Odpowiedzi

2010-03-10T16:07:04+01:00
Wiele czynników zewnętrznych i wewnętrznych wpływa na szybkość procesu fotosyntezy, lecz za najważniejsze spośród nich można uznać chlorofil, światło, temperaturę, dwutlenek węgla, wodę, składniki mineralne oraz wielkość powierzchni asymilacyjnej.

Chlorofil
Znaczenie chlorofilu jako czynnika fotosyntezy jest oczywiste, natomiast wpływ zawartości chlorofilu w tkankach roślinnych na szybkość fotosyntezy stanowi zagadnienie raczej sporne.

Przy sztucznie wywołanej chlorozie, np. niedostatkiem żelaza, szybkość fotosyntezy staje się proporcjonalna do ilości chlorofilu, lecz w tego rodzaju doświadczeniach zmianom może ulegać nie tylko zawartość chlorofilu. Wyniki uzyskane za pomocą sztucznie wywołanej chlorozy nie są w pełni miarodajne.

Wydaje się, ze w naturalnych warunkach wegetacji zawartość chlorofilu nie jest czynnikiem ograniczającym szybkość fotosyntezy. Należy też wziąć pod uwagę, że w warunkach słabego natężenia światła rośliny zwiększają zawartość chlorofilu w tkankach; a więc ewentualnie niedostatek światła może być kompensowany przez zwiększoną zawartość chlorofilu w tkankach roślinnych. Ponadto zmniejszone natężenie światła może powodować silniejszy wzrost powierzchni asymilacyjnej liści.


Światło i temperatura
Promieniowanie świetlne jest źródłem zarówno energii świetlnej jak też i cieplnej dla roślin. Energia świetlna jest niezbędna do reakcji fotochemicznych, które stanowią podstawę procesu fotosyntezy. Energia świetlna i zmieniający się wraz z nią poziom temperatury są bardzo istotnymi czynnikami wielu reakcji enzymatycznych, związanych a fotosyntezą.

Zależność fotosyntezy od natężenia światła jest całkowicie zrozumiała. Wydaje się, że w naturalnych warunkach wegetacji przy słonecznej pogodzie czynnikiem ograniczającym fotosyntezę jest raczej woda, której niedostatek powoduje często zamykanie się aparatów szparkowych i odcięcie dostępu dwutlenku węgla do rośliny.

Natomiast w dni pochmurne intensywność światła może być zredukowana do jednej dziesiątej pełnego światła słonecznego, a to już zmienia zasadniczo warunki asymilacji dwutlenku węgla. Poza tym rośliny lądowe i wodne nawzajem się zacieniają, gdy rosną w dużym skupisku; wówczas konkurują ze sobą w możliwościach wykorzystywania energii świetlnej.

W środowisku wodnym wegetacja roślin sięga dosyć głęboko. W morzach i oceanach plankton roślinny rozwija się w warstwie do 80-100 metrów pod powierzchnia wody, a w wodach bardzo przejrzystych –nawet do 200 metrów. Tylko rośliny znajdujące się w górnych powierzchniowych warstwach wody są uprzywilejowane, gdyż mają pod dostatkiem i wody i światła oraz dosyć wysoka temperaturę środowiska. W głębszych warstwach wody panuje niedostatek światła, wykorzystanie jego musi być więc bardzo sprawne. Przystosowanie roślin wodnych do jak najlepszego wykorzystania światła polega jednak nie tylko na dużej zawartości chlorofilu, ale również na tym, że prócz chlorofilu rośliny wodne zawierają inne dodatkowe barwniki.


Dwutlenek węgla

Pochłanianie dwutlenku węgla przez rośliny wodne
Rośliny wodne pobierają dwutlenek węgla poprzez błony komórkowe na podstawie dyfuzji. Większość wśród tych roślin stanowią jednokomórkowe glony planktonu zawieszone pod powierzchnia wody. Wymiary tych glonów nie przekraczają 10um., chociaż masa ich w 1m3 np. wody morskiej nie wynosi więcej niż 1g, to liczba organizmów sięga kilkuset milionów; nadają one wodzie morskiej jednolity kolor zielonkawy lub brunatnawy. Głównym terenem fotosyntezy w środowisku wodnym są morza i oceany. W jednym metrze sześciennym wody morskiej znajduje się 50-100g dwutlenku węgla w postaci węglanów i wodorowęglanów. Morza i oceany zawierają znacznie więcej dwutlenku węgla niż atmosfera.

Rośliny wodne są wiec dobrze zaopatrzone w dwutlenek węgla, często jednak brakuje im światła i dostatecznej ilości składników mineralnych, zwłaszcza azotu i fosforu.


Pochłanianie dwutlenku węgla przez rośliny lądowe
Zawartość dwutlenku węgla w atmosferze ziemskiej wynosi około 0,03% lub 0,05% jej masy (dwutlenek węgla jest gazem cięższym od tlenu i azotu). Dwutlenek węgla przenika do wnętrza liścia przez aparaty szparkowe. Są one bardzo małe, ale niezwykle liczne i gęsto rozmieszczone na powierzchni liścia. Dyfuzja gazów odbywa się bardzo szybko.


Działanie czynników ograniczających fotosyntezę
Jeżeli którykolwiek czynnik jak światło, temperatura czy stężenie dwutlenku węgla, występuje w minimum, to staje się czynnikiem ograniczającym fotosyntezę. W miarę zwiększania się ilości tego czynnika szybkość fotosyntezy wzrasta. Wzrost ten jednak staje się coraz mniejszy w miarę podwyższania poziomu danego czynnika i fotosyntezy.


Woda
Stanowi substrat w procesie fotosyntezy, jest niezbędna przy asymilacji dwutlenku węgla. Komórka zawiera jej stosunkowo bardzo dużo. Fizjologicznie czynny protoplast ma około 75% wody, a w komórkach zwakuolizowanych zawartość wody może osiągać 95%. Zużycie wody do syntezy cukru jest nie tak duże, aby miało wyczerpywać jej zapasy w komórce. Problem jest innego rodzaju.

Otóż od zawartości wody w tkankach roślinnych zależy rozwarcie aparatów szparkowych. W normalnych warunkach przy dobrym zaopatrzeniu rośliny w wodę aparaty szparkowe otwierają się w dzień, a zamykają w nocy. Jeżeli jednak roślina utraciła pewna ilość wody i turgor komórek zamykających zmalał, to szparki przymykają się również i w ciągu dnia.


Powierzchnia asymilacyjna
Zagadnienie powierzchni asymilacyjnej wiąże się zarówno z problemem światła, jak i też dwutlenku węgla, gdyż pochłanianie energii świetlnej i wymiana gazowa jak najściślej zależą od wielkości powierzchni.

Glony uzyskują doskonałe warunki naświetlenia i wymiany gazowej dzięki temu, że są bardzo małe; w miarę bowiem rozdrobnienia masy stosunek powierzchni zbiorowej do masy staje się coraz większy.

Rośliny lądowe osiągają dużą powierzchnię asymilacyjną dzięki spłaszczonym kształtom liści. Liście są bowiem głównymi organami fotosyntezy, doskonale przystosowanymi w swych kształtach i budowie wewnętrznej do tego procesu.Cienka blaszka liściowa ma w stosunku do swej masy bardzo dużą powierzchnię, co usprawnia pochłanianie światła i
2 5 2