Методы определения интенсивности фотосинтеза

Методы определения интенсивности фотосинтеза [c.98]

Совместное иснользование описанных методов определения интенсивности фотосинтеза и радиохимического анализа органических веществ, содержащих меченый углерод, открывает новые возможности в изучении качественной стороны этого важнейшего процесса жизнедеятельности растений. Одним из интересных в этом отношении примеров может служить рассматриваемый нами опыт, в котором была сделана попытка сведения баланса между количеством углекислоты, поглощенной при фотосинтезе, и ее количеством, найденным в различных группах органических веществ листьев. [c.48]

Существует ряд методов, с помощью которых можно определить интенсивность усвоения углерода растением. Основные из них следующие 1) газометрическое определение интенсивности фотосинтеза в естественных условиях 2) радиометрический метод определения интенсивности фотосинтеза 3) определение чистой Продуктивности фотосинтеза 4) метод инфракрасной спектрометрии 5) манометрический метод определения интенсивности фотосинтеза 6) метод определения фотосинтеза у водорослей по количеству выделенного в воду кислорода. [c.208]

Методика определения токсичности с использованием физиологических показателей. В качестве тест-объектов в этом методе используют протококковые водоросли, выращенные в тех же условиях, что и при применении ускоренного метода. На предлагаемых питательных средах водоросли могут развиваться в течение длительного времени (более 30 суток), не требуя их замены и сохраняя нормальный вид цветущей воды в лабораторных условиях. Исследование основных физиологических и биохимических показателей предусматривает использование таких тест-функций, как определение хлорофилла и соотношения хлорофиллов А и В, определение интенсивности фотосинтеза по количеству выделенного кислорода на свету и интенсивности дыхания по количеству поглощенного кислорода в темноте. [c.225]

При определении скорости фотосинтеза тем или иным из пяти методов, упомянутых в начале этой главы (см. разд. Б—3), требуется обычно учитывать интенсивность наиболее важных внешних факторов, а также контролировать некоторые из них (более или менее строго — в зависимости от задачи экспери- [c.107]

В предлагаемой работе рассматриваются новые методы применения радиоактивного углерода С для исследования вопросов экологической физиологии фотосинтеза, разработанные на протяжении последних 4 лет коллективом сотрудников Памирской биологической станции Академии наук Таджикской ССР и лаборатории фотосинтеза Ботанического института им. В. Л. Комарова Академии Наук СССР. Занимаясь исследованиями физиологии фотосинтеза и других физиологических процессов в связи с взаимоотношениями, возникающими между растением и средой, мы стремились выяснить, можно ли использовать радиоактивный углерод для определения фотосинтеза в естественных условиях. Метод, возникший в результате этой работы, позволяет определять не только интенсивность фотосинтеза, но и качественный состав продуктов, в которые включается поглощенный углерод. Можно предполагать, что при дальнейшем усовершенствовании метод может быть широко использован для изучения биологической продуктивности растений в естественных условиях, для оценки различных факторов, влияющих на фотосинтез, и т. п. [c.4]

Наиболее объективным методом определения потребности прудов в удобрениях, с помощью которого осуществляется и контроль за эффективностью их первичного действия, является метод биологических испытаний, при котором реакцию планктона на действие внесенных удобрений определяют по интенсивности фотосинтеза, измеряемой в кислородных единицах. Для измерения количества кислорода, выделенного в процессе фотосинтеза и поглощенного органическим веществом планктона, применяют метод склянок. Берут кислородные склянки объемом 100-120 мл из прозрачного стекла с притертыми пробками и заполняют их водой из исследуемого пруда. Воду для заполнения склянок отбирают в чистое эмалированное ведро из разных мест пруда (10-15 точек) для получения средней пробы. Воду в ведре перемешивают и с помощью резинового шланга заполняют 114 [c.114]

Расшифровка происхождения наблюдаемых эффектов может быть дана на основании систематического определения БПК, интенсивности фотосинтеза и деструкции. Эти определения могут приводиться как независимо одно от другого, так и в интегральном варианте, совмещающем в себе обе методики (метод Кнеп-па). [c.246]

Указанное значение для среднего диаметра устьица (d= = 10 мкм) весьма приблизительно и основано на измерении [255] длины и ширины эллиптических отверстий на фиксированных препаратах, приготовленных методом Ллойда [204] вполне возможно, что это значение завышено [140] и действительно такую величину получают лишь в условиях дефицита СОг, например в неподвижном воздухе при наличии интенсивного фотосинтеза. Для получения 2 использовалось среднее расстояние от некой внутренней точки нижнего эпидермиса до середины палисадного слоя ( 150 мкм). При определении Ьз принимали, что расстояние от стенки клетки до хлоропласта равно 2,4 мкм в воде, что эквивалентно 2,4 см в воздухе. При слабом освещении и низкой температуре, когда химические реакции замедлены, химическое сопротивление будет значительным и концентрация СОг на поверхности хлоропласта будет заметно больше нуля. Даже при благоприятных условиях освещения и температуры химическое сопротивление, по мнению Максвелла, равно сопротивлению гидродиффузного пути в этой главе мы будем считать, что это именно так, хотя другие исследователи [110] полагают, что на сильном свету концентрация СОг на поверхности хлоропласта равна нулю. У данной разновидности Р. zonale на верхней стороне листа число устьиц обычно в 10 раз меньше, чем на нижней поэтому для простоты мы будем пренебрегать поглощением СОг через верхнюю поверхность. Если принять величину 0,40 в вместо лО/8 для неподвижного воздуха (стр. 62) и уменьшить коэффициент I -j- nd/4) на 10%, то [c.71]

Из этого уравнения следует, что интенсивность фотосинтеза может быть учтена по количеству а) поглощенного СО2, б) выделенного О2, в) накопившегося органического вещества. Чаще всего используются первые два показателя. Другие, более сложные методы (например, учет с помощью фотомикрокалориметра запасенной растениями энергии или определение теплоты сгорания ассимилятов в калориметрической бомбе) применяются чрезвычайно редко. [c.98]

Если интенсивность фотосинтеза должна быть вычислена не в относительных, а в абсолютных величинах (например в миллиграммах СОг на 1 дм ассимилирующей поверхности), необходимо предварительно определить площадь изучаемых листьев. Различные методы определения площади листа описаны в работах В. Г. Шардакова (1939), Е. Г. Петрова и П. И. Гаврилова (1939), И. И. Рожнятовского (1954) и др. [c.13]

В связи с этим при изучении дневных изменений фотосинтеза многие физиологи растений считают более правильным работать в течение всего дня с одним и тем же листом и, по возможности, увеличивать повторность опытов (Бриллиант, 1950). Эта точка зрения до сих пор остается недостаточно подтвержденной фактическим материалом и всегда оставляет сомнение в том, можно ли по изучению фотосинтеза нескольких (обычно не более 2—3) случайно выбранных листьев характеризовать его изменения у вида растения, обитающего в определенных условиях. Кроме того, лист, находящийся в камере в течение 20—30 мин. (как это принято в большинстве определений фотосинтеза, проводимых методом просасывания атмосферного воздуха), часто сильно перегревается, что иногда приводит к потере тургора, и т. д. Неизвестно, как эти изменения сказываются на последующих величинах интенсивности фотосинтеза. Поэтому возможно, что определения фотосинтеза, проводимые в течение всего дня на одном и том же листе, представляют собой не преимущество, а недостаток методики его изучения в естественных условиях (Извощиков, 1953). [c.34]

Рис. 15. Дневные изменения интенсивности фотосинтеза картофеля (сорт Камераз), определенные двумя различными методами. Ленинград. 14 VII 1954.

Приведенные примеры показывают, что метод определения фотосинтеза в токе радиоактивной углекислоты можно использовать для сравнительной оценки интенсивности фотосинтеза у различных видов и сортов растений, для выяснения особенностей его дневного и сезонного хода и для изучения действия различных условий на этот процесс. Опыт применения описанного метода к изучению вопросов акклиматизации и теплоустойчивости растений приведен в работах И. Н. Коновалова и Н. В. Кон-друцкой (1955), И. Н. Коновалова и Е. П. Михалевой (1955), а также в работе Б. Я. Александрова (1955). [c.41]

В первой части настоящей работы были рассмотрены новые возможности и приемы изучения фотосинтеза, основанные на измерении количества углерода, поступившего в лист растения и вошедшего в состав его органических веществ. Одиако интенсивность фотосинтеза и различных процессов обмена углекислоты, осуществляемых растением, можно определять и другим путем, изучая измепения концентрации и количества СО2 в воздухе или газовой смеси, окружающей лист. Этот путь, как известно, в течение многих лет использовался для определения количества поглощенной листом углекислоты из струи проходящего над ним воздуха или из воздуха замкнутой листовой камеры. В большинстве широко распространенных методов этого рода, детально описанных в нескольких сводных работах (Ничинорович, 1940 Бриллиант, 1950 Set-lik, 1954, и др.), интепсивность фотосинтеза устанавливается по разности количеств углекислоты в воздухе контрольной и листовой камер, что, конечно, связано с рядом погрешностей. Многие из перечисленных методов (например все методы, основанные на титровании растворов, поглощающих углекислоту) в целях более точного определения количества СО2, усвоенной при фотосинтезе, связаны с необходимостью продолжительной экспозиции листа в камере, что устраняет возможность изучать динамику процесса в течение коротких интервалов времени. Применение радиоактивного углерода С в качестве средства для определепия вызываемого фотосинтезом изменения концентрации и количества углекислоты в окружающей лист атмосфере позволяет устранить приведенные выше затруднения и открывает некоторые новые перспективы для исследования обмена углерода между растением и окружающей средой. [c.51]

Зависимость интенсивности фотосинтеза от освещенности листа. Определение зависимости фотосинтеза от интенсивности освещения интересно было произвести для сравнения метода меченых атомов с аналогичными измерениями, проведенными другими методами (Рабинович, 1953). Эти опыты производились на срезанных листьях сныти [Aegopodium podagraria) в плоской камере. Интенсивность освещения изменялась путем увеличения расстояния между источником [c.58]

Как видно из изложенного, герметические камеры в сочетании с радиоактивным методом являются хорошими приборами для количествепного измерения интенсивности фотосинтеза в лабораторных условиях, а также для изучения различных процессов поглощения и выделения углекислоты растениями. Дальнейшее развитие применения герметических камер с радиоактивной у глекислотой должно идти по пути разработки спектрометрических и масс-споктрометрических измерений в них всего газообмена растений. Сочетание этих методов газового анализа даст возможность непосредстпенного определения изменений количеств кислорода, меченой и обычной углекислоты в камере. [c.61]

Радиоизотопы. Методы измерения активности микроорганизмов в их природных местообитаниях или свежих образцах с применением радиоизотопов являются наиболее чувствительными из всех существующих. Эти методы могут пролить свет на судьбу того или иного субстрата в микробных сообществах определенной экониши. Для измерения интенсивности фотосинтеза применяют метод измерения включения меченого СО2, имея контролем при этом темповую пробу. Для обнаружения и измерения скорости сульфатредукции применяют изотоп серы, который превращается в Н2 8. Скорость метаногенеза можно проследить по превращению СО2 в СН4 в присутствии значительного количества водорода или по трансформации С-метанола, метилированных аминов или ацетата в СН4. Хемоорганотрофные активности измеряют по скорости включения меченых по С органических соединений, обычно для этих целей используют глюкозу или аминокислоты. Эффект использования органики можно определять и [c.247]

Сущность метода состоит в учете количества диоксида углерода в потоке воздуха, прошедшего мимо листа растения. Для этого лист заключают в камеру, через которую непрерывно с определенной скоростью продувают воздух, и учитывают разность содержания газа на входе и на выходе камеры. При известном расходе воздуха нетрудно рассчитать количество СО2, поглощенного листом. Определяемая велршина интенсивности фотосинтеза будет тем достовернее, чем больше разность концентраций диоксида углерода в воздухе на входе и выходе из камеры. [c.104]

Два образца одного и того же вещества, находящиеся в разных условиях, могут иметь несколько разные максимумы поглощения, а также несколько разные интенсивности поглощения, но эта разница столь мала, что ее трудно заметить при изучении этих спектров по отдельности. Однако вариации в этих величинах гораздо легче уловить, если один из образцов использовать в качестве стандарта, против которого снимается спектр другого образца. Получаемые при этом дифференциальные спектры являются очень высокочувствительным средством, с помощью которого обнаруживают небольшие изменения в светопоглощающих свойствах. Например, дифференциальные спектры свет — темнота , в которых сравнивают поглощение света освещенным образцом и образцом, содержащимся в темноте, оказались чрезвычайно ценными при выявлении незначительных изменений этой величины, которые имеют место при освещении фотосинтезирующих тканей или частиц. Дифференциальные спектры окисленных и восстановленных форм были использованы для получения информации об участии цито-хромов в цепи переноса электронов и об окислительно-восстановительном состоянии отдельных цитохромов в определенных условиях. С помощью этого основного метода и многих его изощренных модификаций мы узнали очень много нового о физических состояниях пигментов и их функционировании в фотосинтезе и транспорте электронов. [c.26]

Такой точки зрения придерживались также и некоторые физики, например Жамен, Беккерель и в особенности Ломмель [6, 7]. Последний указал, что основной принцип фотохимии, известный как закон Гершеля ( только поглощенный свет производит фотохимическое действие ), требует, чтобы спектральный максимум эффективности фотосинтеза совпадал с максимумом поглощения сенсибилизирующего пигмента. Тимирязев [4, 9], Мюллер [8], Энгельман [15] и Рейнке [17] дали экспериментальные доказательства существования такого. совпадения, показав, что эффективность фотосинтеза зеленых растений непрерывно уменьшается по спектру от красного, через желтый, к зеленому свету, параллельно с понижением поглощающей способности хлорофилла. Ошибку Дрэпера, Сакса и Пфеффера Тимирязев объяснил тем, что они применяли спектрально не чистый свет. Сам Тимирязев пользовался светом, изолированным при помощи монохроматора с узкой щелью, и, чтобы компенсировать малую интенсивность освещения, применял микроаналитические методы. Энгельман полагал, что эта ошибка могла явиться результатом работы с толстыми листьями или слоевищами, практически полностью поглощающими свет даже в минимуме между полосами поглощения хлорофилла. Он работал с микроскопическими растительными объектами, применяя подвижные бактерии для обнаружения и определения кислорода. [c.581]

Если квантованный спектр действия, полученный на основании измерений при низкой интенсивности освещения, заметно отличается от спектра поглощения, это может служить определенным указанием на то, что кванты различной длины волны оказывают неодинаковое действие при фотосинтезе. Недавние определения квантового выхода зеленых и окрашенных водорослей в монохроматическом свете, выполненные Эмерсоном и его сотрудниками, Дэттоном и Мэннингом, а также Блинксом, подтвердили наличие такой разницы и этим узаконили все предположения о ее происхождении. Подобные заключения делались и ранее на основании опытов, поставленных в плохо контролируемых условиях, когда применялось освещение в виде широких (изолированных посредством окрашенных стеклянных фильтров) спектральных полос неизвестной интенсивности. Выводы, полученные из экспериментов такого типа (Монфорт), оказывались иногда частично правильными, но сравнение путаных рассуждений Монфорта с сжатыми и ясными выводами Эмерсона и Льюиса, Дэттона и Мэннинга дает наиболее красноречивое свидетельство того, какой прогресс может быть достигнут в физиологии растений благодаря применению более совершенных физико-химических методов исследования. [c.585]

Монфорт [92] проанализировал полученные на опыте спектры действия фотосинтеза различных бурых водорослей и пришел к заключению, что свет, поглощенный фукоксантолом, полностью используется для фотосинтеза однако этот вывод не является достаточно убедительным вследствие крайне примитивного экспериментального подхода, допускающего использование широких спектральных участков и применение освещения сравнительно высокой интенсивности. Дэттон и Мэннинг 98] пришли к тому же выводу, использовав гораздо более удовлетворительную, по крайней мере, с точки зрения принципа, процедуру исследования — определение квантовых выходов при слабом и действительно монохроматическом освещении. Так как метод Дэттона и Мэннинга гораздо более соответствует своему назначению, чем метод Монфорта (см. критику Эмерсона [81]), то начнем с обсуждения их экспериментальных данных. [c.611]

Измерительный прибор, показанный на фиг. 47, или прибор с косинусной поправкой можно откалибровать так, чтобы он учитывал количество световой энергии (или число квантов), полученное за определенный период времени, например за неделю. Другой прибор, более совершенный и дорогой, позволяет интегрировать световую энергию (или число квантов) за более короткие периоды [23], однако важное достоинство дешевых приборов состоит в том, что их можно иметь много, а это дает возможность лучше следить за меняющимися световыми условиями в различных точках оранжереи или посева. Значения общего количества света будут тем хуже коррелировать с общим фотосинтезом, чем сильнее варьирует интенсивность света в естественных условиях такие изменения становятся особенно заметными по мере удлинения периода измерения. Причины этого близки к тем, о которых говорил Монтит, критикуя метод пространственного усреднения интенсивности света (см. выше). Тем не менее с точки зрения физиолога растений, лучше измерять свет в единицах, имеющих определенный физический смысл, чем пытаться изобрести прибор, который отвечал бы на изменение интенсивности света таким же образом, как растение. Ведь зависимость фотосинтеза от интенсивности света в значительной степени определяется уровнем многих других факторов (гл. IV). Кроме того, для конструирования подобного прибора пришлось бы делать ряд допущений относительно тех зависимостей, которые как раз и подлежат изучению. Исследователь, изучающий физиологию глаза, измеряет свет в квантах, а не в фут-свечах. [c.120]

В работах по изучению фотосинтеза, проведенных манометрическим методом, почти никогда не указываются условия проведения измерений и ве.личипа связанной с ними ошибки определения. Это затрудняет анализ и оценку приводимого фактического материала и особенно сопоставление данных различных авторов. Так, например, в работе А. А. Рихтера, К. Т. Сухорукова и Л. А. Остапенко (1945 г) при манометрическом определении дневного хода фотосинтеза получены величины его интенсивности, отличающиеся друг от друга на 0.9—2.0 и даже 3.0 мг СОг в час на 1 дм поверхности листа. [c.80]

В свете всего сказанного вновь возникает совсем было упавший интерес к физиологической роли связанной воды и дал<е к физиологическим методам ее определения — компенсационному и дилатометрическому. Для большей уверенности в достоверности получаемых результатов эти методы стали применять параллельно. Мы не будем анализировать весь имеющийся материал о связи виутриклеточиого состояния воды с азотным и фосфорным обменом, интенсивностью дыхания и фотосинтеза, активностью ферментов и некоторыми другими физиологическими показателями. Остановимся лишь на связи состояния воды и действия засухи. [c.40]

Метод основан иа определении количества выделенного или поглощенного объектом газа по изменению давления в замкнутой системе при постоянных объеме и температуре. Давление определяют при помощи чувствительного манометра. Главное условие применения метода для изучеиия газообмена с участием двух газов (дыхание, фотосинтез)—регистрация изменений давления одного газа. Парциальное давление другого газа искусственно приводят к нулю или поддерживают иа постоянном уровне. Интенсивность дыхания обычно [c.139]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология