Как концентрация углекислого газа влияет на фотосинтез?

19 ответов на вопрос “Как концентрация углекислого газа влияет на фотосинтез?”

  1. Artur_Volk Ответить

    Концентрация СО2. Для темновых реакций нужна
    двуокись углерода, которая включается в органические соединения. В обычных
    полевых условиях именно СО2 является главным лимитирующим фактором.
    Концентрация СО2 в атмосфере составляет 0,045 %, но если повышать
    ее, то можно увеличить и скорость фотосинтеза. При кратковременном действии оптимальная
    концентрация СО2 составляет 0,5 %, однако при длительном воздействии
    возможно повреждение растений, поэтому оптимум концентрации в этом случае ниже
    – около 0,1 %. Уже сейчас некоторые тепличные культуры, например томаты, стали
    выращивать в атмосфере, обогащенной СО2.
    В
    настоящее время большой интерес вызывает группа растений, которые намного
    эффективнее поглощают СО2 из атмосферы и поэтому дают более высокий
    урожай – так называемые С4-растения.
    В
    искусственных условиях зависимость фотосинтеза от концентрации СО2
    описывается в углекислотной кривой, которая напоминает световую кривую
    фотосинтеза (рис.2.29).
    При
    концентрации СО2 0,01 % скорость фотосинтеза равна скорости дыхания
    (компенсационная точка). Углекислотное насыщение наступает при 0,2–0,3 % СО2,
    а у некоторых растениях даже при этих концентрациях наблюдается небольшое
    увеличение фотосинтеза.

    Рис. 2.29. Зависимость интенсивности фотосинтеза хвои сосны от концентрации СО2
    в воздухе
    В
    природных условиях зависимость фотосинтеза от концентрации СО2
    описывается только линейной частью кривой. Отсюда следует, что обеспеченность
    растений СО2 в природных условиях является фактором, который лимитирует
    урожай. Поэтому целесообразно выращивать растения в закрытых помещениях с
    повышенным содержанием СО2.
    Температура оказывает заметное влияние на процесс фотосинтеза, поскольку темновые, а отчасти и световые реакции фотосинтеза контролируются ферментами.
    Оптимальная температура для растений умеренного климата обычно составляет около
    25 оС.
    Поглощение
    и восстановление СО2 у всех растений с повышением температуры увеличиваются,
    пока не будет достигнут некоторый оптимальный уровень. У большинства растений
    умеренной зоны снижение интенсивности фотосинтеза начинается уже после 30 оС,
    у некоторых южных видов после 40 оС. При большой жаре (50–60 оС),
    когда начинается инактивация ферментов, а также нарушается согласованность
    разных реакций, фотосинтез быстро прекращается. По мере повышения температуры
    интенсивность дыхания повышается значительно быстрей, чем интенсивность
    естественного фотосинтеза. Это влияет на величину наблюдаемого фотосинтеза.
    Зависимость интенсивности наблюдаемого фотосинтеза от температуры  описывается температурной кривой, в которой
    выделяют три основные точки: минимум, оптимум и максимум.
    Минимум
    – та температура при которой фотосинтез начинается, оптимум – температура, при
    которой фотосинтез наиболее устойчивый и достигает наибольшей скорости,
    максимум – та температура, после достижения которой фотосинтез прекращается
    (рис. 2.30).
    Рис. 2.30. Зависимость интенсивности фотосинтеза от температуры листа: 1 – хлопчатник; 2 –подсолнечник; 3 – сорго
    Влияние кислорода. Более полувека назад было отмечено на первый взгляд парадоксальное
    явление. Кислород воздуха, который является продуктом фотосинтеза, является
    одновременно и его ингибитором: выделение кислорода и поглощение СО2
    падают по мере увеличения концентрации О2 в воздухе. Этот феномен
    назвали именем его открывателя – эффект Варбурга. Этот эффект присущ всем С3-растениям.
    И только в листьях С4-растений его не удалось выявить. Сейчас твердо
    установлено, что природа эффекта Варбурга связана с оксигеназными свойствами
    основного фермента цикла Кальвина – РДФ-карбоксилазы. При большой концентрации
    кислорода начинается фотодыхание. Установлено, что при снижении концентрации О2
    до 2–3 % фосфогликолат не образуется, исчезает и эффект Варбурга. Таким
    образом, оба эти явления – проявление оксигеназных свойств РДФ-карбоксилазы и
    образование гликолата, а также уменьшение фотосинтеза в присутствии О2
    тесно связаны один с другим.
    ?

  2. ЖаритЛето Ответить

    Активность фотосинтеза в области насыщающей интенсивности света лимитилуется концентрацией СО2 и зависит от мощности системы поглощения и восстановления углекислоты. Чем выше способность растения к восстановлению СО2, тем выше проходит световая кривая фотосинтеза
    Рис. Изменение интенсивности фотосинтеза у лебеды Atriplex triangularis, выращенной при различной освещенности.
    Поэтому у С3-растений насыщение происходит при более низкой освещенности, чем у С4-растений, которые более эффективно связывают углекислоту.
    Содержание углекислого газа
    Содержание СО2 в атмосфере составляет 0,036%, водяных паров – 2%, кислорода – 21% . азота – более 70%.
    СО2 – основной субстрат фотосинтеза. Зависимость фотосинтеза от концентрации углекислоты описывается логарифмической кривой (рис). При концентрации 0,036% интенсивность фотосинтеза составляет лишь 50% и достигает максимума при 0,3%.

    Рис. Зависимость интенсивности фотосинтеза от парциального давления СО2
    Многие биологические процессы, в которых участвуют газы (углекислый газ, кислород), определяются не концентрацией, а парциальным давлением. Например, если атмосферное давление 0,1МПа, то парциальное давление углекислого газа составит 36Па (оно вычисляется умножением молярного содержания газа на общее атмосферное давление 0,036х0,1МПа).
    У С3-растений при низких концентрациях углекислоты количество СО2 фиксированное при фотосинтезе, меньше чем количество СО2 выделенное при дыхании. При повышении СО2 можно зафиксировать точку, в которой суммарное поглощение углекислоты в фотосинтезе равно 0. Эта концентрация СО2 называется углекислотным компенсационным пунктом. Это параметр характеризует соотношение между процессами фотосинтеза и дыхания в зависимости от содержания СО2 в атмосфере.
    Содержание кислорода
    Процесс фотосинтеза обычно осуществляется в аэробных условиях. При концентрации кислорода 21%. Увеличение содержания или отсутствие кислорода для фотосинтеза неблагоприятны.
    Высокие концентрации кислорода снижают интенсивность фотосинтеза по следующим причинам: 1) повышение парциального давления активирует процесс фотодыхания (РБФ-карбоксилаза ц.Кальвина работает как оксигеназа); 20 кислород окисляет первичные восстановленные продукты фотосинтеза.
    Температура
    Зависимость интенсивности фотосинтеза от температуры имеет вид параболы с максимумом от 25о-35оС. Однако если концентрация углекислого газа в воздухе будет выше, то температурный оптимум сместится до 35-38оС. Это объясняется тем, что именно при таких температурах активно идут ферментативные реакции (темновая фаза фотосинтеза) (рис.).

