Фотосинтез и температура воздуха

В течение суток изменяются не только освещенность, но и температура воздуха и листьев, относительная влажность воздуха, содержание воды в листьях и другие факторы, влияющие на интенсивность фотосинтеза. [c.128]

Для одновременного уничтожения мучнистой росы и паутинного клеща применяют 1—2 %-ную коллоидную серу при температуре воздуха не ниже 25—30°. Но опрыскивать указанными дозами трудно, так как коллоидная сера быстро засоряет наконечники опрыскивателя. После опрыскивания листья огурцов покрываются грязным налетом от коллоидной серы, что отрицательно сказывается на фотосинтезе листьев. Более пониженные дозы коллоидной серы малоэффективны против клеща. [c.32]

Солнечная энергия запускает эти циклы не только посредством фотосинтеза. Она определяет климат, а следовательно, и погоду температуру воздуха и поверхности земли, скорость и направление ветра, испарение, атмосферные осадки. Эти факторы в свою очередь определяют скорость эрозии и выветривания, т. е. разрущения горных пород до водорастворимых веществ, доступных растениям. Итак, в конечном счете от Солнца зависит и минеральное питание растений. [c.387]

Дневная депрессия фотосинтеза обусловлена нарушением деятельности фотосинтетического аппарата и оттока ассимилятов при перегреве, поскольку температура листа в этот период может превышать температуру воздуха на 5—10°С. Если потери воды в тканях велики и наблюдается усиление фотодыхания, то устьица в это время закрываются (В.В. Полевой, 1989). Засухоустойчивые формы сельскохозяйственных растений характеризуются менее выраженной депрессией в полуденные часы и соответственно более плавным ходом суточной кривой фотосинтеза. Установлено, что в условиях достаточного увлажнения засухоустойчивые виды растений по интенсивности фотосинтеза уступают неустойчивым. Однако у последних, при выращивании в районах с умеренным климатом в случае наступления засухи, показатели этого процесса в 1,5—2 раза ниже, чем у растений менее чувствительных к недостатку воды (Б.А. Рубин, 1979). [c.366]

ФОТОСИНТЕЗ И ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА [c.186]

При изучении влияния условий температуры на фотосинтез необходимо иметь в виду, что температура ассимилирующего органа не равняется температуре воздуха. Разница между этими величинами непостоянна, она зависит от ряда причин, и в первую очередь от интенсивности инсоляции, величины испарения, подвижности атмосферы и т. д. [c.186]

Определяя температуру воздуха и наземных субстратов, солнечная радиация приводит к изменению влажности и атмосферного давления. Примеров непосредственного воздействия света на насекомых сравнительно немного. Они могут существовать более или менее длительное время в полной темноте, а виды, активные в ночное время, и обитатели пещер вообще обходятся без солнца. Более многочисленны примеры воздействия света на поведение и развитие дневных насекомых. Между тем освеш енность определяет способность к зрительным восприятиям и ориентированию, а также биологические ритмы суточные (циркадные), сезонные и лунные. Интенсивный ультрафиолетовый свет губителен для насекомых и вместе с тем символизирует открытое пространство. Более заметно и существенно сигнальное влияние света, а также то, что он необходим для фотосинтеза. [c.87]

Действие света как фактора внешней среды зависит от температуры воздуха, водообеспеченности растений, уровня минерального питания и других условий. На интенсивность фотосинтеза оказывают влияние и приемы агротехники, в том числе густота стояния растений. На излишне загущенных посевах, значительно снижается продуктивность нижних листьев растений, что приводит к меньшему накоплению сахара в корнеплодах и недобору урожая. [c.23]

Образование хлорофилла в растениях с некоторым запасом создает благоприятные условия для интенсивного фотосинтеза в. утренние и вечерние часы, когда температура воздуха умеренная, напряжение водного фактора невысокое и нет перегрева растений. Поэтому утром и вечером фотосинтез у растений с достаточным запасом хлорофилла наиболее интенсивный. О степени использования растением фотохимической активности хлорофилла можно судить по так называемому ассимиляционному числу, которое соответствует количеству углекислого газа, ассимилированного единицей хлорофилла (по массе) в единицу времени. У растений с темно-зелеными листьями оно-невелико, а у бледно-зеленых растений — более высокое. [c.209]

Дневная депрессия фотосинтеза (если имеет место) связана с нарушениями в деятельности фотосинтетического аппарата и оттока ассимилятов при перегреве, поскольку температура листьев в этот период может превышать температуру воздуха на 5—10°С. Если потери воды тканями велики и наблюдается усиление фотодыхания, то устьица в это время закрываются. [c.116]

Итак, при определении объемной силы g в уравнении баланса сил и количества движения (2.1.2) необходимо учитывать влияние изменения концентрации компонентов С на плотность. Действительно, во многих важных случаях изменение концентрации является единственной движущей силой. Тогда С входит в уравнение (2.1.2) в том же виде, как температура в течениях, вызванных переносом тепла. Чтобы связать конвективный и диффузионный перенос химических компонентов, необходимо дополнительное уравнение сохранения, аналогичное уравнению (2.1.3) для температуры. Если происходит одновременная диффузия нескольких различных химических компонентов, требуется несколько таких уравнений. Примером является движение слоя воздуха, непосредственно примыкающего к нагреваемому солнцем листу, находящемуся в почти покоящемся воздухе. Регулирование температуры осуществляется переносом тепла и образованием водяного пара, диффундирующего с поверхности. Но процесс фотосинтеза требует, чтобы к поверхности диффундировал СОг из безграничного резервуара атмосферы, в котором концентрация СОг составляет 0,035 %. Кроме того, с поверхности выделяется и диффундирует О2. Таким образом, имеются три активно диффундирующих компонента водяной пар Н2О, углекислый газ СО2 и кислород О2. Каждый из них диффундирует под действием очень малых, но различных разностей концентраций Со—Соо. Эти процессы происходят в среде, состоящей из других составляющих воздуха — главным образом N2 и основного содержания О2. [c.35]

Разложение органических веществ (которое практически всегда осуществляется при участии бактерий) может происходить на любой глубине столба воды. В процессе разложения потребляется кислород [уравнение (3.29)], который поступает в воду в больщой степени путем обмена газов на границе вода/воздух и частично — как побочный продукт фотосинтеза. Количество кислорода, способного раствориться в воде, зависит от температуры. Насыщенная кислородом пресная вода содержит около 450 мкмоль л- кислорода при 1 С и 280 мкмоль л- при 20 С. [c.134]

Океаны. Как и биосфера суши, океаны также каждый год обмениваются большими количествами СО2 с атмосферой. В незагрязненной среде потоки воздух-море и море-воздух в целом сбалансированы, и в обоих направлениях каждый год перемещается около 90 ГтС. Такие потоки вверх и вниз управляются изменениями в температуре поверхностного слоя воды в океанах, которая влияет на способность воды растворять СО2, а также потреблением и продукцией газа в процессах фотосинтеза и дыхания/разложения в околоповерхностных водах. Все эти процессы могут в значительной степени варьировать как по сезонам, так и в пространстве. В целом тропические океаны являются суммарными источниками СО2 в атмосферу, тогда как в более высоких и особенно полярных широтах океаны являются суммарным стоком. [c.222]

При наркотическом действии СО на человека может изменяться его поведение — походка, реакция зрачков и др. В относительно малых концентрациях диоксид углерода стимулирует дыхательный центр, в больших — угнетает его и вызывает повышение содержания адреналина в крови. Тем не менее до недавнего времени СО не считался загрязнителем атмосферы, так как в процессе фотосинтеза он усваивается и преобразуется растениями. Однако увеличение в последние годы содержания диоксида углерода в атмосфере становится весьма заметным за последние 200 лет — с 280 до 350 частей на 1 млн частей воздуха, причем более половины прироста приходится на вторую половину XX века, а к 2000 г. оно достигло 0,04% об. Увеличение содержания диоксида углерода в атмосфере может привести к так называемому парниковому эффекту, то есть повышению средней температуры на Земле. [c.42]

Число примеров возможных, но пока неосуществленных каталитических реакций можно было бы увеличивать до бесконечности. То, что во многих, а может быть даже в большинстве случаев реакции, разрешенные термодинамически, в принципе поддаются реализации с помощью катализаторов, показывает биокатализ. В любой живой клетке происходят сотни и тысячи тончайших каталитических процессов, поражающих своей слаженностью и совершенством. При этом в клетке исключается использование основных методов форсирования химических реакций с помощью повышения температуры и давления или применения необычных растворителей. При комнатных и даже несколько более низких температурах в растениях совершается каталитический фотосинтез углеводородов и тесно с ним связанные термические каталитические синтезы всей остальной широчайшей гаммы веществ, требующихся для жизнедеятельности организма. Высшие растения, прекрасно ассимилирующие углерод из СО2, неспособны усваивать азот воздуха но существуют микроорганизмы (бактерии, грибки), которые осуществляют эти реакции без прямого участия энергии света. Продукты таких первичных каталитических синтезов у микроорганизмов далее также каталитическим путем превращаются в аминокислоты и азотные основания, из которых построены белки и нуклеиновые кислоты, а также различные другие азотные соединения живой клетки (алкалоиды и т. д.). Существуют бактерии, способные осуществлять каталитически весь комплекс биохимических процессов, в том числе синтез аминокислот,. [c.9]

Во многих ранних работах влияние интенсивности света на фотосинтез изучалось путем освещения растений белым светом (солнца или ламп накаливания) с введением серых фильтров или изменением расстояния между источником света и растением. Интенсивность выражалась в относительных единицах, например 1/10 полного солнечного света или лампа на расстоянии 30 см . Другие исследователи определяли интенсивность освещения визуальным сравнением со стандартным источником света и выражали ее в метр-свечах, называемых также люксами, или люменами на квадратный метр, или в фут-свечах (1 фут-свеча = 10,764 метр-свечи). Эти цифры не могут служить для вычисления падающей энергии, за исключением тех случаев, когда известно спектральное распределение света. Знание так называемой цветовой температуры источника света (температуры, которую должно иметь черное тело, чтобы дать излучение того же цвета) помогает получить некоторые дополнительные сведения. Однако следует учесть, что ни один источник света не представляет собой черного тела, и даже если бы он и был таковым, спектральное распределение света, даваемое им, изменяется при прохождении света через воздух, стекло или другие материальные среды. Поэтому приводимые ниже численные данные можно использовать только для приближенных вычислений. [c.246]

В первом приближении можно участок посева рассматривать как большой плоский лист, поглощающий СО2. В совершенно неподвижном воздухе градиент должен простираться до бесконечности. На самом же деле косвенная оценка (основанная на измерении скорости испарения с открытой поверхности воды при различных условиях погоды) показывает, что если скорость ветра на высоте 2 м над поверхностью почвы равна нулю , то внешнее сопротивление в расчете на 1 см равно всего 1,3 см [255, 228]. Конечно, к этому сопротивлению следует добавить и небольшое внутреннее сопротивление, как мы увидим ниже, но скорость фотосинтеза оказывается такой, как если бы на расстоянии 1,3 см от покрытой растительностью поверхности почвы концентрация СО2 поддерживалась на уровне 0,03% в полностью неподвижном воздухе. Сопротивление уменьшается по мере увеличения скорости ветра на высоте 2 м. Так, оно оказалось равным 0,38 см при скорости ветра 8 км-ч и 0,16 см при скорости 24 км-ч"Ч В интервале от 3 до И км-ч близкие значения были получены для посева конских бобов [231] более прямым методом, основанным на измерении профилей скорости ветра, концентрации СО2, содержания водяных паров и температуры над посевом. Все эти результаты показывают, что во всяком случае для верхних слоев посева, внешнее сопротивление редко бывает существенным. В густом посеве движение воздуха слабее и потому сопротивление оказывается здесь более высоким [231]. Однако, несмотря на это, значительное количество СО2, образующейся при дыхании корней и микроорганизмов в почве (порядка 1 мг-см в сутки), быстро движется в посеве [c.56]

Скорость охлаждения нагретой проволочки зависит от теплопроводности окружающей газовой смеси. Об изменении этой скорости, которое вызывается изменением в составе газовой смеси, можно судить по величине электрического сопротивления. Изменения в концентрации СО2 влияют на теплопроводность воздуха гораздо сильнее, чем эквивалентные изменения в концентрации кислорода. Это позволило разработать метод измерения количества СО2, поглощаемого при фотосинтезе [284]. Естественно, метод очень чувствителен к температуре. В более поздних вариантах применен дифференциальный прибор [281], в котором этот источник ошибок сведен к минимуму путем использования четырех проволок, включенных по схеме моста Уитстона и помещенных в отдельные камеры большого медного блока для поддержания одинаковой температуры. При изменении сопротивления двух проволок в неизвестной газовой смеси по отношению к сопротивлению проволок в контрольном газе наблюдается отклонение стрелки гальванометра. Это отклонение пропорционально кубу силы то са, и потому ток приходится контролировать очень тщательно. Предел чувствительности метода — менее 0,01 % СО2 (по объему) [302]. [c.90]

Важным примером взаимодействия света и температуры служит влияние температуры на световой компенсационный пункт. Так называют интенсивность света, при которой скорость ассимиляции как раз достаточна, чтобы уравновесить дыхание. Компенсационный пункт сдвигается в сторону более низких значений интенсивности света при повышении концентрации СО2, которое, как полагают, мало или совсем не влияет на скорость дыхания, но увеличивает скорость ассимиляции (позже мы еще вернемся к этому вопросу). Поэтому концентрацию СО2 в опыте всегда следует указывать при отсутствии таких сведений предполагается, что использовался обычный воздух (0,03% СО2). Еще более важно, однако, указывать температуру. Мы уже говорили выше, что в условиях сильного лимитирования светом Сю для фотосинтеза близок к единице. В то же время для темнового дыхания Сш обычно лежит между 2 и 3 для дыхания на свету данных [c.204]

Фиг. 93 может, однако, дать ключ к пониманию этого парадокса [149]. Обогащение воздуха двуокисью углерода снижает световой компенсационный пункт и таким образом позволяет растению использовать более широкий диапазон значений интенсивности света для чистого прироста сухого веса. Это может показаться незначительным преимуществом. Однако следует учесть, что листья, которые в течение ряда дней освещаются светом с интенсивностью ниже компенсирующей, постепенно начинают вянуть. Поэтому даже небольшое снижение компенсационного пункта может предотвратить пожелтение и отмирание частично затененных листьев. Лучше всего было бы снижать компенсационный пункт, поддерживая достаточно низкую температуру (см. кривую для 15° С на фиг. 93). Однако скорость роста зависит не только от интенсивности фотосинтеза на единицу листовой площади, но и от скорости ряда други с процессов, таких, как растяжение клеток или увеличение размеров листьев, а эти процессы происходят быстрее при более высоких температурах и [c.211]

За счет переноса тепла листья могут снижать свою температуру даже сильнее, чем за счет транспирации. Относительное значение этих процессов зависит от строения листьев, атмосферных условий (ветра, температуры и влажности воздуха) и от внутреннего состояния клеток листьев. Независимо от путей расходования энергии внутренняя температура листьев во время полуденной депрессии фотосинтеза оказывается значительно повышенной. [c.131]

Кислотный оксид. Бесцветный газ, без запаха, в 1,5 раза тяжелее воздуха (можно переливать из сосуда в сосуд). Молекула неполярна, имеет линейное строение [ (0)2] (s/7-гибридиза-ция), содержит ковалентные о-, л-связи С—О. Термически устойчив до температуры красного каления. При сжатии (давление 50 атм) и охлаждении легко переходит в жидкое и твердое состояния. Твердый СО2 возгоняется уже при низких температурах. Малорастворим в воде, образует моногидрат, который медленно изомеризуется в угольную кислоту. Реагирует со щелочами. Восстанавливается водородом, магнием и кальцием. Присоединяет аммиак. Из воздуха удаляется при контакте с пероксидом натрия (одновременно регенерируется кислород). Простейшая качественная реакция — угасание горящей древесной лучинки (см. также 95 ). Применяется в многотоннажных производствах соды, сахара и карбамида, в пищевой промышленности для газирования безалкогольных напитков и как хладагент. Содержится в воздухе, воде минеральных источников. Реагент фотосинтеза глюкозы в зеленых растениях. Не поддерживает горения и дыхания. Ядовит при содержании в воздухе свыше 15% по объему. [c.182]

Интенсивность фотосинтеза зависит от количества углекислого газа в воздухе, силы света, температуры, обеспеченности растений водой и элементами минерального питания и от других факторов. Несмотря на небольшое содержание углекислого газа [c.10]

Характер проникновения и распространения пестицидов в растении зависит от особенностей растения, внешних условий среды, химического состава и формы пестицидов. Как правило, листья молодых растений более проницаемы для растворов пестицидов. Абсорбции пестицидов и их передвижению способствует благоприятный водный режим. Свойства кутикулы, распределение и размер устьиц, интенсивность фотосинтеза также во многом определяют поглощение и распределение пестицидов в растениях. Большое влияние на интенсивность поступления пестицидов оказывают температура, свет, влажность воздуха. [c.43]

Изменения водного режима растений в полуденные часы вызываются в значительной степени повышенными температурами воздуха. Как показали Крафте, Карриер и Стокинг (1951), повышение температуры воздуха должно привести к падению значения относительной влажности воздуха. Еще раньше Оканенко (1940) показал с помощью расчетов, что при изменении температуры листьев может изменяться градиент давления водяных паров от межклетников к наружной воздушной среде. Превышение температуры листьев над температурой окружающей среды на 1° эквивалентно снижению относительной влажности наружного воздуха на 6,4%, превышение на 5° эквивалентно снижению относительной влажности воздуха на 35,5%. Все это должно привести к повышению интенсивности транспирации и уменьшению общего содержаиия воды в листьях растений в полуденные часы. Причиной водного дефицита может быть не только несоответствие между скоростью подачи воды в надземные органы и интенсивностью транспирации, но и переход части связанной воды в свободную, вызванный усилением теплового движения воды под влиянием повышенной температуры. Свободная вода менее прочно удерживается клетками листьев. Обезвоживание листьев и повышение их температуры приводит к депрессии фотосинтеза. [c.131]

Используется, главным образом, в посевах злаковых культур, но эффективен против сорняков и на других культурах (о вощ н ых, технических, бобовых). В малых концентрациях (0,001 % и 1ннже) действует как )рег лятор роста растений. Например, при опрыскивании яблонь может ускорять или, на-оборо Т, задерживать начало цветения (в завнснмости от концентрации вещества), предупреждает опадение плодов и ускоряет их созревание. Применяется также для обработки черенков и корней саженцев, вызывает интенсивное корнеобразова-ние и улучшает качество посадочного материала. Может использоваться вместе с минеральными удобрениями. По падая на сорняки, прд благонриятных условиях (температура воздуха более 14 ) быстро распространяется по растению, снижает фотосинтез, нарушает углеводный и белковый обмен, усиливает дыхание растений. Растение деформируется, С1 ручи-вается, ссыхается. В почве сохраняется до 4 недель. [c.57]

Созданы эффективные подвижные дождевальные агрегаты, испытывается мелкодисперсный увлажнительный полив, нли орошение туманом. В этих случаях капли могут быть размером от 1 мм (мелкий дождь) до 150 мкм (аэрозоль). Мелкодисперсное дождевание дает возможность сократить оросительные нормы в 2—5 и даже 10 раз, снизить в жаркие часы дня температуру воздуха, растений и листьев и тем самым повысить интенсивность фотосинтеза. Опыты показали, что такие увлажнительные поливы эффективны как при засухе, так и в жаркую пьгоду при достаточно влажной почве, когда в полуденные часы из-за перегрева листьев снижается продуктивность фотосинтеза и возрастает дыхание растений. [c.146]

И. М. Толмачев установил, что когда растения сахарной свеклы 1в некоторой мере обезвоживаются, что наблюдается с гювыше Н1ем температуры воздуха (более 30 °С) в Полуденные часы, то они переходят на анаэробное дыхание с интенсивным выделением СОг. Это свидетельствует о депрессии фотосинтеза и активации процесса дыхания. В результате недостатка воды в растении дыхательные ферменты проявляют разную активность, В частности, угнетается активность дегидрогеиазиыхферментов, деятельность которых обусловливает вовлечение кислорода в процесс дыхания. [c.267]

Опыты Б, С. Мошкова показали, что фотосинтез у растений томата (очевидно, и у других растений) происходит почти на одинаковбм уровне прн слабом освещении и высокой температуре и при сильном освещении и понилсенпой температуре воздуха. [c.349]

Явление аутоокислення имеет большое значение как в биохи мни, так и в органической химии. В биохимических процессах кислород играет большую роль в поддержании жизни, причем его поглощение п утилизация живыми организмами происходит благодаря катализу энзимами. Принято считать, что ассимиляция жирных кислот протекает через промежуточное образование р-кетокислот и их декарбоксилирование. В связи с реакциями фотосинтеза в растительном мире, происходящими в присутствии хлорофилла, следует напомнить о ранее рассмотренных работах Шенка с применением фотосинсибилизаторов для катализа окисления органических соединений при относительно низких температурах. Давно известно, что хранение различных соединений в контакте с воздухом приводит к образованию нежелательных продуктов окисления в результате этих процессов из нефтяных углеводородов образуются продукты окисления и смолы, а пз эфиров ациклических и циклических — взрывчатые вещества. Аутоокисление, часто катализированное, нашло практическое применение в различных промышленных процессах, например, для получения терефталевой кислоты из ксилолов, малеиновой кислоты из бензола и кумилгидроперекиси из кумола в производстве фенола и ацетона. В будущем можно ожидать значительного увеличения числа таких процессов. [c.456]

Так, совсем недавно американский микробиолог Паркер установил, что ливневые осадки содержат значительное количество таких органических веществ, как витамин В 2, никотиновая кислота, биотип. Проверив органический состав атмосферных примесей — различных твердых частиц, он заключил, что воздух содержит множество микроорганизмов, в том числе и водорослей, причем часть их находится в активном состоянии [67]. Временным местопребыванием этих организмов могут служить облака, особенно кучевые на высоте 6—9 тыс. м, которая является потолком для этих облаков, сохраняется необходимая для протекания жизненных процессов положительная температура. Присутств 1е в облаках воды, микроэлементов, таких газов, как кислород, двуокись углерода, азот, а также наличие интенсивной лучистой энергии — все это создает вполне благоприятные условия для фотосинтеза, обмена вешеств и роста клеток. По мнению Паркера, облака представляют собой живые экологические системы , давая возможность жить и размножаться многоклеточным микроорганизмам, в ,1деленпя которых — органические вещества типа [c.74]

Много говорится о лишайниках, так как они очень плохо переносят загрязнение воздуха. Детально же механизмы повреждения лишайников еш,е недостаточно выяснены. Как показатели загрязнения среды в первую очередь представляют интерес фотосинтез и водный баланс лишайника Hypogymnia physodes. При полевых исследованиях важно прежде всего учитывать зависимость воздействия вредных веществ от температуры. [c.135]

Для исследования зеленых растений такой подход применялся еще в те времена, когда никакой кибернетики не было и в помине. В конце ХУП1 века установили, что зеленые листья способны превращать недоброкачественный воздух в пригодный для дыхания. Кстати, это наблюдение привело к открытию кислорода и закрытию теории флогистона, мифической горючей земли , которая при сгорании вещества от него якобы отщепляется. В течение двух веков после этого накапливались сведения о том, как ведет себя зеленый лист, если менять состав окружающей его среды, если менять температуру, спектральные характеристики освещения, если облучать лист не непрерывно, а короткими вспышками. При этом выяснилось, что фотосинтезирующая система чутко реагирует на любые воздействия, касающиеся ее входа изменяется то состав синтезируемых углеводов, то продуктивность выделения кислорода, а иногда фотосинтез и вовсе прекращается. [c.297]

Цикл углекислого газа в природе имеет большое значение для климата Земли даже малые изменения в фотостационарном состоянии, возможно, происходившие в истории Земли, вызывали далеко идущие последствия. Возможно, нанример, что в доледниковую эпоху концентрация двуокиси углерода в воздухе была выше, чем теперь, и климат был мягче (так как углекислый газ препятствует уходу инфракрасной радиации с Земли). Фотосинтез был, таким образом, интенсивнее, чем теперь, и растительный покров гуще. Удаление углекислого газа при минерализации каменного угля и нефти, образование карбонатных пород и возрастание концентрации щелочноземельных металлов в океанах вызвали снижение фотосинтеза и падение температуры, что способствовало наступленнк) ледникового периода. [c.24]

Описанные выше эксперименты не обнаруживают какой-либо связи между обратимой абсорбцией двуокиси углерода у растений в темноте и восстановлением двуокиси углерода на свету. Теперь мы опишем опыты, которые указывают, что иная (хотя тоже обратимая и нефотохимическая) абсорбция двуокиси углерода тесно связана с фотосинтезом предположительно в качестве предварительной стадии этого процесса (как принималось в главе VII). Количество двуокиси углерода, участвующей в этой абсорбции, в 20—50 раз меньше, чем количество, учитываемое из равновесий двуокись углерода — бикарбонат, т. е. около 2 10- моль1л клеточного объема, или 5 10- % СОд на сухой вес клеток, или 0,5 мл углекислого газа на 10 г свежих клеток. С другой стороны, сродство к двуокиси углерода акцептора, обусловливающего эту абсорбцию, должно быть выше, чем у фосфатных или карбонатных буферов, так как его насыщение происходит при давлениях двуокиси углерода порядка 1 мм. Эта цифра получается из кривых зависимости фотосинтеза от концентрации двуокиси углерода. Эти кривые показывают полунасыщение при значениях [СОз] около 0,03°/о в воздухе. Одно из объяснений этого насыщения заключается в том, что кривые двуокиси углерода являются изотермами равновесия комплекса акцептор — двуокись углерода. Эти кривые могут быть искажены ограничениями притока и передачи, которые мешают равновесию карбоксилирования во время интенсивного фотосинтеза йли заставляют скорость процесса стать нечувствительной к концентрации двуокиси углерода задолго до полного насыщения комплекса СОд . Однако это искажение не меняет порядка величины концентрации двуокиси углерода, потребной для насыщения. Если комплекс СОд полунасыщен при концентрациях СОа в воздухе порядка 10- моль л, или 0,03%. то свободная энергия его образования должна быть порядка — 6 ккал при комнатной температуре (Рубен [119] определяет Д = — 2 ккал), т. е. это значительно более отрицательная величина, чем свободные энергии карбаминирования и карбоксилирования, приведенные в первой части настоящей главы, и даже бодее отрицательная, чем свободная энергия ассоциации двуокиси углерода с карбоангидразой. [c.209]

Для того чтобы мог происходить фотосинтез, в хлоропласты должна поступать двуокись углерода. Небольшое количество СО2 образуется в результате дыхания в митохондриях, нахо-ДЯШ.ИХСЯ по соседству с хлоропластами (сами хлоропласты, по-видимому, не дышат), но, разумеется, количество углерода в растении от этого не увеличивается. Главным поставщиком углерода служит внешняя среда, т. е. либо вода, в которую погружены листья водных растений и в которой растворен углекислый газ, либо воздух, окружающий листья наземных растений. Фотосинтезирующие растения поглощают СО2 из окружающей среды, вследствие чего концентрация СО2 вблизи растения снижается, т. е. возникает градиент концентрации. Благодаря этому градиенту происходит диффузия (обусловленная беспорядочным тепловым движением молекул) из области с более высокой концентрацией СО2 в область с более низкой концентрацией. В полностью неподвижной воде или в неподвижном воздухе этот градиент теоретически должен был бы простираться до бесконечности, т. е. стационарное состояние не могло бы установиться. На самом же деле в достаточно большом, но конечном объеме, содержащем СО2 и растение, стационарное состояние устанавливается довольно быстро. Кроме того, в присутствии транспирнрующего растения воздух не может быть полностью неподвижным (стр. 62), и даже в воде, по-видимому. всегда существуют хотя бы небольшие конвекционные токи, обусловленные местными разностями температуры. Однако, несмотря на эти неизбежные слабые движения в практически неподвижном воздухе или в воде, СО2 поступает в растение гораздо медленнее, чем в активно перемешиваемой среде. Следовательно, молекулы среды (воздуха или воды) препятствуют движению молекул СО2 иными словами, диффузионный ток, направленный к растению, встречает на своем пути определенное сопротивление. [c.52]

Это легко показать в опыте с Elodea anadensis, в котором интенсивность фотосинтеза учитывается путем подсчета пузырьков газа. Поместим отрезанный побег Elodea в большой, ярко освещаемый сосуд, содержащий неподвижную дистиллированную воду. Предполагается, что вода находится в равновесии с воздухом (и, следовательно, содержит около 0,03% СО2 по объему, поскольку коэффициент растворимости СО2 при комнатной температуре приблизительно равен единице). Если срезанный конец побега обращен кверху, то можно наблюдать, как с этого конца выделяются пузырьки газа. Эти пузырьки содержат в основном кислород, образующийся в листьях при фотосинтезе. Газ скапливается в межклетниках и выдавливается через срезанный конец стебля. Скорость выделения пузырьков пропорциональна интенсивности фотосинтеза. Подсчет пузырьков, выделяющихся в равные (например, полуминутные) промежутки времени, начиная с момента помещения побега в сосуд, показывает, что скорость их выделения довольно значительно снижается до тех пор, пока не будет достигнут некий постоянный уровень, свидетельствующий об установлении практически постоянного градиента концентрации СО2. Если теперь осторожно перемешать воду, то сразу же после прекращения перемешивания скорость выделения пузырьков будет такой же, как в лачале опыта. Это объясняется тем, что в этот момент у поверхности листа концентрация СО2 вновь окажется равной 0,03%. В следующей главе мы вернемся к этому опыту еще раз и покажем, что в некоторых отношениях наблюдаемое явление сложнее, чем может представиться с первого взгляда. Однако это не меняет дела — при всех условиях оно свидетельствует о наличии высокого диффузионного сопротивления. [c.53]

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]

Во всех опытах с пшеницей, в которых листовые влагалища находились в воде, наблюдалось небольшое повышение Г по сравнению с утренним значением (фиг. 87). Это могло быть последействием, т. е. результатом влияния маннита-, но, может быть, данное явление обусловливалось и суточным ходом (хотя в других опытах с пшеницей суточный ход обнаружен не был). Такого последействия не наблюдалось у листьев пальмы, однако у кукурузы оно проявлялось очень четко. В нескольких контрольных опытах листья кукурузы, находившиеся до этого в 0,25 М растворе маннита, помещали на 48 ч в воду, после чего снова проводили измерения. Несмотря на то, что последействие при этом несколько уменьшалось, величина Г никогда вновь не падала до нуля. Такое устойчивое последействие водного дефицита было продемонстрировано также при сравнении листьев растений, предварительно испытавших легкое завядание на открытом воздухе, и листьев растений, которые росли в теплице при постоянном обильном водоснабжении. Как обычно, при температуре листа 30° С величина Г для листьев из теплицы равнялась нулю, тогда как для листьев, испытавших завядание, она была равна 0,00039% (табл. 7). Эти данные позволяют объяснить относительно высокое значение Г (0,0009%), которое было обнаружено для кукурузы Моссом (табл. 7). По данным Гловера [119], полученным в Восточной Африке, кратковременная засуха тормозила открывание устьиц у кукурузы и снижала скорость видимой ассимиляции, однако после прекращения засухи эти явления исчезали. В то же время более сильная засуха вызывала стойкое повреждение устьиц и снижение скорости фотосинтеза, которые не исчезали и после того, как листья принимали свой обычный вид. У листьев Sorghum такого последействия не наблюдалось. Подобные различия между видами в отношении их способности восстанавливать нормальное состояние после сильного водного дефицита, очевидно, вполне обычны, хотя заранее предсказать их невозможно. Так, например, у завядших растений пшеницы при поливе устьица полностью открывались в тот же день, тогда [c.191]

ТРАВЕРТИНЫ. Минеральные осадки вод некоторых минеральных источников. К ним близки известковые туфы, применяемые в качестве известковых удобрений. В состав Т. входит в больших количествах кальций. Они содержат также серу, натрий, фосфор и микроэлементы марганец, медь, цинк, молибден и др. Для использования в качестве минеральной подкормки для скота и установления норм скармливания проводится химический анализ Т. ТРАНСПИРАЦИЯ. Процесс испарения содержащейся в растении влаги с поверхности растения, главным образом с поверхности листьев. Чем выше влажность почвы и чем суше воздух и выше температура, тем сильнее Т. Ветер также повышает Т. Высокое содержание солей в засоленных почвах затрудняет поглощение воды корневой системой, которая при этом не может обеспечить необходимой интенсивности Т. При недостаточном снабжении водой растения регулируют испарение путем закрывания устьиц, что улучшает водный режим в листьях, но снижает интенсивность фотосинтеза. При недостаточной Т. на прямом солнечном свету листья сильно перегреваются, что нарушает процессы, происходящие в листьях, и ведет к увяданию растений. Количество воды в граммах,. транснирированпое растением за период его вегетации на 1 г сухого вещества растения, называется транспирационным коэффициентом. При внесении удобрений транспирационный коэффициент снижается. [c.290]

УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ (двуокись углерода, угольный ангидрид). СОг. В быту обычно называется углекислотой. Но угольная кислота Н2СО3 может существовать только в водном растворе. В воздухе содержится около 0,03% У. г. (по объему). Он образуется за счет дыхания животных и человека, при сгорании и гниении органических веществ и при ряде геологических процессов. У. г. воздуха, а частично и растворенная в воде углекислота, используется растениями и фотосинтезирующими бактериями в процессе фотосинтеза для образования органических веществ. Окисление органических веществ в организме животных сопровождается освобождением энергии и выделением У. г. В сельском хозяйстве используется жидкий СО2. При обыкновенной температуре и давлении около 60 атм У. г. превращается в жидкость, которую хранят в стальных баллонах. При сильном охлаждении СО2 превращается в снегообразную массу, которую прессуют в так называемый сухой лед. Он используется в сельском хозяйстве для предохранения от порчи скоропортящихся продуктов и для охлаждения и замораживания семени при искусственном осеменении животных. Сухой лед дает температуру до — 78° С. СО2 используется также для иовышения урожайности с.-х. культур. См. Углекислота как удобрение. См. также Карбонаты и Бикарбонаты. [c.300]

Ну, а что же будет потом, после нефтяного и угольного бума Может быть, место нефте- и карбохимии займет химия карбонатов, которая навсегда освободит нас от забот об углероде Пожалуй, это не так уж невероятно. Скорее всего, уже в XXI в. такие превращения станут энергетически приемлемыми, тем более что намечаются пути уменьшения затрат энергии при переработке карбонатов. Так, в СССР разработан каталитический метод превращения СО 2 воздуха в простые органические соединения, причем в отличие от существующих методов высокие температуры и давления не применяются. Конечно, для обозримого будущего развитие химии карбонатов не является такой уж острой необходимостью, и, кроме того, до настоящего времени совсем не принимались во внимание 2 блн. т углерода, накопленного в биосфере. Для производства энергии эти резервы уже более 100 лет никто не принимает всерьез, а химия их для себя так и не открыла А ведь ежегодно растительностью нашей планеты вьще-ляется около 270 млрд. т СО2 (т. е. ежедневно около 200 млн. т углерода), а в воде трансформируется до 155 млрд. т органического сухого вещества, находящегося в форме целлюлозы, лигнина, крахмала, белков и жиров. Из них на леса нашей планеты приходится 65, на культурные растения-9, а на океаны-55 млрд. т. Растительный мир Земли можно рассматривать как непрерывно работающие химические фабрики, которые снабжает энергией Солнце. Их продукцией человечество при разумном хозяйствовании будет обеспечено как в ближайшем, так и в отдаленном будущем, причем она будет получена по сравнению с другими процессами при минимальных затратах энергии. Все это ставит фотосинтез-важнейший химический процесс на всем земном шаре-на совершенно обособленное место и придает значительную ценность биосфере планеты как источнику сырья. [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология