Температурный фотосинтеза

Результаты такой экстраполяции к экстремальным точкам могут подсказать новые идеи, нуждающиеся в экспериментальной проверке (однако их следует принимать с чрезвычайной осторожностью). Получив аналогичные данные по дыханию листьев, подтверждающие его выводы для ассимиляции (эти данные опубликованы не были), Блэкман выдвинул предположение, что при соответствующих изменениях температурных и временных коэффициентов примененная схема, возможно, окажется пригодной для описания температурной зависимости самых разнообразных метаболических процессов . Он утверждал, что для фотосинтеза эта зависимость действительно экспоненциальна, причем Qlo равен приблизительно 2 однако при температуре выше 25° С вступает в силу фактор времени , действие которого сказывается тем сильнее, чем выше температура. По предположению Блэкмана, это происходит вследствие повреждающего эффекта, который при не слишком продолжительном воздействии обратим, так что система может вернуться в исходное состояние, если экспозиция не была слишком длительной. [c.199]

Если при компенсирующей интенсивности света повысить температуру листа, то можно ожидать, что скорость дыхания в какой-то степени увеличится, а скорость фотосинтеза либо увеличится гораздо меньше, либо совсем не изменится. Для того чтобы уравновесить новую скорость дыхания, нужно повысить скорость фотосинтеза путем увеличения интенсивности света. Таким образом, компенсирующая интенсивность света с температурой возрастает (табл. 11). Это обстоятельство имеет весьма важное значение при работе в теплицах. В сезоны с очень низкой интенсивностью света, например зимой, следует поддерживать температуру в теплице на минимальном уровне, безопасном для данной культуры. При слишком большом количестве тепла световой компенсационный пункт может оказаться выше естественной интенсивности света. Растения в таком случае начнут терять сухой вес, и это может в конечном счете привести их к гибели. В солнечные периоды, наоборот, можно безопасно повысить температуру и таким образом уменьшить температурное лимитирование фотосинтеза (к счастью, это происходит автоматически, когда в теплице закрыты вентиляционные отверстия). [c.205]

В зависимости от видовой принадлежности растений температурная кривая может сдвигаться в сторону более высоких или более низких температур, а интервал между максимальной и минимальной точкой — сильно изменяться. Установлена следующая закономерность чем ниже температура оптимума фотосинтеза, тем меньше интервал между минимальной и оптимальной точкой. Чем выше температура оптимума фотосинтеза, тем меньше интервал до максимальной точки, при которой еще возможно усвоение СОг. [c.119]

Нижняя температурная граница фотосинтеза у лишайников и хвойных растений арктической и умеренной зоны лежит в области отрицательных значений. У растений тропиков минимальная точка лежит в области положительных низких температур. [c.119]

Наиболее термоустойчивыми организмами, способными осуществлять фотосинтез, являются сине-зеленые водоросли, обитающие в горячих источниках. Высшая температурная граница, при которой у них возможна ассимиляция СОг, по-видимому, лежит в области 80° С. В источниках с более высокими температурами обитают бактерии нефотосинтезирующие. [c.119]

Температурные границы фотосинтеза определяются экологическими условиями жизни растений. Это можно проиллюстрировать на примере прикрепленных форм [c.120]

Растения обнаруживают способность к адаптации, в относительно широких пределах изменяя температурные границы фотосинтеза при предварительном закаливании. [c.122]

Отмеченное выше влияние температурного режима на фотосинтез изучено в экспериментальных условиях. Была сделана попытка искусственно изменить характер дневного хода фотосинтеза путем предварительного воздействия определенных температур на растения. Для этой цели в ночь, предшествующую опыту, растения помещались в различные температурные условия, и на следующий день у них определялись дневные изменения фотосинтеза. [c.40]

Очистка сточных вод в теплое время года (май—октябрь) и в южных районах может производиться в биологических прудах, осуществляемых в виде неглубоких водоемов с медленным течением воды. Процесс самоочищения в них происходит за счет реаэрации и жизнедеятельности растительного и животного планктона. Большую роль играют зеленые формы, представляющие собой микроскопические взвешенные в воде планктонные организмы (водоросли и зеленые бактерии), которые ассимилируют в процессе фотосинтеза загрязнение сточных вод и обогащают их кислородом со скоростью, превышающей скорость атмосферной аэрации. Их жизнедеятельность зависит от световых и температурных условий. По американским данным, для получения [c.218]

Обычно уже в корнях начинается усвоение солей. Поглощенные корнями нитраты восстанавливаются специальными ферментами (нитратредуктазами) до аммиака. В результате дальнейших восстановительных процессов в корне образуются аминокислоты аланин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты и их амиды — аспарагин и глутамин. В корнях образуются органические фосфаты, в состав некоторых аминокислот входят сульфаты и сера. Поглощение и передвижение и все превращения солей в корнях связаны с их дыханием. Оно дает необходимую для всех этих процессов энергию и вещества, необходимые для усвоения азота и других элементов питания. Это определяет важность создания всех условий для дыхания корней обеспечения их кислородом (должная аэрация почвы) и углеводами (за счет фотосинтеза или имеющихся в растении запасов) создания необходимых температурных условий, отсутствия в питательном растворе дыхательных ядов (сероводород и др.). [c.184]

В некоторых случаях температурный коэфициент оказывается сильно зависящим от длины волны. Например для фотосинтеза ИС1 температурный коэфициент равен 1,5 для зеленого и 1,2 для ультрафиолетового света. Удовлетворительного объяснения этому явлению еще не найдено. [c.500]

Одним из основных путей в решении проблемы о наличии в процессе фотосинтеза темновых реакций было изучение зависимости фотосинтеза от внешних факторов среды - от света и температур . Известно, что отношение фотохимических и химических реакций к интенсивности света и температуре,различны. Химические реакции от света не зависят, иовышение же температуры ускоряет протекание этих реакций. Температурный коэффициент QJ.Q для химических реакций равен 2-3. [c.10]

Температурный коэффициент ( 01 о) фотосинтеза при разных температурах [c.13]

Величина температурного коэффициента фотосинтеза зависит также от интенсивности света. В пределах одних температурных условий фотосинтеза выше при высокой интенсивности света, [c.13]

Проведенные после Блэкмана многочисленные наблюдения показывают, что при благоприятных условиях температурный коэффициент (Сю) процесса фотосинтеза достигает нередко 2 и выше 2. Существование в цепи процессов фотосинтеза чисто химических звеньев и является причиной того, что низкие температуры снижают фотосинтетическую активность растения даже в условиях интенсивного освещения. Крайне неустойчив фотосинтез и по отношению к веществам, ингибирующим дыхание (эфир, фенилуретан, цианиды), причем полное подавление фотосинтеза имеет место при применении ядов в таких концентрациях, которые не только не оказывают влияния на пигменты хлоропластов, но оставляют нетронутым и дыхание тех же листьев. [c.141]

Нижний температурный предел фотосинтеза лежит около —5°С (ель, сосна). Хотя ассимиляция СОг в этих условиях полностью не прекращается, однако она идет с крайне низкой скоростью. [c.188]

Если судить по температурному коэффициенту, наиболее благоприятны для фотосинтеза температуры в пределах 25° С (табл.17). [c.188]

Температурный коэффициент (Сю) фотосинтеза у некоторых растений [c.188]

При высоком содержании хлорофилла световая и температурная инактивация фотосинтеза наступает значительно раньше, чем при низком. [c.189]

Большое влияние на устойчивость фотосинтеза к температурному и световому воздействию оказывают условия снабжения листьев углекислотой. Чем выше содержание последней, тем выше температурный и световой оптимум фотосинтеза у одного и того же растения. [c.189]

Приток солнечной энергии удовлетворяет две потребности растений, обеспечивая, во-первых, подходящие температурные условия для выполнения физиологических функций и, во-вторых, соответствующий световой режим для фотосинтеза. Оба эти явления связаны между собой, хотя связь их не всегда достаточно тесна и однозначна. [c.37]

Ингибирование суммарного фотосинтеза кислородом открыто еще в 1920 г. Варбургом [1950]. Фото дыхание ослабляется также с увеличением давления СОа. Для фотодыхания характерен высокий температурный коэффициент, и поэтому оно имеет особое значение в областях с теплым климатом, [c.219]

Восприятие растением сезонных изменений с помощью фотопериодизма связано не только с рецепцией световых и темновых сигналов, но и с передачей этих сигналов внутренним биологическим часам, на существование которых указывают легко наблюдаемые циркадные ритмы. Такие ритмы были обнаружены во многих процессах, включая движения листьев, фотосинтез, деление клеток и биолюминесценцию у водорослей, а также в активности некоторых клеточных ферментов. В то время как амплитуда и фаза ритмических колебаний чувствительны к температуре, период в большинстве случаев практически не зависит от нее. Механизм создания периодичности и природа температурной компенсации не ясны, но есть некоторые данные в пользу того, что ритмы связаны с циклическими изменениями в мембранах. [c.387]

Другой пример. Температурный коэффициент Сю скорости фотосинтеза на интенсивном свету равен 2,5, а на слабом — 1,2. В первом случае скорость суммарного процесса лимитируется темновой (биохимической), во втором — фотохимической стадией, термически не активируемой. [c.371]

Сравнивая выражения (27.1) и (27.2), видим, чп) теоретическое выражение (27.2), полученное на основании механизма реакции, полностью совпадает с эмпирическим выражением (27.1). Это совпадение служит веским доводом в пользу того, что приведенный выше механиим рс акции представляет собой истинный механизм фотосинтеза бромистого водорода. Из (27.1) и (27.2), в частности, следует д = 2kiiYk ,. Так как константа k , слабо зависит от температуры, то температурный коэффициент рассматриваемой реакции должен определяться в основном зависимостью от температуры константы f j. Подставляя в выражение для температурного коэффициента его эмпирическое значение 1,48 и среднее значение температуры 2 = 462 К, находим, что энергия активации процесса (1) Еу 16,6 ккал. [c.170]

Описание данных по качеству воды. Модуль качества воды WQ включает в себя четыре информационные компоненты. Первая группа данных получается в результате решения гидродинамической модели речной системы (модуль ПВ), поэтому модуль WQ всегда запускаются после модуля НВ. Для определения параметров несупдего потока используются полученные в НВ расходы и скорости как функции от времени для всех расчетных точек. Вторая группа данных содержит информацию о конвективной диффузии. Здесь перечисляются наименования компонент, единицы измерения концентрации для них, коэффициенты дисперсии (диффузия), начальные условия, коэффициенты распада (неконсервативности) несуш,его потока, открытые и закрытые граничные условия. Третья группа данных содержит информацию о граничных условиях для каждого загрязнителя (граничное условие и привязка к руслу речной системы). Четвертая группа описывает процессы взаимодействия биологически активных веш,еств (БПК, нитраты, аммоний) с кислородом. В этих данных указываются основные параметры этого взаимодействия с окружаюш,ей средой и свойства несуш,его потока реки (тепловая радиация, реаэрация, респирация, фотосинтез, температурные процессы и т.д.). Только наличие всех четырех типов данных позволяет произвести корректный расчет качества воды в речной системе. [c.316]

В незагрязненных водоемах и водотоках, в которых развиваются нормальные флора и фауна, нет условий для развития патогенных болезнетворных бактерий. Отрицательное влияние на их жизнедеятельность прежде всего оказывает температура окружающей среды. Паразитируя в организме человека, эти микробы адаптировались к температуре +37° С, а в природной воде они встречаются с неблагоприятными для их жизни температурными условиями. Кроме того, здесь отсутствуют привычные для патогенных бактерий солевой ооота и обилие питательных веществ. Не благоприятствует их жизнедеятельности также развитие высшей водной растительности, продуцирующей кислород в результате фотосинтеза, и микробов-антагонис-тов, выделяющих в воду антибиотические вещества. [c.186]

Воды глубоких озер по вертикали принято расчленять на три зоны слон выше температурного скачка — эпилимнион, слой температурного скачка— металимнион — и слой ниже температурного скачка — гиполнмнион. Это изменение температуры воды сказывается на изменении концентрации газов в слоях. В глубоководных озерах содержание кислорода в воде на раз-ных глубинах соответствует температуре воды на этих глубинах (озера Байкал, Ладожское, Иссык-Куль, Телецкое) в относительно мелких, хорошо прогреваемых озерах наблюдается резкое снижение концентрации кислорода в направлении дна и одновременное возрастание содержания углекислого газа в результате протекания фотосинтеза. С этим же процессом связана стра- [c.229]

Рис. 17.1. Схематический вертикальный разрез эвтрофного озера-пример водной экосистемы. Слой температурного скачка (термоклин, или хемоклин) отделяет аэробную область от анаэробной. В обеих областях осуществляется первичное образование органического вещества путем фотосинтеза. Анаэробные условия начинают создаваться в результате анаэробного распада в донных осадках.

Крэйг и Трелиз [26] производили измерения в различных водных смесях, широко варьируя температуру, интенсивность освещения и концентрацию двуокиси углерода. Оказалось, что фотосинтез несколько ослабевает с возрастанием концентрации окиси дейтерия анализ показал, что три рода воды (HgO, HDO и DgO) участвует в фотосинтезе независимо друг от друга. Влияние окиси дейтерия наиболее сильно сказывается при высоких интенсивностях света и исчезает на слабом свету (фиг. 38). Тяжелая вода не влияет на температурный коэффициент ниже 30°, но он изменяется в области 30—46° максимальная скорость достигается при 35° в обычной воде, при 39°—в тяжелой. [c.305]

К цианиду, чем клетки с нормальным содержанием хлорофилла. На основании этого наблюдения Эмерсон делает вывод, что уменьшение концентрации хлорофилла понижает способность hlorella к энзиматической реакции. Вместе с остальными наблюдениями (например, температурный коэффициент фотосинтеза в клетках с хлорофильным дефицитом) эти данные указывают па участие хлорофилла в нефотохимической каталитической реакции фотосинтеза. Однако питательные растворы с дефицитом железа, которыми автор пользовался для выраш ивания клеток с уменьшенным содержанием хлорофилла, могли понизить содержание и других катализаторов, чувствительных к цианиду. [c.314]

Миллер и Барр обнаружили довольно неожиданное явление, установив, что углекислотный компенсационный пункт не зависит от температуры. Световой компенсационный пункт, напротив, сильно от нее зависит (см. гл. XXVIII). Это различие объясняется тем, что температура заметно влияет на дыхание, а также на фотосинтез при сильном освещении и оказывает лишь слабое влияние (или совсем никакого) на фотосинтез при малых интенсивностях света (см. гл. XXIX и XXX). При измерении светового компенсационного пункта фотосинтез находится в состоянии светового ограничения и потому не зависит от температуры, тогда как при измерении углекислотного компенсационного пункта он находится в состоянии ограничения двуокисью угт е-рода и потому зависит от температуры. Однако точное совпадение температурных коэффициентов дыхания и фотосинтеза, вытекающее из данных Миллера и Барра, является, вероятно, не более, чем случайностью. [c.315]

Даже если этот эффект плотности будет элиминирован либо экспериментально, посредством употребления оптически очень тонких объектов, либо путем расчета (см. фиг. 193), насыщающая интенсивность света для данного вида все же будет зависеть от внутренних факторов, таких, как возраст и адаптация к сильному или слабому свету, и от внешних переменных, таких, как снабжение двуокисйо углерода и температура. Влияние концентрации двуокиси углерода показано на фиг. 165 — 171, влияние температуры—на фиг. 172—174. Употребляя обозначение потолок , введенное в гл. XXVI, мы можем сказать, что все, что понижает потолок , накладываемый на, суммарную реакцик) фотосинтеза, должно сдвигать насыщение в сторону более низких интенсивностей света. Эту роль может играть уменьшение концентрации СОд, уменьшение количества доступных восстановителей (для пурпурных бактерий) или снижение количества одного из катализаторов. Температурный эффект является сложным, так как изменение температуры влияет на все потолки одновременно, как на те, которые налагаются диффузией, так и на те, которые определяются энзиматическими реакциями. [c.412]

С помощью инфракрасных газоанализаторов было показано, что листья многих видов растений [57, 60, 92, 151, 236, 247, 297, 298] в первые минуты в темноте выбрасывают СО2, т. е. в течение короткого промежутка времени выделяют СО2 со скоростью, значительно превосходящей стационарную скорость темнового дыхания. На фиг. 75 представлены данные для Pelargonium и пшеницы [151]. Видно, что выброс СО2 сильно увеличивается с увеличением интенсивности предварительного освещения. Температура оказывает меньшее влияние, чем можно было ожидать (гл. VII). Температурные коэффициенты (Qio) для скорости дыхания в первые две минуты темноты после освещения в 9670 или 29000 лк составляли всего 1,3—1,4 для пшеницы (за одним исключением) и 1,2—1,6 для Pelargonium, тогда как для стационарного темнового дыхания средние значения Qio были равны соответственно 2,7 и 2,3. Значения Qio для выброса СО2 были, как правило, меньше, чем относительное увеличение Г при повышении температуры на 10° С. Между тем, по мнению Хита и Орчарда [151], величина Г должна расти с температурой медленнее, чем выделение СО2, так как в условиях сильного лимитирования по СО2 Qio для фотосинтеза больше единицы. Кроме того, при данной температуре значение Г должно быть приблизительно пропорциональным скорости выделения СО2. Однако зависимость величины Г от интенсивности света (фиг. 93) и от концентрации кислорода иная, чем та, которая наблюдается для количества выбрасываемой СО2. Отсюда Хит и Орчард заключают, что вряд ли можно судить о световом дыхании по величине выброса. [c.173]

Химическое сопротивление, как уже говорилось в гл. IV, является функцией света и температуры. Однако два эти фактора воздействуют на совершенно разные участки фотосинтетической химической системы. Скорости фотохимических реакций, как правило, почти не зависят от температуры общее количество образующихся в таких реакциях продуктов прямо пропорционально количеству поглощенного света, т. е. произведению интенсивности света на время. С другой стороны, скорости обычнык химических реакций (иногда называемых темповыми реакциями, потому что они не зависят от света) заметно изменяются с температурой, увеличиваясь обычно в 2—3 раза при каждом повышении температуры на 10° С (то же справедливо и для реакций, катализируемых ферментами, хотя и в более узких температурных пределах, зависящих от свойств данного фермента). Это отношение (отношение скорости при (0°+1О°) к скорости при 0°) называется температурным коэффициентом и обозначается через Ою- Отметим попутно, что Рю для таких физических процессов, как диффузия, равен приблизительно 1,1. Для фотохимических реакций, которые от температуры не зависят, Qio равен 1,0. Таким образом, величина Сю дает ключ к распознаванию типа исследуемого процесса, но только при условии, если у нас есть уверенность в том, что полученная в результате измерении величина не является усредненным значением Qlo для ряда процессов различных типов. При измерении скорости фотосинтеза -такое затруднение может встретиться. Обойти его удается в том случае, если сопротивление какой-либо из стадий процесса настолько велико по сравнению с сопротивлениями других стадий, что именно оно главным образом и лимитирует скорость всего процесса в целом. [c.195]

О. В. Заленский придает большое значение определению наблюдающейся при углекислотном насыщении так называемой потенциальной интенсивности фотосинтеза в естественных условиях местообитания растений. В этом случае СО2 не выступает в роли фактора, лимитирующего фотосинтез. Большой интерес вызывает вычисление максимальной потенциальной интенсивности фотосинтеза, наблюдающейся при помещении растений в оптимальные углекислотные, световые, температурные и пр. условия. Этот показатель может достигать величины 100—120 мг СО2 дм 1час. На фиг. 57 показано соотношение потенциальной и максимальной потенциальной интенсивности фотосинтеза. [c.116]

Зеленые водоросли имеют верхнюю температурную границу около 60° или несколько ниже. Оптимальные температуры для наземных растений умеренного климата — 25—30° С, максимальные 40—43°. Некоторые растения пустынь способны осуществлять фотосинтез при температуре тканей 58°. Лищайники относятся к наземным организмам, у которых фотосинтетический аппарат, по-видимому, наиболее устойчив к сильным изменениям температуры. Так, например, у них фотосинтез восстанавливается после 4,5- часового нагревания при 100°. [c.120]

Примечание. Продолжительность фотосинтеза элодеи в растворе КаНС Юз — 10 минут, освещенность 40 ООО лк, температурное воздействие начиналось за 15 минут до начала фотосинтеза и продолжалось в течение всего опыта. [c.250]

Изучая температурные кривые фотосинтеза, Ф. Блэкман впервые установил, что при температурах в пределах 20—30° С в зависимости от вида растения фотосинтез следует, в общем, правилу Вант-Гоффа, согласно которому скорость химических реакций возрастает с повышением температуры на 10° С в 2—2,5 раза. При более высоких температурах, разных для разных растений, наблюдается перелом кривых фотосинтеза, которые начинают опускаться круто вниз. Поскольку на скорость фотохимических процессов изменения температуры влияния почти не оказывают результаты наблюдения Блэкмана также подчеркивали наличие в фотосинтезе реакций не только фотохимических, но и фермен-тативны.ч (биохимических). [c.141]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология