Eficacitatea - fotosinteza
Eficacitatea fotosintezei din punctul de vedere al producției de biomasă poate fi estimată prin ponderea radiației solare totale care se află într-o anumită zonă pentru o anumită perioadă de timp, stocată în materie organică a culturii. [1]
Această discrepanță aparentă între eficiența fotosinteză și spectrele de absorbție a formelor agregate de clorofilă, datorită faptului că modelul spectroscopică nu corespunde distribuția efectivă a puterii între particule absorbante. Migrarea energiei duce la redistribuirea acesteia. Sistemul energetic scara Existența benzii de absorbție longwave de clorofilă, carotenoide, phycobilins, în special în agregatele de clorofilă creează fluxul de energie cu forma scurtă pentru absorbția neglijabilă cu formă de bandă largă de lungime de undă. Formele de undă scurtă a funcției de clorofil cum ar fi colectarea luminii și transferul de energie, formele cu lungimi de undă ale funcției acceptoare, formele intermediare posedă proprietăți donatoare și acceptoare. În general, luând în considerare toți pigmenții, până la 80% din energia absorbită migrează spre formele terminale de clorofilă cu valuri lungi. [2]
El a găsit o deosebit de puternică a eficienței probelor de fotosinteză (randament ridicat raport / absorbanta) pe o lumină verde pentru 10 specii de alge roșii și a concluzionat că pigment fikobilinovy roșu are nu mai puțin, dacă nu este mai activ decât clorofila verde. [3]
În lumina naturală luminată, eficiența fotosintezei în chlorella poate ajunge la 8% și, prin urmare, este examinată ca o posibilă sursă de hrană și oxigen pentru zborurile spațiale cu rază lungă de acțiune, așa cum este descris în I. [4]
Luați în considerare de ce este mai convenabil să exprimați eficiența fotosintezei printr-un randament cuantic sau printr-un flux cuantic. Acest mod de exprimare se bazează pe legea echivalentelor fotochimice ale lui Einstein: într-o reacție fotochimică, un foton interacționează cu o moleculă. Această lege este, fără îndoială, aplicabilă transformărilor primare în centrele interesante. Cu toate acestea, nu toate tranzițiile electronice primare duc la formarea produselor finale de fotosinteză, iar acestea din urmă sunt probabil foarte diferite de produsele primare. [5]
Ca rezultat al proceselor oxidative și fotorespirației în plantele Cs, eficiența fotosintezei scade cu 15-50%, în funcție de tipul de plante și de condițiile înconjurătoare. Aceste modificări sunt cauzate de mai mulți factori: 1) pierderea substratului de carboxilare; 2) pierderea de carbon din ciclul VFT; 3) pierderea de CO2 de către instalație; 4) o scădere a gradientului de difuzie care promovează difuzia în instalație. [6]
Din cele mai vechi timpuri, omul a încercat să sporească eficiența fotosintezei prin toate mijloacele posibile. [7]
Din cele de mai sus rezultă că compoziția spectrală a radiației surselor de lumină este diferită, ca urmare a faptului că eficiența fotosintezei depinde într-o mare măsură de spectrul de emisie. [8]
În cazul în care fotosinteza include două sisteme fotochimice, dintre care una produce materiale pentru altul, eficiența fotosintezei depinde de acțiunea ambelor sisteme. Aceasta - simplă interpretare deschisă Emerson se încadrează fotosinteză în lumină roșie, când în plantele verzi și alge lumină roșie distal (680 nm) este mai puțin eficientă decât la lungimi de undă mai scurte, deși o astfel de lumină este absorbită de clorofila. [9]
Ultimul a subliniat că principiul de bază al fotochimie, cunoscut sub numele de legea lui Herschel (numai lumină absorbită produce o acțiune fotochimic), impune ca eficiența maximă spectrală a fotosintezei a coincis cu un maxim de absorbție de pigment sensibilizant. Eroarea lui Draper, Sax și Pfeffer Timiryazev a explicat prin faptul că au folosit spectral nu o lumină pură. Timiryazev însuși bucurat lumina, izolat cu ajutorul unui monocromator cu o fantă îngustă și pentru a compensa intensitate scăzută a luminii, aplicate metode microanalitice. Engelman a crezut că această eroare ar putea fi rezultatul de a lucra cu frunze groase sau thalli, absorbind aproape complet lumina chiar si la minimul dintre benzile de absorbție de clorofilă. A lucrat cu obiecte de plante microscopice, folosind bacterii mobile pentru detectarea și determinarea oxigenului. [10]
Producția primară inegală de plante de pe planetă depinde în principal de factorii (a) - (e) și de relativ puține diferențe interspecifice genetic inerente în eficiența fotosintezei. [11]
Scara fotosintezei este enormă - 40 de miliarde de tone de carbon sunt asociate pe Pământ pe parcursul anului, aproximativ pe apă și pe uscat; în același timp, se eliberează o cantitate corespunzătoare de oxigen. Această eficiență a fotosintezei este determinată ținând cont de consumul de compuși organici și oxigen prin organismele fotosintetice în timpul respirației. [12]
Cu toate acestea, nu numai reducerea intensității oricărui factor, dar și depășirea limitelor admise poate avea un efect limitator asupra organismelor. De exemplu, eficacitatea fotosintezei. după cum se știe, este determinată de cantitatea de lumină care intră pe suprafața frunzei verzi. Excesul de umbrire poate duce la suprimarea activității vitale a plantei și chiar la moartea sa. Acest lucru contribuie la apariția speciilor de plante tolerante la umbre. Totuși, dacă fluxul de lumină este mărit, de exemplu, pentru a obține un randament mai mare de plante tolerante la umbre, eficacitatea fotosintezei scade cu ele. Limitele optime ale mărimii fluxului luminos sunt practic toate plantele. [13]
În zonele cele mai umede ale biosferei, cum ar fi pădurile tropicale, evaporarea completă are loc prin transpirație, care consumă până la 90% din puterea radiației solare. Aceasta conduce la eficacitatea fotosintezei în aceste zone, aproape de maximul observat. [14]
În viitor, se speră că această eficiență va fi îmbunătățită artificial. Cu toate acestea, la 1%, eficiența fotosintezei depășește acum de sute de ori întreaga cantitate de energie produsă de om și este baza existenței vieții pe Pământ. [15]
Pagini: 1 2 3
Distribuiți acest link:
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: