Содержание
Фотосинтез является одним из самых замечательных биохимических процессов на Земле и позволяет растениям использовать солнечный свет для приготовления пищи из воды и углекислого газа. Простые эксперименты, проведенные учеными, показывают, что скорость фотосинтеза критически зависит от таких переменных, как температура, pH и интенсивность света. Скорость фотосинтеза обычно измеряется косвенно путем определения количества углекислого газа, выделяемого растениями.
Как работает фотосинтез
Фотосинтез определяет процесс, при котором растения и некоторые бактерии производят глюкозу. Ученые суммируют процесс следующим образом: используя солнечный свет, углекислый газ + вода = глюкоза + кислород. Процесс происходит в специальных структурах, называемых хлоропластами, расположенными в клетках листьев. Оптимальные скорости фотосинтеза приводят к удалению большего количества углекислого газа из местной атмосферы, производя большие количества глюкозы. Поскольку уровни глюкозы в растениях трудно измерить, ученые используют количество ассимиляции углекислого газа или его высвобождение в качестве средства для измерения скорости фотосинтеза. Например, ночью или когда условия не идеальны, растения выделяют углекислый газ. Максимальные скорости фотосинтеза варьируются между видами растений, но такие культуры, как кукуруза, могут достигать скорости усвоения углекислого газа до 0,075 унции на кубический фут в час или до 100 миллиграммов на дециметр в час. Для достижения оптимального роста некоторых растений фермеры хранят их в теплицах, которые регулируют такие условия, как влажность и температура. Существует три температурных режима, в которых изменяется скорость фотосинтеза.
Низкая температура
Ферменты - это белковые молекулы, используемые живыми организмами для проведения биохимических реакций. Белки складываются в очень специфическую форму, и это позволяет им эффективно связываться с интересующими молекулами. При низких температурах от 32 до 50 градусов по Фаренгейту - от 0 до 10 градусов по Цельсию - ферменты, которые осуществляют фотосинтез, не работают эффективно, и это снижает скорость фотосинтеза. Это приводит к снижению производства глюкозы и приведет к задержке роста. Для растений внутри теплицы установка теплицы и термостата предотвращает это.
Средние температуры
При средних температурах, от 50 до 68 градусов по Фаренгейту, или от 10 до 20 градусов по Цельсию, фотосинтетические ферменты работают на своих оптимальных уровнях, поэтому скорость фотосинтеза достаточно высока. В зависимости от конкретного растения, установите термостат для теплицы на температуру в этом диапазоне для достижения наилучших результатов. При этих оптимальных температурах ограничивающим фактором становится диффузия углекислого газа в листья.
Высокие температуры
При температуре выше 68 градусов по Фаренгейту или 20 градусов по Цельсию, скорость фотосинтеза уменьшается, потому что ферменты не работают так эффективно при этой температуре. И это несмотря на увеличение диффузии углекислого газа в листья. При температуре выше 104 градусов по Фаренгейту - 40 градусов по Цельсию - ферменты, которые осуществляют фотосинтез, теряют свою форму и функциональность, и скорость фотосинтеза быстро снижается. График скорости фотосинтеза в зависимости от температуры представляет собой искривленный вид с максимальной скоростью, близкой к комнатной температуре. Теплица или сад, который обеспечивает оптимальный свет и воду, но становится слишком жарким, производит менее энергично.