Fragment notatki:
Wydajność fotosyntezy a czynniki zewnętrzne :
1.Swiatło Jest niezbędne w pierwszej fazie fotosyntezy natężenie światła zmienia się w ciągu roku, dnia, jest zależne od zanieczyszczenia powietrza, w lesie się zmienia
wraz ze wzrostem natężenia światła wzrasta intensywność przeprowadzania fotosyntezy ale tylko do pewnego czasu, gdy natężenia jest za duże następuje blokada chlorofilu i zwiększenie transpiracji. Pod wpływem tolerancji na światło rośliny dzielimy na: Światłożądne- mają duże zapotrzebowanie na światło, rośliny gór, zboża. Cienioznośne- nie rosną w pełnym świetle potrzebują jedynie 10% np. rośliny runa leśnego. 2.CO2
Przy dostatecznym oświetleniu tempo przebiegu fotosyntezy zależy od stężenia CO2. Wzrost stężenia CO2 o 0.15% powoduje wzrost intensywności fotosyntezy o 3 razy.
3.Temperatura.
Najwyższa intensywność fotosyntezy jest w temp. Od 20C-30C, za niska i za wysoka temp. Obniża i zahamowuje fotosyntezę
Przystosowanie roślin do obrony przed zimą:
- zrzucanie liści (żeby nie doprowadzić do nadmiernej utraty wody)
- rośliny iglaste - warstwa komórek tk. okrywającej o zgrubiałej kutykuli zabezpiecza tkanka liścia, przed niską temp. I parowaniem wody
- aparaty szparkowe w zagłębieniach
4.Woda
niezbędna do I fazy fotosyntezy, decyduje o rozwartości aparatów szparkowych.
Nadmierny ubytek wody powoduje:
- zamykanie szparek
- hamuje dopływ Co2
- nie zachodzi fotosynteza
5.Sole min.
- potrzebne do budowy zw. organicznych
- regulują procesy życiowe
- magnez- składnik chlorofilu
- azot- jago brak hamuje powstawanie chlorofilu
- żelazo- bierze udział w wytwarzaniu chlorofilu jak rośliny uzupełniają brak azotu?
- żyjąc w symbiozie z bakteriami azotowymi (rośliny motylkowe)
- łapiąc owady i trawiąc je (rośliny owadożerne)
Zależność fotosyntezy od czynników zewnętrznych
Fotosynteza zależy od takich czynników zewnętrznych jak :
DWUTLENEK WĘGLA
Średnie roczne stężenie CO2 w dolnych warstwach atmosfery jest na ogół stałe i wynosi około 0,03% (300 ppm). Według dokładnych pomia¬rów przeprowadzonych w 1974 r. zawartość CO2 nieco wzrosła w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat i wynosi obecnie 0,035%, wykazując wy¬raźną tendencję zwyżkową, wynoszącą około 0,00007% (0,7 ppm) na rok. Stężenie tego gazu w wodach morskich i śródlądowych jest wyższe niż w atmosferze i wynosi około 0,6%. Głównym źródłem CO2 są procesy rozkładu materii organicznej prze¬prowadzane w glebie przez mikroorganizmy, procesy oddychania wszyst¬kich żywych organizmów, procesy spalania paliw w wyniku działalności człowieka, źródła mineralne i wyziewy wulkaniczne. Dwutlenek węgla wnika do wnętrza liścia głównie przecz szparki, a tylko nieznaczna jego część poprzez skórkę, w której największy opór dyfuzyjny stawia kutykula. Transport CO2 z przestworów między¬komórkowych do wnętrza chloroplastów odbywa się natomiast znacznie wolniej . Drogę tę pokonuje CO2 pod postacią cząsteczkową, w formie H2CO3 lub jonu HC O3Penetracja C02 przez błony cytoplazmatyczne odbywa się najszybciej, gdy znajduje się on w formie cząsteczkowej. Szybkość dyfuzji tego gazu w wodzie jest około 10 000 razy mniejsza niż w powietrzu. Ten powolny transport CO2 w obrębie komórek, w połączeniu ze wglądnie jego niskim stężeniem w powietrzu jest głów¬nym czynnikiem ograniczającym intensywność fotosyntezy w pogodne dni sezonu wegetacy-jnego, przu optymalnym dostępie wody i umiarko¬wanej temperaturze powietrza. O szybkości- dyfuzji CO2 z atmosfery do chloroplastów decyduje jego stężenie w atmosferze i w centrum reakcji fotosyntetycznej. Im ta różnica jest większa, tym przemieszczanie CO2następuje szybciej. U roślin typu C4, bardzo sprawnie wiążących CO2 stężenie tego gazu w chloroplastach utrzymuje się na bardzo niskim poziomie, np. 3 ppm u kukurydzy. W takich warunkach szybkość transportu C02 do chloro¬plastów zależy od jego stężenia zewnętrznego (atmosferycznego). U roślin typu C, poziom CO2w chloroplastach jest znacznie wyższy i wynosi 30-80 ppm. Jest to uwarunkowane funkcjonowaniem procesu foto-oddychania Stężenie CO2 przy którym istnieje stan dynamicznej równowagi pomiędzy fotosyntezą i fotooddychaniem nazywamy punktem kompensacyjnym CO2. Im wyż¬sza jest jego wartość, tym niższy jest gradient stężenia tego gazu pomiędzy atmosferą i chloroplastami i tym wolniejsze jest pobieranie CC2. Dla pomidorów punkt kompensacyjny wynosi, w zależności od warunków uprawy i odmiany, 44-75 ppm. Zjawisko to powoduje dalsze zmniejsze¬nie się gradientu stężenia C0„ między atmosferą i chloroplastami, co zwalnia przebieg fotosyntezy. Stężenie CO_ w powietrzu atmosferycznym nie jest optymalne dla .przebiegu fotosyntezy. Zwiększenie jego stężenia, coraz częściej stosowane w uprawie roślin pod osłonami (szklarnie, tunele foliowe), powoduje znaczny wzrost intensywności fotosyntezy, pod warunkiem zachowania optymalnych wartości pozostałych czynników zewnętrznych. Przy stꬿeniu CO2 powyżej 0,4-0,5% u wielu roślin następuje przymykanie się szparek, co prowadzi do zmniejszenia intensywności fotosyntezy. Jak już wiemy, źródłem energii dla reakcji fazy fotoche¬micznej fotosyntezy jest promieniowanie fotosyntetycznie czynne (PAR). Do tego procesu wykorzystywana jest jedynie nieznaczna cześć PAR padającego na liść. Promieniowanie nie zaabsorbowane przez bar¬wniki fotosyntetyczne zostaje wykorzystane głównie w procesie trans-piracji jako ciepło parowania. Część promieni świetlnych zostaje przepuszczona przez blaszkę liściową (transmisja) lub odbita od jej powierzchni (refleksja). Ilość światła zaabsorbowanego, przepuszczonego i odbitego zależy od optycznych właściwości blaszki liściowej, a więc od jej grubości, gładkości kutykuli i jej zdolności do odbijania promieni świetlnych, od rodzaju i ilości bar¬wników zawartych w komórkach mezofilu fotosyntetycznego, jak również od kąta ustawienia blaszki liściowej w stosunku do kierunku padania promieni świetlnych. Największe zmiany właściwości optycznych liścia zachodzą w początkowych fazach jego rozwoju. Ilość energii świetlnej bezpośrednio wykorzystywanej do procesu fotosyntezy jest niewielka i wynosi 0,5-3,5% u roślin typu C, oraz do 7% u roślin C4 Wartość tę wyrażoną w procentach światła zaabsor¬bowanego przez liść nazywamy współczynnikiem wy¬korzystania światła w fotosyntezie. Natężenie światła fotosyntetycznie czynnego, czyli intensywność napromienienia określamy za pomocą fotointegratorów elektronicznych. W ciemności odbywa się w liściach proces oddychania mający prze¬ciwstawny do fotosyntezy kierunek wymiany gazowej . W miarę wzrostu PAR zmniejsza się udział wymiany gazowej związanej z oddychaniem, w związku z uruchomieniem procesu fotosyntezy. Przy określonym dla danego gatunku rośliny i wieku liścia natężeniu PAR, następuje skompensowanie wymiany gazowej oddychania i fotosyntezy. Objętość C0_ wydzielonego w procesie oddychania równa jest objętości tego gazu zużytego do procesu fotosyntezy. Natężenie światła, przy którym na¬stępuje kompensacja obu tych procesów nazywamy punktem kompensacyjnym świetlnym. Wartość ta zależy od gatunku rośliny, wieku liścia oraz od niektórych czynników zew¬nętrznych, zwłaszcza temperatury i stężenia CC2. Analizator CO2uży¬ty do pomiarów nie wykaże w tych warunkach żadnej wymiany gazowej między liściem i atmosferą. Wzrost natężenia PAR powyżej punktu kom¬pensacyjnego ujawni zużywanie CO2, co będzie dowodem przewagi foto¬syntezy nad oddychaniem. W miarę zwiększania się intensywności na¬promienienia wzrastać będzie intensywność fotosyntezy. U roślin typu C. przyrosty zużywania CO2 będą miały miejsce na¬wet przy maksymalnych natężeniach światła, co obrazuje stale wzno¬sząca się krzywa wykresu odnoszącego się do kukurydzy (rys. 78). Rośliny typu C^ nie mają zdolności do tak efektywnego wykorzystywa¬nia wysokich intensywności PAR i ujawniają stabilizację intensywności fotosyntezy powyżej określonej wartości napromienienia, zwanej punktem wysycenia. Punkt wysycenia układu fotosyn-tetycznego światłem zależy od rodzaju i wieku rośliny oraz od nietórych czynników zewnętrznych, np. stężenia CO2. Znaczne różnice w wartościach punktu kompensacyjnego świetlnego oraz punktu wysyce-nia istnieją pomiędzy roślinami światłolubnymi i cieniolubnymi (lub ściślej cienioznośnymi). U tych ostatnich obydwa punkty przypadają przy znacznie niższych natężeniach PAR, zwłaszcza punkt wysycenia, a intensywność fotosyntezy jest znacznie niższa niż u roślin świa-tłolubnych.Nadmiernie wysoka intensywność światła niekorzystnie wpływa na aparat fotosyntetyczny u roślin typu C4, powodując fotoutle-nianie chlorofilu iw konsekwencji obniżenie się natężenia fotosyntezy . Szcze¬gólnie wrażliwe na nadmiernie wysokie wartości PAR są rośliny cienio-lubne. Wysoka zawartość barwników karotenoidowych zwiększa odporność liści na destrukcyjny wpływ bardzo intensywnego światła. Obserwowany często spadek natężenia fotosyntezy przy bardzo wyso¬kich intensywnościach światła nie zawsze jest wynikiem fotoutlenia-nia chlorofilu. W takich bowiem warunkach blaszka liściowa ulega nadmiernemu nagrzaniu, któremu towarzyszy początkowo silny wzrost transpiracjl, czego następstwem są zaburzenia w bilansie wodnym, przymkniecie szparek i w konsekwencji ograniczenie natężenia foto¬syntezy oraz ograniczenie dalszej utraty wody.
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)