Фотосинтез. Декоративное садоводство. - Растения Подмосковья.

Поиск
Перейти к контенту

Главное меню:

Фотосинтез. Декоративное садоводство.

Фотосинтез - единственный источник органического вещества на Земле.

Этот процесс, учитывая его абсолютную значимость, уже неплохо изучен. Его можно разделить на две фазы - световую (энергетическую) и темновую (синтетическую). Во время световой фазы происходит запасание энергии света в виде АТФ (аденозинтрифосфата) и восстановителей, а также фотолиз воды - распад ее под действием энергии света на атомы водорода, которые в дальнейшем используются при синтетических процессах, и газообразного кислорода. Во время темновой фазы углекислота воздуха превращается в сахар. Весь процесс фотосинтеза происходит в специальных органеллах клетки - хлоропластах.


Стимуляция световой фазы фотосинтеза, управление ею, влияние на нее - все это сегодня практически невозможно. Участие человека сводится к заботе о том, чтобы растение было нормально освещено, имело все необходимые для жизни минеральные вещества и воду. Хотя очень хотелось бы научиться активно управлять этими процессами, ведь фотолиз воды - практически неисчерпаемый источник абсолютно безвредного горючего - водорода.


Темновая, синтетическая фаза, строго говоря, тоже не нуждается в регуляции извне, за единственным и очень важным исключением.


Ключевой фермент, который, собственно, и присоединяет молекулу углекислоты к пятиуглеродному соединению - рибулозо-1,5-дифосфату (название фермента, соответственно, рибулозодифосфаткарбоксилаза, или РДФК), мягко говоря, не отличается высокой работоспособностью и специфичностью. Этот фермент, по-видимому, самый распространенный белок на нашей планете. Именно он сдерживает производительность фотосинтеза. И хотя молекулярные биологи давно работают над повышением активности и специфичности этого фермента, реальных успехов на сегодняшний день нет.


Главная причина недостаточной активности РДФК связана с тем, что при низкой концентрации углекислоты в воздухе этот фермент присоединяет к рибулозе не С02, а кислород. Естественно, в этом случае происходит не процесс синтеза, а процесс распада, так называемое фотодыхание. Потери от фотодыхания составляют не менее 1 / 5 массы растения.


Снижение потерь от фотодыхания напрямую связано с повышением содержания углекислого газа в воздухе. При оптимальных для фотосинтеза внешних условиях концентрация С02 в воздухе в плотных посадках падает в тысячи раз. Соответственно, задача состоит в том, чтобы повысить этот показатель, что давно и эффективно достигается с помощью органических удобрений. Именно органическое вещество, разлагаясь в почве, выделяет необходимый растениям углекислый газ. Именно этим, а не только элементами минерального питания объясняется высокая эффективность навоза и других, богатых органическим веществом удобрений.


Некоторые растения приспособились накапливать углекислоту в виде промежуточных соединений для дальнейшего использования в оптимальное для фотосинтеза время. Это растения, живущие в засушливых тропиках (сахарный тростник, кукуруза, сорго, амарант, лебеда и т.д.) - так называемые С4-растения, а также растения пустынь - толстянковые.


После того как сахар синтезирован, возникает следующая проблема. Накопление в клетке такого легкорастворимого вещества резко повышает осмотическое давление, а если концентрация растворимых веществ превысит 18-20% - летальный исход неизбежен. Чтобы не допустить этого, большая часть синтезированных сахаров быстро, непосредственно в хлоропласте, переводится в малорастворимую форму -из них образуется так называемый фотосинтетический крахмал. Потом, ночью, этот крахмал будет гидролизован, то есть превращен обратно в сахара и отправлен к другим органам растения.


Регуляция фотосинтеза, строго говоря, возможна только опосредованная, через активацию синтезе

 
 
Назад к содержимому | Назад к главному меню