Фотосинтезді шектеуші факторлар. Биология, 11 сынып, дидактикалық материал.

9.5.1. Шектеуші факторлар жайлы ұғым

 Теория жүзінде фотосинтез жылдамдығы, кез келген көпкезеңді биохимиялық үдерістер жылдамдығы секілді ең баяу реакцияның жылдамдығы арқылы шектелуі керек. Мәселен, фотосинтездің қараңғы реакциясы үшін, НАДФ·Н₂ және АТФ қажет, сондықтан да олар жарық реакциясына тәуелді болады. Жарықтандыру әлсіз болған жағдайда, осы заттардың түзілу жылдамдығы, қараңғы реакциялардың максималды жылдамдығын қамтамасыз ету үшін тым жеткіліксіз болғандықтан да, жарық шектеуші фактор болып табылады. Шектеуші факторлар принципін былайша тұжырымдауға болады: бірмезетте бірнеше факторлардың әсер етуінен химиялық үдерістің жылдамдығы осы факторлардың ең төменгі деңгейге жуығымен шектеледі: дәл осы фактордың өзгеруі берілген үдеріске тікелей әсер етеді. Бұл принципті алғаш рет в 1905 ж. Блэкмен орнатқан еді. Одан бері бірнеше мәрте түрлі факторлардың, мәселен СО₂  концентрациясының, жарықтандырудың өзара әрекеттесіп және бірлесіп үдерісті шектей алатындығы, дегенмен де көп жағдайда олардың біреуі басымдылық жасайтындығы көрсетілген болатын. Осындай факторлардың бірі – жарықтандыру қарқындылығы көрсетілген Сурет 9.21 қарастырыңыз –және төменде қойылған сұрақтарға жауап беріп көріңіз.

Сурет. 9.21. Жарықтандыру қарқындылығының фотосинтезге әсері

9.23. а) Сурет 9.21 қисықтағы А үлескісінде шектеуші фактор не болып

табылады?

  ә) Осы қисықтағы Б және В үлескілері нені бейнелейді?

  б) нүкте Г нені білдіреді?

  в) нүкте Д нені білдіреді?

 Сурет 9.22 түрлі температураларда және СО₂ түрлі концентрацияларында жүргізілген төрт эксперименттің нәтижелері көрсетілген.

Сурет. 9.22. Түрлі факторлардың фотосинтез жылдамдығына әсері.

Тәжірибе 1. 25°С, атмосферадағы СО₂ қалыпты концентрациясы  (0,04%).

Тәжірибе 2. 15°С, атмосферадағы СО₂ қалыпты концентрациясы  (0,04%).

Тәжірибе 3. 25°С, СО₂ концентрациясы салыстырмалы жоғары(мәселен, 0,4%).

Тәжірибе 4. 15°С, СО₂ концентрациясы салыстырмалы жоғары

 9.24. Сурет 9.22 қисықта көрсетілген нүктелер X, Y и Z , нені білдіреді?

 Сурет 9.22 қисықтардан 1-4, көріп отырғанымыздай, жарықтандыру шектеуші фактор болуын тоқтатқанда, шектеуші факторлардың орнын температура да, СО₂ концентрациясы да басады. Фотосинтездің қараңғы реакциялары, ферменттермен бақыланатын барлық реакциялар секілді, температураның өзгерісіне сезімтал болады; егер жарық шектеуші фактор болмаса, температураның 15 тен 25°С дейін көтерілуі фотосинтездің жылдамдығын арттырады (қисық 2 және 1 немесе 4 және 3 салыстырыңыз). Осындай фактор ретінде қараңғы реакциялары үшін СО₂ концентрациясы да болуы мүмкін. Мәселен, тәжірибе 2 де үдеріс температурамен де, және көміртегінің қос тотығының концентрациясымен де шектеледі, сондықтан кез келген осы екі факторлардың біреуінің мөлшерінің көбеюі фотосинтез жылдамдығын арттырады.