    Рис. Зависимость интенсивности фотосинтеза от температуры: 1 – при высоком содержании углекислоты; 2 – при 0,036%
    Водный режим
    Вода непосредственно участвует в фотосинтезе как субстрат окисления и источник кислорода. С другой стороны, величина оводненности тканей определяет степень открывания устьиц и, следовательно, поступления СО2 в лист. При полном насыщении листа водой устьица закрываются, что снижает интенсивность фотосинтеза. Поэтому незначительный водный дефицит благоприятен для фотосинтеза. В условиях засухи происходит закрывание устьиц под влиянием абсцизовой кислоты, которая накапливается в листьях. Длительный водный дефицит приводит к ингибированию нециклического и циклического транспорта электронов и фотофосфорилирования.
    Минеральное питание
    Для нормального функционирования фотосинтетического аппарата растение должно быть обеспечено всем комплексом макро- и микроэлементов. Зависимость фотосинтеза от элементов минерального питания определяется их необходимостью для формирования фотосинтетического аппарата (пигментов, компонентов ЭТЦ, структурных и транспортных белков).
    Магний входит в состав хлорофиллов, участвует в деятельности сопрягающих белков при синтезе АТР, влияет на активность реакций карбоксилирования и восстановления NADP+.
    Железо необходимо для функционирования цитохромов, ферредоксина (компоненты ЭТЦ). Недостаток железа нарушает функционирование циклического и нециклического фотофосфорилирования, синтез пигментов, нарушает структуру хлоропластов.
    Марганец и хлор необходимы для фотолиза воды.
    Медь входит в состав пластоцианина.
    Азот входит в состав хлорофиллов, аминокислот. Недостаток его сказывается активности фотосинтеза в целом.
    Фосфор необходим для фотохимических и темновых реакций фотосинтеза. Отрицательно сказываются как недостаток, так и избыток его (нарушается проницаемость мембран)
    Калий необходим для формирования гранистой структуры хлоропластов, работы устьиц, поглощения клетками воды. При недостатке калия нарушаются все процессы фотосинтеза.

  3. Ice-Ice Baby Ответить

    Муниципальное образовательное учреждение
    «Архангельская средняя общеобразовательная школа»
    Исследовательская работа
    Тема:  Влияние различных факторов на скорость фотосинтеза
    Автор:  Борисова Александра, учащаяся 10 класса МОУ «Архангельская СОШ»
    Руководитель работы: Логвин Андрей Николаевич,  учитель биологии
    д.Шелоховская
    2009
    Содержание
    Введение – стр.3
    Глава 1. Фотосинтез – стр.4
    Глава 2. Абиотические факторы – свет и температура. Их роль для жизни растений – стр.5
    2.1. Свет- стр.5
    2.2. Температура – стр.6
    2.3. Газовый состав воздуха – стр.7
    Глава 3. Влияние различных факторов на скорость фотосинтеза – стр.983.1. Метод «крахмальной пробы» – стр.9
    3.2. Зависимость фотосинтеза от интенсивности освещения – стр.10
    3.3. Зависимость интенсивности фотосинтеза от температуры – стр.11
    3.4. Зависимость интенсивности фотосинтеза от концентрации углекислого газа в атмосфере – стр.12
    Заключение – стр.12
    Источники информации – стр.13
    Ведение
    Жизнь на Земле зависит от Солнца. Приемником и накопителем энергии солнечных лучей на Земле являются зеленые листья растений как специализированные органы фотосинтеза. Фотосинтез — уникальный процесс создания органических веществ из неорганических. Это единственный на нашей планете процесс, связанный с превращением энергии солнечного света в энергию химических связей, заключенную в органических веществах. Таким способом поступившая из космоса энергия солнечных лучей, запасенная зелеными растениями в углеводах, жирах и белках, обеспечивает жизнедеятельность всего живого мира — от бактерий до человека.
    Выдающийся русский ученый конца XIX — начала XX в. Климент Аркадьевич Тимирязев (1843-1920) роль зеленых растений на Земле назвал космической.
    К.А. Тимирязев писал: «Все органические вещества, как бы они ни были разнообразны, где бы они ни встречались, в растении ли, в животном или человеке, прошли через лист, произошли от веществ, выработанных листом. Вне листа или, вернее, вне хлорофиллового зерна в природе не существует лаборатории, где бы выделялось органическое вещество. Во всех других органах и организмах оно превращается, преобразуется, только здесь оно образуется вновь из вещества неорганического».[1]
    Актуальность выбранной темы обусловлена тем что Все мы зависим от фотосинтезирующих растений и необходимо знать, какими способами можно повысить интенсивность фотосинтеза..
    Объект исследования – комнатные растения
    Предмет исследования –  влияние различных факторов на скорость фотосинтеза.
    Цели:
    Систематизация, углубление и закрепление знаний по фотосинтезу растений и абиотическим факторам окружающей среды.
    2.   Изучить зависимость скорости фотосинтеза от интенсивности освещения, температуры и концентрации углекислого газа в атмосфере.
    Задачи:
    Изучить литературу по фотосинтезу растений, обобщить и углубить знания о влиянии абиотических факторов на фотосинтез растений.
    Изучить влияние различных факторов на скорость фотосинтеза.
    Гипотеза исследования:  Скорость фотосинтеза возрастает при увеличении интенсивности освещения, температуры и концентрации углекислого газа в атмосфере.
    Методы исследования:
    Изучение и анализ литературы
    Наблюдение, сравнение, эксперимент.
    Глава 1. Фотосинтез.
    Процесс образования клетками зеленых растений и циано-бактериями органических веществ с участием света. В зеленых растениях происходит при участии пигментов (хлорофиллов и некоторых других), имеющихся в хлоропластах и хроматофорах клеток. Из веществ, бедных энергией (оксид углерода и вода), образуется углевод глюкоза и освобождается свободный кислород.
    В основе фотосинтеза лежит окислительно-восстановитсльный процесс: электроны переносятся от донора-восстановителя (вода, водород и др.) к акцептору (оксид углерода, ацетат). Образуется восстановленное вещество (углевод глюкоза) и кислород, если окисляется вода.  Различают две фазы фотосинтеза:
    – световая (или светозависимая);
    – темновая.
    В световую фазу происходит накопление свободных атомов дорода, энергии (синтезируется АТФ). Темновая фаза фотосинтеза — ряд последовательных ферментативных реакций, и прежде всего реакций связывания углекислого газа (проникает в лист из атмосферы). В итоге образуются углеводы, сначала моносахариды (гексоза), затем  – сахариды и полисахариды (крахмал). Синтез глюкозы идет с поглощением большого количества энергии (используется АТФ, синтезированная в световую фазу). Для удаления лишнего кислорода из диоксида углерода ис- пользуется водород, образовавшийся в световую фазу и находящийся в непрочном соединении с переносчиком водородм (НАДФ). Лишний кислород оказывается в связи с тем, что в диоксиде углерода число атомов кислорода вдвое больше, чем число атомов углерода, а в глюкозе число атомов углерода и кислорода равное.
    Фотосинтез — единственный процесс в биосфере, ведущий к увеличению энергии биосферы за счет внешнего источника — Солнца и обеспечивающий существование как растений, так и всех гетеротрофных организмов.
    В урожай переходит менее 1—2% солнечной энергии.
    Потери: неполное поглощение света; лимитирование процесса на биохимических и физиологических уровнях.
    Пути повышения эффективности фотосинтеза:
    – обеспечение растений водой;
    – обеспечение минеральными веществами и углекислым газом;
    – создание благоприятной для фотосинтеза структуры посевов;
    – селекция сортов с высокой эффективностью фотосинтеза.[2]
    Глава 2. Абиотические факторы – свет и температура.
    Их роль для жизни растений.
    Абиотическими факторами называются все элементы неживой природы, влияющие на организм. Среди них наиболее важными являются свет, температура, влажность, воздух, минеральные соли и др. Часто их объединяют в группы факторов: климатические, почвенные, орографические, геологические и др.
    В природе трудно отделить действие одного абиотического фактора от другого, организмы всегда испытывают их совместное влияние. Однако для удобства изучения абиотические факторы обычно рассматриваются по отдельности.
    2.1. Свет
    Среди многочисленных факторов свет как носитель солнечной энергии является одним из основных. Без него невозможна фотосинтетическая деятельность зеленых растений. В то же время прямое воздействие света на протоплазму смертельно для организма. Поэтому многие морфологические и поведенческие свойства организмов обусловлены действием света.
    Солнце излучает в космическое пространство громадное количество энергии, и хотя на долю Земли приходится лишь одна двухмиллионная часть солнечного излучения, его хватает на обогрев и освещение нашей планеты. Солнечное излучение – это электромагнитные волны самой разной длины, а также радиоволны длиной не более 1 см.
    Среди солнечной энергии, проникающей в атмосферу Земли, имеются видимые лучи (их около 50%), теплые инфракрасные лучи (50%) и ультрафиолетовые лучи (около 1%). Для экологов важны качественные признаки света: длина волны (или цвет), интенсивность (действующая энергия в калориях) и продолжительность воздействии (длина дни).
    Видимые лучи (мы называем их солнечным светом) состоят из лучей разной окраски и разной длины волн. Свет имеет очень большое значение в жизни всего органического мира, так как с ним связана активность животных и растений – только в условиях видимого света протекает фотосинтез.
    В жизни организмов важны не только видимые лучи, но и другие виды лучистой энергии, достигающие земной поверхности: ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, электромагнитные (особенно радиоволны) и даже гамма- и икс-излучение. К примеру, ультрафиолетовые лучи с длиной волны 0,38-0,40 мк обладают большой фотосинтезирующей активностью. Эти лучи, особенно когда они представлены в умеренных дозах, стимулируют рост и размножение клеток, способствуют синтезу высокоактивных биологических соединений, повышая в растениях содержание витаминов и антибиотиков, увеличивают устойчивость растительных клеток к различным заболеваниям.
    Среди всех лучей солнечного света обычно выделяются лучи, так или иначе оказывающие влияние на растительные организмы, особенно на процесс фотосинтеза, ускоряя или замедляя его протекание. Эти лучи принято называть физиологически активной радиацией (сокращенно – ФАР). Наиболее активными среди ФАР являются: оранжево-красные (0,65-0,68 мк), сине-фиолетовые (0,40-0,50 мк) и близкие ультрафиолетовые (0,38-0,40 мк). Меньше всего поглощаются желто-зеленые лучи (0,50-0,58 мк) и почти не поглощаются инфракрасные. Лишь далекие инфракрасные лучи с длиной волны более 1,05 мк принимают участие в теплообмене растений и потому оказывают некоторое положительное воздействие, особенно в местах с низкими температурами.[3]
    Зеленым растениям свет нужен для образования хлорофилла, формирования гранальнои структуры хлоропластов; он регулирует работу устьичного аппарата, влияет на газообмен и транспира-цию, активизирует ряд ферментов, стимулирует биосинтез белков и нуклеиновых кислот. Свет влияет на деление и растяжение клеток, ростовые процессы и на развитие растений, определяет сроки цзетения и плодоношения, оказывает формообразующее воздействие. Но самое большое значение имеет свет в воздушном питании растений, в использовании ими солнечной энергии в процессе фотосинтеза.[4]
    2.2. Температура
    Тепловой режим – одно из важнейших условий существования организмов, так как все физиологические процессы возможны лишь при определенных температурах. Приход тепла на земную поверхность обеспечивается солнечными лучами и распределяется по Земле в зависимости от высоты стояния Солнца над горизонтом и угла падения солнечных лучей. Поэтому тепловой режим неодинаков на разных широтах и на разной высоте над уровнем моря.
    Температурный фактор характеризуется ярко выраженными сезонными и суточными колебаниями. Это действие фактора в ряде районов Земли имеет важное сигнальное значение в регуляции сроков активности организмов, обеспечивая их суточный и сезонный режим жизни.
    В характеристике температурного фактора очень важны его крайние показатели, продолжительность их действия, а также то, как часто они повторяются. Изменение температуры в местах обитания, выходящее за пределы пороговой терпимости организмов, сопровождается их массовой гибелью.
    Значение температуры для жизнедеятельности организмов проявляется в том, что она изменяет скорость физико-химических процессов в клетках. Температура влияет на анатомо-морфологические особенности организмов, оказывает воздействие на ход физиологических процессов, рост, развитие, поведение и во многих случаях определяет географическое распространение растений.[5]
    2.3. Газовый состав воздуха.
    Кроме физических свойств воздушной среды, для существования наземных организмов чрезвычайно важны ее химические особенности. Газовый состав воздуха в приземном слое атмосферы довольно однороден в отношении содержания главных компонентов (азот — 78,1, кислород — 21,0, аргон —0,9, углекислый газ — 0,03% по объему) благодаря высокой диффузионной способности газов и постоянному перемешиванию конвекционными и ветровыми потоками. Однако различные примеси газообразных, капельно-жидких и твердых (пылевых) частиц, попадающих в атмосферу из локальных источников, могут иметь  существенное  экологическое  значение.
