56. Влияние условий на процесс фотосинтеза. Методы изучения фотосинтеза.

Фотосинтетическая деятельность растений зависит от многих внешних факторов, и главные из них — условия освещения (интенсивность, спектральный состав света), доступность и концентрация углекислого газа, температура среды, водоснабжение и минеральное питание.

Концентрация СО2. Содержание С02 в окружающей среде является одним из важнейших факторов, определяющих скорость фотосинтеза. Увеличение концентрации С02 приводит к быстрому увеличению интенсивности фотосинтеза. Концентрация С02, при которой его поглощение в процессе фотосинтеза уравновешено выделением углекислоты в ходе дыхания (тем-нового и светового), называется углекислотным компенсационным пунктом (УКП). У С3-рас-тений УКП находится при довольно высоких концентрациях С02 (около 0,005 %). Это связано с наличием у них активного фотодыхания. С4-растения, обладающие способностью фиксировать С02 через фермент ФЕП-карбоксилазу, производят рефиксацию углекислого газа при слабом фотодыхании, поэтому у них УКП приближается к нулевой концентрации С02.

Температура. Оптимальная = 5-35ºС (обратимый процесс), при температуре выше 35 следует необратимая потеря фотосинтетической активности (синтез АТФ и НАДФ*Н снижается и становится лимитирующим). Весьма чувствительны к температуре также транспорт электронов и синтез АТФ. Первичные реакции фотосинтеза, связанные с поглощением света, миграцией энергии возбуждения в реакционные центры и разделением зарядов в реакционных центрах, от температуры практически не зависят.

Водный режим. Значение водного режима для фотосинтеза определяется в первую очередь действием воды на состояние устьиц листа: до тех пор, пока устьица остаются оптимально открытыми, интенсивность фотосинтеза не изменяется под влиянием колебаний водного баланса. Частичное или полное закрывание устьиц, вызванное дефицитом воды в растении, приводит к нарушению газообмена и снижению поступления углекислого газа к карбоксилирующим системам листа. Вместе с тем, при водном дефиците снижается активность ферментов цикла Кальвина, и в значительной степени ингибируется фотофосфорилирование. В результате в условиях водного дефицита наблюдается ингибирование фотосинтетической активности растений. При длительном дефиците воды возможно снижение общей фотосинтетической продуктивности растений, в том числе и за счет уменьшения величины листьев, а сильное обезвоживание может в итоге вызвать нарушение структуры хлоропластов и полную потерю их фотосинтетической активности.

Интенсивность света. По мере увеличения интенсивности света нарастание фотосинтеза становится все менее выраженным, при достижении определенного уровня освещения наступает насыщение фотосинтетической активности листа. При низких интенсивностях света активируется нециклический поток ē. Увеличение интенсивности света стимулирует циклический поток ē и повышает долю циклического транспорта ē. В условиях избыточной освещенности циклический транспорт может играть защитную роль в хлоропластах, источник для дополнительного синтеза АТФ вследствие активация процесса ассимиляции С.

Спектральный состав света: на синем свету-увеличивается активность ассимиляции СО₂(активизация транспорта ē и ферментов С цикла), преимущественно синтезируются орг. к-ты и аминокислоты, позднее - белки, на красном-растворимые Углеводы, крахмал.

Болезни растений приводят к снижению интенсивности фотосинтеза.