Tartalom
A fotoszintézis az egyik legfigyelemreméltóbb biokémiai folyamat, amelyet a Földön találnak, és lehetővé teszi a növények számára, hogy napfény felhasználásával ételt készítsenek vízből és szén-dioxidból. A tudósok által végzett egyszerű kísérletek azt mutatják, hogy a fotoszintézis sebessége kritikusan függ olyan változóktól, mint a hőmérséklet, a pH és a fény intenzitása. A fotoszintézis sebességét általában közvetett módon mérik a növények által kibocsátott szén-dioxid mennyiségének felmérésével.
Hogyan működik a fotoszintézis?
A fotoszintézis meghatározza azt az eljárást, amellyel a növények és egyes baktériumok előállítják a glükózt. A tudósok a következőképpen foglalják össze a folyamatot: napfény felhasználásával szén-dioxid + víz = glükóz + oxigén. A folyamat a kloroplasztoknak nevezett speciális struktúrákban zajlik, amelyek a levelek sejtjeiben helyezkednek el. Az optimális fotoszintézis sebesség nagyobb mennyiségű szén-dioxid eltávolítását eredményezi a helyi légkörben, nagyobb mennyiségű glükózt eredményezve. Mivel a növényekben a glükózszintet nehéz mérni, a tudósok a szén-dioxid asszimilációjának mennyiségét vagy felszabadulását használják a fotoszintézis sebességének mérésére. Például éjszaka, vagy amikor a körülmények nem rendkívül kedvezőek, a növények széndioxidot bocsátanak ki. A maximális fotoszintézis sebesség növényfajonként eltérő, de a növények, mint például a kukorica, széndioxid-asszimilációs sebességet elérhetnek, akár 0,075 uncia / köbcentiméter / óra, vagy 100 milligramm / deciméter / óra. Egyes növények optimális növekedésének elérése érdekében a mezőgazdasági termelők üvegházakban tartják őket, amelyek szabályozzák a páratartalmat és a hőmérsékletet. Három hőmérsékleti rendszer van, amelyeken a fotoszintézis sebessége megváltozik.
Alacsony hőmérséklet
Az enzimek olyan fehérjemolekulák, amelyeket az élő szervezetek biokémiai reakciók végrehajtására használnak. A fehérjéket egy nagyon különleges alakra hajtogatják, és ez lehetővé teszi számukra, hogy hatékonyan kötődjenek az érdekes molekulákhoz. Alacsony hőmérsékleten, 32-50 Celsius fok - 0-10 Celsius fok között - a fotoszintézist végző enzimek nem működnek hatékonyan, és ez csökkenti a fotoszintézis sebességét. Ez a glükóztermelés csökkenéséhez vezet, és megrázkódott növekedést eredményez. Az üvegházban lévő növényeknél az üvegházfűtés és a termosztát beszerelése megakadályozza ennek előfordulását.
Közepes hőmérsékletek
Közepes hőmérsékleten, 50–68 fok Fahrenheit vagy 10–20 Celsius fok között a fotoszintetikus enzimek optimális szinten működnek, így a fotoszintézis mértéke magas. A szóban forgó növénytől függően állítsa az üvegházhatást okozó termosztátot ezen a hőmérsékleti tartományon belül a legjobb eredmény elérése érdekében. Ezen optimális hőmérsékleten a korlátozó tényező a széndioxid levélben történő diffúziója.
Magas hőmérséklet
68 Fahrenheit-fok vagy 20 Celsius-fok feletti hőmérsékleten a fotoszintézis sebessége csökken, mivel az enzimek nem működnek olyan hatékonyan ezen a hőmérsékleten. Ennek ellenére a széndioxid levélben történő diffúziója fokozódik. 104 fokos Fahrenheit - 40 Celsius fok feletti hőmérsékleten - a fotoszintézist végző enzimek elveszítik alakját és működőképességét, és a fotoszintézis sebessége gyorsan csökken. A fotoszintézis sebessége és a hőmérséklet függvényében egy görbe megjelenést mutat, és a csúcsérték szobahőmérséklet közelében történik. Az üvegház vagy a kert, amely optimális fényt és vizet biztosít, de túl melegszik, kevésbé energiát mutat.