    Высокое содержание кислорода способствовало повышению обмена веществ у наземных организмов по сравнению с первично-водными. Кислород, из-за постоянно высокого его содержания в воздухе, не является фактором, лимитирующим жизнь в наземной среде. Лишь местами, в специфических условиях, создается временный его дефицит, например в скоплениях разлагающихся растительных остатков, запасах зерна, муки и т. п.
    Содержание углекислого газа может изменяться в отдельных участках приземного слоя воздуха в довольно значительных пределах. Например, при отсутствии ветра в центре больших городов концентрация его возрастает в десятки раз. Закономерны суточные изменения содержания углекислоты в приземных слоях, связанные с ритмом фотосинтеза растений, и сезонные, обусловленные изменениями интенсивности дыхания живых организмов, преимущественно микроскопического населения почв. Повышенное насыщение воздуха углекислым газом возникает в зонах вулканической активности, возле термальных источников и других подземных выходов этого газа. В высоких концентрациях углекислый газ токсичен. В природе такие концентрации встречаются редко.
    В природе основным источником углекислоты является так называемое почвенное дыхание.  Углекислый газ диффундирует из почвы в атмосферу, особенно энергично во время дождя.
    В современных условиях мощным источником поступления дополнительных количеств С02 в атмосферу стала деятельность человека по сжиганию ископаемых запасов топлива.
    Низкое содержание углекислого газа тормозит процесс фотосинтеза. В условиях закрытого грунта можно повысить скорость фотосинтеза, увеличив концентрацию углекислого газа; этим пользуются в практике тепличного и оранжерейного хозяйства. Однако излишние количества С02 приводят к отравлению растений.
    Азот воздуха для большинства обитателей наземной среды представляет инертный газ, но ряд микроорганизмов (клубеньковые бактерии, азотобактер, клостридии, сине-зеленые водоросли и др.) обладает способностью связывать его и вовлекать в биологический круговорот.
    Местные примеси, поступающие в воздух, также могут существенно влиять на живые организмы. Это особенно относится к ядовитым газообразным веществам— метану, оксиду серы (IV), оксиду углерода (II), оксиду азота (IV), сероводороду, соединениям хлора, а также к частицам пыли, сажи и т. п., засоряющим воздух в промышленных районах. Основной современный источник химического и физического загрязнения атмосферы антропогенный: работа различных промышленных предприятий и транспорта, эрозия почв и т. п. Оксид серы (S02), например, ядовит для растений даже в концентрациях от одной пятидесятитысячной до одной миллионной от объема воздуха. Вокруг промышленных центров, загрязняющих атмосферу этим газом, погибает почти вся растительность. Некоторые виды растений особо чувствительны к S02 и служат чутким индикатором его накопления в воздухе. Например, лишайники погибают даже при следах оксида серы (IV) в окружающей атмосфере. Присутствие их в лесах вокруг крупных городов свидетельствует о высокой чистоте воздуха. Устойчивость растений к примесям в воздушной среде учитывают при подборе видов для озеленения населенных пунктов. Чувствительны к задымлению, например, обыкновенная ель и сосна, клен, липа, береза. Наиболее устойчивы туя, тополь канадский, клеи американский, бузина и некоторые другие.[6]
    Глава 3. Влияние различных факторов на скорость фотосинтеза.
    Скорость процесса фотосинтеза зависит как от интенсивности света, так и от температуры. Лимитирующими факторами фотосинтеза могут быть также концентрация диоксида углерода, вода, элементы минерального питания, участвующие в построении фотосинтезирующего аппарата и являющиеся исходными компонентами для фотосинтеза органического вещества.
    При определении интенсивности фотосинтеза используют две группы методов: 1) газометрические — регистрирующие количество поглощенного углекислого газа или выделенного кислорода; 2) методы учета количества образующегося при фотосинтезе органического вещества.
    Простой и наглядный метод “крахмальной пробы”. Метод основан на обнаружении и оценке количества накопленного при фотосинтезе крахмала с помощью раствора иода в йодистом калии.
    3.1.  Метод «крахмальной пробы»
    Цель. Познакомиться с методом «крахмальной пробы».
    Методика опыта.
    Обильно полейте растение, поставьте в теплое темное место (в шкаф или ящик) или затемните отдельные листья темными пакетами из плотной черной бумаги. В темноте листья постепенно теряют крахмал, который гидролизует-ся до Сахаров и используется на дыхание, рост, отводится в другие органы.
    Через 3 — 4 сут. проверьте обескрахмаливание листьев. Для этого вырежьте из затемненного листа кусочки, поме тите в пробирку с водой (2 — 3 мл) и прокипятите 3 мин, чтобы убить клетки и увеличить проницаемость цитоплазмы. Затем слейте воду и прокипятите несколько раз в этиловом спирте (по 2 — 3 мл), каждые 1—2 мин меняя раствор, пока кусочек ткани листа не обесцветится (кипятить надо на водяной бане, так как при пользовании спиртовкой спирт может вспыхнуть!). Слейте последнюю порцию спирта, добавьте немного воды для размягчения тканей листа (в спирте они становятся хрупкими), поместите кусочек ткани в чашку Петри и обработайте раствором иода. При полном обескрах-маливании синее окрашивание отсутствует и с такими листьями можно ставить опыт. При наличии даже небольшого количества крахмала работать с листом не следует, так как это затруднит наблюдение за образованием крахмала. Обескрахмаливание следует продлить еще на 1 — 2 сут.
    Лишенные крахмала листья необходимо срезать с растения, обновить срез под водой и опустить черешок в пробирку с водой. Лучше работать со срезанными листьями, так как вновь образованный крахмал в этом случае не оттекает в другие органы.
    Листья помещают в различные условия, предусмотренные задачами настоящей работы. Для накопления крахмала листья следует держать на расстоянии не менее 30—40 см от лампы 100 — 200 Вт и избегать перегрева с помощью вентилятора. Через 1 — 1,5 ч из листьев каждого варианта вырежьте три кусочка ткани одинаковой формы (круг, квадрат), обработайте так же, как и при проверке на полноту обескрахмаливания. В зависимости от условий опыта в листьях будет накапливаться различное количество крахмала, которое можно определить по степени его посинения. Так как накопление крахмала в отдельных участках листа может варьировать, из него берут не менее трех кусочков для анализа его содержания. Для оценки результатов пользуются усредненными значениями из трех повторностей.
    Степень посинения листа оценивается в баллах:
    темно-синий —   3;
    средне-синий — 2;
    слабо-синий —   1;
    окраски нет  —   0.[7]
    3.2. Зависимость фотосинтеза от интенсивности освещения.
    Цель. Определить зависимости фотосинтеза от интенсивности освещения.
    Методика опыта.
    Листья пеларгонии, подготовленные к опыту, поместите: один в полную темноту; второй — на рассеянный дневной свет; третий — на яркий свет. Через указанное время определите в листьях наличие крахмала.
    Сделайте вывод о влиянии интенсивности освещения на скорость фотосинтеза.[8]
    Ход работы.
    Обильно полили герань, поставили в теплое темное место (в шкаф).
    Через 3 суток проверили обескрахмаливание листьев. Для этого вырезали из затемненного листа кусочки, поместили в пробирку с водой (2 — 3 мл) и прокипятили 3 мин, чтобы убить клетки и увеличить проницаемость цитоплазмы. Затем слили воду и прокипятили на водяной бане несколько раз в этиловом спирте (по 2 — 3 мл), каждые 1—2 мин меняя раствор, пока кусочек ткани листа не обесцветился. Слили последнюю порцию спирта, добавили немного воды для размягчения тканей листа (в спирте они становятся хрупкими), поместили кусочек ткани в чашку Петри и обработали раствором иода.
    Наблюдаем полное обескрахмаливание – синее окрашивание отсутствует.
    Лишенные крахмала листья срезали с растения, обновили срез под водой и опустили черешок в пробирку с водой. Листья герани, подготовленные к опыту, поместили: один в полную темноту; второй — на рассеянный дневной свет; третий — на яркий свет.
    Через 1 ч из листьев каждого варианта вырезали три кусочка ткани одинаковой формы, обработали так же, как и при проверке на полноту обескрахмаливания.
    Результат.
    Степень посинения листа в темноте – 0 баллов, на рассеянном свету – 1 балл, на ярком свете – 3 балла.
    Вывод. При увеличении интенсивности освещения скорость фотосинтеза увеличилась.
    3.3. Зависимость интенсивности фотосинтеза от температуры.
    Цель. Определить зависимость фотосинтеза от температуры.
    Методика опыта.
    Подготовленные листья пеларгонии поставьте на равном расстоянии от мощного источника света: один на холод (между рамами окна), другой — при комнатной температуре. Через указанное время определите наличие крахмала.
    Сделайте вывод о влиянии температуры на интенсивность фотосинтеза.[9]
    Ход работы.
    Лишенные крахмала листья поставили на равном расстоянии от лампы: один на холод (между рамами окна), другой — при комнатной температуре. Через 1 ч из листьев каждого варианта вырезали три кусочка ткани одинаковой формы, обработали так же, как и при проверке на полноту обескрахмаливания.
    Результат.
    Степень посинения листа на холоде – 1 балл, при комнатной температуре – 3 балла.
    Вывод. При увеличении температуры скорость фотосинтеза увеличилась.
    3.4. Зависимость интенсивности фотосинтеза от концентрации углекислого газа в атмосфере.
    Цель. Определить зависимость интенсивности фотосинтеза от концентрации углекислого газа в атмосфере
    Методика опыта.
    Листья пеларгонии, подготовленные к работе, поставьте в сосуд с водой, а сосуд — на кусок стекла под стеклянным колпаком. Туда же поместите маленькую чашечку с 1—2 г соды, в которую добавьте 3 — 5 мл 10%-ной серной или соляной кислоты. Замажьте стык между стеклом и колпаком пластилином. Другой лист оставьте в классе. При этом освещенность и температура обоих листьев должны быть одинаковы. Через указанное время проведите учет накопленного в листьях крахмала, сделайте вывод о влиянии концентрации СОг на интенсивность фотосинтеза.[10]
    Ход работы.
    Листья герани, подготовленные к работе, поставили в сосуд с водой, а сосуд — на кусок стекла под стеклянным колпаком. Туда же поместили маленькую чашечку с 2 г соды, в которую добавьте  5 мл 10%-ной соляной кислоты. Замазали стык между стеклом и колпаком пластилином. Другой лист оставили в классе. При этом освещенность и температура обоих листьев одинаковы.
    Результат.
    Степень посинения листа  в классе – 2 балл, под колпаком – 3 балла.
    Вывод. При увеличении концентрации углекислого газа в атмосферы скорость фотосинтеза увеличилась.
    Заключение
    Проделав практическую часть исследовательской работы, мы пришли к выводу, что наша гипотеза подтвердилась. Действительно,  интенсивность фотосинтеза зависит от температуры, освещенности, содержания углекислого газа в атмосфере.
    Источники информации.
    1. Лемеза Н.А., Лисов Н.Д. Клетка – основа жизни. Учеб. Пособие. – Мн.: НКФ «Экоперспектива», 1997.
    2. Никишов А.И. Биология. Конспективный курс. Учеб.пособие. – М.: ТЦ «Сфера», 1999.
    3.Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Кумченко В.С. Биология: 6 класс: Учебник для учащихся общеобразовательных учреждений /Под ред. проф. И.Н.Пономаревой. – М.: Вентана-граф,2008.
    4. Пономарева И.Н. Экология. – М.: Вентана-Граф,2006.
    5. Чернова Н.М., Былова А.М. Экология: Учеб.пособие для студентов биол. спец. пед. ин-тов. – М.: Просвещение, 1988

  4. Shakagal Ответить

    Фотосинтетическая деятельность растений зависит от многих внешних факторов, и главные из них – условия освещения ( интенсивность, спектральный состав света), доступность и концентрация СО2 , температура среды, водоснабжение и минеральное питание. Факторы внешней среды ( экзогенные, экологические, факторы), воздействуя на отдельные реакции фотосинтеза, вызывают изменение активности фотосинтетического аппарата в целом, что в конечном счете определяет общую продуктивность растений.
    Зависимость фотосинтеза от интенсивности света, по мере увеличения интенсивности света нарастание фотосинтеза становится все менее выраженным и при достаточном количестве освещенности наступает фотосинтетическая активность растения. Спектральный состав света определяет общую интенсивность фотосинтеза, активность его отдельных реакций и набор синтезируемым продуктов.
    В опытах Н.П. Воскренского было показано специфическое действие синего света на фотосинтетический аппарат растений. При выравнивании синего и красного освещения по квантам на синем свету у растений увелчивалось общая активность ассимиляции со2 что было обусловлено активацией в этих условиях трпанспорта электронов в ЭТЦ хлоропластов и ферментов углеродного цикла. Качество света определяло и состав продуктов, образующихся при фотосинтезе. Так на синем свету приемущественно синтезировались органические кислоты и аминокислоты, а позднее белки, тогда как индуцировал сначала синтез растворимых углеводов, а в дальнейшем крахмала.
    Влияние на фотосинтез СО2.Содержание СО2 в природе является одним из важнейших факторов, определяющих скорость фотосинтеза . Увеличение концентрации СО2 приводит к увеличению интенсивности фотосинтеза. Концентрация СО2 при которой его поглощение в процессе фотосинтеза уравновешено выделением углекислоты в ходе дыхания ( темнового и светового), называется углекислотным компенсационным пунтком ( УКП). Положение УКП мождет зависеть от вида растений.
    Влияние температуры на фотосинтезДля большинтсав растений С3 типом фотосинтеза умеренной климатической зоной является 20-25 С. У растений С4 путем фотосинтеза и САМ типом фотосинтеза температурный оптимум приодится 30-35С. При дальнешем повышении температуры СО2 фиксация уменьшается и снижается тургор в листьях и закрывается устьица.
    В растениях небольшую термозависимость проявляют ракции углеродных циклов. Весьма чувстивительны к температуре и транспорт электронов и синтез АТФ. Первичные реакции фотосинтеза от температуры не зависят.
    Влияние водного режима на фотосинтез.Значение водного режима воды для фотосинтеза опрпеделяется в первую очередь действием воды на на состояние устьиц листа: до тех пор пока устица остаются оптимально открытыми, интенсивность фотосинтеза не изменятся под влиянием колебаний водного баланса. При длительном дефиците воды возможно снижение общей фотосинтетической продуктивности растений, в том числе и за счет уменьшения величины листьев, а сильное обезвоживание может в итоге вызвать нарушение структуры хлоропластов и полную потерю фотосинтетической активности растения.

  5. DIC3 Ответить

    Существует несколько основных способов, с помощью которых возрастающие концентрации CO? в атмосфере влияют на фотосинтез, и они связаны с различными типами фотосинтеза. Чтобы правильно ответить на ваш вопрос, я приведу некоторые сведения о самом фотосинтезе.
    Фотосинтез развивался в атмосфере с высоким содержанием CO? до обогащения кислородом атмосферы (что на самом деле произошло в результате фотосинтеза). Большинство видов растений осуществляют фотосинтез С3 . В этих растениях диоксид углерода диффундирует в клетку, где он фиксируется рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилазооксигеназой (RuBisCO) в молекулу с 3 углеродами (следовательно, C3), которая затем полимеризуется с образованием сахаров. Важным фактом о RuBisCO является то, что он обладает активностью как карбоксилазы (углерод-фиксация), так и оксигеназы (кислород-фиксация). Это означает, что кислород и углекислый газ конкурируют за активный сайт в ферментном комплексе, что приводит к тому, что RuBisCO является довольно неэффективным и медленно фиксирует углерод при более высоких концентрациях кислорода. Это не имело значения в атмосфере с высоким содержанием CO? в начале Земли, но в сегодняшней атмосфере концентрации O? достаточно высоки, что серьезно ограничивает продуктивность растений C3.
    Однако растения все это время не только медленно росли – несколько механизмов для повышения эффективности фотосинтеза были разработаны. Наиболее влиятельные системы включают концентрацию углекислого газа в определенной области, исключая кислород, и концентрацию RuBisCO в этой же области. Это позволяет избежать конкуренции кислорода за активный сайт и позволяет RuBisCO работать более эффективно. Ключевой адаптацией здесь является фотосинтез С4 – система, которая присутствует в большинстве трав и во многих наиболее продуктивных растениях на Земле (например, кукуруза, сахарный тростник, мискантус). Он развивался как минимум 62 раза независимо. Это работает благодаря тому, что RuBisCO сконцентрирован в клетках оболочки пучка, которые окружены слоем суберина. Этот слой предотвращает выход CO? и проникновение O?. CO? из атмосферы затем фиксируется в разных клетках – «клетках мезофилла» – другим ферментом – фосфоенолпируваткарбоксилазой (PEPC) , в результате чего образуется молекула из четырех атомов углерода (следовательно, C4). Эта 4-углеродная кислота (малат или оксалоацетат в зависимости от системы) затем помещается в ячейки оболочки пучка. Там CO? снова высвобождается различными ферментами в зависимости от системы, создавая высокую концентрацию CO? в клетке, где RuBisCO может эффективно работать.
    В целом, растения С4 намного (примерно на 50%) более эффективны, чем их аналоги С3, и они особенно хорошо адаптированы к высоким температурам и влажной среде. Итак, чтобы ответить на ваш первый вопрос: по мере того, как уровень СО2 в атмосфере будет продолжать расти, растения С3 постепенно будут способны более эффективно фотосинтезировать. Интересно, что растения C4, по прогнозам, также выиграют от увеличения содержания CO2 в атмосфере. Если глобальные температуры повысятся, как прогнозировалось, растения C3 и C4 смогут работать более эффективно, чем они в настоящее время, вплоть до максимальной температуры, после которой ферменты начнут денатурации быстрее, и эффективность снизится. Одно из соображений заключается в том, что разница в эффективности между системами C3 и C4 уменьшится, что может существенно изменить состав растительных сообществ по всему миру.
    Это огромное упрощение, но оно точно для прогнозируемых общих эффектов. Локализованные эффекты (т.е. изменения производительности в конкретном регионе или для конкретной культуры) будут зависеть от среды обитания, физиологии и т. Д.
    Некоторые ключевые документы, чтобы запустить вас в литературу:
    Leakey, ADB, Bernacchi, CJ, Dohleman, FG, Ort, DR & Long, SP (2004). Будет ли повышаться уровень фотосинтеза кукурузы (Zea mays) в кукурузном поясе США в будущих атмосферах, богатых [CO2]? Анализ суточных ходов поглощения СО2 при обогащении в атмосферном воздухе (FACE) . Биология глобальных изменений. [Online] 10 (6), 951–962. Доступно по адресу: doi: 10.1111 / j.1529-8817.2003.00767.x [По состоянию на 31 января 2012 г.].
    Морган, JA, LeCain, DR, Пендалл, Э., Блюменталь, Д.М., Кимбалл, Б.А., Каррильо, Ю., Уильямс, Д.Г., Хейслер-Уайт, Дж., Дейкстра, FA & West, M. (2011) C4 травы процветать, так как углекислый газ устраняет высыхание на прогретых полузасушливых пастбищах . Природа. [Online] 476 (7359), 202–205. Доступно по адресу: doi: 10.1038 / nature10274 [Доступ: 31 января 2012 г.].

  6. Landawyn Ответить

    Важный фактор, оказывающий непосредственное влияние на процесс фотосинтеза – это концентрация углекислого газа в окружающей среде. Наименьшая концентрация СО2, при которой начинается фотосинтез, находится в области 0,008 – 0,01%. При повышении его содержания интенсивность фотосинтеза сначала пропорционально увеличивается, затем возрастание замедляется и наступает насыщение фотосинтеза углекислым газом. Концентрация С02 в атмосферном воздухе (0,03%) обычно недостаточна для насыщения фотосинтеза. Максимальная величина фотосинтеза, достигаемая при благоприятных условиях освещения, температуры и концентрации С02, колеблется обычно от 50 до 2мгС02/дм2 в час. Несмотря на относительно низкое содержание углекислого газа в воздухе, фотосинтез в природной обстановке при условии достаточного обмена воздуха протекает достаточно интенсивно – 40…50мг С02/дм2 в час и выше.
    Большое значение для протекания и интенсивности фотосинтеза имеет содержание воды в растении и условия его водоснабжения, так как из воды и углекислого газа синтезируются органические вещества, и коллоиды цитоплазмы должны быть насыщены водой. Вода для растений является прямым реагентом реакции фотосинтеза, а также для покрытия расхода на испарение с тем, чтобы ткани не подсыхали и не перегревались. Обезвоживание листа вызывает снижение интенсивности фотосинтеза.
    Приспособленность растений к разным условиям водного режима определила существование групп растений, по-разному реагирующих на обезвоживание. При почвенной и атмосферной засухе не только снижается интенсивность фотосинтеза, но также сказывается на образовании высокомолекулярных продуктов фотосинтеза, особенно белков.
    В значительной степени может воздействовать на интенсивность фотосинтеза насыщенность атмосферного воздуха водой. В случае насыщенности воздуха парами воды транспирация листьев затрудняется, в результате чего повышается их температура и уменьшается интенсивность фотосинтеза растений. Атмосферная сухость воздуха ведет к дефициту воды в листьях, что также снижает интенсивность фотосинтеза растений.
    Литература:
    Молчанов А.Г., Авдеева В.Н.Энергосберегающая технология выращивания тепличных культур / В сборнике: Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве 77-я научно-практическая конференция. 2013. С. 184-187.
    Молчанов А.Г., Авдеева В.Н.Регулирование облученности растений защищенного грунта / В сборнике: Физико-технические проблемы создания новых экологически чистых технологий в агропромышленном комплексе V Российская научно-практическая конференция. 2009. С. 3-6.
    Молчанов А.Г., Авдеева В.Н.Инновационная технология выращивания тепличных овощных культур / В сборнике: Инновации аграрной науки и производства: состояние, проблемы и пути решения 2008. С. 83-86
    Безгина Ю.А., Лобейко Ю.А., Колосова О.Ю., Гончаров В.Н., Авдеева В.Н.Стратегии региональной экономико-экологической безопасности // Вестник АПК Ставрополья. 2016. № 3 (23). С. 240-243.

  7. Mentol00 Ответить

    Интенсивность фотосинтеза незначительно меняется под воздействием количества падающей радиации, так как ее количество лист регулирует с помощью фототаксиса хлоропластов. При избытке света может наступать разрушение фотосинтетического аппарата.
    Температура воздуха положительно влияет на интенсивность фотосинтеза, если повышается до 25-35оС, но при более высоких показателях может снижать интенсивность фотосинтеза за счет перегрева листа. Температура листьев зависит от угла падения на них солнечных лучей. При расположении листьев параллельно лини падения солнечных лучей, перегрева не наблюдается, таким образом растение может регулировать температуру с помощью движений листьев. Нижняя температурная граница, при которой может осуществляться фотосинтеза, составляет около -5оС (у хвойных пород зимой), оптимальна температура около 25оС.
    Водный режим определяет степень обводненности тканей и, следовательно, поглощение энергии солнечной радиации, поступление и ассимиляцию углекислого газа, систему ферментативных реакций в фотосистеме П, интенсивность транспирации. При водном дефиците происходит деградация сформированных хлоропластов, изменяется структурная связь хлорофилла с белками, увеличивается количество прочносвязанной воды. Дефицит воды в листьях может быть общим показателем фотосинтеза, поскольку в нем отражается влияние влажности почвы и всех метеорологических факторов (температуры, влажности воздуха, радиационного режима).
    Минеральное питание. Корневая система усваивает различные макро и микроэлементы, необходимые для процесса фотосинтеза, для формирования фотосинтетического аппарата: хлорофиллов, каротиноидов, ферредоксинов, других ферментов и коферментов. Необходимо поступление и микроэлементов (магния, марганца, серы, железа), и макроэлементов (азота, калия, фосфора), без которых невозможны ни процессы образования макроэргических молекул, ни биосинтез продуктов фотосинтеза. При недостатке азота и фосфора в почвенном растворе наблюдаются глубокие изменения ультраструктуры хлоропластов, нарушение синтеза пигментов. В свою очередь оптимальный световой режим в посевах способствует повышению эффективности действия минеральных удобрений.
    Содержание углекислого газа. Обычное содержание в воздухе углекислого газа в объеме 0,03%, является минимальным, поэтому увеличение его концентрации в атмосфере всегда приводит к повышению энергии фотосинтеза и положительно влияет как на интенсивность, так и на продуктивность фотосинтеза. Так, при увеличении концентрации углекислого газа до 0,08% интенсивность фотосинтеза возрастает в 2-3 раза.
    Основываясь на механизмах влияния внутренних и внешних факторов, действующих на показатели фотосинтетической активности растений, в практике сельского хозяйства используют ряд приемов, позволяющих увеличить интенсивность фотосинтеза и повысить урожайность сельскохозяйственных культур.
    Прежде всего это точное соблюдение оптимальной технологии:
    соблюдение режима орошения,
    соблюдение режима минерального питания,
    использование необходимых внекорневых подкормок микроэлементами,
    повышение в защищенном грунте концентрации углекислого газа за счет применения органических удобрений (внесение навоза), использования сухого льда, поддымление парниковых рам. При этом у огурцов не только повышается интенсивность фотосинтеза, но и увеличивается количество женских цветков.
    Соотношение между количеством усвоенного в процессе фотосинтеза углекислого газа и накопленного сухого органического вещества называется коэффициентом эффективности фотосинтеза.
    Необходимо учитывать, что на итоговое накопление органического вещества влияют два процесса: фотосинтез и дыхание. Количество накапливаемых органических веществ зависит от интенсивности фотосинтеза и дыхания растений, то есть от положения компенсационной точки. Компенсационная точка характеризует такое состояние растения, когда в нем фотосинтез и дыхание полностью уравновешиваются, т.е. при таких условиях органическое вещество не накапливается.
    Накопление органического вещества растением за определенный период или за всю его жизнь следует рассматривать как разницу между количеством созданного на свету органического вещества и израсходованного на дыхание.
    Кроме того, в процессе преобразования веществ также может происходить уменьшение массы (например, масса клетчатки на 10% меньше массы глюкозы, из которой она образуется), на накопление органического вещества влияет также опадение или гибель частей растения (цветков, корневых волосков) в период вегетации.
    При оптимальных условиях влажности и температурного режима важно также соблюдать оптимальное размещение растений. Для лучшего освещения растений рядки располагают с востока на запад или с северо-востока на юго-запад. Величина урожая в значительной мере зависит от оптимальной структуры посевов.
    Структурой посевов называется создаваемая архитектоника сообщества растений, которое характеризуется определенными морфологическими признаками и физиологическими функциями, а оптимальная структура – это такой посев, который имеет высокий КПД фотосинтеза и обеспечивает максимальный урожай. Обычно потери энергии на дыхание составляют 15-25%, но при загущенном посеве нижние, а частью и средние листья становятся не столько синтезирующими, сколько потреблояющими.
    Одной из важнейших задач селекции является создание сортов, способных развивать большую фотосинтезирующую поверхность, имеющих высокую продуктивность фотосинтеза и дающих большой биологических и хозяйственный урожай.
    В сельском хозяйстве наибольший интерес представляет получение конечного продукта – полезной накопленной биомассы растений, то есть чистой продуктивности фотосинтеза.
    Чистую продуктивность фотосинтеза определяют, пользуясь легко определяемыми величинами: площадью листовой поверхности и фактически накопленной биомассой:
    В2-В1
    Фч. пр. = – —————
    (Л1+Л2).1/2п,
    где В1 и В2 – масса сухого вещества пробы урожая в начале и конце учетного периода, т.е.
    В2 – В1 – прирост сухой массы за учетный период (п дней), Л1 и Л2 – площадь листьев пробы в начале и конце периода, т.е. (Л1+Л2).1/2п – средняя площадь листьев за указанный отрезок времени, п – число дней в учетном периоде.
    Кроме общей чистой продуктивности фотосинтеза определяют и интенсивность работы листьев, направленную на создание хозяйственной части урожая. В этом случае вместо В2 – В1 подставляют величины Х2 – Х1, то есть прирост сухой массы хозяйственной части урожая.
    Фотосинтетический потенциал растений – это сумма ежедневных показателей площади листьев посева за весь вегетационный период (или за его часть), выраженная в

