Билет 30. Экология фотосинтеза: СО2 и фотосинтез

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 фотосинтез Для 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.