CZYNNIKI FOTOSYNTEZY

FOTOSYNTEZA to proces endoenergetyczny polegający na syntezie związków organicznych z CO₂ i H₂O – związków nieorganicznych, przy udziale energii świetlnej słońca i barwników asymilacyjnych np. chlorofilu. Chlorofil jest transportem energii słonecznej, która jest przez niego zamieniana na chemiczną z wydzieleniem tlenu.

Aby zaszedł proces fotosyntezy muszą być spełnione następujące czynniki :

STĘŻENIE CO₂

Źródłem węgla jest CO₂ z atmosfery i wody, jest on pobierany w postaci jonów HCO₃

u roślin wodnych i H₂CO₃. Jeżeli w atmosferze jest go 2,1 * 10¹² T to jest to ilość wystarczająca do zaspokojenia zapotrzebowania roślin, na 1 km² daje to 4 kg CO₂. Gdyby C nie był uzupełniany to ta ilość wystarczyłaby na 35 lat, CO₂ uzupełniają : wybuchy wulkanów, przemysł, procesy oddychania roślin, zwierzą i ludzi, C dostaje się do rośliny przez aparaty szparkowe.

TEMPERATURA

Fotosynteza zachodzi w temperaturze dodatniej, niektóre rośliny afrykańskie nie zasymilują CO₂ w temperaturze +5^OC, rośliny w Polsce asymilują CO₂ przy temperaturze poniżej 0^OC, w miarę wzrostu temperatury wzrasta intensywność fotosyntezy, temperatura optymalna to 20-30^OC, powyżej tej temperatury występuje spadek intensywności fotosyntezy, w temperaturze wyższej niż 45^OC następuje jej zatrzymanie, a w temperaturze 50^OC śmierć komórek.

WODA

Substancja wyjściowa dostarczająca H do redukcji CO₂ co prowadzi do powstania heksosy, obniżenie bilansu wodnego rośliny powoduje zamknięcie aparatów szparkowych i zahamowanie natężenia asymilacji CO₂,

H₂O – jest bardzo ważna, ponieważ wchodzi w reakcje – jest substratem

ŚWIATŁO

Źródło energii świetlnej zamienianej na promienie i kolejnie na energię chemiczną, która służy do fotosyntezy, natężenie światła wyraża się w luksach, ilość w jednostkach czasu na jednostki powierzchni, światło w słoneczne dni ma natężenie 100 tyś. luksów, długość fali wynosi 400-700 nanometrów. Wyróżniamy barwy :

• fioletowe : 380 – 400 tyś nanometrów

• niebieskie : 400 – 450 tyś

• zielone : 490 – 540 tyś

• żółte : 540 – 580 tyś

• czerwone : 600 – 700 tyś

Nie biorą udziału w fotosyntezie :

• podczerwień : powyżej 700 tyś

• ultrafiolet : poniżej 380 tyś

Najbardziej wydajna do fotosyntezy jest czerwone, jego intensywność zależy od długości fali. Rośliny dzielimy na

• światłolubne ( drzewa owocowe, sosna, pomidory )

• ciemnolubne ( paproć, bluszcz )

BARWNIK

Wyróżniamy 4 typy chlorofilu : a, b, c, d

Stosunki ilościowe chlorofilu zależą od ilości naświetlenia : rośliny ciemnolubne mają więcej chlorofilu b, światłolubne – a, a wodne – c i d.

W skład każdego barwnika wchodzą :

• białka 30-50 %

• tłuszcze 8-30 %

• barwniki fotosyntetyczne 10 – 20 %

• DNA ( inne niż jądrowe )

• RNA

U roślin wodnych żyjących głębiej są barwniki - ksantofile – bo do nich nie dochodzi promieniowanie czerwone tylko niebiesko-filotowe; u brunatnic i krasnorostów występują barwniki fikobilina i chlorofil, widoczna jest strefowość : wyżej są glony z chlorofilem, niżej brunatnice, najniżej krasnorosty ( czerwone )

WIEK ROŚLINY

W młodym i bardzo starym liściu natężenie fotosyntezy jest niższe; w dojrzałym liściu jest normalnie, w liściu żółknącym spada do 0.

UKŁAD CHLOROPLSTÓW

• parastrofia – w układzie tym liście są wystawione silne działanie promieni słonecznych, chloroplasty są wzdłuż ścian komórek równolegle do promieniowania

• epistrofia – mało światła, miejsca zaciemnione, ustawione prostopadle do promieniowania.

KSZTAŁ LIŚCI

• np. rośliny iglaste : igły długie, wąskie, więc mało ciałek zieleni

• rośliny okrytonasienne : blaszki liściowe, więc ilość chloroplastów jest większa