Для осуществления процесса фотосинтеза необходимо сочетание нескольких ключевых факторов. Если хотя бы один из них отсутствует или находится в дефиците, интенсивность процесса снижается или он прекращается вовсе. 1. Наличие хлорофилла Фотосинтез протекает в специализированных органоидах клетки — хлоропластах. Основную роль играет пигмент хлорофилл, который способен поглощать кванты света и преобразовывать энергию излучения в энергию химических связей. Без этого пигмента преобразование солнечной энергии в органические вещества невозможно. 2. Световая энергия Свет является первичным источником энергии для фотосинтеза.
- Наиболее эффективно поглощаются лучи в сине-фиолетовой и красной частях спектра.
- Световая фаза фотосинтеза напрямую зависит от интенсивности освещения: при его отсутствии не происходит фотолиз воды и не синтезируется АТФ.
3. Углекислый газ ( ) Углекислый газ является источником углерода, из которого в темновой фазе фотосинтеза (цикл Кальвина) строятся молекулы глюкозы.
- Газ поступает в листья преимущественно через устьица.
- Низкая концентрация в атмосфере часто является лимитирующим фактором, ограничивающим скорость роста растения.
4. Вода ( ) Вода выполняет роль донора электронов. В ходе световой фазы происходит процесс фотолиза (расщепления воды под действием света), в результате которого:
- Выделяются протоны ( ) для создания градиента энергии. Выделяется свободный кислород ( ) как побочный продукт. Поставляются электроны для восстановления хлорофилла.
5. Температурный режим Фотосинтез — это совокупность ферментативных реакций. Большинство ферментов (например, Рибиско) стабильны и активны только в определенном диапазоне температур:
- Оптимальная температура для большинства растений составляет +20... .
- При слишком низких температурах скорость реакций падает, а при слишком высоких (выше ) происходит денатурация белков-ферментов, и процесс останавливается.
6. Минеральные вещества Для синтеза ферментов и самого хлорофилла растению необходимы микро- и макроэлементы.
- Магний ( ): входит в состав молекулы хлорофилла.
- Железо ( ) и Азот ( ): необходимы для биосинтеза пигментов и ферментативных комплексов.
Я могу составить для вас таблицу, сравнивающую световую и темновую фазы фотосинтеза, чтобы наглядно показать, на каком этапе задействован каждый из этих факторов. Хотите, чтобы я это сделал?