Вплив на швидкість фотосинтезу різних факторів

Інтенсивність фотосинтезу залежить від цілого ряду чинників. По-перше, від довжини світлової хвилі. Найбільш ефективно процес протікає під дією хвиль синьо-фіолетової і червоною частини спектра. Крім того, на швидкість фотосинтезу впливає ступінь освітленості, і до певного моменту швидкість процесу зростає пропорційно кількості світла, нот далі вже не залежить від нього.

Іншим фактором є концентрація вуглекислого газу. Чим вона вища, тим інтенсивніше йде процес фотосинтезу. У звичайних умовах недолік вуглекислого газу - головний обмежуючий фактор, так як в атмосферному повітрі його міститься невеликий відсоток. Однак в тепличних умовах можна усунути цей дефіцит, що сприятливо позначиться на швидкості фотосинтезу і темпі росту рослин.

Важливим фактором інтенсивності фотосинтезу є температура. Всі реакції фотосинтезу катализируются ферментами, для яких оптимальною температурою є інтервал 25-30 Про С. При більш низьких температурах швидкість дії ферментів різко знижується.

Вода - важливий фактор, що впливає на фотосинтез. Однак оцінити кількісно цей фактор неможливо, оскільки вода бере участь у багатьох інших обмінних процесах, що відбуваються в рослинній клітині.

Значення фотосинтезу. Фотосинтез є основоположним процесом в живій природі. Завдяки йому з неорганічних речовин - вуглекислого газу і води - за участю енергії сонячного світла зелені рослини синтезують органічні речовини, необхідні для життєдіяльності всього живого на Землі. Первинний синтез цих речовин забезпечує здійснення процесів асиміляції і дисиміляції у всіх організмів.

Продукти фотосинтезу - органічні речовини - використовуються організмами:

для побудови клітин;
як джерело енергії для процесів життєдіяльності.

Людина використовує створені рослинами речовини:

в якості продуктів харчування (плоди, насіння та ін.);
в якості джерела енергії (вугілля, торф, деревина);
як будівельний матеріал.

Людство своїм існуванням зобов'язана фотосинтезу. Всі запаси пального на Землі - це продукція фотосинтезу. Використовуючи викопне паливо, ми отримуємо енергію, накопичену в результаті фотосинтезу древніми рослинами, що існували в минулі геологічні епохи.

Одночасно з синтезом органічних речовин в атмосферу Землі виділяється побічний продукт фотосинтезу - кисень, який необхідний для дихання організмів. Без кисню життя на нашій планеті неможлива. Його запаси постійно витрачаються на продукти горіння, окислення, дихання, що відбуваються в природі. За підрахунками вчених, без фотосинтезу весь запас кисню був би витрачений протягом 3000 років. Отже, фотосинтез має найбільше значення для життя на Землі.

Протягом багатьох століть вчені біологи намагалися розгадати таємницю зеленого листа. Довгий час вважалося, що рослини створюють поживні речовини з води і мінеральних речовин. Це переконання пов'язано з експериментом голландського дослідника Анна ванн Гельмонта, проведеним ще в 17 столітті. Він посадив деревце верби в діжку, точно вимірявши масу рослини (2,3 кг) і сухого ґрунту (90,8 кг). Протягом п'яти років він тільки поливав рослину, нічого не вносячи в грунт. Через п'ять років маса дерева збільшилася на 74 кг, тоді як маса грунту зменшилася лише на 0,06 кг. Вчений дійшов висновку, що рослина утворює все речовини з води. Таким чином, було встановлено одна речовина, яке засвоює рослина при фотосинтезі.

Першу спробу наукового визначення функції зеленого листа зробив в 1667 італійський натураліст Марчелло Мальпігі. Він зауважив, що якщо у проростків гарбуза відірвати перші зародкові листочки, то рослина перестає розвиватися. Вивчаючи будови рослин, він зробив припущення: під дією сонячних променів в листках рослини відбувається якісь перетворення і випаровується вода. Однак на ці припущення в той час не звернули уваги.

Через 100 років швейцарський вчений Шарль Бонні провів кілька експериментів з приміщенням листа рослини в воду і освітленням його сонячним світлом. Тільки висновок він зробив невірний, вважаючи, що рослина не бере участь в утворенні бульбашок.

Відкриття ролі зеленого листа належить хіміку, англійцю Джозефу Прістлі. У 1772 році, вивчаючи значення повітря для горіння речовин і дихання, він поставив досвід і з'ясував, що рослини покращують повітря і роблять його придатним для дихання і горіння. Після серії дослідів Прістлі звернув увагу, що рослини покращують повітря на світлі. Він першим висловив припущення про роль світла в життєдіяльності рослин.

У 1800 році швейцарський вчений Жан Сенебье науково роз'яснив суть цього процесу (на той час Лавуазьє вже відкрив кисень і вивчив його властивості): листя рослин розкладають вуглекислий газ і виділяють кисень тільки під дією сонячного світла.

У другій половині 19 століття була отримана спиртова витяжка з листя рослин зеленого кольору. Ця речовина назвали хлорофілом.

Климент Аркадійович Тімірязєв, український вчений досліджував вплив різних ділянок спектра сонячного світла на процес фотосинтезу. Йому вдалося встановити, що саме в червоних променях фотосинтез протікає найбільш ефективно, і довести, що інтенсивність цього процесу відповідає поглинанню світла хлорофілом.

К.А. Тімірязєв підкреслив, що, засвоюючи вуглець, рослина засвоює і сонячне світло, переводячи його енергію в енергію органічних речовин