фотохимической стадии фотосинтеза условиях освещения, синий свет уже через несколько секунд экспозиции активирует включение 14С в неуглеводные продукты — амино- и органические кислоты, главным образом в аланин, аспартат, малат, цитрат, и в более поздние сроки (через минуты) — во фракцию белков, а красный свет при коротких экспозициях — во фракцию растворимых углеводов и при минутных экспозициях — в крахмал. Таким образом, на синем свету по сравнению с красным светом в листьях дополнительно образуются неуглеводные продукты. Эти различия в метаболизме углерода при действии света разного качества обнаружены у целых растений с С3- и С4-путями ассимиляции СО2, у зеленых и красных водорослей; они сохраняются при различных концентрациях СО2 и неодинаковой интенсивности света. Но у изолированных хлоропластов различий в образовании крахмала на синем и красном свету не обнаружено. Полагают, что фоторецептором, с деятельностью которого связаны изменения в метаболизме углерода на синем свету у зеленых растений, являются флавины. Скорость фотосинтеза быстро и значительно увеличивается при добавке небольшого количества (20% от насыщения красного света) синего света к красному. По-видимому, это связано с тем, что фотохимическая стадия фотосинтеза регулируется синим светом.
Дата добавления: 2016-05-30; просмотров: 1844;