  8. Не перибевай меня Ответить

    Интенсивность фотосинтеза незначительно меняется под воздействием количества падающей радиации, так как ее количество лист регулирует с помощью фототаксиса хлоропластов. При избытке света может наступать разрушение фотосинтетического аппарата.
    Температура воздуха положительно влияет на интенсивность фотосинтеза, если повышается до 25-35оС, но при более высоких показателях может снижать интенсивность фотосинтеза за счет перегрева листа. Температура листьев зависит от угла падения на них солнечных лучей. При расположении листьев параллельно лини падения солнечных лучей, перегрева не наблюдается, таким образом растение может регулировать температуру с помощью движений листьев. Нижняя температурная граница, при которой может осуществляться фотосинтеза, составляет около -5оС (у хвойных пород зимой), оптимальна температура около 25оС.
    Водный режим определяет степень обводненности тканей и, следовательно, поглощение энергии солнечной радиации, поступление и ассимиляцию углекислого газа, систему ферментативных реакций в фотосистеме П, интенсивность транспирации. При водном дефиците происходит деградация сформированных хлоропластов, изменяется структурная связь хлорофилла с белками, увеличивается количество прочносвязанной воды. Дефицит воды в листьях может быть общим показателем фотосинтеза, поскольку в нем отражается влияние влажности почвы и всех метеорологических факторов (температуры, влажности воздуха, радиационного режима).
    Минеральное питание. Корневая система усваивает различные макро и микроэлементы, необходимые для процесса фотосинтеза, для формирования фотосинтетического аппарата: хлорофиллов, каротиноидов, ферредоксинов, других ферментов и коферментов. Необходимо поступление и микроэлементов (магния, марганца, серы, железа), и макроэлементов (азота, калия, фосфора), без которых невозможны ни процессы образования макроэргических молекул, ни биосинтез продуктов фотосинтеза. При недостатке азота и фосфора в почвенном растворе наблюдаются глубокие изменения ультраструктуры хлоропластов, нарушение синтеза пигментов. В свою очередь оптимальный световой режим в посевах способствует повышению эффективности действия минеральных удобрений.
    Содержание углекислого газа. Обычное содержание в воздухе углекислого газа в объеме 0,03%, является минимальным, поэтому увеличение его концентрации в атмосфере всегда приводит к повышению энергии фотосинтеза и положительно влияет как на интенсивность, так и на продуктивность фотосинтеза. Так, при увеличении концентрации углекислого газа до 0,08% интенсивность фотосинтеза возрастает в 2-3 раза.
    Основываясь на механизмах влияния внутренних и внешних факторов, действующих на показатели фотосинтетической активности растений, в практике сельского хозяйства используют ряд приемов, позволяющих увеличить интенсивность фотосинтеза и повысить урожайность сельскохозяйственных культур.
    Прежде всего это точное соблюдение оптимальной технологии:
    соблюдение режима орошения,
    соблюдение режима минерального питания,
    использование необходимых внекорневых подкормок микроэлементами,
    повышение в защищенном грунте концентрации углекислого газа за счет применения органических удобрений (внесение навоза), использования сухого льда, поддымление парниковых рам. При этом у огурцов не только повышается интенсивность фотосинтеза, но и увеличивается количество женских цветков.
    Соотношение между количеством усвоенного в процессе фотосинтеза углекислого газа и накопленного сухого органического вещества называется коэффициентом эффективности фотосинтеза.
    Необходимо учитывать, что на итоговое накопление органического вещества влияют два процесса: фотосинтез и дыхание. Количество накапливаемых органических веществ зависит от интенсивности фотосинтеза и дыхания растений, то есть от положения компенсационной точки. Компенсационная точка характеризует такое состояние растения, когда в нем фотосинтез и дыхание полностью уравновешиваются, т.е. при таких условиях органическое вещество не накапливается.
    Накопление органического вещества растением за определенный период или за всю его жизнь следует рассматривать как разницу между количеством созданного на свету органического вещества и израсходованного на дыхание.
    Кроме того, в процессе преобразования веществ также может происходить уменьшение массы (например, масса клетчатки на 10% меньше массы глюкозы, из которой она образуется), на накопление органического вещества влияет также опадение или гибель частей растения (цветков, корневых волосков) в период вегетации.
    При оптимальных условиях влажности и температурного режима важно также соблюдать оптимальное размещение растений. Для лучшего освещения растений рядки располагают с востока на запад или с северо-востока на юго-запад. Величина урожая в значительной мере зависит от оптимальной структуры посевов.
    Структурой посевов называется создаваемая архитектоника сообщества растений, которое характеризуется определенными морфологическими признаками и физиологическими функциями, а оптимальная структура – это такой посев, который имеет высокий КПД фотосинтеза и обеспечивает максимальный урожай. Обычно потери энергии на дыхание составляют 15-25%, но при загущенном посеве нижние, а частью и средние листья становятся не столько синтезирующими, сколько потреблояющими.
    Одной из важнейших задач селекции является создание сортов, способных развивать большую фотосинтезирующую поверхность, имеющих высокую продуктивность фотосинтеза и дающих большой биологических и хозяйственный урожай.
    В сельском хозяйстве наибольший интерес представляет получение конечного продукта – полезной накопленной биомассы растений, то есть чистой продуктивности фотосинтеза.
    Чистую продуктивность фотосинтеза определяют, пользуясь легко определяемыми величинами: площадью листовой поверхности и фактически накопленной биомассой:
    В2-В1
    Фч. пр. = – —————
    (Л1+Л2).1/2п,
    где В1 и В2 – масса сухого вещества пробы урожая в начале и конце учетного периода, т.е.
    В2 – В1 – прирост сухой массы за учетный период (п дней), Л1 и Л2 – площадь листьев пробы в начале и конце периода, т.е. (Л1+Л2).1/2п – средняя площадь листьев за указанный отрезок времени, п – число дней в учетном периоде.
    Кроме общей чистой продуктивности фотосинтеза определяют и интенсивность работы листьев, направленную на создание хозяйственной части урожая. В этом случае вместо В2 – В1 подставляют величины Х2 – Х1, то есть прирост сухой массы хозяйственной части урожая.
    Фотосинтетический потенциал растений – это сумма ежедневных показателей площади листьев посева за весь вегетационный период (или за его часть), выраженная в

  10. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *